Резонансный звукопоглотитель

Авторы патента:

E04B2001/8428 - Строительные конструкции в целом; стены, например перегородки; крыши; перекрытия; изоляция и прочие средства и способы защиты строительных конструкций и сооружений (обрамление дверных, оконных и т.п. проемов E06B 1/00)

E04B1/82 - для обеспечения звукоизоляции (шумопоглощение в трубопроводах или каналах E04F 17/00; поглощение шума вообще G10K 11/16)

Владельцы патента RU 2658924:

Стареева Мария Михайловна (RU)

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах. Устройство содержит жесткий каркас из верхней, активной, части и нижней, реактивной, части. Реактивная часть выполнена в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров, полости которых снабжены отверстиями разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, а опорные диски, расположенные по торцам цилиндров, жестко и герметично соединяют их между собой, образуя реактивную часть жесткого каркаса звукопоглотителя. Верхняя, активная, часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием. Полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом. Соединение верхней и нижней частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента. К перфорированной крышке цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту. Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен, по крайней мере один винтовой звукопоглощающий элемент, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку и опирающейся в опорный диск, соединенный с реактивной частью звукопоглотителя. Реактивная часть заключена в акустически прозрачную сферическую оболочку. Полость между сферической оболочкой и внешним цилиндром заполнена звукопоглотителем. Повышается эффективность шумоглушения на высоких частотах путем введения в штучный звукопоглотитель объемных полостей для резонаторов Гельмгольца, которые повышают эффективность на высоких частотах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель по патенту РФ №2485256 [1], содержащий жесткий перфорированный каркас, внутри которого размещен звукопоглощающий материал, каркас выполнен из нижней части конической формы с крышкой и верхней части цилиндрической формы, которая крепится к крышке нижней части перфорированного каркаса посредством вибродемпфирующей прокладки, позволяющей демпфировать высокочастотные колебания, при этом к верхней части цилиндрического перфорированного каркаса шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения, а полости нижней и верхней частей перфорированного каркаса заполнены звукопоглощающими материалами различной плотности, причем вокруг верхней части цилиндрической формы перфорированного каркаса расположен, по крайней мере, один винтовой звукопоглощающий элемент штучного поглотителя, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины из плотного негорючего звукопоглощающего материала.

Недостатками этого штучного звукопоглотителя является сравнительно невысокая эффективность шумоподавления на низких и средних частотах из-за отсутствия объемных полостей для резонаторов Гельмгольца и полостей, заполненных звукопоглотителем, т.е. поглотителей различной плотности.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения на высоких частотах путем введения в штучный звукопоглотитель объемных полостей для резонаторов Гельмгольца, которые повышают эффективность на высоких частотах.

Это достигается тем, что в резонансном звукопоглотителе, содержащем жесткий каркас из верхней, активной, части и нижней, реактивной, части, реактивная часть выполнена в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров, полости которых снабжены отверстиями разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, а опорные диски, расположенные по торцам цилиндров, жестко и герметично соединяют их между собой, образуя реактивную часть жесткого каркаса звукопоглотителя, при этом верхняя, активная, часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней и нижней частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, а вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен, по крайней мере, один винтовой звукопоглощающий элемент, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку и опирающейся в опорный диск, соединенный с реактивной частью звукопоглотителя.

На чертеже показана схема резонансного звукопоглотителя.

Резонансный звукопоглотитель содержит жесткий каркас из верхней, активной, части 1 и нижней, реактивной, части 4, выполненной в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров 8, 9 и 11, полости которых снабжены отверстиями 7, 10, 12 разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца. Опорные диски 13 и 14, расположенные по торцам цилиндров, жестко и герметично соединяют их между собой, образуя реактивную часть 4 жесткого каркаса звукопоглотителя.

Верхняя, активная, часть 1 выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки 2 с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом. Соединение верхней 1 и нижней 4 частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента 5, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки 2 шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку помещения.

Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки 2 расположен, по крайней мере, один винтовой звукопоглощающий элемент 3, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку 2 и опирающейся в опорный диск 6, соединенный с реактивной частью 4 звукопоглотителя.

Винтовой звукопоглощающий элемент 3 выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость (на чертеже не показано), при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом (на чертеже не показано) с плотностью, меньшей, чем у винтового звукопоглощающего элемента 3.

Реактивная часть 4, выполненная в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров 8, 9 и 11, полости которых снабжены отверстиями 7, 10, 12 разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, заключена в акустически прозрачную сферическую оболочку 15, выполненную в виде легкого перфорированного каркаса, внутренняя полость которого облицована звукопроницаемым материалом, а полость между сферической оболочкой 15 и внешним резонансным цилиндром 9 заполнена звукопоглотителем 16, при этом сферическая оболочка 15 закреплена своей верхней частью на опорном диске 14, соединяющим верхние торцы цилиндров 8, 9 и 11.

Возможен вариант, когда отверстия 7, 10, 12 разного диаметра, выполняющие функции горловин резонатора Гельмгольца, расположенные в резонансных цилиндрах 8, 9 и 11, снабжены втулками, соединяющими полости резонансных цилиндров с внешней поверхностью сферической оболочки 15.

Резонансный звукопоглотитель работает следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь на промышленном или транспортном объектах, взаимодействуют со звукопоглощающим материалом винтового звукопоглощающего элемента 3, расположенным в верхней, активной, части 1 каркаса, а также в перфорированной цилиндрической обечайке 2, при этом происходит снижение шума на низких, средних и высоких частотах соответственно.

Соединение верхней 1 и нижней 4 частей каркаса посредством упругодемпфирующего элемента 5 позволяет демпфировать высокочастотные колебания, которые могут излучаться жестким каркасом, что позволяет его использовать для снижения шума на транспортных объектах. Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями резонансных цилиндров 8, 9 и 11, полости которых снабжены отверстиями 7, 10, 12 разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, для гашения шума в заданной полосе частот, при этом для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило, большие объемы полостей резонансных цилиндров 8, 9 и 11 выбирают для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот. Взаимодействие звуковых волн с винтовым звукопоглощающим элементом 3 приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.

1. Резонансный звукопоглотитель, содержащий жесткий каркас из верхней, активной, части и нижней, реактивной, части, реактивная часть выполнена в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров, полости которых снабжены отверстиями разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, а опорные диски, расположенные по торцам цилиндров, жестко и герметично соединяют их между собой, образуя реактивную часть жесткого каркаса звукопоглотителя, при этом верхняя, активная, часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней и нижней частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, а вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен, по крайней мере один, винтовой звукопоглощающий элемент, выполненный по форме в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку и опирающейся в опорный диск, соединенный с реактивной частью звукопоглотителя, при этом винтовой звукопоглощающий элемент выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость, при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями заполнено звукопоглощающим материалом с плотностью, меньшей, чем у винтового звукопоглощающего элемента, отличающийся тем, что реактивная часть, выполненная в виде, по крайней мере, трех коаксиально и осесимметрично расположенных резонансных цилиндров, полости которых снабжены отверстиями разного диаметра, выполняющими функции горловин резонатора Гельмгольца, заключена в акустически прозрачную сферическую оболочку, выполненную в виде легкого перфорированного каркаса, внутренняя полость которого облицована звукопроницаемым материалом, а полость между сферической оболочкой и внешним резонансным цилиндром заполнена звукопоглотителем, при этом сферическая оболочка закреплена своей верхней частью на опорном диске, соединяющем верхние торцы цилиндров.

2. Резонансный звукопоглотитель по п. 1, отличающийся тем, что отверстия разного диаметра, выполняющие функции горловин резонатора Гельмгольца, расположенные в резонансных цилиндрах, снабжены втулками, соединяющими полости резонансных цилиндров с внешней поверхностью сферической оболочки.

Похожие патенты:

Защитная кабина оператора // 2658082

Изобретение относится к безопасным средствам труда, в частности при работе операторов в чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся повышенными уровнями пыли и шума.

Кабина оператора, работающего в условиях повышенной запыленности и высоких уровней шума // 2656430

Изобретение относится к безопасным средствам труда, в частности, при работе операторов в чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся повышенными уровнями пыли и шума.

Технология утепления балконов или лоджий теплоизоляционным материалом рулонного формата // 2652034

Изобретение относится к строительной отрасли, в частности к ремонтно-изоляционным работам. Технология утепления балкона или лоджии теплоизоляционным материалом рулонного формата из несшитого вспененного полиэтилена (НПЭ) с теплоотражающим покрытием, имеющим замковое соединение, включает раскрой утеплителя НПЭ с запасом от 5 до 10 мм и его монтаж «враспор».

Акустическая конструкция для производственных помещений // 2651565

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.

Акустическое ограждение с резонансными элементами // 2649513

Изобретение относится к промышленной акустике. Ограждение выполнено в виде сплошной, жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен звукопоглощающий элемент, выполненный в виде четырех слоев: первый слой, звукоотражающий, выполнен сплошным и профилированным, сложного многогранного профиля, состоящий из наклонных граней, соединенных в нижней части горизонтальными гранями, а между гранями и жесткой стенкой расположен второй слой из звукопоглощающего материала, при этом между перфорированной стенкой и звукоотражающим слоем, с воздушным промежутком, относительно звукоотражающего слоя, расположен третий прерывистый слой из мягкого звукопоглощающего материала, который закреплен на перфорированной стенке и выполнен в виде многогранников с эквидистантными и конгруэнтными поверхностями, расположенными под соответствующими гранями звукоотражающего слоя, при этом сплошной, звукоотражающий профилированный слой выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25, а для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен четвертый акустически прозрачный слой, например, из стеклоткани типа ЭЗ-100, расположенный между слоем из мягкого звукопоглощающего материала и перфорированной стенкой, а в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м3.

Звукопоглощающая панель и производственное помещение // 2649209

Изобретения относятся к области строительства, в частности к средствам защиты производственных помещений от промышленного шума. Звукопоглощающая панель содержит перфорированную стенку с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловины резонатора Гельмгольца, и боковинами, заполненную звукоизоляционным материалом, помещенным в защитную звукопроницаемую оболочку, и торцовые крышки швеллерного профиля.

Узел соединения перекрестно-стержневых конструкций // 2648409

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узлах соединений перекрестно-стержневых конструкций или структурных плит покрытий (перекрытий) зданий и сооружений.

Звукопоглощающая конструкция с резонансными вставками // 2648127

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений, и в других звукопоглощающих конструкциях.

Звукоизолирующее ограждение // 2648125

Изобретение относится к звукоизоляции оборудования. Звукоизолирующее ограждение выполнено в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование.

Звукопоглощающий элемент с резонансными вставками // 2648100

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и в других звукопоглощающих конструкциях.

Акустический экран // 2658083

Защитная кабина оператора // 2658082

Ограждение акустическое // 2657543

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.

Способ звукоизоляции оборудования и звукоизолирующее ограждение // 2656440

Изобретение относится к звукоизоляции оборудования со средствами широкополосного шумоглушения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.

Способ звукоизоляции оборудования и звукоизолирующее ограждение // 2656440

Кабина оператора, работающего в условиях повышенной запыленности и высоких уровней шума // 2656430

Акустический кожух // 2656419

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано в качестве средства защиты от шума. Техническим результатом является повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров кожуха.

Акустический кожух // 2656419

Ограждение акустическое // 2655653

Способ акустической защиты оператора // 2658944

Изобретение относится к промышленной акустике. Техническим результатом является повышение эффективности шумоглушения. Технический результат достигается тем, что способ акустической защиты оператора заключается в том, что рабочее место оператора оснащают средствами снижения шума, при этом рабочее место оператора располагают между акустическими экранами и защищают тем самым оператора от прямого звука, который распространяется от виброактивного оборудования, над рабочей зоной устанавливают акустический подвесной потолок, выполненный в виде кулисных звукопоглотителей, который размещают в верхней зоне помещения, а для снижения вибрации рабочее место оператора оснащают полом на упругом основании. В полостях конструкции пола размещают вибродемпфирующие вставки, каждую из которых выполняют в виде цилиндра из жесткого вибродемпфирующего материала, внутри которого осесимметрично и коаксиально расположен упругий сердечник с дисками, вдоль оси упругого сердечника жестко закреплены по всей длине полости цилиндра демпфирующие диски, при этом крайние диски закреплены «заподлицо» с цилиндром из вибродемпфирующего материала, торцы которого, в свою очередь, расположены «заподлицо» с боковыми поверхностями базовой плиты межэтажного перекрытия, а промежуточные демпфирующие диски расположены равномерно с шагом, не превышающим внутренний диаметр цилиндра, а упругий сердечник осесимметрично и коаксиально располагают внутри цилиндра вибродемпфирующей вставки и выполнен комбинированным и состоящим из упругой части в виде стержня и демпфирующей части, выполненной в виде внешней коаксиальной оболочки из вибродемпфирующего материала, например полиуретана, а демпфирующие диски, жестко закрепленные по всей длине упругого сердечника, выполнены комбинированными и состоящими из упругой части в виде оппозитно закрепленных на упругом сердечнике дисков из твердого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», выполненных в виде дискового перфорированного каркаса из упругого материала, заполненного сетчатым демпфирующим элементом, расположенного между дисками из твердого вибродемпфирующего материала, и демпфирующей части, выполненной в виде диска из мягкого вибродемпфирующего материала, например губчатой резины, нетканого вибродемпфирующего материала, полиуретана, при этом плотность сетчатой структуры сетчатого демпфирующего элемента дискового перфорированного каркаса жестких демпфирующих дисков, заполненных сетчатым демпфирующим элементом, выполняют в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3 ÷ 2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм ÷ 0,15 мм, при этом сетчатый демпфирующий элемент заполняют эластомером, например полиуретаном. 6 ил.