一种阶梯式通风声屏障及工作方法与流程

1.本发明涉及降噪装置技术领域，特别涉及一种阶梯式通风声屏障及工作方法。


背景技术：

2.根据国际惯例，环境噪声标准一般是分时段制定的，例如我国的厂界环境噪声排放标准和声环境质量标准就是分为昼间限值和夜间限值，其中夜间限值严于昼间限值。传统的声屏障无法主动调整降噪量，所以在实际工程中通常是按照最严标准限值要求来设计。另一方面，以变压器、电抗器为代表的大型设备，在运行过程中会产生大量热量，并且其产生的热量跟负荷有关。为了确保其温升可控，需保证足够的通风量。声屏障是当前最常用的降噪设施之一。传统的声屏障对设备散热影响较大，且无法及时调整通风效果，所以就限制了声屏障在产热设备上的应用。
3.针对上述问题，已有的实现方案通常是在声屏障上增设通风结构。
4.cn112211123a公开了一种通风型声屏障，包括屏障板、隔声框、第一通风窗和第二通风窗。该申请通过设置第一通风窗和第二通风窗，并使第一通风窗仅能够在隔声框的外侧风下开启，第二通风窗仅能够在隔声框的内侧风下开启，有利于减小通风型声屏障所受的风荷载。
5.cn111893909a公开了一种易维修通风型声屏障，包括复合通风单元板和设置在复合通风单元板顶端的顶端降噪板。活动式降噪板的转轴偏心设置，在横风作用下，会产生偏载，使降噪板绕轴转动，当降噪板的受风面积和重量一定时，降噪板的偏转角度会随着风速的改变而改变，使通风卸载通道会不同程度的开启，实现通风卸载的目的。
6.cn112942973a公开了一种吸隔声屏障，包括主体组件、以及由主体组件支撑设置的通风窗和吸隔声板。通风窗设置于主体组件的底部，由对称的百叶窗结构构成，内部气流通道呈倒v字结构。
7.现有技术中cn112211123a、cn111893909a的通风原理是当声屏障迎面风速较大时，通过风压带动通风窗或者降噪板的活动，开启气流通道，以减小风荷载，声屏障通风功能是被动实现的。如果设置在产热设备附近，一方面设备产生的热量是比较均衡的，很难推动通风窗或者降噪板活动，所以通风功能很难实现的；另一方面声屏障也无法主动调整降噪量。
8.现有技术中cn112942973a的声屏障通风功能是通过通风窗内部的气流通道实现的，其通风量和降噪效果是固定的，无法根据需要实时调整。
9.因此，本领域迫切需要开发可根据不同时段标准限值要求和产热设备通风需求，主动调节通风效果和降噪效果的声屏障。


技术实现要素：

10.本发明解决了相关技术中通风量和降噪量无法实时调整的问题，提出一种阶梯式通风声屏障，根据温度数据，控制器通过电动铰链和转动轴来控制隔声门体和消声百叶的
活动，以调整隔声门组件和消声百叶组件的开闭状态，进而达到调节声屏障通风效果和降噪效果的目的。本发明的另一方面还提供一种阶梯式通风声屏障工作方法，通过控制器调整两个消声百叶组件和两扇隔声门体开闭状态的不同组合，将声屏障通风效果和降噪效果设为7个阶梯模式，可实现声屏障通风效果和降噪效果的阶梯化设置，避免了现有技术中声屏障的通风效果和降噪效果是固定不变的这一缺陷。
11.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种阶梯式通风声屏障，包括隔声门组件、消声百叶组件、吸隔声板、温度传感器、信号处理器、控制器；所述隔声门组件包括隔声门体，所述隔声门体通过电动铰链铰接于门框上；所述消声百叶组件包括消声叶片和消声百叶外框，所述消声叶片通过转动轴安装于消声百叶外框内；所述电动铰链和转动轴均与控制器相连，所述控制器通过信号处理器与温度传感器相连；所述吸隔声板安装于隔声门组件和消声百叶组件上方的框架内。
12.作为优选方案，所述隔声门体有两扇，两所述隔声门体分别通过两个电动铰链铰接于门框上，两所述隔声门体均安装有一个门把手。
13.作为优选方案，所述消声百叶组件有2个，分布于隔声门组件的两侧。
14.作为优选方案，所述框架由纵向的钢立柱与横向的钢横梁围成。
15.作为优选方案，所述吸隔声板包括背板和吸声材料，所述背板采用镀锌钢板，所述吸声材料采用离心玻璃棉并用憎水玻璃丝布包覆制成，或采用微穿孔板。
16.本发明的另一方面，还提供一种阶梯式通风声屏障的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
17.s101：温度传感器采集温度的实时数据；
18.s201：信号处理器分析温度数据，得出其所对应的声屏障阶梯模式，生成指令并发送至控制器；
19.s202：与s201同步的，信号处理器分析时间数据，得出其所对应的声屏障阶梯模式，生成指令并发送至控制器；
20.s301：控制器根据指令控制隔声门组件的电动铰链和消声百叶组件的转动轴的运行状态；
21.s401：隔声门组件的电动铰链带动隔声门体活动从而操控隔声门组件的开闭状态，消声百叶组件的转动轴带动消声叶片活动从而操控消声百叶组件的开闭状态。
22.作为优选方案，所述声屏障阶梯模式包括：
23.阶梯一：两个消声百叶组件关闭，两扇隔声门体关闭；
24.阶梯二：一个消声百叶组件半开启，另一个消声百叶组件关闭，两扇隔声门体关闭；
25.阶梯三：两个消声百叶组件半开启，两扇隔声门组件关闭；
26.阶梯四：一个消声百叶组件全开启，另一个消声百叶组件半开启，两扇隔声门体关闭；
27.阶梯五：两个消声百叶组件全开启，两扇隔声门体关闭；
28.阶梯六：两个消声百叶组件全开启，一扇隔声门体开启，另一扇隔声门体关闭；
29.阶梯七：两个消声百叶组件全开启，两扇隔声门体全开启。
30.作为优选方案，所述消声百叶组件半开启是指消声叶片旋转45
°
度；所述消声百叶
组件全开启是指消声叶片处于水平状态；所述消声百叶组件关闭是指消声叶片达到最大倾斜角的状态。
31.作为优选方案，所述消声百叶组件优先于隔声门组件开启；散热需求高的一侧所对应的一个消声百叶组件和一扇隔声门体优先开启。
32.作为优选方案，在昼间6:00至22:00时段，主动将声屏障设为“阶梯五”模式；在夜间22:00至次日6:00时段，主动将声屏障设为“阶梯一”模式；当处于35℃以上高温条件下且处于昼间6:00至22:00时段时，主动将声屏障设为“阶梯七”模式。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
34.(1)本发明中控制器可根据温度数据利用电动铰链和转动轴来控制隔声门体和消声百叶的活动，以调整隔声门组件和消声百叶组件的开闭状态，进而达到调节声屏障通风效果和降噪效果的目的。所以本发明具有可主动调节声屏障通风效果和降噪效果的优点。
35.(2)本发明通过控制器调整两个消声百叶组件和两扇隔声门体开闭状态的不同组合，将声屏障通风效果和降噪效果设为7个阶梯模式，可实现声屏障通风效果和降噪效果的阶梯化设置，从而避免了现有技术中声屏障的通风效果和降噪效果固定不变这一缺陷。
附图说明
36.图1为本发明整体结构正视图；
37.图2为本发明隔声门组件部分开启状态示意图；
38.图3为本发明消声百叶组件关闭状态侧视图；
39.图4为本发明消声百叶组件部分开启状态侧视图；
40.图5为本发明消声百叶组件全开启状态侧视图；
41.图6为本发明的控制系统图；
42.图7为本发明的工作方法流程图；
43.图8为实施例通风效果和降噪效果仿真分析结果。
44.图中：
45.1、隔声门组件；11、隔声门体；12、门框；13、电动铰链；14、门把手；2、消声百叶组件；21、消声叶片；22、消声百叶外框；23、转动轴；24、气流通道；3、吸隔声板；4、钢立柱；5、钢横梁；6、温度传感器；7、信号处理器；8、控制器。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
48.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
50.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
51.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
52.实施例1
53.如图1至5所示，一种阶梯式通风声屏障，包括隔声门组件1、消声百叶组件2、吸隔声板3、温度传感器6、信号处理器7、控制器8；隔声门组件1包括隔声门体11，隔声门体11通过电动铰链13铰接于门框12上；消声百叶组件2包括消声叶片21和消声百叶外框22，消声叶片21通过转动轴23安装于消声百叶外框22内，电动铰链13和转动轴23均与控制器8相连，控制器8通过信号处理器7与温度传感器6相连；吸隔声板3安装于隔声门组件1和消声百叶组件2上方的框架内。
54.温度传感器6可设于以变压器、电抗器为代表的大型产热设备附近，或者与设备自身的油温传感器合并。温度传感器6将采集的温度数据传送至信号处理器7，信号处理器7用于处理信息数据，并生成指令发送至控制器8，控制器8根据指令控制电动铰链13和转动轴23的运行状态，带动隔声门体11和消声叶片21的活动，以调整隔声门组件1和消声百叶组件2的开闭状态，进而达到主动调节声屏障通风效果和降噪效果的目的。
55.在一个实施例中，隔声门体11有两扇，采用双扇对开式，两隔声门体11分别通过两个电动铰链13铰接于门框12上，单扇隔声门体11所对应的2个电动铰链13同步工作，以控制相应隔声门体11的开启和关闭单扇隔声门体11所对应的2个电动铰链13同步工作，以控制
相应隔声门体11的开启和关闭，两扇隔声门体11之间的开闭工作是独立运行的；为了方便检修过程中的人员进出，在两隔声门体11上均安装有一个门把手14，隔声门体11的开闭也可通过门把手14进行人工操作。
56.在一个实施例中，消声百叶组件2有2个，分布于隔声门组件1的两侧。
57.在一个实施例中，框架由纵向的钢立柱4与横向的钢横梁5围成。
58.此外，隔声门组件1、消声百叶组件2、吸隔声板3是声屏障的各声学组件，钢立柱4和钢横梁5是声屏障的整体构架，声屏障的大小和声学性能可通过不同种类和数量的声学组件以及钢立柱4、钢横梁5拼装组合进行调整。
59.在一个实施例中，吸隔声板3包括背板和吸声材料，背板采用镀锌钢板，吸声材料采用离心玻璃棉并用憎水玻璃丝布包覆制成，或采用微穿孔板。
60.实施例2
61.本发明的另一方面，还提供一种阶梯式通风声屏障的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
62.s101：温度传感器6采集温度的实时数据；
63.s201：信号处理器7分析温度数据，得出其所对应的声屏障阶梯模式，生成指令并发送至控制器8；
64.s202：与s201同步的，信号处理器7分析时间数据，得出其所对应的声屏障阶梯模式，生成指令并发送至控制器8；
65.s301：控制器8根据指令控制隔声门组件1的电动铰链13和消声百叶组件2的转动轴23的运行状态；
66.s401：隔声门组件1的电动铰链13带动隔声门体11活动从而操控隔声门组件1的开闭状态，消声百叶组件2的转动轴23带动消声叶片21活动从而操控消声百叶组件2的开闭状态。
67.在一个实施例中，通过控制器8调整两个消声百叶组件2和两扇隔声门体11开闭状态的不同组合，将声屏障通风效果和降噪效果设为7个阶梯模式，包括：
68.阶梯一：两个消声百叶组件2关闭，两扇隔声门体11关闭；
69.阶梯二：一个消声百叶组件2半开启，另一个消声百叶组件2关闭，两扇隔声门体11关闭；
70.阶梯三：两个消声百叶组件2半开启，两扇隔声门组件1关闭；
71.阶梯四：一个消声百叶组件2全开启，另一个消声百叶组件2半开启，两扇隔声门体11关闭；
72.阶梯五：两个消声百叶组件2全开启，两扇隔声门体11关闭；
73.阶梯六：两个消声百叶组件2全开启，一扇隔声门体11开启，另一扇隔声门体11关闭；
74.阶梯七：两个消声百叶组件2全开启，两扇隔声门体11全开启。
75.在一个实施例中，如图4所示，消声百叶组件2半开启是指消声叶片21旋转45
°
度，消声百叶组件2将留出一定的气流通道24，此时消声百叶组件2可起到一定通风作用；如图5所示，消声百叶组件2全开启是指消声叶片21处于水平状态，通风效果最佳；如图3所示，消声百叶组件2关闭是指消声叶片21达到最大倾斜角的状态，此时消声百叶组件2无法起到通
风作用。
76.在一个实施例中，在实际工程中，在设计阶段就可以根据实际需求输入不同温度数据对应的声屏障阶梯模式。由于两个消声百叶组件2和两扇隔声门体11均有左右之分，在实际应用中应根据产热设备的散热需求确定两个消声百叶组件2和两扇隔声门体11的开启次序，消声百叶组件2优先于隔声门组件1开启；散热需求高的一侧所对应的一个消声百叶组件2和一扇隔声门体11优先开启。
77.在一个实施例中，除了受温度数据的指导外，基于环境噪声标准夜间限值严于昼间限值的特点，信号处理器7根据时间数据发送指令至控制器8来实施。在昼间6:00至22:00时段，主动将声屏障设为“阶梯五”模式；在夜间22:00至次日6:00时段，主动将声屏障设为“阶梯一”模式；当处于35℃以上高温条件下且处于昼间6:00至22:00时段时，主动将声屏障设为|“阶梯七”模式。
78.为了验证本发明的效果，通过软件cadnaa模拟对实施例进行了仿真分析，结果如图8所示。由图8可看出，在本实施例中，通过调整隔声门组件1和消声百叶组件2的开闭状态，声屏障通风效果和降噪效果的7个阶梯差异非常清晰，并且通风效果和降噪效果是呈负相关的，即从阶梯一到阶梯七，声屏障通风效果依次变好，而降噪效果则依次变差。
79.以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。