АКУСТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ И ШУМОЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН ИЗ АКУСТИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ

Изобретения относятся к средствам защиты населенных пунктов от воздействия на них посторонних акустических шумов, таких как автосигнализация (сирены, автомобильные противоугонные средства), взлетно-посадочные шумы с близко расположенных аэродромов, транспортные и строительные шумы и т.п. Они могут быть использованы в качестве ограждений.

Известна акустическая панель, содержащая звукопоглощающую плиту и корпус, в котором размещена плита и который состоит из двух прямоугольных коробов, отличающихся друг от друга боковыми стенками; короба вставлены с натягом друг в друга и зафиксированы торцевыми крышками, причем стенка короба, обращенная к источнику звука, выполнена перфорированной (RU патент №2155252 С1, МПК E01F 8/00, опубл. 27.08.2000, Бюл. № 24).

Известна также акустическая панель, звукопоглощающая плита которой размещена в корпусе, выполненном из двух металлических профилированных коробов, каждый из которых имеет днище, боковые стенки и стыковочные отбортовки, прилежащие к боковым стенкам, при этом короба соединены друг с другом «в замок» их стыковочными отбортовками и скреплены механическим соединением «по замку» (ЕР патент №0527115 В1, МПК E01F 8/00, опубл. 06.09.95).

Корпуса известных панелей выполнены из неодинаковых по форме и размеру коробов, что усложняет конструкцию и монтаж панелей, а их производство делает неэкономичным по затратам труда, времени и по расходу материалов. Каждый короб требует отдельного процесса изготовления и отдельного места хранения, что делает производство панелей неэффективным.

Акустическая панель по патенту ЕР №0527115 является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Из вышеуказанного патента RU №2155252 известен шумозащитный экран, состоящий из набора вышеописанных акустических панелей, расположенных между вертикальными стойками с фиксацией их положения относительно указанных стоек вертикальными и горизонтальными профилями как средствами фиксации.

К недостаткам известного шумозащитного экрана, кроме вышеуказанных недостатков входящих в него акустических панелей, относятся сложность монтажа и демонтажа при ремонтных работах с частичной заменой панелей, а также повышенная коррозия коробов панели в местах их соединения «в замок» в силу их постоянной влажности и непроветриваемости.

Шумозащитный экран по патенту РФ №2155252 является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Техническая задача, на решение которой направлены изобретения, заключается в разработке съемной акустической панели и сборно-разборного шумозащитного экрана на ее основе, в которых сочеталась бы простота конструкции с простотой монтажа за счет унификации, или приведения к единообразию, деталей корпуса панели и за счет обеспечения навесной взаимосвязи панели со стойками экрана.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретений, заключается в повышении эффективности производства акустической панели и экрана на ее основе за счет упрощения их конструкций, упрощения монтажа, снижения производственных затрат и повышения ремонтопригодности.

Для решения поставленной задачи в акустической панели, состоящей из звукопоглощающей плиты и корпуса с торцевыми крышками, в полости которого размещена указанная плита и который выполнен из двух профилированных коробов с днищами, боковыми стенками и стыковочными отбортовками, прилежащими к боковым стенкам, соединенных друг с другом «в замок» указанными стыковочными отбортовками и скрепленных механическим соединением «по замку», согласно изобретению ее корпус выполнен двоякоступенчатым, профилированные прямоугольные короба ее корпуса выполнены по форме и размерам одинаковыми, причем днища обоих коробов выполнены гофрированными с числом гофр на каждом не менее трех, а стыковочные отбортовки на каждом коробе расположены перпендикулярно к их боковым стенкам и ориентированы в одном, одинаковом для обоих коробов, направлении так, что в каждом коробе одна стыковочная отбортовка является внутренней по отношению к коробу, а другая - наружной, короба относительно друг друга расположены с совмещением внутренней отбортовки каждого из них с соответствующей наружной отбортовкой другого, а соединение коробов «в замок» друг с другом выполнено с охватом наружных стыковочных отбортовок обоих коробов смежными с ними внутренними стыковочными отбортовками с образованием двоякоступенчатого корпуса с двумя продольными ступенями в местах соединений коробов, каждая торцевая крышка выполнена накладной, П-образной, размещена на торце корпуса с зазором по отношению к нему и закреплена механическим соединением ее боковых установочных элементов с корпусом, при этом в частных случаях параметры ее корпуса находятся в следующих соотношениях: H/L=0,41 и h/L=0,073, где Н - высота корпуса, h - толщина корпуса, L - длина поперечного сечения корпуса; ее корпус снабжен ребрами жесткости, выполненными, преимущественно, в виде швеллеров, закрепленных их полками изнутри корпуса на его противолежащих сторонах, при этом количество швеллеров определяется требованиями стойкости корпуса к ветровым и вертикальным нагрузкам; стенка ее корпуса, обращенная к источнику звука, выполнена перфорированной; в качестве механического соединения использовано заклепочное или винтовое соединение; короба корпуса панели выполнены из металла; короба корпуса панели выполнены из армированной или неармированной пластмассы или ее комбинации с металлом.

Для решения поставленной задачи в шумозащитном экране из набора акустических панелей, расположенных между вертикальными профильными стойками с фиксацией их положения относительно указанных стоек средствами фиксации, содержащих каждая корпус, состоящий из двух, соединенных между собой, прямоугольных коробов с торцевыми крышками, и звукопоглощающую плиту, размещенную в полости корпуса, согласно изобретению каждая акустическая панель выполнена в соответствии с п.1, панели в наборе состыкованы между собой ступенями их двоякоступенчатых корпусов, каждое средство фиксации положения любой панели относительно вертикальной стойки, преимущественно, двутавровой, выполнено в виде зажимного элемента, состоящего из пластины, упоров на ее концах и U-образного захвата, связанного с пластиной, выступающего над упорами и расположенного между ними, зажимной элемент установлен между полками двутавровой стойки и панелью в распор с ними его упорами и с зацеплением торцевой крышки панели U-образным захватом, вставленным в зазор между упомянутой крышкой и торцем корпуса панели, при этом расстояние между упорами зажимного элемента соответствует толщине панели, а место размещения U-образного захвата на его пластине противолежит вышеупомянутому зазору в панели при размещении ее между упорами зажимного элемента, при этом в частных случаях параметры корпуса каждой панели находятся в следующих соотношениях: H/L=0,41 и h/L=0,073, где Н - высота корпуса, h - толщина корпуса, L - длина поперечного сечения корпуса; корпус каждой панели снабжен ребрами жесткости, выполненными, преимущественно, в виде швеллеров, закрепленных их полками изнутри корпуса на его противолежащих сторонах, при этом количество швеллеров определяется требованиями стойкости корпуса к ветровым и вертикальным нагрузкам; стенка любой панели, обращенная к источнику звука, выполнена перфорированной; короба корпуса панели выполнены из металла; короба корпуса панели выполнены из армированной или неармированной пластмассы или ее комбинации с металлом; пластина, упоры и U-образный захват зажимного элемента составляют одно целое; пластина, упоры и U-образный захват зажимного элемента соединены между собой механическим соединением; в качестве механического соединения использовано заклепочное или винтовое соединение.

Отличительными от прототипа признаками заявленной акустической панели являются следующие:

а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях:

- выполнение ее корпуса двоякоступенчатым,

- выполнение профилированных прямоугольных коробов ее корпуса по форме и размерам одинаковыми,

- выполнение днищ обоих коробов гофрированными с числом гофр на каждом не менее трех,

- расположение стыковочных отбортовок на каждом коробе перпендикулярно к их боковым стенкам,

- ориентирование стыковочных отбортовок в одном, одинаковом для обоих коробов, направлении так, что в каждом коробе одна стыковочная отбортовка является внутренней по отношению к коробу, а другая - наружной,

- расположение коробов относительно друг друга с совмещением внутренней отбортовки каждого из них с соответствующей наружной отбортовкой другого,

- выполнение соединения коробов «в замок» друг с другом с охватом наружных стыковочных отбортовок обоих коробов смежными с ними внутренними стыковочными отбортовками с образованием двоякоступенчатого корпуса с двумя продольными ступенями в местах соединений коробов,

- выполнение каждой торцевой крышки накладной, П-образной,

- размещение упомянутой крышки на торце корпуса с зазором по отношению к нему,

- закрепление крышки механическим соединением ее боковых установочных элементов с корпусом,

б) признаки, обеспечивающие получение технического результата в частных случаях:

- следующие соотношения параметров корпуса: H/L=0,41 и h/L=0,073, где Н - высота корпуса, h - толщина корпуса, L - длина поперечного сечения корпуса,

- снабжение корпуса ребрами жесткости, выполненными, преимущественно, в виде швеллеров,

- закрепление швеллеров их полками изнутри корпуса на его противолежащих сторонах,

- количество швеллеров, определяемое требованиями стойкости корпуса к ветровым и вертикальным нагрузкам,

- выполнение стенки корпуса, обращенной к источнику звука, перфорированной;

- выполнение коробов корпуса панели из металла,

- выполнение коробов корпуса панели из армированной или неармированной пластмассы или из ее комбинации с металлом,

- использование в качестве механического соединения заклепочного или винтового соединения.

Отличительными от прототипа признаками заявленного шумозащитного экрана являются следующие:

а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях:

- выполнение каждой акустической панели в соответствии с п.1,

- состыковка панелей между собой в наборе ступенями их двоякоступенчатых корпусов,

- выполнение каждого средства фиксации положения любой панели относительно вертикальной стойки, преимущественно, двутавровой, в виде зажимного элемента,

- состав зажимного элемента из пластины, упоров на ее концах и U-образного захвата, связанного с пластиной, выступающего над упорами и расположенного между ними,

- установка зажимного элемента между полками двутавровой стойки и панелью в распор с ними его упорами и с зацеплением торцевой крышки панели U-образным захватом, вставленным в зазор между упомянутой крышкой и торцем корпуса панели,

- расстояние между упорами зажимного элемента, соответствующее толщине панели,

- место размещения U-образного захвата на его пластине, противолежащее вышеупомянутому зазору в панели при размещении ее между упорами зажимного элемента,

б) признаки, обеспечивающие получение технического результата в частных случаях:

- параметры корпуса каждой панели, находящиеся в следующих соотношениях: Н/L=0,41 и h/L=0,073, где Н - высота корпуса, h - толщина корпуса, L - длина поперечного сечения корпуса;

- снабжение корпуса каждой панели ребрами жесткости, выполненными, преимущественно, в виде швеллеров,

- закрепление швеллеров их полками изнутри корпуса на его противолежащих сторонах,

- количество швеллеров, определяемое требованиями стойкости корпуса к ветровым и вертикальным нагрузкам,

выполнение стенки любой панели, обращенной к источнику звука, перфорированной,

- выполнение коробов корпуса панели из металла,

- выполнение коробов корпуса панели из армированной или неармированной пластмассы или из ее комбинации с металлом;

- пластина, упоры и U-образный захват зажимного элемента, составляющие одно целое;

- соединение пластины, упоров и U-образного захвата зажимного элемента между собой механическим соединением;

- использование в качестве механического соединения заклепочного или винтового соединения.

Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного технического результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле изобретения совокупность известных и отличительных признаков не известна, и, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».

Заявленная акустическая панель обладает рядом преимуществ перед панелью по прототипу:

- иной, а именно двоякоступенчатой конструкцией, обеспечивающей легкость стыковки панелей при их наборе;

- простотой конструкции, обусловленной одинаковостью коробов, составляющих корпус панели, то есть полным совпадением их формы и размеров;

- простотой сборки коробов, имеющих прямые стыковочные элементы, исключающие поиск криволинейных сопрягаемых контуров, характерных для прототипа;

- конкретными геометрическими размерами коробов корпуса;

- иной конструкцией торцевых крышек, обеспечивающей возможность закрепления крышки на корпусе с зазором, в свою очередь необходимым для осуществления навесной связи панели со стойками при использовании ее в экране;

- прочностью и стойкостью готовой конструкции к ветровым и вертикальным нагрузкам за счет фиксации положения обоих его коробов относительно друг друга ребрами жесткости.

Двоякоступенчатость панели позволяет избежать дополнительного крепления панелей друг с другом в наборе при применении их, например, в шумозащитном экране.

Разработкой корпуса панели из одинаковых металлических коробов с конкретными геометрическими размерами обеспечено снижение производственных расходов по затратам на материал (листовая оцинкованная сталь) и оборудование (прокатный стан), так как позволяет производить безотходный раскрой материала при стандартной ширине листа, равной 1250 мм, и использовать всего один прокатный стан. Следствием этого является сокращение производственных площадей и отсутствие отдельных складских помещений для хранения коробов.

Очевидно, что конструкция панели позволяет изготавливать ее не только из металла, но и, например, из армированной или неармированной пластмассы или из комбинации пластмассы с металлом.

Простотой сборки корпуса описанной конструкции обеспечено снижение затрат времени на монтаж, а надежность сборки достигнута применением заклепочного или винтового соединения.

Выбором швеллера в качестве ребра жесткости обеспечена не только прочность и стойкость панели к ветровым и вертикальным нагрузкам, но и достигнута возможность снижения расхода материала за счет уменьшения толщины стенок коробов.

Навесной конструкцией панели обеспечена быстрота ее замены при ремонте.

Таким образом заявленная акустическая панель в сравнении с прототипом эффективнее с точки зрения ее конструктивных особенностей, она дешевле с точки зрения производства, ее можно применять самостоятельно в качестве материала для строительства испытательных или ремонтных авиа- или автоцехов, ангаров и т.п., навешивая, например, на крюки. Она же является основой для создания шумозащитного экрана.

Шумозащитный экран набирают из необходимого числа заявленных акустических панелей, которые фиксируют с помощью специальных зажимных элементов на вертикальных двутавровых стойках, при этом проявляется преимущество двоякоступенчатой конструкции панелей, обеспечивающее легкость набора с достижением устойчивого положения панелей относительно друг друга, и преимущество простоты навесной связи панели со стойками.

Кроме того, устраняется повышенная коррозия панелей в местах их стыковки, поскольку обеспечивается постоянное проветривание мест их соединения.

Навесную связь в предложенном шумозащитном экране обеспечивают средства фиксации положения акустических панелей относительно вертикальных двутавровых стоек, выполненные в виде зажимных элементов. Преимуществом зажимного элемента предложенной конструкции является упрощение монтажа экрана из-за отсутствия механической связи между зажимным элементом и двутавровыми стойками, что вместе с навесной связью делает экран сборно-разборным.

Изобретения поясняются описанием конкретных, но не ограничивающих его, примеров реализации и прилагаемыми чертежами.

На фиг.1 представлена заявленная панель (вид в аксонометрии с частичным поперечным разрезом), на фиг.2 - короб корпуса панели, показанной на фиг.1 (поперечный разрез), на фиг.3 - корпус заявленной панели (частичный продольный разрез), на фиг.4 показан шумозащитный экран, на фиг.5 представлена схема стыковки акустических панелей в шумозащитном экране, на фиг.6 показан зажимной элемент шумозащитного экрана (в аксонометрии).

Акустическая панель 1 состоит из звукопоглощающей плиты 2, двоякоступенчатого корпуса 3, в полости которого размещена плита 2, и торцевых крышек 4 (фиг.1).

Плита 2 выполнена, например, из минеральной ваты на синтетическом связующем.

Корпус 3 выполнен из двух металлических, например из листовой оцинкованной стали, профилированных прямоугольных коробов 5 и 6, одинаковых по их формам и размерам. Каждый из коробов 5 и 6 имеет гофрированное днище 7 с числом гофр 8 не менее трех, боковые стенки 9 и стыковочные отбортовки: внутреннюю 10 и наружную 11, прилежащие к стенкам 9 в их продольном направлении и расположенные перпендикулярно к ним (фиг.2).

Стыковочные отбортовки 10 и 11 обоих коробов 5 и 6 ориентированы в одном направлении так, что в каждом коробе 5 или 6 отбортовка 10 расположена изнутри короба и названа внутренней, а отбортовка 11 - снаружи и названа наружной.

Короб 5 развернут относительно короба 6 на 180° и расположен с совмещением его внутренней отбортовки 10 с наружной отбортовкой 11 короба 6, а его наружной отбортовки 11 с внутренней отбортовкой 10 короба 6. Короба 5 и 6 соединены друг с другом «в замок» их отбортовками 10 и 11 посредством охвата наружных отбортовок 11 соответствующими внутренними 10 и скреплены заклепками 12 с образованием корпуса 3 с двумя продольными ступенями 13 по местам соединений (фиг.1).

Очевидно, что при выполнении панели с корпусом из одинаковых коробов любой короб может быть развернут относительно другого с достижением того же результата.

Корпус 3 изнутри снабжен ребрами жесткости в виде швеллеров 14, которые закреплены полками 15 на его противолежащих стенках с помощью винтов 16. Число швеллеров 14 определяется требованиями стойкости корпуса 3 к ветровым и вертикальным нагрузкам (фиг.3).

Стенка корпуса 3, обращенная к источнику звука, может быть выполнена перфорированной.

Параметры корпуса 3 напрямую связаны с размерами стандартного листа из оцинкованной стали и обеспечивают возможность безотходного кроя одинаковых по форме и размерам коробов 5 и 6: отношение высоты Н корпуса 3 к длине L его поперечного сечения, или Н/L, составляет 0,41, а отношение толщины h корпуса 3 к той же длине L его поперечного сечения, или h/L, составляет 0,073.

Каждая торцевая крышка 4 выполнена накладной, П-образной (фиг.1). Она размещена на торцевой части корпуса 3 с зазором 17 по отношению к последнему и закреплена на нем.

Шумозащитный экран 18 состоит из набора акустических панелей 1, вертикальных двутавровых стоек 19, между которыми размещены панели 1, и зажимных элементов 20 (по два на каждую панель) как средств фиксации положения панелей 1 на стойках 19 (фиг.4).

Каждая акустическая панель 1 выполнена, как было описано выше и проиллюстрировано на фиг.1-3. В наборе панели 1 состыкованы ступенями 13 их двоякоступенчатых корпусов 3 (фиг.5).

Каждая двутавровая стойка 19 имеет полки 21.

Каждый зажимной элемент 20 состоит из пластины 22, двух упоров 23, расположенных на концах пластины 22, и U-образного захвата 24, связанного с пластиной 22, выступающего над упорами 23 и расположенного между этими упорами 23 (фиг.6).

Захват 24 зажимного элемента 20 выполнен с возможностью размещения его в зазоре 17 для зацепления панели 1.

Для фиксации положения панели 1 каждый зажимной элемент 20 установлен между полками 21 стойки 19 и панелью 1 в распор с ними его упорами 23 и с зацеплением торцевой крышки 4 панели 1 его U-образным захватом 24, вставленным в зазор 17 между крышкой 4 и корпусом 3 панели 1.

Расстояние между упорами 23 элемента 20 соответствует толщине панели 1, а место размещения захвата 24 на пластине 22 противолежит упомянутому зазору 17 в панели 1 при размещении ее между упорами 23 зажимного элемента 20.

Пластина 22, упоры 23 и U-образный захват 24 зажимного элемента 20 могут составлять одно целое, то есть могут быть выкроены и изготовлены за одно целое, например, из листа оцинкованной стали, или они могут быть изготовлены каждый отдельно и соединены между собой, например, заклепочным соединением.

Работа акустической панели в шумозащитном экране.

При возникновении шума от источника звуковых колебаний звуковая волна, достигнув шумозащитного экрана, проникает через переднюю стенку панели и наталкивается на шумопоглощающую плиту, которая препятствует проникновению звуковых колебаний за панель. Возникающую при этом опасность появления акустической вибрации передней и задней стенок панели существенно снижают ребра жесткости, связывающие стенки корпуса между собой в жесткую конструкцию.

Акустическую панель и шумозащитный экран на ее основе изготавливают на оборудовании металлопрокатных производств или на оборудовании для переработки пластмасс.