用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置及降噪方法与流程

本发明属于吸音降噪技术领域，具体涉及一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置及降噪方法。

背景技术：

在水下进行的施工作业、设备高频震动、船舶航行和导弹发射过程均会产生大量的噪音，尤其是海上风电设备安装及运行、石油勘探和实战演练等过程均需要进行降噪，以降低噪音对海洋生物和周围人员健康的危害。

目前常用的水下降噪方法主要包括：(1)在作为噪音主要来源的振动装置上安装具有消音材料的套筒，但是套筒的价格高，而且只适用于施工过程的部分特定装置上，应用范围很小，安装过程有很大的局限性；(2)在噪音来源外围设置隔音装置，降低噪音向外界传播，但是降噪效果不理想；(3)在噪音来源外围设置气泡幕，通过在海床表面布置水体管道系统，空气水泵将空气导入导管，从管道口处上升的气泡形成一个封闭的泡幕帘，由于空气和水的密度差异，气泡帘对噪音传播产生高阻尼损耗和散射，并把噪音带出水面排放到空气中进行降噪，但是气泡幕容易受水流和气流影响，存在效果不稳定的问题。

技术实现要素：

为提升降噪效果、扩大应用范围并解决降噪效果不稳定的问题，本发明公开了一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置及降噪方法。

所述用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合降噪方法，使气泡在两个泡沫板相对的两个多孔表面之间向上运动形成气泡幕，实现气泡幕降噪和泡沫材料降噪的复合。

所述用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置，包括相对分布并连接为一体的两个泡沫板，两个泡沫板相对的两个多孔表面之间预留有用于容纳与水面之上的气体压缩泵连接的管道系统以在噪音产生时允许气泡向上运动形成气泡幕的间隔。

进一步的，管道系统包括与水面之上的气体压缩泵连接的送气管道、与送气管道连通并位于间隔底部的喷气管道，该喷气管道沿长度方向设有供气体喷入水中以形成气泡的喷孔。

进一步的，两个泡沫板构成拼接式墙体。

进一步的，两个泡沫板构成一体式墙体。

进一步的，两个泡沫板的任一个选自于有机泡沫材料板、植物纤维泡沫材料板、金属泡沫材料板、陶瓷泡沫材料板中的一种。

本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置及降噪方法，将两种降噪方法复合，具有以下有益效果：

(1)气泡幕与泡沫材料均具有较好的吸音降噪效果，两者复合后吸音降噪效果能够进一步提升；

(2)借助泡沫板的多孔表面，能够在气泡上升过程通过两者碰撞不断地细化气泡，从而进一步强化气泡幕的吸音降噪效果；

(3)泡沫板能够对气泡幕起到支撑作用，削弱气流、水流对气泡幕的影响，稳定降噪效果；

(4)气泡幕/泡沫板复合装置能够设置在噪音来源外围，适用于各种水下降噪环境，例如水下进行的施工作业、设备高频震动、船舶航行和导弹发射；

(6)气泡幕/泡沫板复合装置能够通过多个泡沫板的拼接或者加工，制造出不同形状的水下吸音降噪装置，满足不同形状噪音源的降噪需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例详细说明。

附图说明

图1是本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置实施例一的示意图；

图2是图1所示实施例去除一侧泡沫板后的示意图；

图3是图1所示实施例的侧向示意图；

图4是图1所示实施例处于降噪状态的示意图；

图5是本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置实施例二的示意图；

图6是图5所示实施例去除外侧泡沫板后的示意图；

图7是图5所示实施例的侧向示意图。

其中，1:方状泡沫板、2:管道系统、2-1:喷气管道、2-2:送气管道、3:气泡幕、4:气体压缩泵、5:连接件、6:水、7:筒状泡沫板。

具体实施方式

本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合降噪方法，使气泡在两个泡沫板相对的两个多孔表面之间向上运动形成气泡幕，实现气泡幕降噪和泡沫板降噪的复合。下述实施例为实现前述复合降噪方法的具体装置。

请参阅图1至图3，为本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置的第一实施例。本实施例包括两个方状泡沫板1、管道系统2，两个方状泡沫板呈相对布置并采用四个连接件5组装为拼接式墙体，同时两个方状泡沫板相对的两个多孔表面之间预留有间隔；管道系统设置于前述间隔中，具体包括沿竖直方向延伸的送气管道2-2、位于间隔底部并沿水平方向延伸的喷气管道2-1，送气管道的上端与位于水面之上的气体压缩泵4连通、下端与喷气管道连通，喷气管道沿长度方向设有多个喷孔，喷孔的最佳位置为：朝向方状泡沫板的多孔表面。

两个方状泡沫板中的任一个选自于有机泡沫材料板、植物纤维泡沫材料板、金属泡沫材料板和陶瓷泡沫材料板中的一种，即两个泡沫板可以选择相同材质、也可以选择不同材质；所述泡沫板的孔径为0.1-2mm、厚度为0.5-50mm；所述连接件为胶接部件、铆接部件、螺钉螺母装配部件中的任一种。

请参阅图4，本实施例适用于各种水下降噪环境，例如针对水下打桩作业，多个拼接式墙体组装后将打桩区域与非打桩区域隔开，具体方式可以是：多个拼接式墙体沿周向组装后通过漂浮块限位于打桩管的外围、或者多个拼接式墙体沿周向组装后通过支撑架连接于打桩管的外壁、或者多个拼接式墙体沿长度方向组装后将打桩管隔离在一侧。在施工之前，启动气体压缩泵，空气流经送气管道、喷气管道后从喷孔喷入水中形成气泡，气泡在两个方状泡沫板之间的间隔中上升形成气泡幕，将具有较好的吸音降噪效果的泡沫材料降噪、气泡幕降噪进行复合，进一步提升降噪效果，并且气泡在上升过程中会与方状泡沫板的多孔表面不断撞击，得到进一步切割、细化，提升气泡幕的降噪效果及整体的降噪效果，同时方状泡沫板对气泡幕能够起到固定支撑作用，稳定气泡幕，削弱气流、水流对气泡幕的影响。

当然在本发明的其他实施例中，可以根据实际需要采用其它形状(例如弧状)的泡沫板替代方状的泡沫板得到其他形式的拼接式墙体。

请参阅图5至图7，为本发明一种用于水下吸音降噪的气泡幕/泡沫板复合装置的第二实施例。本实施例包括两个筒状泡沫板8、管道系统，小直径的筒状泡沫板位于大直径的筒状泡沫板中并通过连接件5组装为一体式墙体，同时两个筒状泡沫板的多孔表面之间预留有环状间隔；管道系统包括沿竖直方向延伸的送气管道、位于环状间隔底部并沿水平方向延伸的喷气管道，送气管道的上端与位于水面之上的气体压缩泵连通、下端穿过两个筒状泡沫板后与喷气管道连通，喷气管道沿其长度方向设有多个喷孔。

为满足筒状噪音源的降噪需求，本实施例将泡沫板的形状设计为筒状，两个筒状泡沫板构成的一体式墙体可单独限位于噪音来源的外围。鉴于前述设计思路，在本发明的其他实施例中，可以根据噪音源的形状将泡沫板设计为球形、弧形、方形、罩形、伞形或者其他异形状，得到其它形式的一体式墙体。

当然在本发明的其他实施例中，可以将实施例二所述的筒状泡沫板旋转90°，在所述环形间隔的底部设置环状的喷气管道，送气管道的下端穿过环状间隔后与喷气管道连通。更进一步的，根据筒状泡沫板的长度，可以在环形间隔内自下而上设置多个环状的喷气管道。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的设计和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。