Акустический экран кочетовых
Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума. Акустический экран содержит каркас с откосами из металлических листов с расположенными в нем секциями акустических панелей. Секции содержат акустические панели, которые выполнены как шумоотражающими светопрозрачными, так и непрозрачными шумопоглощающими, причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов. Экран содержит откосы из металлических листов, светопрозрачные панели выполнены шумоотражающими, каркас акустической шумопоглощающей панели выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней перфорированными стенками с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами. Причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b1 к ширине четных рядов b2 находится в оптимальном интервале величин b1:b2=0,7-0,9, а отношение расстояний между рядами h1 и h2 составляет h1:h2=2,0. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров экрана. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустический экран по а.с. СССР №348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [прототип], содержащий перфорированную стенку и звукопоглощающий слой.
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров экрана.
Это достигается тем, что в акустическом экране, содержащим каркас с откосами из металлических листов с расположенными в нем секциями акустических панелей, секции содержат акустические панели, которые выполнены как шумоотражающими светопрозрачными, так и непрозрачными шумопоглощающими, причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов, а каркасные элементы установлены на колеса, секции соединены между собой посредством упругих элементов, причем каркас акустической шумопоглощающей панели выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней перфорированными стенками с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b1 к ширине четных рядов b2 находится в оптимальном интервале величин b1/b2=0,7...0,9, а отношение расстояний между рядами h1 и h2 равно h1/h2=2,0, причем стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 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, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», а в качестве звукопоглощающего материала акустической шумопоглощающей панели используются плиты 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, а передняя и задняя стенки каркаса выполнены 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, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0...2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1...0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4...1,0, а вибродемпфирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а каркас акустической шумоотражающей светопрозрачной панели выполнен в виде многоугольника, например прямоугольника, образованного П-образной формы ребрами, выполненными из вибродемпфирующего материала, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика, причем отношение длины прямоугольника к его высоте лежит в интервале от 2 до 3, а отношение толщины сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,006...0,0082, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика с отношением длины прямоугольника к его высоте, находящимся в оптимальном отношении величин: 2,0...3,0, а отношение толщины ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,016...0,02, а ячейки ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика выполнены в виде боковых поверхностей многогранных прямоугольных призм, например, квадратного или прямоугольного сечения, грани или ребра которых жестко связаны между собой и со сплошными листами экструдированного поликарбонатного пластика, расположенными по обе стороны от ячеек.
На фиг.1 изображен общий вид акустического экрана, на фиг.2 - его профильная проекция; на фиг.3 - вариант выполнения экрана подвижным, на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.5 - общий вид непрозрачной шумопоглощающей акустической панели; на фиг.6 - общий вид шумоотражающей светопрозрачной акустической панели.
Акустический экран содержит общий каркас 2 (фиг.1, 2) с откосами 4 из металлических листов с расположенными в нем секциями 1, состоящими из акустических панелей. Секции 1 содержат акустические панели, которые могут быть выполнены как шумоотражающими светопрозрачными (фиг.6), так и непрозрачными шумопоглощающими (фиг.5), причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов. Каркасные элементы 2 могут быть установлены на колеса 3 (фиг.3), а секции 1 соединены между собой посредством упругих элементов, что позволяет экранировать объекты практически любой формы, например станок прямоугольной формы и др.
Каркас акустической шумопоглощающей панели (фиг.5) выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 7 и задней 6 перфорированными стенками (перфорация задней стенки 6 на чертеже не показана, но как вариант она возможна) с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами 8, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей 9 в одном ряду четное, а в другом 10 - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b1 к ширине четных рядов b2 находится в оптимальном интервале величин b1/b2=0,7...0,9, а отношение расстояний между рядами h1 и h2 равно h1/h2=2,0, причем стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 5 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, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Кроме того, могут использоваться плиты 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.
Передняя 7 и задняя 6 стенки каркаса акустической шумопоглощающей панели выполнены 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, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0...2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1...0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4...1,0. Вибродемпфирующие крышки 11, фиксирующие стенки 6 и 7 панели выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
Каркас акустической шумоотражающей светопрозрачной панели (фиг.6) выполнен в виде многоугольника, например прямоугольника, образованного П-образной формы ребрами 12, 13, 14, 15, выполненными из вибродемпфирующего материала, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из сплошного листа 1 экструдированного поликарбонатного пластика, причем отношение длины прямоугольника к его высоте лежит в интервале от 2 до 3, а отношение толщины сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,006...0,0082. Кроме того, в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента может использоваться панель 16 из ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика с отношением длины прямоугольника к его высоте, находящимся в оптимальном отношении величин: 2,0...3,0, а отношение толщины ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,016...0,02, а ячейки 18 ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика выполнены в виде боковых поверхностей многогранных прямоугольных призм, например, квадратного или прямоугольного сечения, грани 17 или ребра которых жестко связаны между собой и с со сплошными листами 16 экструдированного поликарбонатного пластика, расположенными по обе стороны от ячеек 18.
Акустический экран работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 7, попадает на стенки звукопоглощающего слоя 5 (который может быть как мягким, например из базальтового или стеклянного волокна, так и жестким, например типа "акмигран" и т.п.). 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 7 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 5 и перфорированной стенкой 7.
Предложенный авторами акустический экран является эффективным способом борьбы с производственными шумами.
1. Акустический экран, содержащий каркас с откосами из металлических листов с расположенными в нем секциями акустических панелей, секции содержат акустические панели, которые выполнены как шумоотражающими светопрозрачными, так и непрозрачными шумопоглощающими, причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов, отличающийся тем, что экран содержит откосы из металлических листов, светопрозрачные панели выполнены шумоотражающими, каркас акустической шумопоглощающей панели выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней перфорированными стенками с коэффициентом перфорации равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b1 к ширине четных рядов b2 находятся в оптимальном интервале величин b1:b2=0,7-0,9, а отношение расстояний между рядами h1 и h2 составляет h1:h2=2,0.
2. Акустический экран по п.1, отличающийся тем, что каркасные элементы установлены на колеса, а секции соединены между собой посредством упругих элементов.
3. Акустический экран по п.1, отличающийся тем, что стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками.
