Результат интеллектуальной деятельности: АКУСТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ДЛЯ ПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН ТИПА ПСК

Изобретение относится к промышленной акустике, например, для снижения шума привода веретен прядильных машин.

Известен акустический экран для прядильных машин с прядильной самокруточной камерой (ПСК), служащий для глушения шума на машине, создаваемого блоком аэродинамических крутильных устройств (АКУ), известный (см.кн. Софоновский В.И. Охрана труда в текстильной промышленности. М.: Легпромбытиздат, 1987, стр. 56, рис. 12).

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустический экран для прядильных машин с прядильной самокруточной камерой (ПСК) по патенту РФ №2351698 (прототип), содержащий звукоизолирующую крышку, герметично закрывающую блок АКУ вместе с исходным продуктом, валиком вытяжного прибора и ремнем, причем крышка облицована звукопоглощающим материалом.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет отсутствия в облицовке крышки резонансных элементов, расширяющих спектр частот шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет расширения спектра частот в резонансных режимах путем введения в облицовку резонансных элементов, расширяющих спектр частот шумоглушения.

Это достигается тем, что в акустическом экране для прядильных машин типа ПСК, содержащем звукоизолирующую крышку, герметично закрывающую блок АКУ вместе с исходным продуктом, валиком вытяжного прибора и ремнем, причем крышка облицована звукопоглощающим материалом и акустически прозрачной пленкой типа «повиден», а на валике вытяжного прибора общей длиной L и внешним диаметром D выполнены по крайней мере три проточки диаметром d: центральная проточка длиной L₂ и боковые проточки длиной L₁, при этом отношение внешнего диаметра D валика вытяжного прибора к диаметру d проточек лежит в оптимальном интервале величин: D/d=1,04…1,05, а отношение общей длины L валика к длине L₂ центральной проточки лежит в оптимальном интервале величин: L/L₂=4,3…4,4, а отношение длины L₂ центральной проточки к длине L₁ боковых проточек лежит в оптимальном интервале величин: L₂/L₁=2,0…2,2, при этом звукопоглощающий материал на внутренней поверхности крышки выполнен на основе алюминийсодержащих 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, или в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, помещенного в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм, а облицовка звукоизолирующей крышки выполнена с резонансными вставками и содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала, пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной поверхностях, причем полости, образованные гладкой и перфорированной поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом, а полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом, при этом полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями с полостями, образованными гладкой и перфорированной поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.

На фиг. 1 изображен акустический экран, в разрезе, на фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1, на фиг. 3 - общий вид валика вытяжного прибора с проточками, на фиг. 4 - схема облицовки крышки с резонансными элементами.

Акустический экран для аэродинамического крутильного устройства (далее блок АКУ) прядильных машин типа ПСК содержит звукоизолирующую крышку 1, герметично закрывающую блок 4 АКУ вместе с исходным продуктом 5 (например, ровницей), валиком 7 вытяжного прибора и ремнем 6. Внутренняя поверхность крышки облицована звукопоглощающим материалом 2 и акустически прозрачной пленкой 3 типа «повиден». На валике 7 общей длиной L и внешним диаметром D выполнены по крайней мере три проточки диаметром d: центральная проточка 9 длиной L₂ и боковые проточки 8 и 10, длиной L₁. Отношение внешнего диаметра D валика 7 вытяжного прибора к диаметру d проточек 8 и 9 лежит в оптимальном интервале величин: D/d=1,04…1,05, а отношение общей длины L валика 7 к длине L₂ центральной проточки 9 лежит в оптимальном интервале величин: L/L₂=4,3…4,4, а отношение длины L₂ центральной проточки 9 к длине L₁ боковых проточек 8 лежит в оптимальном интервале величин: L₂/L₁=2,0…2,2. Расстояние В от торцев валика 7 до последних боковых проточек 8 равно 5 мм.

Звукопоглощающий материал 2 на внутренней поверхности крышки 1 выполнен на основе алюминийсодержащих 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, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана, или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.

Звукопоглощающий материал 2 на внутренней поверхности крышки 1 выполнен 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 2 на внутренней поверхности крышки 1 выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм (на чертеже не показано).

Облицовка звукоизолирующей крышки 1 (фиг. 4) выполнена с резонансными вставками и содержит гладкую 11 и перфорированную 12 поверхности, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 13 и пустотелых участков 15, каркас которого выполнен из жесткого звукопоглощающего материала. Причем пустотелые участки 15 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 16, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертежах не показано). При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностях. Полости 14, образованные гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, заполнены мягким звукопоглощающим материалом. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, заполнены вспененным полимером, например полиэтиленом или полипропиленом. Полости 17 пустотелых участков 15, образованные призматическими поверхностями, соединены резонансными отверстиями 18, 19 и 20 с полостями 14, образованными гладкой 11 и перфорированной 12 поверхностями, между которыми расположен комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы.

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя применен материал на основе алюминийсодержащих 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.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Облицовка звукоизолирующей крышки 1 (фиг. 3) работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 12 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Резонансные отверстия 18, 19 и 20 в полостях 17 пустотелых участков 15 выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 18, 19 и 20.

Акустический экран работает следующим образом.

Звуковая энергия, излучаемая блоком 4 АКУ, приводом 6 и вращающимся валиком 7 попадает на стенки корпуса 1, облицованные звукопоглощающим материалом 2. 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. Предложенный авторами акустический экран является эффективным средством борьбы с производственными шумами, причем он прост в обслуживании и изготовлении.