Результат интеллектуальной деятельности: АКУСТИЧЕСКАЯ ОТДЕЛКА СУДОВОЙ КАЮТЫ

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве каюты на речных, морских судах и других объектах водного транспорта.

Известна каюта по патенту РФ №2451619 (прототип), содержащая каркас с несущими элементами, закрепленные на нем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, и виброизолирующую систему, состоящую из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере два, виброизолятора верхнего подвеса каюты и по крайней мере два виброизолятора нижнего подвеса каюты.

Недостатками этой кабины являются неудовлетворительное гашение структурного шума, неприспособленность к подавлению реверберации, неудовлетворительное качество интерьера кабины и неудовлетворительная теплоизоляция.

Технический результат - повышение комфортабельности каюты и улучшение условий труда оператора.

Это достигается тем, что в судовой каюте, содержащей металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из звуковибротеплоизоляционных элементов включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и по крайней мере один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор, при этом каркас каюты соединен с несущими конструкциями судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя по крайней мере два виброизолятора верхнего подвеса каюты и по крайней мере два виброизолятора нижнего подвеса каюты, причем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов могут быть выполнены либо цельными, либо состоящим из элементов, вписанных в контур каркаса кабины, а звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе и по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом.

На фиг.1 изображен общий вид акустической отделки судовой каюты; на фиг.2 - представлена схема крепления штучных звукопоглотителей к потолку, на фиг.3 - штучный звукопоглотитель каюты, на фиг.4 - его профильная проекция, на фиг.5 - общий вид виброизоляторов нижнего подвеса каюты виброизолирующей системы, на фиг.6 - фронтальный разрез виброизолятора.

Акустическая отделка судовой каюты (фиг.1) представляет собой металлический штампосварной каркас 6, состоящий из несущих профильных конструкций (на чертеже не показано), внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и по крайней мере один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор (на чертеже не показано). Внутри каюты к потолку и стенам крепятся штучные звукопоглотители (фиг.2). Каркас 6 каюты соединен с несущими конструкциями 1 судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя по крайней мере два резиновых виброизолятора 2 и 3 верхнего подвеса каюты, и по крайней мере два, виброизолятора 4 и 5 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин. Внутри каюты расположены стол 7, стул 8 и кровать 9 для обслуживающего судно персонала, причем крепление этих предметов к каркасу 6 каюты может осуществляться жестко либо через вибродемпфирующие прокладки (на чертеже не показано).

Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 могут быть выполнены либо цельными, либо состоящим из элементов (на чертеже не показано), вписанных в контур каркаса 6 кабины, и состоящими из передней со щелевой перфорацией и задней стенок из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм, или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. При этом передняя и задняя стенки пакетов могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на ее поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», а соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1: (2,5…3,5).

Звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов 10 выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал также может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45% (на чертеже не показан). Звукопоглощающий материал 6 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показан).

Штучный звукопоглотитель (фиг.3 и фиг.4) состоит из жесткого каркаса 11, закрепленного на потолке здания за крючья 14 или на тросах, и содержит звукопоглощающие элементы 12, а весь каркас 11 с элементами 12 помещен в акустически прозрачную оболочку 13. Каркас выполнен ячеистым, причем в каждой из ячеек размещен элемент 12, который выполнен по форме в виде прямоугольной призмы с размерами ребер L×H×B, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин L:H:B = 2:1:0,5 или куба с размером ребра k×L, где min L = 100 мм; k - коэффициент пропорциональности, лежащий в пределах от 1 до 10 с шагом 2. При подвешивании каркаса 11 (фиг.2) должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: D от центра каркаса до точки подвеса к потолку и С - расстояние между осями соседних каркасов, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: C:D = 1:1…4:1.

Внешняя перфорированная объемная поверхность правильного многогранника каждого из элементов 12 имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий 3…7 мм, коэффициент перфорации 30%…35%. Причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля (на чертеже не показаны). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.

Внешняя перфорированная объемная поверхность правильного многогранника каждого из элементов 12 может быть выполнена со щелевой перфорацией (на чертеже не показано), причем коэффициент перфорации выполнен равным или более 0,3, при этом лист выполнен из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, а в качестве акустически прозрачного материала, например, стеклоткань типа ЭЗ-100 или полимер типа «Повиден».

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюмине-содержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5… 10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.

В качестве звукопоглощающего материала используются элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 40…50%. В качестве звукопоглощающего материала используются элементы с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас. В качестве звукопоглощающего материала используется крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,5…2,0 мм.

Каждый из виброизоляторов (фиг.5, 6) нижнего подвеса каюты виброизолирующей системы выполнен в виде шайбового сетчатого виброизолятора, содержащего основание 15 в виде пластины с крепежными отверстиями 16, сетчатый упругий элемент 21, который своей нижней частью опирается на основание 15 и фиксируется нижней шайбой 20, жестко соединенной с основанием 1, а верхней частью фиксируется верхней нажимной шайбой 19, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 18, охватываемым соосно расположенным кольцом 17, жестко соединенным с основанием 15.

Акустическая отделка судовой каюты работает следующим образом.

Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 снижают структурную и реверберационную составляющие шума. Прокладки из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, источником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированным с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана. Декоративная перфорированная древесноволокнистая плита является хорошим гасителем колебаний. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов ″Гельмгольца″, где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.

Виброизолятор шайбовый сетчатый работает следующим образом. При колебаниях виброизолируемого объекта, расположенного на верхней нажимной шайбе 19, упругий сетчатый элемент 21 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.

Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных микропорами звукопоглощающих элементов 12. Различные объемы резонансных полостей служат для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило, большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного звукопоглотителя на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм).