ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ ШТУЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК E01B19/00 F01N1/04 

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 звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения по а.с. СССР № 348755, опубл. 06.09.1972, содержащий перфорированную стенку, звукопоглощающий материал, причем звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя.

Недостатками прототипа являются 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 звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения, содержащий перфорированную стенку, звукопоглощающий материал, причем звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя, снабжен штучными элементами звукопоглотителя, звукопоглощающий элемент помещения содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, причем к днищу каркаса штучных элементов звукопоглотителей с внутренней стороны жестко крепится основная реактивная резонансная вставка, выполненная в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных последовательно, а вокруг основной реактивной резонансной вставки расположены, по меньшей мере, две дополнительные реактивные резонансные вставки, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, причем оси дополнительных реактивных резонансных вставок расположены по горизонтальным проекциям, по меньшей мере, двух окружностей, центр которых совпадает с осью основной реактивной резонансной вставки.

Каркас штучных элементов звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием подвешивается за крючья, например, на тросах либо непосредственно крепится к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас покрыт с наружной стороны фольгой, препятствующей осаждению пыли.

Активная часть штучных элементов звукопоглотителя представляет собой заполненные звукопоглощающим материалом полости между каркасом, днищем и основной и дополнительными вставками, причем заполнение полостей осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглощающего материала, при этом защитный слой из стеклоткани расположен на боковой поверхности перевернутого усеченного конуса, верхним основанием которого является перегородка основной вставки, а форма каркаса и вставок может быть любой (например, круглой или многогранной формы), а сам каркас может быть выполнен перфорированным для увеличения поверхности звукопоглощения.

На фиг.1 изображена схема помещения, на фиг.2 - конструкция штучного элемента звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием.

Звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас цеха (не показан), оконные 2 и 8, дверные 9 проемы, проемы 5 для размещения светильников и акустические ограждения 1, 3, 4, 10, 12 (фиг.1).

Элементы 6 и 7 звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием 11 содержат каркас 13, подвешиваемый за крючья 14, например, на тросах (не показано) либо непосредственно крепящийся к жесткой стенке или потолку производственного помещения. Каркас 13 покрыт с наружной стороны фольгой, препятствующей осаждению пыли. К днищу 15, соосно каркасу 13, с внутренней стороны жестко крепится основная реактивная резонансная вставка 16, выполненная в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками 17 и 19 с отверстиями 18 и 20, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных в данном случае последовательно. Вокруг основной реактивной резонансной вставки 16 расположены, по меньшей мере, две дополнительные реактивные резонансные вставки 25, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками 23, 27 и 29 с резонансными отверстиями соответственно 24, 26 и 28, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных последовательно. Оси дополнительных реактивных резонансных вставок расположены по горизонтальным проекциям, по меньшей мере, двух окружностей, центр которых совпадает с осью основной реактивной резонансной вставки 16.

Активная часть элементов звукопоглотителя представляет собой заполненные звукопоглощающим материалом 21 полости между каркасом 13, днищем 15 и основной 16 и дополнительными 25 вставками. Заполнение полостей осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем 22 из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглощающего материала. Защитный слой 22 из стеклоткани расположен на боковой поверхности перевернутого усеченного конуса, верхним основанием которого является перегородка 17 основной вставки 16. Форма каркаса 13 и вставок 16 и 25 может быть любой (например, круглой или многогранной формы), а сам каркас 13 может быть выполнен перфорированным для увеличения поверхности звукопоглощения.

Оборудование 11 установлено на виброизолирующие опоры (не показано), оконные проемы 2 и 8 содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, а в качестве звукопоглощающего материала акустических ограждений помещения и элементов звукопоглотителей используется металлокерамика со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30...45%, или используется элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (не показано), или элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника (не показано).

Звукопоглощающие штучные элементы производственного помещения работают следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12, попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна). Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах штучных звукопоглотителей, 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 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.

Элементы 6 и 7 звукопоглотителя с реактивными и активными элементами работают следующим образом. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных полостями основной 16 и дополнительных 25 резонансных вставок с горловинами резонаторов соответственно, в виде отверстий 18 и 20, а также 24, 26, 28. Различные объемы резонансных полостей основной 16 и дополнительных 25 вставок 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. Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 21, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне. Резонансные полости вставок 16 и 25 также могут полностью или частично заполняться звукопоглотителем (не показано) в зависимости от требуемого частотного диапазона шумоподавления.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки акустической панели на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, покрытие корпусных деталей фольгой препятствует осаждению пыли на акустические ограждения, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает ее пожаробезопасной.

Предложенная авторами конструкция звукопоглощающих элементов помещения является эффективным способом борьбы с производственными шумами.

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. Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона и вторичного поглощения звуковых волн, отраженных от звукопоглотителя. Звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения содержит перфорированную стенку, звукопоглощающий материал. Звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя. Элемент снабжен штучными элементами звукопоглотителя. Звукопоглощающий элемент помещения содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал. К днищу каркаса штучных элементов звукопоглотителей с внутренней стороны жестко крепится основная реактивная резонансная вставка, выполненная в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных последовательно, а вокруг основной реактивной резонансной вставки расположены, по меньшей мере, две дополнительные реактивные резонансные вставки, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца. Оси дополнительных реактивных резонансных вставок расположены по горизонтальным проекциям, по меньшей мере, двух окружностей, центр которых совпадает с осью основной реактивной резонансной вставки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения, содержащий перфорированную стенку, звукопоглощающий материал, причем звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя, отличающийся тем, что снабжен штучными элементами звукопоглотителя, звукопоглощающий элемент помещения содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, причем к днищу каркаса штучных элементов звукопоглотителей с внутренней стороны жестко крепится основная реактивная резонансная вставка, выполненная в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, установленных последовательно, а вокруг основной реактивной резонансной вставки расположены, по меньшей мере, две дополнительные реактивные резонансные вставки, каждая из которых выполнена в виде цилиндрической поверхности, разделенной перегородками с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловин резонаторов Гельмгольца, причем оси дополнительных реактивных резонансных вставок расположены по горизонтальным проекциям, по меньшей мере, двух окружностей, центр которых совпадает с осью основной реактивной резонансной вставки.2. Звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения по п.1, отличающийся тем, что каркас штучных элементов звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием подвешивается за крючья, например, на тросах, либо непосредственно крепится к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас покрыт с наружной стороны фольгой, препятствующей осаждению пыли.3. Звукопоглощающий штучный элемент производственного помещения по п.2, отличающийся тем, что активная часть штучных элементов звукопоглотителя представляет собой заполненные звукопоглощающим материалом полости между каркасом, днищем и основной и дополнительными вставками, причем заполнение полостей осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например винипором, стекловолокном) с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглощающего материала, при этом защитный слой из стеклоткани расположен на боковой поверхности перевернутого усеченного конуса, верхним основанием которого является перегородка основной вставки, а форма каркаса и вставок может быть любой (например, круглой или многогранной формы), а сам каркас может быть выполнен перфорированным для увеличения поверхности звукопоглощения.