Результат интеллектуальной деятельности: АКУСТИЧЕСКОЕ ОГРАЖДЕНИЕ С РЕЗОНАНСНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Изобретение относится к промышленной акустике.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукопоглощающий элемент, применяемый в качестве облицовки производственных помещений, известный из патента РФ №2344489 (прототип).

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет наличия пустот между слоями, где отсутствует поглощение звука между слоями звукопоглотителя.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом.

Это достигается тем, что в акустическом ограждении с резонансными элементами, выполненном в виде сплошной, жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде четырех слоев: первый слой, звукоотражающий, выполнен сплошным и профилированным, сложного многогранного профиля, состоящий из наклонных граней, соединенных в нижней части горизонтальными гранями, а между гранями и жесткой стенкой расположен второй слой из звукопоглощающего материала, при этом между перфорированной стенкой и звукоотражающим слоем, с воздушным промежутком, относительно звукоотражающего слоя, расположен третий прерывистый слой из мягкого звукопоглощающего материала, который закреплен на перфорированной стенке и выполнен в виде многогранников с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями, расположенными под соответствующими гранями звукоотражающего слоя, при этом сплошной, звукоотражающий профилированный слой выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25, а для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен четвертый акустически прозрачный слой, например, из стеклоткани типа ЭЗ-100, расположенный между слоем из мягкого звукопоглощающего материала и перфорированной стенкой, отношения параметров акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: H₁/H₂=1,2…1,35; d/H₂=0,6…1,25; t/d=2,5…4,5; где H₁ - толщина акустического ограждения, H₂ - расстояние от сплошной жесткой стенки до горизонтальных граней многогранного профиля звукоотражающего слоя, d - максимальный диаметр многогранников, с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями, расположенными под соответствующими гранями звукоотражающего слоя, и расположенных в фокусе многогранного профиля звукоотражающего слоя, t - шаг расположения многогранников многогранного профиля, а в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих 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, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала равной 60÷80 кг/м³.

На чертеже представлена схема ограждения акустического с резонансными элементами.

Акустическое ограждение с резонансными элементами выполнено в виде сплошной жесткой 1 и перфорированной 2 стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде четырех слоев, первый слой, звукоотражающий, выполнен сплошным и профилированным, сложного многогранного профиля, состоящий из наклонных граней 3 и 5, соединенных в нижней части горизонтальными гранями 6. Между гранями 3,5,6 и жесткой стенкой 1 расположен второй слой из звукопоглощающего материала 7, а между перфорированной 2 стенкой и звукоотражающим слоем, с воздушным промежутком, относительно звукоотражающего слоя, расположен третий прерывистый слой 4 из мягкого звукопоглощающего материала, который закреплен на перфорированной 2 стенке и выполнен в виде многогранников с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями, расположенными под соответствующими гранями звукоотражающего слоя.

Сплошной, звукоотражающий профилированный слой выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения. Коэффициент перфорации перфорированной 2 стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен четвертый акустически прозрачный слой (на чертеже не показан), например, из стеклоткани типа ЭЗ-100, расположенный между слоем 4 из мягкого звукопоглощающего материала и перфорированной 2 стенкой.

Акустическое ограждение с резонансными элементами работает следующим образом.

Звуковая энергия от излучающего шум оборудования, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 2 акустического ограждения, попадает на слой 4 из мягкого звукопоглощающего материала (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна), где осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) 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. Часть звуковой энергии отражается от более жесткой профилированной поверхности звукоотражающего слоя и снова попадает, фокусируясь, на слои мягкого слоя 4 из звукопоглощающего материала, выполненного прерывистым.

Возможен вариант, когда отношения параметров акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: H₁/H₂=1,2…1,35; d/H₂=0,6…1,25; t/d=2,5…4,5; где H₁ - толщина акустического ограждения, H₂ - расстояние от сплошной жесткой стенки до горизонтальных граней многогранного профиля звукоотражающего слоя, d - максимальный диаметр многогранников, с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями, расположенными под соответствующими гранями звукоотражающего слоя, и расположенных в фокусе многогранного профиля звукоотражающего слоя, t - шаг расположения многогранников многогранного профиля.

Возможен вариант, когда в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих 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, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.

Возможен вариант, когда в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.

Возможен вариант, когда в качестве звукопоглощающего материала использован полиэстер.

Возможен вариант, когда в качестве звукопоглощающего материала использован пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, который выполнен на основе базальтовых или стеклянных волокон, или открытоячеистого пенополиуретана с защитной звукопрозрачной оболочки из тонкой стеклоткани или алюминизированной лавсановой пленки.

Возможен вариант, когда третий прерывистый слой 4 из мягкого звукопоглощающего материала, который закреплен на перфорированной 2 стенке и расположен между перфорированной 2 стенкой и звукоотражающим слоем 3, с воздушным промежутком, относительно звукоотражающего слоя, выполнен комбинированным, с внутренними резонансными элементами 8 из жесткого звукоотражающего материала, расположенными внутри многогранников из мягкого звукопоглощающего материала, и выполненными с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями с многогранниками из мягкого звукопоглощающего материала, при этом жесткие резонансные вставки 9,10,11 по типу резонаторов Гельмгольца, жестко соединены с резонансными элементами 8, и расположены между поверхностями этих многогранников, а диаметры отверстий резонансных вставок 9,10,11, выполнены в соответствии с резонансными частотами, уровни звукового давления на которых превышают санитарно-гигиенические нормы в помещении, в котором монтируется акустическое ограждение.