Результат интеллектуальной деятельности: ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и других звукопоглощающих конструкциях.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукопоглощающий элемент, применяемый в качестве облицовки производственных помещений, известный из патента РФ №2463412 (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 звукопоглощающем элементе, содержащем гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, звукопоглощающая конструкция выполнена в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена звукопоглощающая конструкция сложной формы, представляющая собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, при этом сплошные участки в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями, расположенными перпендикулярно гладкой и перфорированной поверхностям и закрепленными к гладкой поверхности, а также двумя связанными с ними и наклонными относительно гладких призматических поверхностей поверхностями сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую или волнистую, или образованную сферическими участками форму поверхности, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной поверхности, а к гладкой поверхности прикреплены рельефные звукопоглощающие элементы, например, в виде тетраэдров.

На чертеже изображена схема звукопоглощающего элемента.

Звукопоглощающий элемент содержит гладкую 1 и перфорированную 2 поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция.

Звукопоглощающая конструкция выполнена сложной формы и представляет собой чередование сплошных участков 3 и пустотелых участков 4. Сплошные участки 3, в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями 5, расположенными перпендикулярно гладкой 1 и перфорированной 2 поверхностям и закрепленными к гладкой 1 поверхности, а также двумя, связанными с ними и наклонными, относительно гладких призматических поверхностей 5, поверхностями 6 сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую или волнистую, или образованную сферическими участками форму (на чертеже не показано) поверхность, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной 2 поверхности. К гладкой 1 поверхности прикреплены рельефные звукопоглощающие элементы 7, например, в виде тетраэдров.

Возможен вариант, когда внутри поверхностей 6 сложной формы, имеющих с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую, закреплен резонатор Гельмгольца, выполненный в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8 с резонансными отверстиями.

В качестве звукопоглощающего материала 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 конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Возможен вариант, когда пустотелые участки 4 заполнены звукопоглощающим материалом, например строительно-монтажной пеной.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 2 и третий слой 8 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Внутри поверхностей 6 сложной формы, имеющих с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую, закреплен резонатор Гельмгольца, выполненный в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8 с резонансными отверстиями. Здесь 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 в виде втулок 8 с резонансными отверстиями о стенки втулок, являющимися горловиной резонаторов "Гельмгольца".

Возможен вариант, когда диаметры резонансных отверстий во втулках 8 резонатора Гельмгольца, выполненного в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8, выполнены разного диаметра, зависящего от частоты заглушаемого спектра частот, необходимого для заданного уровня снижения шума.