Объемный штучный звукопоглотитель
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. Объемный штучный звукопоглотитель состоит из подвешиваемого на крепежном элементе к потолку производственного здания жесткого каркаса, выполненного по форме в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников. Одна поверхность - внешняя выполнена перфорированной, а другая внутренняя - сплошной. В промежутке между указанными поверхностями расположен звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом. Указанные поверхности соединены между собой посредством, по крайней мере, двух резонансных вставок, имеющих отверстия разного диаметра. Внутренняя полость, образованная сплошной внутренней объемной поверхностью, разделена, по крайней мере, одной перегородкой на, по крайней мере, две резонансные полости, по крайней мере, одна из которых может быть заполнена звукопоглощающим материалом. В резонансных вставках размещены светильники с электропитанием. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и улучшение эксплуатационных свойств. 6 з.п. ф-лы, 1 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 штучный звукопоглотитель (Патент РФ №2059772, кл. Е04В 1/84, 1994 г.), включающий подвешенный на несущей конструкции каркас с жестко закрепленными на нем звукопоглощающими элементами в виде чередующихся между собой активных, со звукопоглощающим материалом, и реактивных полостей, разделенных перегородками, закрепленными на днище каркаса с его внутренней стороны.
Недостатком известного технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет необходимости постоянной настройки шага расположения звукопоглощающих элементов и выбора их угла наклона к отражающей поверхности, что ограничивает спектральные возможности шумоглушения из-за отсутствия резонансных объемов, настроенных на определенную полосу частот.
Технический результат изобретения - повышение эффективности шумоглушения за счет расширения частотного диапазона и улучшение эксплуатационных свойств.
Это достигается тем, что в объемном штучном звукопоглотителе, состоящем из жесткого каркаса, подвешиваемого на крепежном элементе к потолку производственного здания, каркас выполнен по форме в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников платоновых тел, например куба, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, икосаэдра, одна из которых - внешняя выполнена перфорированной, а другая внутренняя - сплошной, причем звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, расположен в промежутке между поверхностями, которые соединены между собой посредством, по крайней мере, двух резонансных вставок, имеющих отверстия разного диаметра, причем внутренняя полость, образованная сплошной внутренней объемной поверхностью, разделена, по крайней мере, одной перегородкой на, по крайней мере, две резонансные полости, причем, по крайней мере, одна из них может быть заполнена звукопоглощающим материалом, а в резонансных вставках размещены светильники с электропитанием.
На чертеже представлен фронтальный разрез предлагаемого кубического штучного звукопоглотителя.
Объемный штучный звукопоглотитель состоит из жесткого каркаса 1, подвешиваемого на крепежном элементе 2 к потолку 3 производственного здания. Каркас выполнен по форме в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников платоновых тел, например куба, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, икосаэдра, (на чертеже не показано) одна из которых - внешняя 1 выполнена перфорированной, а другая внутренняя 5 - сплошной, причем звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, расположен в промежутке между поверхностями 1и 5, которые соединены между собой посредством, по крайней мере, двух резонансных вставок 9 и 11, имеющих отверстия 10 и 12 разного диаметра, причем внутренняя полость, образованная сплошной внутренней объемной поверхностью 5, разделена, по крайней мере, одной перегородкой 6 на, по крайней мере, две резонансные полости 7 и 8, причем, по крайней мере, одна из них может быть заполнена звукопоглощающим материалом 8, а в резонансных вставках 9 и 11 размещены светильники 13 с электропитанием 14.
Перфорация может быть выполнена щелевой, причем коэффициент перфорации выполнен равным или более 0,3, при этом каркас выполнен 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. В качестве звукопоглощающего материала 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, а в качестве акустически прозрачного материала, например стеклоткань типа ЭЗ-100 или полимер типа «Повиден».
В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюминийсодержащих 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.
В качестве звукопоглощающего материала используются элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся и диапазоне оптимальных величин: 40…50%. В качестве звукопоглощающего материала используются элементы с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас.В качестве звукопоглощающего материала используется крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим». причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,5…2,0 мм.
Объемный звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглощающим материалом 4 полостями. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных полостями 7 и 8. Различные объемы резонансных полостей служат для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот.
Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного 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.
1. Объемный штучный звукопоглотитель, состоящий из подвешиваемого на крепежном элементе к потолку производственного здания жесткого каркаса, выполненного по форме в виде двух концентричных объемных поверхностей правильных многогранников, одна из которых - внешняя выполнена перфорированной, а другая внутренняя - сплошной, и расположенного в промежутке между указанными поверхностями звукопоглощающего материала, обернутого акустически прозрачным материалом, отличающийся тем, что указанные поверхности соединены между собой посредством, по крайней мере, двух резонансных вставок, имеющих отверстия разного диаметра, и внутренняя полость, образованная сплошной внутренней объемной поверхностью, разделена, по крайней мере, одной перегородкой на, по крайней мере, две резонансные полости, по крайней мере, одна из которых может быть заполнена звукопоглощающим материалом, при этом в резонансных вставках размещены светильники с электропитанием.
2. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что правильные многогранники - куб, тетраэдр, октаэдр, додекаэдр, икосаэдр.
3. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что перфорация выполнена щелевой, причем коэффициент перфорации выполнен равным или более 0,3, при этом каркас выполнен из нержавеющей стали, или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.
4. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют плиты из минеральной ваты на базальтовой основе, или минеральной ваты, или базальтовой ваты, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полиэтилена или полипропилена, а в качестве акустически прозрачного материала - стеклоткань.
5. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала: из пеноалюминия или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 40-50%.
6. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1 отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют элементы с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас.
7. Объемный штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют крошку из твердого вибродемпфирующего материала - полиуретана, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,5...2,0 мм.
