Звукопоглощающая конструкция

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности шумопоглощения. Звукопоглощающая конструкция производственного помещения содержит каркас цеха, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников, акустические ограждения и элементы звукопоглотителя. Акустические ограждения выполнены в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя, причем первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных поверхностей второго порядка, например сферических, тороидальных, из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, в первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями, причем на грани, расположенной с зазором относительно стержня, выполнены резонансные отверстия, при этом второй слой, более мягкий, состоит из тел вращения, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, является прерывистым, выполненным в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержня, параллельного перфорированной стенке и жестко связанного с гладкой стенкой посредством вертикальных связей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является шумопоглощающая панель по а.с. СССР N 348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [1], содержащая перфорированную стенку и звукопоглощающий слой, в котором со стороны стенки выполнены пирамидальные ячейки с вершинами, обращенными внутрь слоя.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона и вторичного поглощения звуковых волн, отраженных от звукопоглотителя.

Это достигается тем, что в звукопоглощающей конструкции производственного помещения, содержащей каркас цеха, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников, акустические ограждения и элементы звукопоглотителя, акустические ограждения выполнены в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя, причем первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных поверхностей второго порядка, например сферических, тороидальных, из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями, причем на грани, расположенной с зазором относительно стержня, выполнены резонансные отверстия, при этом второй слой, более мягкий, состоящий из тел вращения, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, является прерывистым, выполненным в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержня, параллельного перфорированной стенке и жестко связанного с гладкой стенкой посредством вертикальных связей.

На фиг.1 изображен общий вид звукопоглощающих конструкций производственного помещения, на фиг.2 - схема акустического ограждения.

Звукопоглощающая конструкция производственного помещения содержат каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 2 и 8, дверные 9 проемы, проемы 5 для размещения светильников и акустические ограждения 1, 3, 4, 10, 12 (фиг.1). Акустические ограждения (фиг.2) выполнены в виде гладкой 13 и перфорированной 14 стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя. Первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных (одна над другой) поверхностей второго порядка, например сферических 17 и 25, тороидальных 15 и 24. Он выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения. В первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями 13, 19, 21, 22. На грани 19, расположенной с зазором относительно стержня 18, выполнены резонансные отверстия 20.

Второй слой, более мягкий, состоящий из тел вращения 16 и 23, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей 15, 17, 24, 25 первого слоя, является прерывистым. Прерывистый второй слой выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 18, параллельных перфорированной стенке 14 и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей (на чертеже не показано). В качестве звукопоглощающего материала второго слоя может быть использован негорючий материал (например, винипор, стекловолокно с защитным слоем из стеклоткани), предотвращающим выпадение материала.

Отношение (H/W) параметров производственного помещения к толщине Н₁ акустического ограждения лежит в оптимальном интервале величин 0,0007...0,006.

Звукопоглощающая конструкция производственного помещения работает следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 14 акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12 попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала 16 (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна), который выполнен прерывистым (в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения) и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя. 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 14 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглощающим материалом и перфорированной стенкой.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки элемента звукопоглотителя на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.

Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах текстильной и других отраслей народного хозяйства.

1. Звукопоглощающая конструкция производственного помещения, содержащая каркас цеха, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников, акустические ограждения и элементы звукопоглотителя, отличающаяся тем, что акустические ограждения выполнены в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя, причем первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных поверхностей второго порядка, например сферических, тороидальных, из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а в первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями, причем на грани, расположенной с зазором относительно стержня, выполнены резонансные отверстия, при этом второй слой, более мягкий, состоящий из тел вращения, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, является прерывистым, выполненным в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержня, параллельного перфорированной стенке и жестко связанного с гладкой стенкой посредством вертикальных связей.

2. Звукопоглощающая конструкция производственного помещения по п.1, отличающаяся тем, что отношение (H/W) параметров производственного помещения к толщине H₁ акустического ограждения лежит в оптимальном интервале величин 0,0007...0,006.