一种高效降噪的高铁声屏障制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高速铁路用金属声屏障，特征在于在声屏障中起主要降噪作用的金属复合消声插板的空腔中，使用带有气凝胶复合层的吸声体。通过在吸声体上导入二氧化硅气凝胶材料，利用气凝胶大的比表面积与高孔洞率特性，提高声屏障整体降噪效果。（附图1为声屏障主要安装结构示意图）。本实用新型专利技术同时提出了一种应用于该结构的采用低成本高效率的二氧化硅气凝胶粉末的表面喷涂黏结的实施方式，在不改变原有产品安装外形构架的基础上，形成降低声能量透射、有效改善吸收高频振动的降噪结构。

A high efficiency noise reduction high iron barrier

The utility model relates to a metal sound barrier for high speed railway, which is characterized by a sound absorption body with a composite layer of aerogel in the cavity of a metal compound anechoic plate which plays the main role of noise reduction in the sound barrier. By introducing silica aerogel onto the absorber, the overall noise reduction effect of the noise barrier can be enhanced by using the specific surface area and high void ratio of aerogels. (Fig. 1 is a schematic diagram of the main installation structure of the sound barrier). The utility model also presents an implementation method for surface spraying and adhesion of silicon dioxide aerogel powder with low cost and high efficiency applied to the structure, and on the basis of changing the original structure of the original product, it forms a noise reduction structure that reduces the transmission of sound energy and effectively improves the absorption of high frequency vibration.

【技术实现步骤摘要】
一种高效降噪的高铁声屏障
本技术属于高速铁路基础建设配套技术和环保

技术介绍
我国高速铁路事业发展迅猛，随着关键技术的不断突破，对声屏障等各项基础建设的配套技术也不断提出新的挑战，对于声污染的环境保护要求，也在不断提高。高速铁路的主要噪声主要是轮轨噪声、电磁噪声和空气动力噪声。当速度超过250km/h，空气动力噪声上升为最主要的噪声因素，且有随速度提升而增大的趋势。
技术实现思路
现有技术中，高速铁路金属声屏障产品在结构上还是比较成熟的，主要包含槽型立柱、金属复合消声插板、固定连接辅件等，其中金属复合消声插板是降噪主体，在金属复合消声插板的各金属薄板所围成的空腔中，填充以岩棉和玻璃丝绵等吸声棉，起核心的吸声作用。音波在透过金属孔板后，进入充满空气的蓬松纤维吸声体，沿着纤维传递，声音传导路径被大大延长，随着吸声体内空气的振动大量转化为热能而削弱。目前普遍采用的岩棉和玻璃丝绵等吸声体材料，最容易失效的方式是吸水时失去纤维间空气，并形成板结。而高铁声屏障使用在各种自然环境风、雨、尘的气候条件下，水分会不可避免的通过金属孔板进入到空腔，从而对空腔内的吸声体产生影响，最终减少吸声体的吸声效果而缩短使用寿命。目前通过封闭等方法对吸声体进行处理，并不能很好地解决该问题。而且对不同频率的声波，不同材料的隔音与吸音效果是不同的，目前普遍采用的吸声体材料，由于孔隙的细微度较低，对中低频噪声效果较好，而对高频部分，效果偏弱。本技术所要解决的技术问题是针对现有上述技术中的缺陷，采用低成本高效率的二氧化硅粉末表面喷涂黏结方式，在不改变原有产品安装外形构架的基础上，形成降低声能量透射、有效改善吸收高频振动的降噪结构。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本技术涉及一种高速铁路用金属声屏障，特征在于在声屏障中起主要降噪作用的金属复合板空腔中，使用带有气凝胶复合层的吸声体，依次为在(1)槽型立柱、(2)金属复合消声插板、(3)上盖板、(4)金属孔板、(5)金属背板、(6)气凝胶喷涂层、(7)吸声棉层、(8)中间垫板、(9)耦合板，两侧所围成的金属构件空腔中，添加带有气凝胶复合层的吸声体(见附图1、2)。通过在吸声体上导入二氧化硅气凝胶材料，利用气凝胶大的比表面积与高孔洞率特性，提高声屏障整体降噪效果。本技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本技术所采用的技术方案，是将二氧化硅气凝胶这种纳米级材料在原有吸声材料基础上加以复合。根据质量定律原则，材料的单位密集面密度越大，吸声量就越大，吸声面密度与吸声量成正比关系，又根据微穿孔理论，微孔越小越密，吸声效果越好。气凝胶具有的大的比表面积与高孔洞率特性，本身单位质量极轻，空隙率又极高，为超级吸声材料。同时，其纳米级的孔隙对于高频率的声频也有明显的吸收效果，从而弥补目前现行方案所存在的高频吸声能力弱的问题，能够进一步提高声屏障的综合降噪能力。其次，气凝胶的纳米微孔具有疏水性，形成复合材料后，能够使吸音体具有疏水性，防止环境水分透过金属孔板后渗入吸声体，从而达到延长使用寿命的效果。并减低对金属孔板的防渗水的开孔度设计约束，如将圆孔改为长孔或百叶孔，从而在经济性和美观设计上更加灵活。在具体的实施方案方面，鉴于常用于高温隔热的气凝胶毡的造价成本较高，结合本专利技术使用的自然环境工况，选择采用依附现有吸声体直接进行表面喷涂的方法，形成适用于高铁声屏障使用工况的低成本方案结构。附图说明图1、2为本技术一种高效降噪的高铁声屏障的结构示意图；其中，各附图标记为：1-槽型立柱，2-金属复合消声插板，3-上盖板，4-金属孔板，5-金属背板，6-气凝胶喷涂层，7-吸声棉层，8-中间垫板，9-耦合板。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，本技术实施例提供了一种高效降噪的高铁声屏障，包括(1)为槽型立柱，起连接地基生根支撑作用；(2)为金属复合消声插板(以下简称“插板”)，插入槽型立柱的槽中，起消声作用，并承受高铁风压冲击，同时将载荷传递至槽型立柱承受；(3)为插板的上部(下部同理)遮盖板，与直接承受高铁风压面并起到消声作用的金属孔板(4)、背向风压面的金属背板(5)，共同围成空腔，空腔内安装无机棉吸声体(7)；吸声体表面有喷涂二氧化硅气凝胶层(6)；通过耦合板(9)、连接件(10)以及其他诸如压紧胶皮、螺钉等配件，组装成为完整的金属声屏障隔声吸声结构。鉴于高铁使用声屏障的订单货量大工期紧的状况，气凝胶喷涂采用先获取吸声体定尺基材再喷涂的方案，即依据声屏障空腔尺寸定制吸声体规格，对吸声体进行喷涂气凝胶后，快速晾干再安装。喷涂气凝胶采用疏水型二氧化硅气凝胶粉末，对粉末的颗粒尺寸无严格要求，优选平均100μm左右晶粒为主。先准备通用的短切纤维如玻璃丝绵，与改性E51环氧树脂胶黏剂微胶囊固化剂、甘油醚稀释剂等按一定比例进行高速离心搅拌均匀分散混合，制得可喷涂载体纤维粉环氧胶黏剂。使用专用双路喷涂设备将可喷涂载体纤维粉环氧胶黏剂与二氧化硅气凝胶粉由双路分别同时高速喷出，由喷头喷出时，在端口接着，根据基体表面的形状不同，调整到一定压力，均匀喷涂在基体表面，复合形成新的吸声层。载体短切纤维通过胶黏附着在基体材料表面，而气凝胶则均匀分布附着在载体纤维上，粘接强度高，工艺性好，耐水、耐候。喷涂可在吸声体单面、双面以及两侧进行，考虑到费效比，优选方案为在朝向金属孔板面进行单面喷涂的结构(如附图2结构)。考虑到吸声效果和材料成本的综合费效比，喷涂气凝胶粉的厚度设为0.05-0.2mm为优选。以上对本技术的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本技术并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本技术的范畴之中。因此，在不脱离本技术的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本技术的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效降噪的高铁声屏障结构，其特征在于，所述高效降噪的高铁声屏障包括槽型立柱、金属复合消声插板、和耦合板；所述的金属复合消声插板插入所述槽型立柱的槽中；所述金属复合消声插板的上部设置有遮盖板，所述金属复合消声插板的迎风面设置有金属孔板，所述金属复合消声插板的背风面设置有金属背板，所述的上部遮盖板、金属孔板、金属背板共同围成空腔，所述空腔内安装无机棉吸声体；在所述吸声体表面有喷涂二氧化硅气凝胶粉，喷涂的二氧化硅气凝胶粉在所述吸声体表面形成二氧化硅气凝胶层。

【技术特征摘要】
1.一种高效降噪的高铁声屏障结构，其特征在于，所述高效降噪的高铁声屏障包括槽型立柱、金属复合消声插板、和耦合板；所述的金属复合消声插板插入所述槽型立柱的槽中；所述金属复合消声插板的上部设置有遮盖板，所述金属复合消声插板的迎风面设置有金属孔板，所述金属复合消声插板的背风面设置有金属背板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，姚嫣妍，苑亚召，
申请(专利权)人：西申上海新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31