[发明专利]吸音元件和该元件的制造及其应用

说明书

本发明涉及一种吸音元件，该元件的制造和应用方法。

在此一技术领域中有各种不同的吸音元件。安装在天花板上的消音材料通常由多孔板构成，吸音毛毡或其他一些纤维基材料的吸音材料放在多孔板的后边。这些多孔板离开实际天花板一定距离安放。这种情况以及吸音材料本身也需要空间的事实意味着室内可用高度减小。纤维、玻璃纤维或石棉制成的其他种类的消音板有许多缺点，主要是不仅在装修过程中也在拆除过程中处理它们有害于健康。泡沫塑料也用作吸音元件，这些材料的明显缺陷是易燃。泡沫塑料寿命短，随后就会脱落。

瑞典专利207484披露了一种吸音元件，用于天花板、墙体或相似场合中。依据这一专利，该元件由一个单层板或一长卷材料构成，上面制作有许多排平行的开口，在邻近的平行裂口之间的元件部分被压离板平面，所述部分通过下垂片与元件联结。所有的突出部分在一个平面上，该平面平行于板平面但在板平面外面。开口由垂直于材料平面的大小相同的裂口组成。每一裂口紧靠着板材并且紧靠着通过下垂片与板相连的突出部分。这些突出部分基本平行于板材。如果压出的突出部分的上表面仍低于板的下表面，该专利则认为没有形成裂口，即，该专利权利要求不包括一个通过板的单独竖直的裂口，但是突出部分必须制成使其突出部分基本上被压离板的表面。

瑞典公开文本394126披露了一种相似结构，它所披露的金属板有许多形状象平行棱的突出部，每一个突出部由位于两个纵向裂口之间的部分金属板构成，其中每个突出部的切开表面被从板的中部平面上向外推出。

还有一些带各种形状的突出裂口与一层吸音添加材料结合所得的组合板，例如，瑞典公开文本325694和美国专利2009512中所举实施例。

除上述板之外，还有压缩纤维和多孔材料的各种吸音片，可与板结合或分开使用。

现有技术的一般特征是声音由相当大的开孔和裂口穿过板，板本身成了共鸣吸收体，为了进一步增加能量损耗，即增大声音吸收，在开孔和裂口后面放置一个气流阻挡层。

这些早期的带孔吸音片是Helmholtz共振型的，即，板上带有孔的共振吸收体距离刚性墙壁一定距离安装。

在H.V.Fuchs的文章“Einsatz mikroperforierter Platten alsschallabsorber mit inharenter Dampfung”，Acustica81卷(1995)，107---116页中，披露了另一种声音吸收体的原理。

该文披露了利用微孔板获得宽波段吸收的方法。这一方法背后的原理是小开孔内的剪切力的影响有效消弱了空气中的振动(＝声音)，这样获得了宽波段吸收，而无须应用添加纤维或其他多孔材料。文中的开孔是由激光束制得的。

尽管如此，从上面引述的文章可以得到结论如下：制造这些板的费用可观，并且当硬质和/或厚壁材料费用昂贵时使得它们难以应用。从1950年就开始讨论微孔理论，但是制造这么多这么小的孔的种种困难妨碍了将微孔实际用作声音吸收件。

这样，依照该领域现状的消声元件，如Helmholtz型共振器，除了先提出的缺点外，还有一个缺点是为在较宽频率范围内获得所要的吸音性能必须应用组合材料。

我已指出，例如象上述文章中那样用激光束制造微孔吸音元件非常昂贵。

本发明的主要目的是获得一种吸音元件，它具有宽波段吸音特征，由一个易于装配和制造并且无需纤维或类似材料夹层的单板构成。

另一个目的是获得一种吸音元件，能容易地制成二维或三维，能够进行焊接，并且即使用高压喷头或用包括不同种清洗剂的其他清洗技术也能方便地进行清洗。

另一个目的是得到一种吸音元件，由于它的制造方法而具有经济优势。

另一个目的是得到一种吸音元件，可以阻燃，并且能耐严酷条件，例如腐蚀性环境。

还有一个目的是得到一种具有装饰效果的吸音元件。

为了实现上述目的，本发明提供了一种吸音元件，由上面带有孔的板材组成，其特征在于，板材是自我支撑的，这些孔是由在板的宽度和长度方向上相隔开分布的微裂口构成，每个口呈细长形，其端部较窄，且基本位于该元件的平面内，其中至少靠近每个裂口的一部分板被局部地压离板平面。

本发明还提供了一种制造所述吸音元件的方法，其特征在于，用剪切工具加工材料板，剪切工具制成能沿板的长度和宽度隔开预定距离对板加压，产生微裂口形式的孔，其中被加工的板局部裂开，至少靠近裂口的一部分板被全部或部分地压出材料平面。

依照本发明的吸音元件和制造这种吸音元件的方法，它令人惊异的显示出，能够在基本全部的实际波段区间获得优异的吸音效果。上述吸音元件和制造它的一种方法可达到上述目的。