Результат интеллектуальной деятельности: ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

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, содержащим гладкую и перфорированную поверхности, размещена многослойная комбинированная конструкция, которая выполнена сложной формы и представляет собой чередование звукопоглощающих сплошных участков и пустотелых участков, заполненных звукопоглощающим материалом, сплошные участки 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, причем вершины зубьев обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной поверхности, при этом к гладкой поверхности прикреплены звукопоглощающие и резонансные рельефные элементы, причем звукопоглощающие элементы выполнены в виде тетраэдров, которые чередуются с резонансными элементами, выполненными в виде конусов с резонансными втулками, и внешние поверхности которых покрыты звукопоглощающими коническими оболочками.

На чертеже изображена схема звукопоглощающего элемента.

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

Многослойная комбинированная конструкция выполнена сложной формы и представляет собой чередование звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4, заполненных звукопоглощающим материалом. 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 (на чертеже не показано) поверхность, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной 2 поверхности. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4 применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральная вата типа «URSA». Возможен вариант, когда пустотелые участки 4 заполнены звукопоглощающим материалом в виде вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, или строительно-монтажной пеной. Причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 2, обращенная в сторону многослойной комбинированной конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Коэффициент перфорации перфорированной поверхности 2 принимается равным или более 0,25.

К гладкой 1 поверхности прикреплены шумопоглощающие рельефные элементы: звукопоглощающие элементы 7, выполненные в виде тетраэдров, которые чередуются с резонансными элементами 8, выполненными в виде конусов с резонансными втулками 9, внешние поверхности которых покрыты звукопоглощающими коническими оболочками 10. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих элементов 7, выполненных в виде тетраэдров, применена базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком.

В качестве материала резонансных элементов 8, выполненных в виде конусов, применен жесткий звукоотражающий материал на основе алюминийсодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом 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.

Возможен вариант, когда в качестве материала резонансных элементов 8, выполненных в виде конусов, применен жесткий вибродемпфирующий материал, например пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.

Звуковая энергия ослабевает, пройдя через многослойную комбинированную конструкцию, выполненную сложной формы и представляющую собой чередование звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4, заполненных звукопоглощающим материалом, причем снижаются уровни звукового давления в помещении или окружающем пространстве, при этом осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов ʺГельмгольца", 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.