Результат интеллектуальной деятельности: ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ КОЧЕТОВА

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и в 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 перфорированные поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, включающая сплошные профилированные слои звукопоглотителя и прерывистые звукопоглощающие слои, звукопоглощающая конструкция состоит двух перфорированных поверхностей, между которыми размещены два слоя звукопоглощающего материала, прилегающие к перфорированным поверхностям и выполненные из мягкого сплошного и профилированного звукопоглотителя, у которого коэффициент отражения звука меньше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили слоев образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук, а прерывистые звукопоглощающие слои, расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев, выполнены в форме тел вращения, например в виде шаров, и крепятся с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны с ними посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, выполненных, например, в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на перфорированных поверхностях, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и притягивающего его винтом к соответствующему стержню.

На чертеже изображена схема звукопоглощающего элемента.

Звукопоглощающий элемент выполнен в виде двух перфорированных поверхностей 1 и 2, между которыми размещена звукопоглощающая конструкция, состоящая из двух слоев 3 и 4 звукопоглощающего материала, прилегающих к перфорированным поверхностям 1 и 2 и выполненных из мягкого сплошного и профилированного звукопоглотителя, у которого коэффициент отражения звука меньше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили слоев 9 и 10 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук, например выполненных из минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком.

Прерывистые звукопоглощающие слои 5 и 6, расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев 3 и 4, выполнены в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепятся с помощью стержней 7 и 8, параллельных перфорированным поверхностям 1 и 2, которые жестко связаны с ними посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов 11 и 12, выполненных, например, в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на перфорированных поверхностях 1 и 2, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и притягивающего его винтом к соответствующему стержню 7 или 8.

Прерывистые звукопоглощающие слои 5 и 6 выполнены из жесткого звукопоглотителя, например 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 пеноалюминия.

Материал перфорированных слоев 1 и 2 может быть выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Анти-вибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированных слоев 1 и 2, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден» (на чертеже не показано).

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированные слои 1 и 2, а также слои 3 и 4 мягкого звукопоглощающего материала, прилегающие к ним, попадает на прерывистые звукопоглощающие слои 5 и 6, выполненные из жесткого звукопоглощающего материала и расположенные в фокусе сплошных профилированных слоев 3 и 4, где происходит многократное отражение звука на мягкий звукопоглотитель. 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, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированных слоев 1 и 2 принимается равным или более 0,25.