Результат интеллектуальной деятельности: АКУСТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ДЛЯ ПРИВОДА ВЕРЕТЕН

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению.

Известен акустический экран, содержащий перфорированную стенку и звукопоглощающий слой (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 по патенту РФ №2463412, кл. F01N 1/04 [прототип], содержащий перфорированную стенку и звукопоглощающий слой.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров.

Это достигается тем, что в акустическом экране для привода веретен, содержащем жесткую стенку, на которую нанесен слой звукопоглощающего материала, при этом жесткая стенка выполнена коробчатой формы, охватывающей привод веретена, и имеет технологические отверстия для отвода тепла, а к жесткой стенке дополнительно прикреплен звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, причем сплошной профилированный слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель, который расположен в фокусе сплошного профилированного слоя, выполненного в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированной стенке и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей.

На фиг. 1 изображен акустический экран в разрезе, на фиг. 2 - схема звукопоглощающего элемента.

Акустический экран (фиг. 1) для привода веретена 1 с помощью ремня 2 содержит жесткую стенку 3, на которую нанесен слой звукопоглощающего материала 6 и 7. Жесткая стенка 3 и 4 выполнена коробчатой формы, охватывающей привод 2 веретена 1, и имеет технологические отверстия Z₁ и Z₂ для отвода тепла, причем на жесткую стенку дополнительно прикреплен звукопоглощающий элемент 5.

Звукопоглощающий элемент 5 экрана (фиг. 2) выполнен в виде гладкой 8 и перфорированной 9 стенок, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий 10, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий 11, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 10.

Сплошной профилированный слой 10 звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 12 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 12 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель 11. Прерывистый звукопоглотитель 11, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 10, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 13, параллельных перфорированной стенке 9 и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей (на чертеже не показано).

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, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», а перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10%÷15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.

В качестве звукопоглощающего материала непрозрачных шумопоглощающих акустических панелей использован пористый шумопоглощающий материала, например пеноалюминий или металлокерамика, или металлопоролон, или материал в виде спрессованной 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.

В качестве звукопоглощающего материала непрозрачных шумопоглощающих акустических панелей использован жесткий пористый материал, например пеноалюминий или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%.

в качестве звукопоглощающего материала использован листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.

В качестве звукопоглощающего материала использован полиэстер.

В качестве звукопоглощающего материала использован пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м³ и состоящий из 100 мас. частей перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. частей одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. частей неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.

Акустический экран работает следующим образом.

Звуковая энергия, излучаемая приводом 2 и вращающимся веретеном 1, попадает на стенки 3, 4, облицованные звукопоглощающим элементом 5, а также звукопоглощающие слои 6 и 7. 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.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 9, падает на прерывистый звукопоглотитель 11, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 10, который выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 10 звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель 11. 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. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой 9 (на чертеже не показано).