專利名稱：非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套的制作方法
非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明針對目前采礦、煉鋼工業(yè)中球磨機(jī)噪聲治理中存在的問題，應(yīng)用非阻塞性 微顆粒阻尼減振技術(shù)和隔聲理論發(fā)明設(shè)計(jì)了非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套。本發(fā)明是通過削 弱球磨機(jī)筒體共振峰值，降低振動能量，從而達(dá)到大大減少噪聲源發(fā)出的噪聲的目的。非阻 塞性微顆粒阻尼隔聲套不僅能隔除高頻噪聲，而且對低頻噪聲也能很好的隔除，有很強(qiáng)的 實(shí)用性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，屬于噪聲控制研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在采礦、煉鋼工業(yè)中，球磨機(jī)作為一個粉碎機(jī)械，其噪聲主要由筒體內(nèi)鋼球，礦石 物料與襯板之間的相互撞擊和研磨產(chǎn)生的，并由筒體表面向外輻射噪聲，具體見球磨機(jī)工 作原理圖1。目前，球磨機(jī)噪聲治理通常采用隔聲罩、隔聲屏等技術(shù)，這些措施對中、高頻聲 源的治理效果較好，但對于以低頻噪聲為主的球磨機(jī)而言隔聲作用不大。而球磨機(jī)惡劣的 工作環(huán)境嚴(yán)重地影響工作人員的健康(具體見球磨機(jī)筒體噪聲測試曲線圖2)，所以迫切需 要解決其降噪問題。
非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)是傳統(tǒng)的顆粒阻尼、沖擊阻尼技術(shù)與現(xiàn)代振動理論、材 料科學(xué)相結(jié)合而發(fā)展起來的一項(xiàng)無源振動控制新技術(shù)。該技術(shù)結(jié)構(gòu)具有減振降噪效果好、 耐惡劣環(huán)境、抗老化等一系列優(yōu)點(diǎn)，已被國外用在航空、航天等領(lǐng)域。本發(fā)明針對球磨機(jī)噪 聲特點(diǎn)，應(yīng)用非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)和隔聲理論設(shè)計(jì)出非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，通 過弱削球磨機(jī)筒體共振峰值來降低其振動噪聲的輻射能量。由于該發(fā)明具有阻尼減振的特 性，從根源上對噪聲進(jìn)行治理(振動是噪聲的根源)，突破了以往隔聲降噪設(shè)備的局陷，具 有可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明原理非阻塞性微顆粒阻尼是20世紀(jì)九十年代末提出的一種新的抗惡劣環(huán) 境阻尼技術(shù)。通過在結(jié)構(gòu)體中填充非阻塞性微顆粒，當(dāng)微顆粒在結(jié)構(gòu)振動時對其產(chǎn)生反沖 擊作用，可減小結(jié)構(gòu)體的振動；同時微顆粒在運(yùn)動中會產(chǎn)生干摩擦，或與振動著的器壁之間 發(fā)生動量轉(zhuǎn)換，以及發(fā)熱、粘滯剪切變形等，都有吸收或耗散振動能量的作用，其原理可用 搖晃裝有一定體積比例的鎢微顆粒瓶子來說明，具體原理如圖3所示，與搖晃空瓶相比，有 很大阻力，需要更大的能量。經(jīng)測試表明在梁的孔洞中以90%的填充率填充鎢微顆粒，可 使梁的一階固有頻率處振幅降低60倍以上，梁的阻尼比由原來的0. 000148增加到0. 109， 提高了接近三個數(shù)量級，而填充的鎢粉只占梁重的5%左右，足見非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù) 的有效性。
非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套就是應(yīng)用非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)發(fā)明設(shè)計(jì)的隔聲 裝置，本發(fā)明的具體內(nèi)容用隔聲鋼板把球磨機(jī)的筒體包裹起來，形成一個隔聲套，在該套 與球磨機(jī)筒體間的空隙(空隙一般在30-100mm)處填充一定體積比例和粒度的微顆粒體 (直徑< 5mm)。為了防止非阻塞性微顆粒的泄漏，在周向和軸向筋板與球磨機(jī)筒體和隔聲鋼板的連接處都加了橡膠墊，既阻斷了固體傳聲，又防止了微顆粒的泄漏。同時，隨著筒體 的轉(zhuǎn)動，隔聲套也跟著轉(zhuǎn)動，這樣球磨機(jī)筒體周圍始終有微顆粒包圍，其運(yùn)動與結(jié)構(gòu)振動的 加速度方向相反，有阻礙振動的作用，且微顆粒之間不斷撞擊和摩擦，消耗掉筒體因振動而 輻射的噪聲能，從而達(dá)到從根本上減少其噪聲輻射的目的，具體結(jié)構(gòu)見圖4。該非阻塞性微 顆粒阻尼隔聲套能很好地抑制筒體振動產(chǎn)生的噪聲，尤其是低頻結(jié)構(gòu)的噪聲。由于其實(shí)用 性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣泛。


圖1球磨機(jī)工作原理；
圖2球磨機(jī)筒體噪聲測試曲線；
圖3非阻塞性微顆粒阻尼原理示意圖4非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
基于隔聲理論，結(jié)合球磨機(jī)筒體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過減少結(jié)構(gòu)的振動能量來降低結(jié) 構(gòu)的噪聲輻射，設(shè)計(jì)出非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套。本發(fā)明主要分兩部分，一是隔聲套的結(jié) 構(gòu)，二是在球磨機(jī)筒體與隔聲套之間填充的非阻塞性微顆粒。通過選擇合適的幾何結(jié)構(gòu)、制 作材料和填充微顆粒等措施可以進(jìn)一步改善整個結(jié)構(gòu)的隔聲性能，達(dá)到對各種頻段的噪聲 都有很好隔聲的效果。
1.非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套設(shè)計(jì)
本發(fā)明設(shè)計(jì)的隔聲套，要求基于球磨機(jī)筒體的結(jié)構(gòu)形狀，保證球磨機(jī)筒體與隔聲 套之間的空隙一般在30 100mm，隔聲套要根據(jù)球磨機(jī)筒體的長短和圓周的尺寸分成幾 份，周向與軸向的每段長度不能超過2米，阻尼鋼板的厚度一般為3 6mm。這些阻尼鋼板 的固定是通過周向和軸向筋板來實(shí)現(xiàn)的，為了防止固體傳聲，在軸向和周向筋板的連接表 面上，加上橡膠墊。為了防止非阻塞性微顆粒的泄漏，在阻尼鋼板的接縫處都加橡膠墊并用 鋼板連結(jié)。為了方便加料，在每段筒體上都開有加微顆粒的料窗，其固定是通過緊頂螺絲來 實(shí)現(xiàn)的。為了增加非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套的阻尼，在隔聲套的外表面上涂一層阻尼涂 料，涂料的厚度在0. 5 5mm內(nèi)選取。這樣就組成一個密閉的殼體，該密閉的殼體結(jié)構(gòu)要能 盡量減少聲音的泄漏，同時要滿足強(qiáng)度和剛度的要求，還必須便于操作、維修和拆裝。非阻 塞性微顆粒阻尼隔聲套的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。
2.非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套的填充物
根據(jù)非阻塞性微顆粒減振阻尼技術(shù)，填充不同種類的顆粒，其減振效果不同，顆粒 的比重越大，效果越好。在非阻塞性微顆粒材質(zhì)的選擇上，它可以是一定粒度的沙粒、鐵粉、 鎢粉等，本發(fā)明選用沙粒作填充物，其粒度一般小于5mm，填充率一般在90 95%，根據(jù)需 要做到既能有效控制振動，降低噪聲，又經(jīng)濟(jì)耐用。權(quán)利要求
1.非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，針對球磨機(jī)噪聲特點(diǎn)，基于非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)， 并結(jié)合隔聲理論，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種對各個頻段噪聲都能有效隔除的隔聲裝置，尤其對低頻 噪聲有很好的隔聲效果。本發(fā)明是在球磨機(jī)筒體上圍一層阻尼鋼板，然后將一定粒度的沙 粒填充到筒體與阻尼鋼板之間，填充率為90 95%。阻尼鋼板是通過軸向和周向筋條固定 的。為了防止固體傳聲，在軸向和周向筋條的連接處作了柔性處理。本非阻塞性微顆粒阻 尼隔聲套和筒體一同轉(zhuǎn)動，能長時間有效減振降噪，應(yīng)用前景十分廣泛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，其特征是創(chuàng)新地將非阻塞性 微顆粒阻尼技術(shù)應(yīng)用于球磨機(jī)噪聲治理問題上，結(jié)合隔聲理論，設(shè)計(jì)了非阻塞性微顆粒阻 尼隔聲套，是低頻結(jié)構(gòu)隔聲領(lǐng)域的一大突破。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，其特征是球磨機(jī)筒體外側(cè)圍 一層鋼板，本發(fā)明選擇的阻尼鋼板范圍為3 6mm，在鋼板的外表面涂上一層阻尼涂料，這 樣對中高頻噪聲也有很好的隔除作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，其特征是為了防止固體傳聲 和微顆粒泄漏，在筒體外圍的隔聲鋼板和筒體的連接設(shè)計(jì)中，對軸向和周向筋條的連接處 都作了柔性處理，加上橡膠阻尼減振墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，其特征是填充的非阻塞性 微顆?？梢允且欢６鹊纳沉！㈣F粉、鎢粉等粉體，直徑一般小于5mm，填充率一般在90 95%，根據(jù)需要做到既能有效控制振動，降低噪聲，又經(jīng)濟(jì)耐用。本發(fā)明經(jīng)過比較采用沙粒 作填充微顆粒，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，有很好的應(yīng)用前景。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到權(quán)利要求5所述的非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，其特征是將非 阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)、隔聲原理、隔聲套的幾何結(jié)構(gòu)以及軸向和周向筋條的柔性連接設(shè) 計(jì)等結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套的功能。既能有效隔除中高頻噪聲，又 能通過非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)降低低頻噪聲，使本發(fā)明對各個頻段噪聲都有良好的隔除 效果。
全文摘要
煉鋼、采礦工業(yè)中，球磨機(jī)的噪聲可達(dá)100dBA以上，嚴(yán)重危害工作人員的身心健康。目前球磨機(jī)噪聲治理的方法，大都采用隔聲罩技術(shù)，但該技術(shù)能部分隔除中、高頻噪聲，對于以低頻噪聲為主的球磨機(jī)而言，治理效果不理想。本發(fā)明是針對球磨機(jī)噪聲特點(diǎn)，采用聲學(xué)理論和非阻塞性微顆粒阻尼技術(shù)，通過非阻塞性微顆粒阻尼削弱球磨機(jī)筒體共振峰值(具體見摘要附圖1)和隔聲套對噪聲的阻斷技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出非阻塞性微顆粒阻尼隔聲套，從根本上對球磨機(jī)的噪聲進(jìn)行治理，突破了以往隔聲降噪設(shè)備的缺陷。研究表明這種阻尼減振降噪技術(shù)制造成本低，有很好的實(shí)用性能，尤其在低頻隔聲領(lǐng)域有很大的突破，有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。
文檔編號G10K11/162GK102029211SQ20091000747
公開日2011年4月27日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者劉志紅, 常園園, 李烜, 梁森 申請人:梁森