CN110848116A - 一种空气能热泵用的减振降噪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气能热泵用的减振降噪装置，包括压缩机，安装在压缩机周围的被动减振降噪机构和声学黑洞降噪机构，所述被动减振降噪机构包括一层减振元件、过渡板、二层减振元件、基座、吸音棉，所述基座的四周垂直设置有吸音棉，上部设置有若干二层减振元件，该二层减振元件上安装有过渡板，该过渡板上安装有若干一层减振元件，该一层减振元件自下方连接到压缩机；所述声学黑洞降噪机构围绕压缩机安装在吸音棉上。本发明通过被动减振降噪和声学黑洞减噪相结合，达到能量吸收或减振降噪的目的；进而实现了全频带降噪，弥补利用传统声学黑洞进行减振降噪，低频难以实现的局限性，使减振降噪效果更好。

Description

一种空气能热泵用的减振降噪装置

技术领域

本发明涉及减振降噪装置，尤其涉及一种空气能热泵用的减振降噪装置。

背景技术

空气能热泵是通过介质换热来进行工作的，它的产生使得人们的生活更加的方便，空 气能热泵的功能不仅节省了时间，同时也帮助了使用者更好的进行生活工作，但是传统的 空气能热泵噪声特别大，尤其是压缩机运行时的噪音达到80分贝，给使用者带来不便。

空气、水等声介质中的噪声一方面源于结构中的弹性波传播效应，以及结构弹性波与 周围声介质的相互耦合作用(结构声)，另一方面是由于声场声波的相互作用(空气声)；因此 控制声介质中的噪声要从以上两个方向进行，即对结构中的弹性波行为和空气中声波进行 操控，从而对声空间实现减振降噪；波的操控方法可以分为二类：主动方法和被动方法； 主动方法一般需要外部提供能量，***实现比较复杂，离实用化还有一定的距离，所以目 前工程结构中普遍使用的是被动方法；现有的被动方法多采用阻尼材料，吸声材料对弯曲 波和声波进行衰减，但随着科技、社会的发展，人们对装备的舒适性、可靠性、安全性、 耐久性的需求越来越高，因此，现有的被动方法已经不能满足设计要求；更有必要大力发 展结构减振降噪的新理论、新方法和新技术；声学黑洞概念的提出为实现“人为操控弹性 介质及结构中的波传播”的研究掀起了崭新篇章，也为结构减振降噪的理论和技术突破提 供了新的契机。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种空气能热泵用的减振降噪装置，通过被动减振降噪和声 学黑洞减噪相结合，达到能量吸收或减振降噪的目的。

本发明采用的技术方案如下：一种空气能热泵用的减振降噪装置，包括压缩机，安装 在压缩机周围的被动减振降噪机构和声学黑洞降噪机构，所述被动减振降噪机构包括一层 减振元件、过渡板、二层减振元件、基座、吸音棉，所述基座的四周垂直设置有吸音棉，上部设置有若干二层减振元件，该二层减振元件上安装有过渡板，该过渡板上安装有若干一层减振元件，该一层减振元件自下方连接到压缩机；所述声学黑洞降噪机构围绕压缩机安装在吸音棉上。

本发明的工作原理为：将3个一层减振元件布置在压缩机下部的三个基脚上对压缩机 进行支撑，以减少和消除由压缩机传递到基座的振动力；该一层减振元件为上层隔振器， 还具有压缩和剪切复合的承载方式和良好的抗冲击能力，通过多个上层隔振器将压缩机设 置在过渡板上；过渡板自下方连接到一层减振元件；二层减振元件自下方连接到过渡板， 具体来说，将5个作为二层减振元件的下层隔振器安装在过渡板的下方；基座与地面固定 连接且二层减振元件安装到该基座，由此，形成了用于压缩机隔振的双层隔振结构；在基 座的四周垂直全包围安装有吸音棉，起到吸音的作用，为更好的吸音降噪，在吸音棉的内 壁呈矩阵排列或品字排列或自由排列贴粘有声学黑洞降噪机构；

对于典型的封闭空间，吸音棉的波动能量可以通过连接环转移于声学黑洞降噪机构； 本发明声学黑洞降噪机构是基于固体介质中的传播的弯曲波随着结构厚度按一定幂函数减 小，其相应的相速度和群速度也减小，从而在一定的空间尺度上将宽频带的弯曲波聚集于 结构厚度变薄的区域内，在声学黑洞降噪机构的入口区域，一定频率的波传播速度不变， 波长也不会改变；在声学黑洞区域，波的传播速度随着厚度的幂指数减小而减小，波长减 小，振动幅度增加；通过结合圆环形阻尼垫片消耗大部分弯曲波能量，从而实现高效率能 量吸收或减振降噪的目的；本发明的声学黑洞降噪机构采用的声学结构是外延式的，结构 薄弱波速大小的地方发生在结构的最外端，而外端受结构约束小，变形更容易，声学黑洞 效应更容易发生；另一方面对于低频波动能量，典型的封闭空间的吸音棉低频往往模态密 度非常小，振动辐射噪声主要分布在少数的几个离散频率处，单个声学黑洞降噪机构结合 了赫姆霍兹共振***的特性，多个声学黑洞降噪机构同时使用时可以通过优化设计，进 而同时可实现多个频率的降噪，因此基于以上两个机理的设计可实现全频带降噪。

进一步地，所述一层减振元件为隔振器或减振器，二层减振元件为隔振器或刚性垫块 或减振器，可以根据设计需求，自由选择一、二层减振元件。

进一步地，所述压缩机的底部设置有三耳环扣，一层减振元件设置有3个，分别与三 耳环扣的三个耳螺栓连接；使安装更稳定快捷。

进一步地，所述二层减振元件螺栓安装在过渡板和基座之间，形成了用于压缩机隔振 的双层隔振结构。

进一步地，所述声学黑洞降噪机构为圆盘形结构，所述圆盘形结构的上、下表面之间 的距离从所述圆盘形结构的中轴线向外边缘逐渐减小变化，所述圆盘形结构包括黑洞区域， 所述黑洞区域的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂指数形式变化，所述圆 盘形结构的上表面设置有圆盘凸沿，下表面的内壁设置有连接环，该连接环与共振腔连接， 该共振腔的顶部开有通孔，所述连接环的底部设置有魔术贴，所述连接环的材料为吸振吸 声材料；实现全频带降噪。

进一步地，所述声学黑洞降噪机构通过魔术贴与吸音棉呈矩阵排列或品字排列或自由 排列；根据设计需求及成本预算，自由排列。

进一步地，所述声学黑洞降噪机构还包括圆环形阻尼垫片，所述圆环形阻尼垫片的外 径与所述圆盘形结构的外径相同，所述圆环形阻尼垫片粘附于所述圆盘形结构的下表面； 圆环形阻尼垫片消耗大部分弯曲波能量，从而实现高效率能量吸收或减振降噪的目的。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明不但在压缩机的底部设置了两层减振元件，四周安装吸音棉，使压缩机得到初 步降噪，而且在吸音棉上矩阵安装若干声学黑洞降噪机构，声学黑洞降噪机构利用ABH效 应和动力吸振的特性，对所述被控结构进行宽带减振降噪，无需对被控结构的厚度进行削 弱，避免被控结构出现局部高动态响应以及结构强度的降低；同时通过在圆盘形结构上设 置共振腔和通孔，使共振腔和通孔形成声共振腔，对低频声波进行有效控制，进而实现了 全频带降噪，弥补利用传统声学黑洞进行减振降噪，低频难以实现的局限性，使减振降噪 效果更好。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是声学黑洞降噪机构在吸音棉上的安装示意图；

图4是声学黑洞降噪机构结构示意图；

图中标记为：1-压缩机，2-三耳环扣，3-一层减振元件，4-过渡板，5-二层减振元件， 6-基座，7-吸音棉，8-声学黑洞降噪机构，81-圆盘凸沿，82-黑洞区域，83-连接环，84-魔术 贴，85-圆环形阻尼垫片，86-通孔，87-共振腔。

具体实施方式

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。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

如图1-4所示，一种空气能热泵用的减振降噪装置，包括压缩机1，安装在压缩机1周 围的被动减振降噪机构和声学黑洞降噪机构8，所述被动减振降噪机构包括一层减振元件3、 过渡板4、二层减振元件5、基座6、吸音棉7，所述基座6的四周垂直设置有吸音棉7，上部设置有若干二层减振元件5，该二层减振元件5上安装有过渡板4，该过渡板4上安装有 若干一层减振元件3，该一层减振元件3自下方连接到压缩机1；所述声学黑洞降噪机构8 围绕压缩机1安装在吸音棉7上。

本发明的工作原理为：将3个一层减振元件3布置在压缩机1下部的三个基脚上对压 缩机1进行支撑，以减少和消除由压缩机1传递到基座6的振动力；该一层减振元件3为上层隔振器，还具有压缩和剪切复合的承载方式和良好的抗冲击能力，通过多个上层隔振器将压缩机1设置在过渡板4上；过渡板4自下方连接到一层减振元件3；二层减振元件5 自下方连接到过渡板4，具体来说，将5个作为二层减振元件5的下层隔振器安装在过渡板 4的下方；基座6与地面固定连接且二层减振元件5安装到该基座6，由此，形成了用于压 缩机1隔振的双层隔振结构；在基座6的四周垂直全包围安装有吸音棉7，起到吸音的作用， 为更好的吸音降噪，在吸音棉7的内壁呈矩阵排列或品字排列或自由排列贴粘有声学黑洞 降噪机构8；

对于典型的封闭空间，吸音棉7的波动能量可以通过连接环83转移于声学黑洞降噪机 构8；本发明声学黑洞降噪机构8是基于固体介质中的传播的弯曲波随着结构厚度按一定幂 函数减小，其相应的相速度和群速度也减小，从而在一定的空间尺度上将宽频带的弯曲波 聚集于结构厚度变薄的区域内，在声学黑洞降噪机构8的入口区域，一定频率的波传播速 度不变，波长也不会改变；在声学黑洞区域82，波的传播速度随着厚度的幂指数减小而减 小，波长减小，振动幅度增加；通过结合圆环形阻尼垫片85消耗大部分弯曲波能量，从而 实现高效率能量吸收或减振降噪的目的；本发明的声学黑洞降噪机构8采用的声学结构是 外延式的，结构薄弱波速大小的地方发生在结构的最外端，而外端受结构约束小，变形更 容易，声学黑洞效应更容易发生；另一方面对于低频波动能量，典型的封闭空间的吸音棉7 低频往往模态密度非常小，振动辐射噪声主要分布在少数的几个离散频率处，单个声学黑 洞降噪机构8结合了赫姆霍兹共振***的特性，多个声学黑洞降噪机构8同时使用时可 以通过优化设计，进而同时可实现多个频率的降噪，因此基于以上两个机理的设计可实现 全频带降噪。

实施例2

在实施例1的基础上，所述一层减振元件3为隔振器或减振器，二层减振元件5为隔振器或刚性垫块或减振器，可以根据设计需求，自由选择一、二层减振元件5。

实施例3

在实施例2的基础上，所述压缩机1的底部设置有三耳环扣2，一层减振元件3设置有 3个，分别与三耳环扣2的三个耳螺栓连接；使安装更稳定快捷。

实施例4

在实施例3的基础上，所述二层减振元件5螺栓安装在过渡板4和基座6之间，形成了用于压缩机1隔振的双层隔振结构。

实施例5

在实施例4的基础上，所述声学黑洞降噪机构8为圆盘形结构，所述圆盘形结构的上、 下表面之间的距离从所述圆盘形结构的中轴线向外边缘逐渐减小变化，所述圆盘形结构包 括黑洞区域82，所述黑洞区域82的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂指数 形式变化，所述圆盘形结构的上表面设置有圆盘凸沿81，下表面的内壁设置有连接环83， 该连接环83与共振腔87连接，该共振腔87的顶部开有通孔86，所述连接环83的底部设置有魔术贴84，所述连接环83的材料为吸振吸声材料；实现全频带降噪；所述共振腔87 是圆柱形空腔。

实施例6

在实施例5的基础上，所述声学黑洞降噪机构8通过魔术贴84与吸音棉7呈矩阵排列 或品字排列或自由排列；根据设计需求及成本预算，自由排列。

实施例7

在实施例5的基础上，所述声学黑洞降噪机构8还包括圆环形阻尼垫片85，所述圆环 形阻尼垫片85的外径与所述圆盘形结构的外径相同，所述圆环形阻尼垫片85粘附于所述 圆盘形结构的下表面；圆环形阻尼垫片85消耗大部分弯曲波能量，从而实现高效率能量吸 收或减振降噪的目的。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围 以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应 包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种空气能热泵用的减振降噪装置，包括压缩机(1)，安装在压缩机(1)周围的被动减振降噪机构和声学黑洞降噪机构(8)，其特征在于，所述被动减振降噪机构包括一层减振元件(3)、过渡板(4)、二层减振元件(5)、基座(6)、吸音棉(7)，所述基座(6)的四周垂直设置有吸音棉(7)，上部设置有若干二层减振元件(5)，该二层减振元件(5)上安装有过渡板(4)，该过渡板(4)上安装有若干一层减振元件(3)，该一层减振元件(3)自下方连接到压缩机(1)；所述声学黑洞降噪机构(8)围绕压缩机(1)安装在吸音棉(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述一层减振元件(3)为隔振器或减振器，二层减振元件(5)为隔振器或刚性垫块或减振器。

3.根据权利要求2所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述压缩机(1)的底部设置有三耳环扣(2)，一层减振元件(3)设置有3个，分别与三耳环扣(2)的三个耳螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述二层减振元件(5)螺栓安装在过渡板(4)和基座(6)之间。

5.根据权利要求4所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述声学黑洞降噪机构(8)为圆盘形结构，所述圆盘形结构的上、下表面之间的距离从所述圆盘形结构的中轴线向外边缘逐渐减小变化，所述圆盘形结构包括黑洞区域(82)，所述黑洞区域(82)的上、下表面之间的距离从中轴线向外边缘方向呈幂指数形式变化，所述圆盘形结构的上表面设置有圆盘凸沿(81)，下表面的内壁设置有连接环(83)，该连接环(83)与共振腔(87)连接，该共振腔(87)的顶部开有通孔(86)，所述连接环(83)的底部设置有魔术贴(84)，所述连接环(83)的材料为吸振吸声材料。

6.根据权利要求5所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述声学黑洞降噪机构(8)通过魔术贴(84)与吸音棉(7)呈矩阵排列或品字排列或自由排列。

7.根据权利要求5所述的一种空气能热泵用的减振降噪装置，其特征在于，所述声学黑洞降噪机构(8)还包括圆环形阻尼垫片(85)，所述圆环形阻尼垫片(85)的外径与所述圆盘形结构的外径相同，所述圆环形阻尼垫片(85)粘附于所述圆盘形结构的下表面。

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