Результат интеллектуальной деятельности: ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОЧЕТОВА ДЛЯ ОБЛИЦОВКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к промышленной акустике.

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 за счет расширения частотного диапазона резонансных режимов работы, который обеспечивают встроенные резонаторы "Гельмгольца" в многослойный звукопоглощающий элемент.

Это достигается тем, что в звукопоглощающем устройстве для облицовки производственных помещений, выполненном в виде двух оппозитно расположенных перфорированных стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам, являются звукопоглощающими слоями из материалов разной плотности, а три центральных слоя являются комбинированными, причем осевой слой выполнен в виде жесткой резонансной пластины с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, а два симметрично расположенных и прилегающих к нему слоя из звукоотражающего материала сложного профиля представляют собой дополнительный объем резонаторов Гельмгольца.

На чертеже изображено звукопоглощающее устройство для облицовки производственных помещений.

Звукопоглощающее устройство для облицовки производственных помещений, которое выполнено в виде двух оппозитно расположенных перфорированных стенок 1 и 7, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, выполненный в виде пяти слоев, два из которых, прилегающих к стенкам 1 и 7, являются звукопоглощающими слоями 2 и 6 из материалов разной плотности, а три центральных слоя 3, 4, 5 являются комбинированными, причем осевой слой 4 выполнен в виде жесткой резонансной пластины с резонансными отверстиями 8, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, а два симметрично расположенных и прилегающих к нему слоя 3 и 5 из звукоотражающего материала сложного профиля представляют собой дополнительный объем резонаторов Гельмгольца.

Перфорированные стенки 1 и 7 имеют 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.

Каждая из стенок 1 и 7 может быть выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин 1/(2,5…3,5).

Каждая из стенок 1 и 7 может быть выполнена из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25.

Каждая из стенок 1 и 7 может быть выполнена 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», или неткаными материалами, например «Лутрасилом».

В качестве материала звукоотражающих слоев 3 и 5 может быть применен материал 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, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.

В качестве звукопоглощающего материала слоев 2, 4 и 6 может быть 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. Причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух (например, Acutex Т), или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом.

Звукопоглощающее устройство для облицовки производственных помещений работает следующим образом.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через перфорированные стенки 1 и 7 попадает на слои 2 и 6 из мягкого звукопоглощающего материала, а затем встречает на своем пути соответственно слои 5, 4 и 3 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, но часть звуковой энергии проходит через слои 3 и 5 из звукоотражающего материала и взаимодействует с осевым слоем 4 в виде жесткой резонансной пластины с резонансными отверстиями 8, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, а два симметрично расположенных и прилегающих к нему слоя 3 и 5 из звукоотражающего материала сложного профиля представляют собой дополнительный объем резонаторов Гельмгольца.

В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4-1,0.