申请/专利权人：南京林业大学

申请日：2018-11-06

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN109147748B

主分类号：G10K11/16

分类号：G10K11/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2019.01.29#实质审查的生效;2019.01.04#公开

摘要：本专利提供一种电磁场的磁力线能够更多地通过磁流变液，磁流变液的效用发挥充分，简单简便、体积小巧的隔声量可调磁流变液隔声单元，它包括上下层叠的面板、夹层板和底板，底板中安置有数个电磁铁，夹层板中安置数个内装磁流变液的磁流变液罐，面板为定位封闭板；每个电磁铁的上部有一个磁流变液罐，磁流变液罐的中心线与电磁铁的中心线重合；每个电磁铁的励磁线圈通电后，相邻两电磁铁的磁极方向相反。本专利同时提供一种可快速安装和拆卸、便于空间的重新布局的拼接式隔声量可调磁流变液隔声体，它由多个隔声量可调磁流变液隔声单元通过侧面拼接而成。

主权项：1.隔声量可调磁流变液隔声单元，包括上下层叠的面板、夹层板和底板，其特征是：底板中安置有数个电磁铁，夹层板中安置数个内装磁流变液的磁流变液罐，面板为定位封闭板；每个电磁铁的上部有一个磁流变液罐，磁流变液罐的中心线与电磁铁的中心线重合；每个电磁铁的励磁线圈通电后，相邻两电磁铁的磁极方向相反；每个电磁铁的励磁线圈相串联；每个电磁铁周边环绕有设置在底板内的限定电磁铁位置的铝垫片；在磁流变液罐的周边上部具有设置在夹层板内的引导磁力线通过磁流变液的引导磁体。

全文数据：拼接式隔声量可调磁流变液隔声体及其隔声单元技术领域本专利涉及隔声降噪领域，尤其涉及一种可快速拼接的基于智能流体实现隔声量调节的隔声单元。背景技术随着工业生产现代化和交通运输业的发展，噪声污染愈发严重，它已被公认为仅次于空气污染和水体污染的第三大公害。应用于航空、船舶、建筑等领域的轻质夹层结构，虽然具有高的刚度质量比，但其在实际应用中却易于传递和辐射噪声。常用的往夹层中引入阻尼吸声材料的被动降噪方法很难兼顾所有的频率成分，尤其对于低频噪声，其隔声降噪效果很差。而传统的主动降噪技术，虽能在较宽的频率范围内获得较好的降噪效果，但其控制系统结构复杂且可靠性不高，控制硬件的误操作（或故障）有时会使系统完全丧失主动降噪作用。电流变液、磁流变液、磁流变弹性体等智能材料的出现为隔声降噪提供了新的技术思路。将磁流变液用在隔声降噪领域，虽然已经有了一些前期研究，但仅止于理论上的探讨。目前虽然已经公开了一些内置或嵌入式磁流变液的夹层结构或减振垫或板的专利文献，这些申请人有的把整个夹层都填充磁流变液（专利文献CN100424793C），这显然是不经济的，且不符合轻量化设计要求；有的虽然是在夹层分散填充磁流变液（专利文献CN106601223A），但在磁流变液封闭空腔外缠绕励磁线圈，且不说产生的电磁场是非常微弱的，磁流变液的效用发挥很有限，实施起来的技术难度也非常大，经济效益很低。此外，目前已有的隔声体基本都是整体式的，为了得到较好的隔声能力，一般都做得比较厚重，这使得整个隔声体不但占空间，而且不便于空间的重新布局和功能更换。发明内容针对上述技术背景，本专利提供一种电磁场的磁力线能够更多地通过磁流变液，磁流变液的效用发挥充分，简单简便、体积小巧的隔声量可调磁流变液隔声单元。本专利所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，包括上下层叠的面板、夹层板和底板，底板中安置有数个电磁铁，夹层板中安置数个内装磁流变液的磁流变液罐，面板为定位封闭板；每个电磁铁的上部有一个磁流变液罐，磁流变液罐的中心线与电磁铁的中心线重合；每个电磁铁的励磁线圈通电后，相邻两电磁铁的磁极方向相反。本专利的有益效果：由于磁流变液罐与电磁铁是上下叠置，其两者中心线重合，电磁铁通电后产生电磁场，磁力线能够更多的通过磁流变液罐中的磁流变液；而且，相邻两电磁铁的磁极方向相反，使得磁场强度增加，引导大部分磁力线向上通过磁流变液，这样可以较小的励磁电流使得磁流变液的形态改变，从而改变其对声能的消耗能力，改变隔声单元的隔声量。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，每个电磁铁周边环绕有设置在底板内的限定电磁铁位置的铝垫片；在磁流变液罐的周边上部具有设置在夹层板内的引导磁力线通过磁流变液的引导磁体，引导磁体采用导磁性能很好的工业纯铁。以铝垫片对电磁铁准确可靠定位，再辅以引导磁体，这样，就可以使得更多的磁力线通过磁流变液。同时采用铝垫片的良好热传导特性，也能够把电磁铁的热量及时有效散发出去。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，在底板上部开有安置铝垫片和电磁铁的盲孔；在夹层板上开有上大下小的阶梯通孔；阶梯通孔上部较大的孔内设置引导磁体；磁流变液罐上部周边位于引导磁体内部，磁流变液罐下部位于阶梯通孔下部较小的孔内。这样，铝垫片和电磁铁很容易放入底板内，夹层板上的阶梯通孔能够对引导磁体定位，磁流变液罐也被限位在面板和底板之间，各部件安装工艺简便，装配快捷，定位可靠。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，每个电磁铁的励磁线圈相串联。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，在底板上表面上开有供与励磁线圈相通的导线穿过的布线槽。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，底板或夹层板相对的侧面分别设置能够配合的凸起卡边和卡边凹槽。作为对上述的隔声量可调磁流变液隔声单元的进一步改进，底部与夹层板通过定位销相连，夹层板与面板通过螺钉连接。本专利同时提供一种可快速安装和拆卸、便于空间的重新布局，占用空间少，电磁场的磁力线能够更多的通过磁流变液，磁流变液的效用发挥充分，且隔声量可以调节的拼接式隔声量可调磁流变液隔声体。本专利所述的拼接式隔声量可调磁流变液隔声体，它由多个上述的隔声量可调磁流变液隔声单元通过侧面拼接而成。当隔声单元的底板或夹层板相对的侧面有凸起卡边和卡边凹槽时，拼接时，相邻两个隔声单元中，一个隔声单元上的凸起卡边插入另一个隔声单元上相应的卡边凹槽内，安装更加快捷方便。整个拼接式隔声量可调磁流变液隔声体由若干个隔声量可调磁流变液隔声单元组成；相邻隔声单元间通过隔声单元四周的凸起卡边和卡边凹槽相互拼接。所述隔声单元由底板、夹层板和面板三部分组成。所述底板为具有一定厚度的非导磁材料板，所述底板上加工有N个圆柱形凹槽形成的电磁铁室；所述电磁铁室中放有电磁铁和铝垫片，所述电磁铁由铁芯和励磁线圈组成，所述铝垫片套装在励磁线圈外面。所述电磁铁室中的各个励磁线圈处于串联状态，并且通电后相邻两电磁铁的磁极方向相反。所述底板的上表面还加工有励磁线圈电线的布线槽以及与夹层板拼接定位用的底板定位销孔，底板侧面加工有凸起卡边和卡边凹槽。所述夹层板为具有一定厚度的非导磁材料板，所述夹层板上加工有N个阶梯圆通孔形成的磁流变液室；所述磁流变液室中放有磁流变液罐和引导磁体。所述磁流变液罐由磁流变液罐体和磁流变液罐盖组成，磁流变液罐体与磁流变液罐盖构成密封空间，密封空间内充满磁流变液。所述引导磁体位于夹层板的阶梯槽内，是套装在磁流变液罐外侧、导磁性能很好的工业纯铁，其作用是引导更多的磁力线通过磁流变液。所述夹层板的上表面加工有与面板连接的螺钉孔，下表面加工有与底板拼接定位用的夹层板定位销孔。夹层板的侧面加工有凸起卡边和卡边凹槽。所述面板为具有一定结构强度和刚度的轻质薄板，主要用于支承和定位磁流变液罐与引导磁体。所述夹层板上加工的N个磁流变液室的中心线与所述底板上加工的N个电磁铁室的中心线重合；所述底板和夹层板之间通过定位销拼接定位；所述夹层板与面板之间通过紧固螺钉连接。组装完成的隔声量可调磁流变液隔声单元再通过其四周的凸起卡边和卡边凹槽相互拼接，形成所需要面积的拼接式隔声量可调磁流变液隔声体；根据隔声要求，给电磁铁中的励磁线圈通入不同大小的电流，可以得到不同的隔声量，从而实现隔声量的调节。附图说明图1是隔声量可调磁流变液隔声单元的结构组成示意图。图2是底板的立体结构示意图。图3是底板的俯视图。图4是图3的C-C剖视图。图5是底板电磁铁室中电磁铁通电后的磁极分布示意图。图6是夹层板的立体结构示意图。图7是磁流变液罐的结构示意图。图8是夹层板的俯视图。图9是图8的A-A剖视图。图10是图8的B-B剖视图。图11是面板、夹层板、底板间通过螺钉和定位销的连接示意图。图12是四块底板拼接后的立体结构示意图。图13是四块底板拼接后的俯视图。附图中：1-底板；2-夹层板；3-面板；4-电磁铁室；5-电磁铁；6-铝垫片；7-铁芯；8-励磁线圈；9-布线槽；10-底板定位销孔；11-凸起卡边；12-卡边凹槽；13-磁流变液室；14-磁流变液罐；15-引导磁体；16-磁流变液罐盖；17-磁流变液罐体；18-磁流变液；19-螺钉孔；20-夹层板定位销孔；21-紧固螺钉；22-定位销。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。参见图1，此为本专利中隔声量可调磁流变液隔声单元的结构组成。所述隔声单元由底板1、夹层板2和面板3三部分组成。所述底板1为具有一定厚度的非导磁材料板，在本实施例中，底板1上加工有9个圆柱形凹槽形成的电磁铁室（盲孔）4（参见图2-4）；所述电磁铁室4中放有电磁铁5和铝垫片6。所述电磁铁5由铁芯7和励磁线圈8组成，预先用绕线机将励磁线圈绕制在铁芯上，绕线方向要确保各个励磁线圈8处于串联状态，并且通电后相邻两电磁铁的磁极方向相反（参见图5）；绕制完成的电磁铁5放入电磁铁室4中，然后放入铝垫片6。所述底板1的上表面还加工有励磁线圈电线的布线槽9以及与夹层板2拼接定位用的底板定位销孔10。底板1侧面加工有凸起卡边11和卡边凹槽12；电磁铁5和铝垫片6安装完成后，利用定位销22将夹层板2安装到底板1上。所述夹层板2为具有一定厚度的非导磁材料板，在本实施例中，夹层板2上加工有9个上大下小阶梯圆通孔形成的磁流变液室13（参见图6）。在底板1和夹层板2安装到位后，所述的夹层板2上的9个磁流变液室13的中心线与所述底板1上加工的9个电磁铁室4的中心线重合；所述磁流变液室13中放有磁流变液罐14和引导磁体15。所述磁流变液罐14由磁流变液罐体17和磁流变液罐盖16组成；往磁流变液罐体17中加满磁流变液18，再用磁流变液罐盖16密封（参见图7）；密封完成后，将磁流变液罐14放入磁流变液室13中。为引导更多的磁力线通过磁流变液18，在磁流变液罐14的中上部位置又套装了引导磁体15；所述引导磁体15是导磁性能很好的工业纯铁，其位于夹层板2的阶梯槽内。所述夹层板2的上表面加工有与面板3连接的螺钉孔19，下表面加工有与底板1拼接定位用的夹层板定位销孔20，夹层板2的侧面加工有凸起卡边11和卡边凹槽12，用于与其他隔声单元拼接（参见图8-10）；夹层板2上的磁流变液罐14和引导磁体15安装完毕后，通过紧固螺钉21将面板3安装到夹层板2上（参见图11）；所述面板3为具有一定结构强度和刚度的轻质薄板，主要用于支承和定位磁流变液罐14与引导磁体15。拼接完成的隔声单元再通过其四周的凸起卡边11和卡边凹槽12与其他隔声单元拼接，形成所需要面积的拼接式隔声量可调磁流变液隔声体，参见图12、13所示四个底板的拼接示意图；根据隔声要求，给电磁铁5中的励磁线圈8通入不同大小的电流，可以得到不同的隔声量，从而实现隔声量的调节。本实施例中每个隔声单元设计了9个电磁铁室和磁流变液室，在实际操作中，设计者可以根据实际需要设计电磁铁室和磁流变液室数量。此外，即使本实施例设置了9个电磁铁室和磁流变液室，设计人员仍然可以根据实际需要确定使用的电磁铁和磁流变液罐的数量，在未安置电磁铁和磁流变液罐的电磁铁室和磁流变液室中安置其他吸声材料，可以部分实现隔声体隔声量的调节。

权利要求：1.隔声量可调磁流变液隔声单元，包括上下层叠的面板、夹层板和底板，其特征是：底板中安置有数个电磁铁，夹层板中安置数个内装磁流变液的磁流变液罐，面板为定位封闭板；每个电磁铁的上部有一个磁流变液罐，磁流变液罐的中心线与电磁铁的中心线重合；每个电磁铁的励磁线圈通电后，相邻两电磁铁的磁极方向相反。2.如权利要求1所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：每个电磁铁周边环绕有设置在底板内的限定电磁铁位置的铝垫片；在磁流变液罐的周边上部具有设置在夹层板内的引导磁力线通过磁流变液的引导磁体。3.如权利要求2所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：在底板上部开有安置铝垫片和电磁铁的盲孔；在夹层板上开有上大下小的阶梯通孔；阶梯通孔上部较大的孔内设置引导磁体；磁流变液罐上部周边位于引导磁体内部，磁流变液罐下部位于阶梯通孔下部较小的孔内。4.如权利要求3所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：在底板上表面上开有供与励磁线圈相通的导线穿过的布线槽。5.如权利要求1所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：每个电磁铁的励磁线圈相串联。6.如权利要求1所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：底板或夹层板相对的侧面分别设置能够配合的凸起卡边和卡边凹槽。7.如权利要求1所述的隔声量可调磁流变液隔声单元，其特征是：底板与夹层板之间通过定位销相连，夹层板与面板之间通过螺钉连接。8.拼接式隔声量可调磁流变液隔声体，其特征是：它由多个任一项权利要求1-7所述的隔声量可调磁流变液隔声单元通过侧面拼接而成。

百度查询： 南京林业大学 拼接式隔声量可调磁流变液隔声体及其隔声单元

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