ПАНЕЛЬ ШУМОПОГЛОЩАЮЩАЯ Российский патент 2008 года по МПК E04B1/82 

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в частности в строительстве (архитектурные панели и экраны; облицовка зданий и помещений; шумопоглощающие панели для лифтовых шахт; шумопоглощающие щиты и экраны вдоль автомобильных дорог), в транспортном машиностроении (шумопоглощающие вставки в двери и кузов; облицовка капотов автомобилей; шумопоглощающие щиты для тоннелей метро), в авиационной и космической отраслях промышленности (шумоизоляция кожухов двигателей; шумоизоляция салонов летательных аппаратов) и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является шумопоглощающая панель по а.с. СССР № 348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. (прототип), содержащая каркас и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент.

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

Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона, упрощение и универсальность монтажа и улучшение эксплуатационных свойств за счет применения перспективных звукопоглощающих и защитно-декоративных материалов.

Это достигается тем, что в шумопоглощающей панели, содержащей каркас и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент, каркас 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», причем в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 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, а 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, причем вибродемпфирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесно-волокнистого, древесно-стружечного 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». В качестве звукопоглощающего материала используются металлокерамика или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%, или элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас, или элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона, пеноалюминия или камня-ракушечника.

На чертеже изображен общий вид шумопоглощающей панели в разобранном виде.

Шумопоглощающая панель содержит каркас 1 и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент 3. Каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 1 и задней 2 перфорированными стенками с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами 6, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников 7 и 8, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей в одном ряду 7 четное, а в другом 8 нечетное, при этом отношение ширины b₁ нечетных рядов 8 к ширине b₂ четных рядов 7 находится в оптимальном интервале величин b₁/b₂=0,7...0,9, а отношение расстояний h₁ и h₂ между рядами 7 и 8 с четным и нечетным количеством равно h₁/h₂=2,0 (см. чертеж). Стенки панели 1 и 2 фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками 4 и 5, которые могут быть выполнены с ячейками 9 и иметь П-образную форму.

В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 3 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». В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 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. Технология их получения основана на применении порошковых и литейных методов металлургии по отношению к алюминесодержащим сплавам с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом. По сравнению с органическими пеноматериалами данная технология позволяет обеспечить следующие свойства материалов: нетоксичность, малую гигроскопичность и негорючесть, а по сравнению со сплавами алюминия: меньшая плотность, меньшая теплопроводность, меньшая проводимость звука и меньшая электропроводимость.

Передняя 1 и задняя 2 стенки каркаса могут быть 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.

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 4 и 5, фиксирующие стенки 1 и 2 панели, могут быть выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесно-волокнистого, древесно-стружечного 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». Крышки 4 и 5 панели служат также для фиксации соседних панелей при монтаже изделий, включающих их в свой состав, например акустических экранов, а также для демпфирования вибраций акустических экранов от внешних воздействий и для изоляции металлического профиля и алюминиевой панели с целью предотвращения электрохимической коррозии. Стенки 1 и 2 могут изготавливаться из листа алюминиево-магниевого сплава типа АМГЗ толщиной 1 мм, который поставляется в рулонах с нанесенным методом порошковой окраски полимерным покрытием, причем качество окраски соответствует требованиям государственных стандартов ГОСТ 9.410-88, ГОСТ 30246-94. Основу декоративного покрытия могут составлять порошковые краски таких фирм-производителей, как "Pulverit", "TEKNOS", "BISHON", "Beckers" и др., причем цвет и блеск покрытия может быть выбран по каталогу красок производителей (в палитре RAL). После покраски на покрытие наносится защитная пленка, обеспечивающая возможность механической обработки ленты (резка, гибка, штамповка, рубка), а также транспортировки без повреждения покрытия (пленка может быть удалена с панели непосредственно перед ее монтажом).

В качестве звукопоглощающего материала также используются металлокерамика или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45%, или элементы в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас, или элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона, пеноалюминия или камня-ракушечника (на чертеже не показано).

Шумопоглощающая панель работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 1 и звукопоглощающий слой 3, падает на стенку 2. Частично отраженные звуковые волны от стенки 2 попадают снова на звукопоглотитель 3. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собой 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. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и стенками 1 и 2.

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях промышленности. Панель шумопоглощающая содержит каркас и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент. Каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму. На передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой равен 0,25, стенки панели зафиксированы между собой вибродемпфирующими крышками. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента использованы плиты из минеральной ваты на базальтовой основе. Щелевая перфорация выполнена в виде расположенных рядами прямоугольников, смежные ряды расположены со смещением. Количество указанных 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. В качестве звукопоглощающего элемента используют плиту на базальтовой основе, по всей поверхности облицованную акустически прозрачным материалом - стеклотканью типа ЭЗ-100. Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Панель шумопоглощающая, содержащая каркас и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент, при этом каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, на передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой равен 0,25, стенки панели зафиксированы между собой вибродемпфирующими крышками, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента использованы плиты из минеральной ваты на базальтовой основе, отличающаяся тем, что щелевая перфорация выполнена в виде расположенных рядами прямоугольников, смежные ряды расположены со смещением, причем количество указанных 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, по всей поверхности облицованные акустически прозрачным материалом - стеклотканью типа Э3-100.2. Панель шумопоглощающая по п.1, отличающаяся тем, что передняя и задняя стенки каркаса выполнены из оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм.3. Панель шумопоглощающая по п.1, отличающаяся тем, что вибродемифирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2.