基于风速变化的可升降式隔声屏障.pdf

本发明涉及环保降噪领域，特别是一种基于风速变化的可升降式隔声屏障。该装置包含有基座、支撑架、固定隔声板，其结构特点是：还设置有可升降隔声板、风速传感器、控制器、驱动件和传动件，固定隔声板分别与基座和支撑架固定连接，可升降隔声板滑动或者滚动连接于支撑架上，可升降隔声板下边缘的高度等于或者高于固定隔声板的下边缘，传动件与可升降隔声板连接，驱动件分别与传动件、控制器连接，风速传感器与控制器连接，并设置于可升降式隔声屏障的顶部。本发明能够根据当前风速的情况及时调整高度，从而实现在不同气候及不同工况条件下，满足降噪要求和结构强度安全的双控制。

权利要求书
1.  一种基于风速变化的可升降式隔声屏障，包括基座、支撑架、固定隔声 板，其特征是：还包括可升降隔声板、风速传感器、控制器、驱动件和传动件， 所述的固定隔声板分别与所述基座和支撑架固定连接，所述的可升降隔声板滑 动或者滚动连接于所述支撑架上，所述的可升降隔声板下边缘的高度等于或者 低于所述固定隔声板的上边缘，所述的传动件与可升降隔声板连接，所述的驱 动件分别与所述传动件、控制器连接，所述的风速传感器与所述控制器连接， 并设置于所述可升降式隔声屏障的顶部。

2.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的传动件位于所述的可升降隔声板的上方或者下方。

3.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的驱动件设置于所述的可升降式隔声屏障的顶部或者下部。

4.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的支撑架设有凹槽或凸槽，所述的可升降隔声板通过所述凹槽或凸槽与所 述支撑架滑动或者滚动连接。

5.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的控制器为远端控制器和/或就地控制器，所述的远端控制器位于远端，所 述的就地控制器设置于所述的可升降式隔声屏障上。

6.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的风速传感器设置在靠近所述的可升降式隔声屏障的空旷场地上。

7.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的可升降隔声板为轻质吸隔声板材料或设备。

8.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的控制器包括风速信号接收装置、存储装置、和高度确定装置，高度确定 装置分别与风速信号接收装置、存储装置连接，
风速信号接收装置，用于接收所述风速传感器获得的风速信号；
存储装置，用于存储所述可升降隔声板各个高度及其对应的风速临界值； 以及
高度确定装置，用于比较风速和当前高度下的风速临界值的大小，若所述 风速大于所述风速临界值，则输出下降到指定高度的控制指令；若所述的风速 小于所述风速临界值，则输出上升到指定高度的控制指令。

9.  根据权利要求8所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的风速临界值通过所述可升降隔声板的高度、所述可升降式隔声屏障的材 料强度参数、和隔声需求确定；所述的指定高度为通过将所述的风速逐个与所 述的风速临界值进行比较确定。

10.  根据权利要求1所述的基于风速变化的可升降式隔声屏障，其特征是： 所述的控制器包括风速信号接收装置、存储装置、和高度确定装置，高度确定 装置分别与风速信号接收装置、存储装置连接，
风速信号接收装置，用于接收所述风速传感器获得的风速信号；
存储装置，用于存储可升降式隔声屏障的材料强度参数、和隔声需求；以 及
高度确定装置，通过所述风速、所述可升降式隔声屏障的材料强度参数、 和隔声需求计算高度，并将所述的可升降隔声板调整到所述高度。

说明书基于风速变化的可升降式隔声屏障
技术领域
本发明涉及环保降噪领域，特别是一种基于风速变化的可升降式隔声屏障。
背景技术
随着国家环保政策的日益趋严以及人民生活质量要求的逐步提高，噪声污 染作为主要环境污染因素之一也越来越受到环境保护机构及受污染百姓所重 视。因此作为噪声污染问题较为突出的大型工矿企业，如发电企业、冶金企业、 石化企业、水泥企业等，其环保达标压力越来越大，亟需通过切实可行的噪声 治理工艺进行达标治理。
在对大型工矿企业进行噪声治理的技术路线选型过程中，主要包括声源治 理和切断声传播途径的技术路线实施。其中声屏障降噪工艺又作为主要的噪声 治理措施被广泛应用。目前主要的声屏障工艺包括以下几种类型：直立形、弧 形、直弧形、吸声圆筒形、倒L型、生态墙声屏障、全封闭形、半封闭形等。 其中除全封闭形外其他各种类型均不同程度地受到因风荷载而引起的设计高度 限制。因此在我国东南沿海地区，由于台风影响频繁，很难设计、实施高度超 过10米的独立柱型声屏障，若采取桁架或支架结构又将大大提高建造成本，归 纳起来其不足之处主要为以下几点：
(1)声源治理工艺：此方法需将整个厂区内的所有噪声声源进行逐一声源 分析和治理工艺设计，虽然降噪效果较好，但分析过程和治理范围较为庞大， 其最终投资费用往往是采取隔声屏障工艺的2-5倍。另外，由于厂区设备布置 较为紧凑，很多降噪措施实施以后将严重影响设备的正常运行和检修。
(2)常规声屏障工艺：除全封闭式声屏障外，其余隔声屏障均受到屏障抗 风荷载的指标限制。特别在我国东南沿海地区，当超强台风来临之际，其瞬间 风速达到51m/s以上，若声屏障高度较高，存在着很大的设计安全隐患，因此 一般不便采用。若降低设计高度，又不能满足降噪指标要求。
(3)全封闭形声屏障：该工艺虽然能满足对声源噪声的全屏蔽效果，实现 降噪指标。但由于工矿企业一般占地面积较大，声源分布较广，采取超大型封 闭系统并不现实。因此该工艺仅仅适用于道路、铁路等声源呈线性布置，且跨 度不大的场合。
现有技术中，也存在可以实现高度调节的隔声屏障，如中国专利公布号 CN102733502A，名称为可移动提升式隔音屏的发明专利申请，其中公开了一种 通过拆卸和组装的方式来实现对隔音屏的高度进行调节的技术方案，虽然这种 方案确实能够实现根据需要对隔音屏高度进行调节，但是其存在以下几个缺陷： (1)该方案的拆卸和组装均需要人工进行操作，不能实现自动调节；(2)由于 隔音板的重量较大，对其进行人工操作需要消耗大量的人力，且效率不高；(3) 该方案不能根据风速智能地对隔音屏的高度进行调节，不能满足在沿海地区， 超强台风突然来临时对隔音屏的强度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、能够根据实时的风 速情况，及时、智能地调整隔声屏障高度的基于风速变化的可升降式隔声屏障。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于风速变化的可升降式隔声屏障，包括基座、支撑架、固定隔声板、 可升降隔声板、风速传感器、控制器、驱动件和传动件，固定隔声板分别与基 座和支撑架固定连接，可升降隔声板滑动或者滚动连接于支撑架上，可升降隔 声板下边缘的高度等于或者低于固定隔声板的上边缘，传动件与可升降隔声板 连接，驱动件分别与传动件、控制器连接，风速传感器与控制器连接，并设置 于可升降式隔声屏障的顶部。
本发明基于沿海地区的降噪需求和隔声屏障抵抗超强台风袭击的实际矛 盾，将隔声屏障的主体部分分为两部分：固定隔声板与可升降隔声板，可升降 隔声板能够根据当前风速的情况及时调整位置，从而实现在不同气候及不同工 况条件下，满足降噪要求和结构强度安全的双控制，本发明具有良好的实用性 和市场前景。
作为优选，传动件位于可升降隔声板的上方或者下方。其优点在于，无论 是悬挂式或者顶升式，均为较为简单的实现方式，且能够满足用户的实际使用 需求。
作为优选，驱动件设置于可升降式隔声屏障的顶部或者下部。其优点在于， 驱动件用于提供驱动力，与传动件配合，驱动可升降隔声板的上下移动。
作为优选，支撑架设有凹槽或凸槽，可升降隔声板通过该凹槽或凸槽与支 撑架滑动或者滚动连接。其优点在于，凹槽或凸槽的设置可以保证可升降隔声 板的移动路劲确定，避免在上下移动时可升降隔声板发生晃动，从而保证可升 降式隔声屏障的结构强度、抗风能力以及降噪效果。
作为优选，控制器为远端控制器和/或就地控制器，远端控制器位于远端， 就地控制器设置于可升降式隔声屏障上。其优点在于，不仅可以在就地端自动 或者手动对可升降式隔声屏障进行控制，还可以在远端进行自动或者手动控制， 从而一方面实现了在远端和就地端的自动、智能控制，另一方面通过人工的手 动控制，为自动控制出错时提供了及时补救的方法，且能够通过自动和手动的 配合使得对可升降隔声板的控制更加符合实际需求。
作为优选，风速传感器设置在靠近可升降式隔声屏障的空旷场地上。其优 点在于，一方面为了获得更加准确的风速信息，需要在没有遮挡的空旷场地上 进行监测；另一方面为了获得有效的风速信息，需要将风速传感器设置在靠近 可升降式隔声屏障的位置，从而准确反映可升降式隔声屏障所处的环境情况。
作为优选，可升降隔声板为轻质吸隔声板材料或设备。其优点在于，一方 面利用轻质材料，降低了对驱动力的需求和对传动件强度的要求；另一方面采 用轻质材料或设备，降低了成本。
作为优选，控制器包括风速信号接收装置、存储装置、和高度确定装置， 高度确定装置分别与风速信号接收装置、存储装置连接，
风速信号接收装置，用于接收风速传感器获得的风速信号；
存储装置，用于存储可升降隔声板各个高度及其对应的风速临界值；以及
高度确定装置，用于比较风速和当前高度下的风速临界值的大小，若风速 大于风速临界值，则输出下降到指定高度的控制指令；若风速小于风速临界值， 则输出上升到指定高度的控制指令。
其优点在于，通过风速传感器实时地将风速信号提供给控制器，控制器通 过比较风速和可升降隔声板不同高度下的风速临界值，确定当前高度是否能够 承受该风速，当前高度是否需要调整以及调整到什么位置最为合适，从而实现 根据风速自动调整可升降隔声板的高度，满足当超强台风来临时对可升降式隔 声屏障的强度要求。
作为优选，风速临界值通过可升降隔声板的高度、可升降式隔声屏障的材 料强度参数、和隔声需求确定；指定高度为通过将风速逐个与风速临界值进行 比较确定。
其优点在于，可升降隔声板各个高度及其对应的风速临界值为预先计算和 设定的，在调整高度时只需将风速和当前高度能承受的风速临界值进行比较即 可，减少了计算次数，从而缩短了确定高度所需的时间，提高了实时性，进而 提高了可升降式隔声屏障的抗风性能。
作为优选，控制器包括风速信号接收装置、存储装置、和高度确定装置， 高度确定装置分别与风速信号接收装置、存储装置连接，
风速信号接收装置，用于接收风速传感器获得的风速信号；
存储装置，用于存储可升降式隔声屏障的材料强度参数、和隔声需求；以 及
高度确定装置，通过风速、可升降式隔声屏障的材料强度参数、和隔声需 求计算高度，并将可升降隔声板调整到该高度。
其优点在于，存储装置内的数据量少，数据存取速度快，并且可以随时根 据实际需要调整隔声需求；同时，直接通过计算的方式确定高度，使得确定的 高度的精度更高。
本发明所述的临界值为依据可升降式隔声屏障的不同高度以及当地的最大 风速经综合计算后确定的值，因此其在不同地区、不同可升降式隔声屏障高度 时有不同的值。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、由于将隔声屏障的主体部分分为两部分：固定隔声板与可升降隔声板， 控制器能够根据当前风速的情况，自动、智能地调整可升降隔声板的位置，从 而实现在不同气候及不同工况条件下，满足降噪要求和结构强度安全的双控制。
2、由于采用风速传感器实时地采集风速信号，控制器实时地对风速信号进 行分析和对可升降隔声板高度的调整，从而实现了自动控制，避免了人工控制 的人力成本和人工控制的不确定性。
3、由于固定隔声板、可升降隔声板采用不同类型的隔板作为原件，在确保 隔声需求的同时降低结构材料和声学材料的使用量，在同等降噪要求和气候条 件下，可大大节约结构所需的工程量，总体造价可比同高度声屏障降低约30％ 左右，具有明显的成本优势。
4、由于控制器包括远端和就地端，可以实现自动和手动控制的配合，使得 对可升降式隔声屏障高度调节的可控性更高，同时提供了当一种控制方式崩溃 或者出错时的补救措施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制器结构示意图。
图3为本发明的控制器的控制流程示意图。
图4为本发明的实施例3的控制方式示意图。
图5为本发明的实施例4的控制方式示意图。
标号说明：
1、基座                          2、支撑架
3、固定隔声板                    4、可升降隔声板
5、风速传感器                    6、控制器
61、风速信号接收装置             62、存储装置
63、高度确定装置                 7、传动件
8、驱动件
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的 解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：如图1所示，本实施例由基座1、支撑架2、固定隔声板3、可 升降隔声板4、风速传感器5、控制器6、传动件7和驱动件8组成，其中风速 传感器5、控制器6和驱动件8在图1中未标识。
支撑架2固定在基座1的两端，用以固定和支撑固定隔声板3、可升降隔声 板4。同时为了保证隔声屏障的结构强度，固定隔声板3与支撑架2、基座1分 别固定连接。
支撑架2设有凹槽，可升降隔声板4沿该凹槽上下滑动以调整整个可升降 式移动屏障的高度；或者，支撑架2设有凸槽，可升降隔声板4的两侧设有凹 槽，通过该凹槽和凸槽的配合连接，可升降隔声板4实现上下移动；再或者， 支撑架2设有凹槽或者凸槽，可升降隔声板4两侧设有滚轮，通过滚轮在凹槽 内或者凸槽两侧实现上下滚动。总而言之，可升降隔声板4与支撑架2滑动或 者滚动连接。
之所以需要设置凹槽或者凸槽，主要原因在于，需要保证可升降隔声板4 在上下移动时能够有一个固定的路径。尤其是在环境风速较大的情况下，如果 可升降隔声板4发生晃动，很可能会影响整个可升降式隔声屏障的结构强度， 最坏的情况是发生倒塌或者可升降隔声板4发生脱离，正是为了避免这种情况 的发生，本实施例做了上述的设置。
可升降隔声板4的下边缘的高度等于或者低于固定隔声板3的上边缘，在 实际使用时，可升降隔声板4的整体位置一般会高于固定隔声板3的位置，除 非特殊情况，否则只有当环境风速达到了可升降式移动屏障的最大负荷时，可 升降隔声板4会降到其最低位置。在该最低位置上，可升降隔声板4的下边缘 低于固定隔声板3的上边缘，此时可升降隔声板4的下边缘可能等于或者高于 固定隔声板3的下边缘，这主要取决于可升降隔声板4和固定隔声板3本身的 高度。如果可升降隔声板4本身的高度小于固定隔声板3本身的高度，那么在 上述最低位置时，可升降隔声板4的下边缘会依然高于固定隔声板3的下边缘。
风速传感器5设置在可升降式移动屏障的顶部，其目的在于能够更加准确、 实时地检测到可升降式移动屏障所处环境下的风速状况，便于准确判断该风速 状况是否会已经超过该可升降隔声板4高度下的风速临界值。
如图2所示，风速传感器5与控制器6连接，控制器6与驱动件8连接， 驱动件8和传动件7连接，传动件7与可升降隔声板4连接，即控制器6接收 风速传感器5收集的风速信号，并通过驱动件8控制传动件7的动作，从而实 现对可升降隔声板4的控制，即控制可升降隔声板4上下移动，进而实现可升 降式移动屏障能够基于环境风速的变化自动、智能地调整高度。
在本实施例中，传动件7位于可升降隔声板4的上方，驱动件8设置于可 升降式隔声屏障的顶部或者下部，此时构成“悬挂式”，即传动件7在可升降隔 声板4的上方以拉动的方式控制可升降隔声板4升降。
为了降低对驱动件8的驱动力要求和传动件7的强度要求，可升降隔声板4 采用轻质吸隔声板材料或设备，从而降低了可升降式移动屏障整体的成本。
实施例2：
本实施例与实施例1相似，其不同之处在于：
(1)传动件7位于可升降隔声板4的下方，此时构成“顶升式”，即传动 件7在可升降隔声板4的下方以伸缩的方式控制可升降隔声板4升降。
(2)由于风速传感器5的作用在于准确、实时地检测可升降式隔声屏障所 处环境的风速状况，尤其是在沿海地区，当台风来临时，需要风速传感器5及 时检测到风速的变化，并供控制器6及时对环境变化做出反应，因此风速传感 器5也可以不设置在可升降式隔声屏障上，而设置在靠近可升降式隔声屏障、 没有遮挡的空旷场地上，只要能满足上述要求即可。
(3)控制器6为远端控制器和就地控制器，两者可以选其一，或者同时存 在，远端控制器位于远端，就地控制器设置于可升降式隔声屏障上，控制器6 可以根据风速情况自动、智能地控制可升降隔声板4的高度，也可以通过人工 控制的方式对可升降隔声板4的高度进行调节。手动和自动的控制方式配合使 用，提供了当一种控制方式崩溃或者出错时的补救措施，使得对可升降式隔声 屏障高度调节的可控性和控制精度更高。
实施例3：
如图2所示，控制器6包括风速信号接收装置61、存储装置62、和高度确 定装置63，高度确定装置63分别与风速信号接收装置61、存储装置62连接。
风速信号接收装置61，用于接收风速传感器5收集的风速信号。
存储装置62，用于存储可升降隔声板4各个高度及其对应的风速临界值。
高度确定装置63，用于比较风速和当前高度下的风速临界值的大小，若风 速大于风速临界值，则输出下降到指定高度的控制指令；若风速小于风速临界 值，则输出上升到指定高度的控制指令。
在本实施例中，风速临界值通过可升降隔声板4的高度、可升降式隔声屏 障的材料强度参数、和隔声需求确定。
如图3所示，风速信号接收装置61接收到风速传感器5的风速信号后传输 给高度确定装置63，高度确定装置63从存储装置62中读取当前可升降隔声板 4高度下的风速临界值，并将读出的风速临界值与当前风速进行比较，最终确定 是否需要调整可升降隔声板4的高度，以及调整到什么高度。
如图4所示，在本实施例中，控制器6控制可升降隔声板4的过程如下：
A.风速传感器5收集并将风速信号传送给控制器6中的风速信号接收装置 61；
B.高度确定装置63比较风速与当前可升降隔声板4高度下的风速临界值的 大小；
C.若风速大于风速临界值，则输出下降指令，驱动可升降隔声板4下降到 指定位置；
若风速小于风速临界值，则输出上升指令，驱动可升降隔声板4上升到指 定位置。
上述的步骤C中，也可以通过手动方式控制可升降隔声板4的高度。但是 当风速大于风速临界值时，则锁死手动上升操作，即当风速大于风速临界值时， 则不能通过手动的方式提高可升降隔声板4的高度，因为此时将可升降隔声板4 的高度提高会危及可升降式隔声屏障的安全，进而保证了可升降式隔声屏障在 面对超强台风时的结构强度。
在本实施例中，调整的高度为通过将当前风速逐个与存储装置62内存储的 各个风速临界值进行比较确定。存储装置62内存储的风速临界值为有序排列， 若当前风速大于当前的风速临界值，则向升序的方向依次进行比较，当风速小 于与其进行比较的风速临界值时，则停止比较，并通过该风速临界值得到可升 降隔声板4应当调整到的高度。
若当前风速小于当前的风速临界值，则有两种可能：若当前高度能够满足 降噪需求，则可以不改变可升降隔声板4的高度；若当前高度不能够满足降噪 需求，则将当前风速向风速临界值降序的方向依次进行比较，当风速大于与其 进行比较的风速临界值时，则停止比较，并通过上一次比较的风速临界值得到 可升降隔声板4应当调整到的高度。
在本实施例中，可升降隔声板4各个高度及其对应的风速临界值为预先计 算和存储，在调整高度时只需进行比较即可，一方面减少了计算次数，缩短了 确定高度所需的时间，及调整高度所需的时间；另一方面，由于各个高度和/或 风速临界值之间有一定的间隔(步长)，不会因为风速的细微变化而频繁地调整 可升降隔声板4的高度，进而提高了可升降式隔声屏障的抗风性能和使用寿命。
本实施例中未作说明的技术特征，参照实施例1和/或实施例2。
实施例4：
在本实施例中，控制器6包括风速信号接收装置61、存储装置62、和高度 确定装置63，高度确定装置63分别与风速信号接收装置61、存储装置62连接。
风速信号接收装置61，用于接收风速传感器5获得的风速信号。
存储装置62，用于存储可升降式隔声屏障的材料强度参数、和隔声需求， 供每一次计算高度时进行调用。
高度确定装置63，根据风速、可升降式隔声屏障的材料强度参数、和隔声 需求计算出合适的高度，并将可升降隔声板4调整到该高度。
如图5所示，在本实施例中，控制器6控制可升降隔声板4的过程如下：
A.风速传感器5收集并将当前环境下的风速信号传送给控制器6中的风速 信号接收装置61；
B.高度确定装置63读取存储装置62内的数据，根据各个参数计算当前风 速下可升降式隔声屏障适合的高度；
C.若需要调整高度，则高度确定装置63将调整高度的指令输出到驱动件8， 驱动可升降隔声板4移动到指定高度；若不需要调整高度，则高度确定装置63 不发出调整指令，或者发出保持当前高度的指令。
在本实施例中，存储装置62内存储的数据量少，数据存取速度快，并且可 以随时调整隔声需求；同时，每次一得到风速信号，便计算一次可升降隔声板4 适合的高度，从而使得确定的高度的精度更高。当然，为了避免可升降隔声板4 因为细微的风速变化而进行频繁地高度调整，可以设定一个步长值，当目标高 度和当下高度之差，或者当前风速与风速临界值之差，满足该步长值时，则进 行高度调整。
本实施例中未作说明的技术特征，参照实施例1、2或3。
综上所述，本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、由于将隔声屏障的主体部分分为两部分：固定隔声板3与可升降隔声板 4，可升降隔声板4能够通过控制器6，根据当前风速的情况及时调整位置，从 而实现在不同气候及不同工况条件下，满足降噪要求和结构强度安全的双控制。
2、由于采用风速传感器5实时地采集风速信号，控制器6实时地对风速信 号进行分析和对可升降隔声板4高度的调整，从而实现了自动控制，避免了人 工控制的人力成本和人工控制的不确定性。
3、由于固定隔声板3、可升降隔声板4采用不同类型的隔板作为原件，在 确保隔声需求的同时降低结构材料和声学材料的使用量，在同等降噪要求和气 候条件下，可大大节约结构所需的工程量，总体造价可比同高度声屏障降低约 30％左右，具有明显的成本优势。
4、由于控制器6包括远端和就地端，可以实现自动或者手动控制，从而使 得对可升降式隔声屏障高度调节的可控性更高。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形 状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做 的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域 的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的 方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均 应属于本发明的保护范围。