Звукоизолирующее ограждение с системой шумоглушения
Изобретение относится к звукоизоляции оборудования со средствами широкополосного шумоглушения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума. Техническим результатом является повышение эффективности глушения шума. Технический результат достигается тем, что звукоизолирующее ограждение с системой шумоглушения. выполнено в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на, по крайней мере, четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания, при этом между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования к звукоизолирующему ограждению кожуха, причем в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки вентиляционных каналов обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом, при этом для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы в кожухе предусмотрены глушители шума, установленные соответственно на входном и выходном вентиляционных каналах, при этом на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, при этом каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции технологического оборудования выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и упругий элемент из эластомера, корпус выполнен в виде прямоугольного основания, к которому присоединена крышка, а в основании выполнены установочные отверстия и центральное отверстие, а упругий элемент расположен между внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью установочного элемента, выполненного в виде втулки с центральным отверстием и буртиком, причем в нижней части упругий элемент имеет выемку в виде арки, при этом звукопоглощающий элемент, которым кожух облицован с внутренней стороны, выполнен в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля. 6 ил.
Изобретение относится к звукоизоляции оборудования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический кожух для оборудования по патенту РФ №2311286 (прототип), содержащий корпус и расположенные внутри его демпфирующие элементы.
Недостатком известных устройств является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет отсутствия глушителей шума в отверстиях кожуха, предназначенных для соблюдения теплового баланса.
Технический результат - повышение эффективности глушения шума.
Это достигается тем, что в звукоизолирующем ограждении с системой шумоглушения, выполненным в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на, по крайней мере, четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания, при этом между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования к звукоизолирующему ограждению кожуха, а для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса, внутри кожуха установлен вентилятор, причем в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки вентиляционных каналов обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом типа «повиден», при этом для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы, в кожухе предусмотрены глушители шума, установленные соответственно на входном и выходном вентиляционных каналах, при этом на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, а каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции технологического оборудования выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и упругий элемент из эластомера, корпус выполнен в виде прямоугольного основания, к которому присоединена крышка, а в основании выполнены установочные отверстия и центральное отверстие, а упругий элемент расположен между внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью установочного элемента, выполненного в виде втулки с центральным отверстием и буртиком, причем в нижней части упругий элемент имеет выемку в виде арки, а толщина эластомера над аркой и под буртиком составляет 10%…20% от высоты упругого элемента.
На фиг. 1 представлена схема звукоизолирующего кожуха с системой виброизоляции технологического оборудования, на фиг. 2 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 3 - вид его сверху, на фиг. 4 представлена схема предлагаемого глушителя шума, на фиг. 5 - вид А фиг. 1, на фиг. 6 - звукопоглощающий элемент 7, которым кожух 6 облицован с внутренней стороны.
Звукоизолирующее ограждение (фиг. 1) с системой шумоглушения охватывает технологическое оборудование 1, и который установлен на перекрытии 5 здания посредством, по крайней мере четырех, виброизолирующих опор 12 и 13, выполненных из упругого материала, например мягкой резины, полиуретана.
Звукоизолирующее ограждение 6 облицовано с внутренней стороны звукопоглощающим элементом 7 и имеет форму прямоугольного параллелепипеда с вырезом в его нижней грани под основание 2 технологического оборудования 1. Основание 2 технологического оборудования 1 установлено на, по крайней мере четыре, виброизолирующих опоры 3 и 4, которые базируются на перекрытии 5 производственного здания, при этом между основанием 2 технологического оборудования 1 и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования 1 к звукоизолирующему ограждению 6. Для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса, внутри кожуха установлен вентилятор 15 с вентиляционными каналы 8 и 9 для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки 10 вентиляционных каналов 8 и 9 обработаны звукопоглощающим материалом 11 и акустически прозрачным материалом типа «повиден». Для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы, в кожухе предусмотрены глушители шума 14 и 16, установленные соответственно на входном 8 и выходном 9 вентиляционных каналах.
На фиг. 2 представлен фронтальный разрез виброизолятора одной из четырех виброизолирующих опор 3 и 4 системы виброизоляции, на которой установлено технологическое оборудование 1, базирующееся на перекрытии 5 здания, на фиг. 3 - вид виброизолятора сверху.
Виброизолятор содержит корпус, выполненный в виде прямоугольного основания 17, к которому присоединена крышка 18. В основании 17 выполнены установочные отверстия 25 и центральное отверстие 26. Упругий элемент 21 расположен между внутренней поверхностью крышки 18 и внешней поверхностью установочного элемента 19, выполненного в виде втулки с центральным отверстием 20 и буртиком 22. Отверстие 20 соосно отверстию 26 в основании 17. В нижней части упругий элемент имеет выемку 23 в виде арки, а толщина эластомера над аркой и под буртиком 22 составляет 10%…20% от высоты упругого элемента.
Виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях технологического оборудования 1, установленного на перекрытии 5 здания, упругий элемент 21 воспринимают вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.
Звукоизолирующее ограждение работает следующим образом.
Звукоизолирующий кожух 6 (фиг. 1) устанавливают на перекрытии 5 здания посредством, по крайней мере четырех, виброизолирующих опор 12 и 13, выполненных из упругого материала, например мягкой резины, полиуретана, или виброизоляторов. Звукоизолирующее ограждение 6 облицовывают (закрепляют на нем) с внутренней стороны звукопоглощающим элементом 7. Звукоизолирующее ограждение 6 выполняют по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с вырезом в его нижней грани под основание 2 технологического оборудования 1. Основание 2 технологического оборудования 1 устанавливают на, по крайней мере четыре, виброизолирующих опоры 3 и 4 (фиг. 2 и 3), которые базируют на перекрытии 5 производственного здания, при этом между основанием 2 технологического оборудования 1 и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполняют зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования 1 к звукоизолирующему ограждению 6. В звукоизолирующем ограждении 6 выполняют вентиляционные каналы 8 и 9 для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки 10 вентиляционных каналов 8 и 9 обрабатывают звукопоглощающим материалом 11 и акустически прозрачным материалом типа «повиден». Звукопоглощающий элемент 7 закрепляют на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения 6 и выполняют в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещают многослойную звукопоглощающую конструкцию.
Для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы, в кожухе предусмотрены глушители шума 14 и 16, установленные соответственно на входном 8 и выходном 9 вентиляционных каналах.
На фиг. 4 представлена схема предлагаемого глушителя шума, на фиг. 5 - вид А фиг. 1, на
Пластинчатый глушитель шума (фиг. 1) содержит корпус 26 квадратного сечения с фланцем 3 для крепления через отверстия 4, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками (на чертеже не показаны), звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы (на чертеже не показаны), заполненные звукопоглотителем и расположенные в корпусе 26 с определенным шагом «а», и образующие в нем плоские каналы шириной «а». Оптимальные режимы работы глушителя имеют место при следующих условиях: отношение стороны А внутреннего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9; отношение стороны D внешнего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: D/L=0,26…0,95; отношение ширины b пластин к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,05…0,5; отношение ширины «а» плоских каналов между пластинами к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: а/А=0,05…0,5; ширина плоских каналов между пластинами и корпусом лежит в оптимальном интервале величин: 0…а/2.
Звукопоглощающие пластины 27 (фиг. 2) выполнены таким образом, что
отношение ширины пластины глушителя b к ее высоте лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,1…0,8; отношение ширины пластины глушителя b к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: b/L=0,1…0,54; отношение высоты пластины глушителя А к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9.
Корпус 26 глушителя с патрубками и звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, выполнены из конструкционных материалов, с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).
Корпус 26 глушителя и звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, 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. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал (на чертеже не показан), например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированным листом.
Звукопоглотитель выполнен 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». Звукопоглотитель выполнен 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.
Звукопоглотитель выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. Звукопоглотитель выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм.
Пластинчатый глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 26 глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем пластин 27. Конструкция глушителя шума проста в изготовлении и обслуживании. 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 пластин 27.
Возможен вариант, когда звукопоглощающий элемент 7 (фиг. 6), которым кожух 6 облицован с внутренней стороны выполнен в виде жесткой стенки 30 и перфорированной стенки 31, между которыми расположен двухслойный комбинированный звукопоглощающий элемент, причем слой 32, прилегающий к жесткой стенке 30, выполнен звукопоглощающим, а прилегающий к перфорированной стенке 31, слой 33, выполнен с перфорацией 34 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны.
В качестве звукогюглощающего материала слоя 32 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена. При этом поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается пористыми красками, пропускающими воздух, например, типа Acutex Т или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами, например Лутрасилом,
В качестве материала звукоотражающего слоя 33 применен материал 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, например пеноалюминия, или применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.
Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.
Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого, излучающего интенсивный шум, объекта, пройдя через перфорированную стенку 31 попадает на слой 33 из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, а часть звуковой энергии проходит через слой 34 из звукоотражающего материала, и взаимодействует со слоем 33 из звукопоглощающего материала, где происходит окончательное рассеивание звуковой энергии. Коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0. Выполнение перфорации на звукоотражающим слое способствует более эффективному шумоглушению на средних частотах, так как часть звуковых волн будет проходить через перфорацию 34 и рассеиваться на слое 32 из звукопоглощающего материала.
Звукоизолирующее ограждение с системой шумоглушения, выполненное в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на, по крайней мере, четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания, при этом между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования к звукоизолирующему ограждению кожуха, а для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса, внутри кожуха установлен вентилятор, причем в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки вентиляционных каналов обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом типа «повиден», при этом для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы, в кожухе предусмотрены глушители шума, установленные соответственно на входном и выходном вентиляционных каналах, при этом на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, отличающееся тем, что каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции технологического оборудования выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и упругий элемент из эластомера, корпус выполнен в виде прямоугольного основания, к которому присоединена крышка, а в основании выполнены установочные отверстия и центральное отверстие, а упругий элемент расположен между внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью установочного элемента, выполненного в виде втулки с центральным отверстием и буртиком, причем в нижней части упругий элемент имеет выемку в виде арки, а толщина эластомера над аркой и под буртиком составляет 10%…20% от высоты упругого элемента, при этом звукопоглощающий элемент, которым кожух облицован с внутренней стороны, выполнен в виде жесткой и перфорированной стенок, между которыми расположен многослойный звукопоглощающий элемент, который выполнен в виде двух слоев: один из которых, прилегающий к жесткой стенке, является звукопоглощающим, а другой, прилегающий к перфорированной стенке, выполнен с перфорацией из звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, при этом 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 со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, или звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м3, или материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом.
