УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕМБРАННЫЙ ШУМОПОГЛОЩАЮЩИЙ МОДУЛЬ Российский патент 2015 года по МПК G10K11/16 

Изобретение относится к области шумопонижающих конструкций универсального типа, предназначенных для снижения уровней шума разнообразного типа шумовиброактивных технических объектов - транспортных средств, производственно-технологического оборудования, энергетических установок, систем вентиляции и кондиционирования воздуха, электрических машин, санитарно-бытовых устройств, бытовой техники и прочих шумовиброактивных технических устройств, производящих акустическое (шумовое) загрязнение окружающей среды, а также для улучшения акустической комфортабельности в жилых, производственных и общественных помещениях зданий и сооружений.

В известных научных монографиях и учебных пособиях [1, 2, 3, 4], освещающих использование разнообразных технических приемов и устройств подавления (ослабления) шумового излучения, производимого энергетическим оборудованием, транспортными машинами и строительными конструкциями, широко представлены шумопоглощающие модули, содержащие в своем составе пористые звукопоглощающие вещества, выполненные в виде монолитных сплошных листовых или рулонных панельных облицовок, смонтированных на различного типа несущих (опорных) формованных основаниях экранных элементов, корпусных деталей, кожухов, капсул, отсеков, стеновых конструкций и т.п. конструктивных элементов.

[1] Тупов В.Б. Снижение шума от энергетического оборудования. - М.: Издательство МЭИ. - 2005. - 232 с.

[2] Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. - М.: Логос. - 2010. - 424 с.

[3] Осипов Г.Л., Бобылев В.Н., Борисов Л.А., и др. Звукоизоляция и звукопоглощение. - М.: ACT Астрель. - 2004. - 450 с.

[4] Helmut V.Fuchs. Schallabsorber und Schalldampfer. Innovative akustische Konzepte und Bauteile mit praktischen Anwendungen in konkreten Beispielen. - Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. - 2007. - 546 S.

В известной научной монографии [5], наряду со сплошными листовыми и рулонными пористыми звукопоглощающими облицовками (панелями, обивками, прокладками), используемыми в составе разнообразных шумопоглощающих модулей, представлены также различного типа монолитные цельноформованные звукопоглощающие облицовки в виде сложной пространственной формы фасонных элементов компактных габаритных размеров, нашедших наиболее широкое использование в низкошумных конструкциях автомобилей.

[5] Фесина М.И., Краснов А.В., Горина Л.Н., Паньков Л.А. Автомобильные акустические материалы. Проектирование и исследование низкошумных конструкций автотранспортных средств. Монография в двух частях. - Тольятти: ТГУ. - 2010. - Часть 1 - 304 с., Часть 2 - 352 с.

Известны также технические устройства шумопоглощающих модулей в качестве составных конструктивных элементов, использующих структурированные пористые звукопоглощающие слои в виде рационально перфорированных и/или узкополосных панелей (прокладок, обивок), к которым относятся, в частности, технические устройства по патентам РФ на полезные модели и изобретения: RU 52809, RU 72453, RU 78759, RU 81925, RU 2327887, RU 2328382, RU 2369495, RU 2438911, RU 2442698, RU 2456173. Вышеприведенное семейство технических устройств, содержащих такого типа структурированные пористые звукопоглощающие слои в качестве составных элементов шумопоглощающих модулей, характеризуются улучшенными звукопоглощающими свойствами при уменьшенном расходе исходного сырья (пористого звукопоглощающего вещества). Однако для их осуществления требуется выполнение дополнительных технологических операций на специализированном технологическом оборудовании. При этом необходимо использование дорогостоящего сырья, наделенного высокоэффективными звукопоглощающими свойствами и обладающего требуемыми технологическими и эксплуатационными характеристиками.

Известны технические устройства шумопоглощающих модулей, в качестве составных элементов использующие анизотропные пористые звукопоглощающие слои, структурированные в отношении целенаправленной объемной (поверхностной) локализации структурных зон заданной плотности, пористости, сопротивления продуванию воздушным потоком, модуля Юнга, коэффициента (модуля) потерь. Такого типа структурирование позволяет повысить звукопоглощающие свойства пористых структур при уменьшении их материалоемкости и габаритов и в ряде случаев позволяет получить снижение стоимостных показателей. Однако в большинстве случаев такого типа структурирование вызывает необходимость использования сложных и дорогостоящих технологических процессов, исходного сырья и технологического оборудования. Такого типа структурированные пористые звукопоглощающие слои в составе шумопоглощающих модулей агрегатов и систем различных технических объектов приводятся, в частности, в RU 2243111, RU 2369495, RU 2081010, RU 2410556.

В известном устройстве по патенту РФ на изобретение №2268380, опубликованном 20.01.2006, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего в своем составе две соединенные между собой ячеистые панели, изготовленные методом прессования или контактного формования из нетканого волокнистого материала, пропитанного эпоксидным связующим. Ячейки панелей шумопоглощающего модуля с одной стороны расположены правильными рядами с односторонним направлением вершин, а на другой стороне - образованы соответствующие крестообразные перемычки между ячейками. Внешняя волокнистая панель шумопоглощающего модуля перфорируется сквозными отверстиями, что обеспечивает образование горловых и/или камерных элементов, формирующих батарейные шумозаглушающие устройства типа резонаторов Гельмгольца. Существенным недостатком известного технического решения является относительно узкая полоса частот обеспечиваемого им эффективного поглощения звуковой энергии, ввиду соответствующего использования частотно-настроенного узкополосного эффекта резонансного поглощения звука в полостях образованных камер, присущих техническим устройствам типа резонаторов Гельмгольца. Недостатком является также сложность технологического процесса изготовления технического устройства и необходимость использования дорогостоящего сырья и производственного оборудования для выполнения операций формования (прессования) заготовок из нетканых материалов.

В международной заявке на изобретение №2007/022971, опубликованной 23.08.2006, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего в своем составе несущую сотовую структуру и два облицовочных слоя, изготовленных из полимерного звукопрозрачного материала, покрывающих ее с двух (лицевой и тыльной) сторон. Согласно описанию заявки на изобретения при изготовлении шумопоглощающего модуля на лицевую и тыльную поверхности несущей сотовой структуры дополнительно наносятся разогретые облицовочные слои. После этого воздушные полости несущей сотовой структуры, образующие батарею акустических резонаторов, под избыточным давлением заполняются газом (азотом или воздухом). Это вызывает быструю полимеризацию (затвердевание) структуры материала облицовочных слоев и обеспечивает равномерную поверхность шумопоглощающего модуля (без наличия углублений в зонах ячеек). Недостатком представленного технического решения являются посредственные акустические характеристики устройства ввиду того, что образующиеся резонаторные полости шумопоглощающего модуля обладают избирательными узкополосными эффектами шумозаглушений по ширине частотного диапазона и слабой степенью поглощения высокочастотной звуковой энергии из-за отсутствия пористого звукопоглощающего вещества в полостях сот, исключения механизмов поглощения звуковой энергии при отражении звуковых волн от донной части шумопоглощающего модуля.

В международной заявке на изобретение №2006/128632, опубликованной 07.12.2006, проблема поглощения звуковой энергии решается за счет использования конструкции шумопоглощающего модуля, содержащего батарею акустических резонаторов, включающую несущую ячеистую сэндвич-структуру, содержащую боковые стенки, разделяющие полости ячеек и донную часть, выполненные из плотного звукоотражающего материала, содержащего облицовочные слои из полимерного пленочного, тканевого или нетканого полотна волокнистых материалов, покрывающих как тыльную сплошную поверхность ячеистой структуры, так и его лицевую прерывистую поверхность. Для обеспечения заданной величины и частотного диапазона эффекта поглощения звуковой энергии выполняется соответствующий подбор геометрических параметров полостей ячеистой структуры. Недостатком данного технического решения является необходимость выполнения трудоемких операций по подбору геометрических и физических характеристик (соблюдения точности частотной настройки) технического устройства в виде полостей ячеистой структуры с целью обеспечения приемлемого (задаваемого техническим заданием на разработку и техническими условиями производства) эффекта поглощения звуковой энергии. Также требуется проведение соответствующих сложных и трудоемких технологических операций по подготовке производства, в частности изготовлению пресс-форм или формовочных машин.

В техническом устройстве по патенту Франции №2300384, опубликованном 07.02.1975, для расширения частотного диапазона эффективного поглощения звуковой энергии, предлагается к использованию конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего батарею акустических резонаторов, включающую закладную структуру, объединяющую семейства открытых с двух сторон воронкообразных элементов переменной площади поперечного сечения (между входным отверстием, горловиной и донной частью), перфорированных в отдельных локализированных зонах сквозными отверстиями. Закладная структура устанавливается на несущее основание, содержащее плоскую часть и прямоугольные незакрытые с лицевой стороны полости, образованные боковыми стенками таким образом, что воронкообразные элементы закладной структуры помещаются в полости несущего основания, обеспечивая их перекрытие с лицевой стороны. Внешняя поверхность образованной сборной конструкции шумопоглощающего модуля облицовывается звукопрозрачным газонепроницаемым материалом. Таким образом, сформированный шумопоглощающий модуль, содержит батарею акустических резонаторов, включающую два типа сообщающихся акустических резонаторных полостей различных габаритных размеров в воронкообразных элементах закладной структуры, сообщенных отверстиями перфорации с полостями несущего основания. Недостатками представленного технического решения является возможность настройки шумопоглощающего модуля на эффективное поглощение звуковой энергии лишь в ограниченных диапазонах частот, его высокая стоимость, сложность процесса изготовления и необходимость использования дорогостоящего технологического оборудования для его производства.

В патенте США №6290022, опубликованном 18.09.2001, представлена конструкция интегрального шумопоглощающего модуля, содержащего батарею акустических резонаторов, обеспечивающую поглощение звуковой энергии в расширенном диапазоне частот 50…10000 Гц звукового спектра. Она включает набор перфорированных сквозными отверстиями пластин толщиной 0,5…5 мм, изготовленных из эластичного полимерного материала, площадь лицевой поверхности каждой из которых не превышает 10% от площади лицевой поверхности шумопоглощающего модуля. При этом диаметр и шаг расположения центров отверстий перфорации различен для каждой используемой пластины. Перфорированные пластины устанавливаются на несущее основание, изготовленное из плотного полимерного эластомерного звукоотражающего материала, в структуре которого сформированы соответствующие семейства полостей (тупиковых каналов) различной глубины и габаритных размеров, таким образом, что отверстия перфорации несущей пластины соосны с полостями несущего основания. В результате в техническом устройстве образуется большое количество семейств резонаторов Гельмгольца, интегрированных в состав шумопоглощающего модуля, с различным сочетанием объемов их полостных камер, диаметров и толщин (динамических длин) горлышек, образующих батарею акустических резонаторов, что и обуславливает расширенный частотный диапазон шумоглушения. Свойства эластичности, которыми наделены составные элементы образованного звукопоглотителя, позволяет формировать из него облицовочные покрытия для монтажных поверхностей различных геометрических форм. При этом составные параметры резонаторов Гельмгольца настраиваются таким образом, что полоса эффективности шумоглушения (звукопоглощения) каждого из семейств акустических резонаторов перекрывается по частотной ширине полосы, составляющей приблизительно 50 Гц, с частотной полосой эффективности шумоглушения других семейств акустических резонаторов, обеспечивая тем самым непрерывную расширенную частотную полосу эффективного шумоглушения. Существенным недостатком представленного технического решения является необходимость создания достаточно большой площади лицевой поверхности (увеличенных габаритов) шумопоглощающего модуля ввиду необходимости формирования множества семейств резонаторов Гельмгольца, обеспечивающих эффективное поглощение звуковой энергии в заданном расширенном диапазоне частот (в особенности - трудно досягаемом в низкочастотном диапазоне, требующем использования крупногабаритных акустических резонаторов). Техническим недостатком является также сложность достижения эффективного широкополосного заглушения акустической энергии такого типа шумопоглощающим модулем, вследствие негативного взаимного влияния близкорасположенных горл резонаторов с близкими значениями собственных (резонансных частот), вызываемого динамическим взаимодействием их ближних акустических (гидродинамических) полей. Это затрудняет прогнозирование конечной эффективности в отношении достигаемого частотного диапазона и уровня (степени) заглушения акустической энергии, без наличия (ликвидации) негативных «провалов» в частотной характеристике заглушения такого типа батарей акустических резонаторов.

В патенте РФ на изобретение №2268966, опубликованном 27.01.2006, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего в своем составе тыльную звукоотражающую стенку, изготовленную из плотного материала, сплошной монолитный слой звукопоглощающего материала, наделенный нелинейной геометрической формой и выраженными рельефными поверхностями, расположенными под углом друг к другу, меньшим 180°, лицевую звукопрозрачную панель, перфорированную сквозными отверстиями. Для предотвращения высыпания (выдувания газовым потоком) частиц звукопоглощающего материала через отверстия перфорации в лицевой звукопрозрачной панели на ее поверхности может монтироваться тонкий эластичный слой звукопрозрачной стеклоткани. Недостатком представленного технического решения является повышенный расход используемого пористого звукопоглощающего вещества при недостаточной эффективности поглощения звуковой энергии (в особенности, в низкочастотной области звукового спектра). При изготовлении указанного шумопоглощающего модуля возникает необходимость выполнения сложной технологической операции прецизионного профилирования поверхностей слоя пористого звукопоглощающего материала с соблюдением в узких полях допуска заданных соотношений углов пересечения отсекающих поверхностей.

В заявке Японии на изобретение №2007176363, опубликованной 12.07.2007, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего несущую основу из плотного звукоотражающего материала, на поверхности которой смонтированы полые корытообразные элементы, имеющие в своем поперечном сечении преимущественно форму круга, треугольника или квадрата, изготовленные соответствующим технологическим процессом формования нетканого волокнистого материала. Замкнутые полости, образующиеся между несущей звукоотражающей поверхностью и полыми корытообразными элементами, заполненными пористым открытоячеистым звукопоглощающим веществом. Путем рационализированного подбора геометрических (габаритных) параметров замкнутых полостей выполняется соответствующая настройка эффективности поглощения звуковой энергии, реализуемого преимущественно для среднечастотного звукового диапазона. Недостатком известного технического решения являются неудовлетворительные шумопонижающие свойства шумопоглощающего модуля в диапазоне высоких звуковых частот, что обусловлено использованием монолитного слоя звукопоглощающего материала корытообразных элементов, отформованного по конструктивно-технологическим соображениям с высокой плотностью и малой пористостью (большим сопротивлением продуванию воздушным потоком).

В международной заявке №2006016321, опубликованной 16.02.2006, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего жесткую несущую структурную емкость, упругую звукопрозрачную оболочку, закрывающую ее внутреннюю полость. В образованной полости размещена панель из пористого звукопоглощающего материала вспененного открытоячеистого или нетканого волокнистого типов. К полости несущей структурной емкости подключено устройство, обеспечивающее заданное избыточное давление воздуха или разрежение (частичное вакуумирование) для последующего целенаправленного управления степенью поглощения звуковой энергии панели и направленного изменения времени реверберации в низкочастотном звуковом диапазоне помещения, в котором установлен указанный шумопоглощающий модуль. Представленная конструкция шумопоглощающего модуля характеризуется сложностью исполнения, громоздкостью, высокой стоимостью и посредственными звукопоглощающими свойствами (что иллюстрируется достигаемыми значениями коэффициента звукопоглощения, представленными на фигуре 3 отмеченной заявки на изобретение).

В патенте Германии на изобретение №3506488, опубликованном 04.09.1986, описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего в своем составе несущую звукопрозрачную оболочку, изготовленную из двух соединенных по периметру между собой слоев полимерного воздухонепродуваемого или нетканого воздухопродуваемого материала, заполненную пористьм звукопоглощающим веществом вспененного открытоячеистого или волокнистого типа. При этом в структуре несущей звукопрозрачной оболочки могут выполняться семейства обособленных полостей путем образования соответствующих швов посредством прессования пористого звукопоглощающего вещества или адгезионного соединения слоев звукопрозрачной оболочки с использованием липкого клеевого или термоактивного адгезионного вещества с последующим заполнением пористым звукопоглощающим материалом. Одним из недостатков представленного технического решения являются недостаточно высокие звукопоглощающие свойства используемого пористого звукопоглощающего материала, выполненного в виде сплошного монолитного слоя пористого звукопоглощающего вещества. Другим существенным недостатком являются его неудовлетворительные стоимостные параметры и показатели экологической безопасности производства (утилизации) пористых звукопоглощающих веществ, используемых в составе структуры представленного шумопоглощающего модуля, которые вызваны негативным воздействием их на окружающую среду. Это обусловлено, в частности, используемыми типичными «экологически грязными» технологическими процессами добычи в больших количествах исходного углеводородного сырья для последующего производства из него вспененного открытоячеистого или волокнистого типов звукопоглощающего вещества.

«Экологически грязной» является также завершающая стадия его эксплуатации в составе штатного изделия - шумопоглощающего модуля, с необходимостью его конечной утилизации по завершению жизненного цикла технического объекта, в составе которого он используется. Известно, что возрастающие объемы добычи дорогостоящего исходного углеводородного (нефть, газ) сырья, используемого для последующего производства пористых звукопоглощающих материалов с учетом невосполнимости этих сырьевых углеводородных ресурсов ведет к их неизбежному истощению, при сопутствующих осуществляемых технологических процессах загрязнения окружающей среды в процессах его добычи, транспортировки и последующей технологической переработки. Значительной технической проблемой является, в частности, экологически опасная (экологически грязная) утилизационная переработка вспененных открытоячеистых звукопоглощающих веществ, к примеру наиболее широко используемых открытоячеистых пенополиуретанов, недопускающая их энергетической утилизации путем сжигания, характеризуемая также неудовлетворительной степенью пригодностью (слабой востребованностью) к технологиям вторичной рециклированной переработки. Также имеет место сложность демонтажа и разделения адгезионно сопрягаемых разнородных типов материалов несущей звукопрозрачной оболочки и пористого звукопоглощающего вещества в составе такого типа структур шумопоглощающих модулей. Используемые традиционные технологические методы вторичной утилизационной рециклированной переработки акустических материалов, как правило, связаны со сложными химическими и технологическими процессами их расщепления, что приводит, в том числе, к вынужденным дополнительным финансовым затратам, а также вызывает побочное негативное загрязняющее воздействие на окружающую среду. Вторичная утилизационная рециклированная переработка продуктов фрагментации (фрагментов звукопоглощающих материалов, пористых вспененных или волокнистых полуфабрикатов, отдельных слоев и т.д.), проводимая, например, с целью извлечения электрической, тепловой и газовой энергии, скрытой в материалах органического происхождения, шлаках, содержащихся в продуктах фрагментации, требует применения весьма сложных и дорогостоящих технологий. Кроме того, сами продукты вторичной рециклированной утилизационной фрагментации, как правило, не являются однородными по своему структурному составу, что требует использования дополнительных технологических операций их разделения и затрудняет процесс такой переработки. В случае утилизации такого типа отходов путем их последующего захоронения в могильниках также повышаются материальные затраты из-за нехватки свободных мест для их захоронения. В этих случаях имеет место отторжение значительных свободных пространств, которые могли бы быть использованы с пользой для общества.

В качестве прототипа выбран патент РФ на изобретение №2442705, опубликованный 20.02.2012, в котором описана конструкция шумопоглощающего модуля, содержащего в своем составе перфорированную несущую звукопрозрачную оболочку из металлического или полимерного материала или из цельноформованного прессованного жесткооболочного пористого волокнистого материала, заполненную хаотично расположенными, с образованием воздушных зазоров, обособленными дроблеными звукопоглощающими элементами произвольной геометрической формы, габаритные размеры которых находятся преимущественно в диапазоне 10…50 мм, при этом внутренняя и/или внешняя поверхность перфорированных стенок оболочки футерована, по крайней мере, одним слоем защитной газовлагонепроницаемой, звукопрозрачной пленки. При этом используемые обособленные дробленые звукопоглощающие элементы являются экологичными продуктами вторичной переработки пористых структур (вспененных открытоячеистых, волокнистых), преимущественно, деталей пакетов шумоизоляции автотранспортных средств, завершивших свой жизненный цикл, или аналогичного типа вышедших из эксплуатации шумопоглощающих деталей состава пакетов шумоизоляции, используемых в шумоактивных энергетических установках и промышленно-технологическом оборудовании, шумопоглощающих строительных конструкций или технологических отходов и брака производства пористых звукопоглощающих материалов и деталей из них. Однако недостатком представленного известного технического решения является возможность его ограниченного использования, распространяемого исключительно на стесненные пространства моторных отсеков автотранспортных средств (в частности, легковых автомобилей). Это обусловлено ограниченным выбором заданных геометрических форм, габаритных размеров и физико-механических параметров используемых несущих звукопрозрачных оболочек. Помещенные в полости несущих звукопрозрачных оболочек обособленные дробленые звукопоглощающие элементы обеспечивают поглощение звуковой энергии в заданном ограниченном частотном диапазоне, характерном (настроенном) для конкретных излучателей звуковой энергии двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей (в частности, шумоактивного корпуса каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов).

Согласно техническому описанию указанного патента на изобретение RU 2442705, несущая оболочка шумопоглощающего модуля смонтирована в моторном отсеке транспортного средства на внутренней поверхности крышки капота и/или на внутренней поверхности щитка передка и/или на внутренней поверхности нижнего экрана (брызговика) моторного отсека, когда ее сопрягаемые поверхностные части (зоны) опираются на монтажные поверхности указанных конструктивных элементов. Структура указанной оболочки, совершая изгибные колебания, образует комбинированный звукопоглотитель мембранного типа [5] в виде гибкого изгибно-колеблющегося низкочастотного панельного поглотителя звуковой энергии, сопрягаемого с упругим воздушным объемом полости оболочки, а также возникающим сопутствующим затуханием высокочастотной звуковой энергии, возникающим в структурах пористого звукопоглощающего вещества, представленного дроблеными звукопоглощающими элементами. Однако вследствие того что несущая оболочка шумопоглощающего модуля по прототипу выполнена, преимущественно, из звукопрозрачной (а не звукопоглощающей) структуры, то ею достаточно слабо реализуется процесс низкочастотного поглощения акустической энергии. В связи с этим результирующая шумопонижающая эффективность известного технического устройства будет недостаточно высокой. В это же время использование в замкнутой полости мембранного звукопоглощающего модуля сплошного (недробленного) слоя пористого звукопоглощающего вещества, как это, в частности, представлено в аналоге технического устройства по патенту DE 2010062074, не позволяет содержащейся в нем упругой звукопоглощающей мембране осуществлять свободные большеамплитудные (резонансные) изгибные колебания, что вызвано ужесточающим влиянием сплошного слоя пористого вещества, помещенного в полости мембранного звукопоглощающего устройства, на упругомассовые характеристики воздушного объема указанной полости. В связи с этим воздушный объем полости, как упругодиссипативный элемент, к которому присоединена колеблющаяся масса мембраны, станет более динамически жестким (менее динамически податливым), что изменит собственную частоту колебаний мембраны, понизит величину амплитуды ее резонансных виброперемещений с сопутствующим уменьшением затрачиваемой энергии на совершение ею деформационных колебаний и конечным более слабым преобразованием (рассеиванием) колебательной (акустической) энергии в тепловую энергию.

Технический результат, достигаемый реализацией заявляемого изобретения, заключается в заданном результирующем улучшении шумопонижающей эффективности устройства в расширенном частотном диапазоне, увеличении возможных областей применения, реализации принципов «универсализации», «унификации» и «типизации» конструкций шумопоглощающих модулей, достигаемых с наименьшими материальными и трудовыми затратами, путем выбора заданных геометрических, весо-габаритных, структурных и физических характеристик его составных элементов.

Ниже раскрыты понятия используемых в заявке терминов и определений. Универсализация - повышение эффективности технического объекта посредством расширения его функций и увеличения диапазона возможных областей использования. Главное экономическое значение универсализации заключается в замене нескольких специализированных технических объектов, выполняющих отдельные функции или применяемых в отдельных областях, на один универсальный технический объект.

Типизация - метод унификации, состоящий в разработке типовых решений для применения их при создании новых изделий, процессов или проведении соответствующих работ.

Унификация - это относительное сокращение разнообразия элементов по сравнению с разнообразием систем, в которых они применяются. Элементами унификации могут быть устройства, процессы, а также их признаки либо совокупность этих признаков, рассматриваемых при решении задачи как неделимого целого.

Переработка - проведение сбора, транспортировки, разборки, утилизации технических объектов и захоронение неутилизированных отходов.

Утилизация - употребление отходов с пользой.

Отходы - всякое вещество или предмет, завершившие свой жизненный цикл, которые владелец технического объекта выбрасывает, или намеревается выбросить, или они подлежат выбросу.

Рециклирование - возвращение в производство материалов путем их последующей переработки. Применение рециклированных материалов, к примеру, для изготовления транспортных средств поощряется на международном уровне, в частности, действием Директивы Европейского Сообщества (Директива 2000/53/ЕС). При этом необходимо учитывать, что в таких случаях не должны ухудшаться характеристики компонентов (технических устройств), изготовленных из рециклированных материалов. Особое внимание уделяется вопросам маркировки деталей и узлов транспортных средств, изготовленных из резины и пластмасс. С помощью системы маркировки могут приниматься решения о разделенной сортировке материалов, их последующей переработке или захоронению неутилизируемых материалов. Производители транспортных средств совместно с производителями компонентов (деталей, узлов) и производителями материалов для них обязаны использовать стандарты кодового обозначения узлов и материалов и, в особенности, для идентификации тех деталей и материалов, которые пригодны для восстановления, рецитированной утилизации или энергетической утилизации.

Для достижения заявляемого технического результата в известной конструкции шумопоглощающего модуля, содержащего замкнутую обособленную емкость, образованную стенками несущей оболочки, изготовленной из конструкционных акустических материалов, наделенных низкими звукоотражающими свойствами при прохождении звуковых волн в полость замкнутой обособленной емкости, в которой находится пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, обеспечиваются заданные геометрические, весо-габаритные, структурные и физические параметры его составных элементов, геометрическая форма шумопоглощающего модуля представлена, преимущественно, правильными геометрическими фигурами объемных полостных элементов, образованных несущим плоским или формованным неплоским основанием, по периметрической отбортовочной части которого беззазорно, с использованием адгезионной связи, сопрягается упругая звукопоглощающая мембрана, в которых помещены обособленные дробленые звукопоглощающие элементы, объемы которых находятся, преимущественно, в диапазоне V_ф=4,2×(10^-9…10^-2) м³, плотность заполнения полости замкнутой формованной обособленной емкости составляет ρ_ф=10…655 кг/м³.

Согласно заявленному техническому решению пористое звукопоглощающее вещество, находящееся в замкнутой полости емкости, представлено обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами, преимущественно (более чем на половину), изготовленными из идентичных или различных типов структур и марок звукопоглощающих материалов, характеризуемых идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием используемых типов структур пористых слоев в составе одно- и/или их многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, произведенными из утилизируемых отходов, представленных в виде технологически переработанных методом дробления пористых звукопоглощающих структур деталей и узлов, демонтированных с утилизируемых технических объектов, преимущественно деталей и узлов шумоизоляционных пакетов транспортных средств, завершивших свой жизненный цикл, и/или из технологических отходов и брака производства пористых звукопоглощающих материалов и деталей из них.

В качестве состава исходного сырья, применяемого для изготовления такого типа звукопоглощающего вещества универсального шумопоглощающего модуля, могут использоваться обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы, полученные в виде продуктов вторичной рециклированной утилизационной переработки технологических отходов и/или технологического брака производства волокнистых, вспененных открытоячеистых звукопоглощающих материалов и/или деталей из указанных типов звукопоглощающих материалов, а также полученных из деталей (панелей, обивок, прокладок, изготовленных из пористых звукопоглощающих материалов), отобранных для проведения вторичной рециклированной утилизационной переработки пакетов шумоизоляции разнообразных шумогенерирующих технических объектов, например деталей интерьера кузова транспортных средств (кабины водителя, пассажирского помещения, моторного отсека, багажного отделения), завершивших свой жизненный цикл, демонтированных из состава шумопонижающих пакетов (комплектов) и подлежащих, в связи с этим, процессам утилизации, а также из аналогичного типа штатных шумопонижающих пакетов, применяемых и в других шумоактивных технических объектах, например средствах транспорта (железнодорожного, авиационного, тракторов, комбайнов, передвижной коммунальной и дорожно-строительной техники, и т.п.), агрегатов и систем энергетических установок (стационарные двигатели внутреннего сгорания, стационарные и передвижные компрессорные установки и т.п.), в строительных объектах (звукотеплоизоляционные волокнистые и/или вспененные открытоячеистые панели для стеновых футеровок, межэтажных перекрытий, лифтовых шахт, вентиляционных систем и т.п.). Их возобновляемое использование, в конечном итоге, влечет уменьшение востребованного расхода исходного сырья, предназначенного как для производства звукопоглощающих материалов, так и для изготовления из него «новых» шумопонижающих изделий (за счет соответствующей компенсационной замены их уже имеющимися в наличии полуфабрикатными продуктами для проведения вторичной рециклированной утилизационной переработки). Это в конечном итоге уменьшает стоимость производимого технического устройства, а также обеспечивает снижение загрязнения окружающей среды образующимися отходами производства и неиспользованными продуктами утилизации акустических материалов, применяемых в составе шумопоглощающих пакетов различного типа шумогенерирующих технических объектов и прежде всего транспортных средств. Тем самым в конечном итоге это способствует улучшению экологических характеристик устройства, в том числе и за счет уменьшения количества звукопоглощающих веществ, подлежащих вынужденному захоронению (например, шумопонижающих пакетов в составе деталей транспортных средств, отслуживших свой срок), которые не допускают их непосредственной энергетической утилизации путем сжигания. Для упрощения технологических операций дробления/вырубки/нарезки и обеспечения заданного более точного дозирования по составу, весо-габаритным параметрам и т.п., в качестве исходного полуфабрикатного сырья для изготовления звукопоглощающего вещества шумопоглощающего модуля дополнительно могут также частично использоваться и «новые» обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы. Под термином «новые» подразумеваются вновь произведенные элементы из «нового» сырья, например из полуфабриката, преимущественно, плосколистового типа (плоских листов или рулонов звукопоглощающего материала), а не из утилизируемых материалов и деталей. Также могут использоваться смеси задаваемых в определенных пропорциях дозированных сочетаний обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, полученных из рециклированных утилизационных материалов и деталей, в состав которых добавляется определенное количество «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов аналогичного или отличающегося типа, геометрической формы и габаритных размеров, изготовленных из «нового» исходного полуфабрикатного сырья производства пористых звукопоглощающих материалов. Это при необходимости позволяет упрощать и целенаправленно более гибко управлять конечными техническими параметрами образуемой смешанной массы (акустическими, весовыми, плотностными, жесткостными, эксплуатационными и т.п.) за счет введения в необходимых пропорциях заданной количественной и качественной дозированной добавки «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов с известными, например, находящимися в более узком поле допуска акустическими (звукопоглощающими) параметрами, улучшающими в той или иной требуемой мере указанные технические характеристики шумопоглощающего модуля в целом.

Анализ научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Другие особенности и преимущества заявляемого изобретения станут понятны из чертежей и следующего детального описания заявляемого устройства, где:

- на фиг.1 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью несущего плоского основания, изготовленного из жесткого плотного звукоотражающего материала, с образованием ею (упругой звукопоглощающей мембраной) трех замкнутых формованных обособленных емкостей, в которые помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, хаотично распределенных по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.2 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, перфорированную сквозными отверстиями и беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из жесткого плотного звукоотражающего материала, с образованием замкнутых формованных обособленных емкостей, в которые помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, хаотично распределенных по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.3 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из жесткого плотного звукоотражающего материала, с образованием им замкнутых формованных обособленных емкостей, в которые помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, хаотично распределенных по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.4 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего перфорированного основания, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием им замкнутых формованных обособленных емкостей, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, хаотично распределенных по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.5 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания контейнерного типа, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием одной замкнутой формованной емкости, в полости которой помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, хаотично распределенных по объему замкнутой формованной полости (исполнение 2, 3), при вариантах отсутствия адгезионного сопряжения;

- на фиг.6 представлены изометрическая схема и поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием им 15 замкнутых формованных обособленных емкостей, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, послойно распределенных по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.7 представлены поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием им замкнутых формованных обособленных емкостей, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, послойно распределенных (вертикальными слоями) по объемам полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.8 представлены поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием им замкнутых формованных обособленных емкостей, разделительные перегородки которых расположены под наклоном к вертикальной плоскости, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 2), или отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, распределенных выделяющимися слоями по объемам занимаемых полостей трех замкнутых формованных обособленных емкостей (исполнение 3);

- на фиг.9 представлены поперечные сечения трех конструктивно-технологических вариантов исполнения универсального мембранного шумопоглощающего модуля, содержащего упругую звукопоглощающую мембрану, выполненную из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью неплоского формованного несущего основания, изготовленного из плотного жесткого звукоотражающего материала, с образованием одной замкнутой формованной обособленной емкости, в которой помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов (исполнение 1), с образованием четырех замкнутых формованных обособленных полостей, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из отличающихся типов соответствующих структур звукопоглощающих материалов, размещенных хаотично в замкнутых формованных обособленных полостях (исполнение 2), образованных упругой звукопоглощающей мембраной, или каждый из которых размещен в отдельной замкнутой формованной обособленной емкости (исполнение 3);

- на фиг.10 представлен иллюстративный пример возможного варианта размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных по приведенным выше конструктивно-технологическим вариантам исполнений, в пространстве помещения шахты и машинного отделения пассажирского или грузопассажирского лифта, которые свободно уложены на поверхностях полов и закреплены на стеновых конструкциях помещения;

- на фиг.11 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, смонтированных в жилом, офисном или производственном помещении, представленных в виде соответствующих звукопоглощающих облицовочных стеновых панелей, закрепленных на внутренних поверхностях стен, с использованием соответствующих дистанционных крепежных механических элементов, в виде горизонтальных подвесных потолочных панелей (кулис), и/или размещенных на заданном расстоянии от поверхности потолка (с заданным воздушным промежутком) и закрепленных с использованием соответствующих тросовых элементов, и/или вертикальных подвесных потолочных панелей, размещенных на заданном расстоянии друг от друга и закрепленных посредством соответствующих крепежных механических элементов или липкого адгезионного соединения к поверхности потолка помещения, имеющих в продольном и поперечном сечении прямоугольную геометрическую форму;

- на фиг.12 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, в жилом, офисном или производственном помещении и представленных в виде звукопоглощающих облицовочных стеновых панелей, закрепленных на внутренних поверхностях стен с использованием соответствующих крепежных дистанционных механических элементов, имеющих, в частности, в продольном и поперечном сечении прямоугольную геометрическую форму, форму восьмиугольника и/или в виде горизонтальных подвесных потолочных панелей, размещенных на заданном расстоянии от поверхности потолка (с заданным воздушным промежутком) и закрепленных к нему с использованием, например, тросовых элементов;

- на фиг.13 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, смонтированных в жилом, офисном или производственном помещении, представленных в виде соответствующих звукопоглощающих облицовочных стеновых элементов, закрепленных на внутренних поверхностях стен, упругая звукопоглощающая мембрана которых образует сплошную плоскость, в виде горизонтальных подвесных потолочных панелей (кулис), размещенных на заданном расстоянии друг от друга и закрепленных посредством соответствующих крепежных механических элементов или липкого адгезионного соединения к поверхности потолка помещения, имеющих в продольном и поперечном сечении прямоугольную геометрическую форму;

- на фиг.14 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, смонтированных в жилом, офисном или производственном помещении, представленных в виде соответствующих звукопоглощающих облицовочных потолочных элементов, закрепленных на внутренних поверхностях потолка, упругая звукопоглощающая мембрана которых образует сплошную плоскость, в виде звукопоглощающих облицовочных стеновых панелей, закрепленных на внутренних поверхностях стен с использованием соответствующих крепежных дистанционных механических элементов;

- на фиг.15 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, смонтированных в жилом, офисном или производственном помещении, представленных в виде соответствующих звукопоглощающих облицовочных стеновых панелей, закрепленных на внутренних поверхностях стен и в виде вертикальных подвесных потолочных панелей (кулис), размещенных в пространстве между балками верхнего перекрытия помещения на заданном расстоянии друг от друга и закрепленных посредством соответствующих крепежных механических элементов или липкого адгезионного соединения к поверхности потолка помещения, имеющих в продольном и поперечном сечении прямоугольную геометрическую форму;

- на фиг.16 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, смонтированных в жилом, офисном или производственном помещении, представленных в виде соответствующих звукопоглощающих облицовочных стеновых панелей, закрепленных на внутренних поверхностях стен и в виде горизонтальных подвесных потолочных панелей (в виде подвесного потолка), размещенных в пространстве между верхним перекрытием и внутренним пространством помещения и закрепленных посредством соответствующих тросовых элементов;

- на фиг.17 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде звукопоглощающих формованных облицовочных панелей и имеющих, в частности, геометрическую форму вытянутой усеченной пирамиды, смонтированных посредством соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа липкого адгезионного соединения на внутренних поверхностях корпусных элементов шумоактивной промышленной галтовочной установки, предназначенной для выполнения химико-механического процесса очистки и улучшения качества поверхностей заготовок и готовых деталей;

- на фиг.18 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов различной геометрической формы типа конуса, усеченного конуса, шара, куба с усеченными углами, прямоугольного параллелепипеда, параллелепипеда с отдельными сферическими гранями, свободно уложенных друг на друга в воздушной полости корпуса промышленного силового трансформатора;

- на фиг.19 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму куба, свободно уложенных друг на друга в свободных зонах нижней части воздушной полости корпуса промышленного силового трансформатора, а также в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму усеченного конуса, смонтированных на внутренних поверхностях его стенок посредством соответствующих механических крепежных элементов или поверхностного адгезионного соединения;

- на фиг.20 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму куба, свободно уложенных своими гранями и ребрами друг на друга в свободных воздушных пространствах между опорными несущими профилями промышленного силового трансформатора сухого типа, а также в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму усеченного конуса, смонтированных посредством соответствующих механических крепежных элементов или липкого поверхностного адгезионного соединения с внутренними встречными поверхностями стенок трансформаторной станции;

- на фиг.21 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде сферообразных полостных образований, свободно уложенных друг на друга, в свободных от оборудования воздушных полостях, содержащихся в бетонном основании шумовиброактивной промышленной стержневой мельницы (например, предназначенной для измельчения минерального сырья и полуфабрикатов в производстве строительных материалов, горно-химической промышленности), а также в виде облицовочных звукопоглощающих элементов брикетированного типа, имеющих геометрическую форму конуса, смонтированных на внутренних поверхностях стенок ее шумоизолирующего кожуха, посредством применения соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа клеевого адгезионного соединения;

- на фиг.22 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде соответствующего типа облицовочных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму конуса, смонтированных на внутренних поверхностях стенок шумоизолирующего кожуха механического редуктора посредством применения соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения;

- на фиг.23 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму куба, свободно уложенных опорными зонами ребер друг на друга в свободных воздушных полостях, образованных между функциональными элементами промышленной дробилки, а также представленных в виде объемных облицовочных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму параллелепипедов различной высоты, смонтированных на внутренних поверхностях стенок охватывающего ее шумоизолирующего кожуха, посредством применения соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения;

- на фиг.24 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму параллелепипеда, смонтированных на внутренних поверхностях стенок шумоизолирующего экрана, установленного вблизи металлорежущего токарно-винторезного станка, посредством применения соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения;

- на фиг.25 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму основания пятиугольной призмы, свободно уложенных контактирующими ребрами и/или гранями друг на друга в зонах полости шумоизолирующего кожуха, охватывающего корпус промышленного центробежного насоса, свободных от его составных функционально-технологических устройств и систем;

- на фиг.26 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму конуса, смонтированных на внутренних поверхностях стенок потолка изолированного технического помещения, в котором размещена компрессорная станция производственного цеха, а также в виде объемных звукопоглощающих элементов, подвешенных на заданном расстоянии от поверхности потолка технического помещения посредством соответствующих механических тросов, а также в том числе и виде объемных звукопоглощающих элементов, свободно уложенных в воздушном пространстве помещения, свободном от функционально-технологических устройств и систем насосной станции;

- на фиг.27 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, имеющих форму усеченных пирамид, смонтированных на стенах и потолке полубезэховой акустической камеры, оборудованной исследовательским приводным динамическим стендом с беговыми барабанами, посредством использования соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения, а также универсальных шумопоглощающих модулей, свободно уложенных в пространстве технического помещения под полом полубезэховой акустической камеры;

- на фиг.28 представлен иллюстративный пример размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, имеющих форму усеченных пирамид, смонтированных на стеновых и потолочных поверхностях безэховой акустической камеры с размещенным в ней исследовательским приводным моторным стендом в подпольном пространстве технического помещения безэховой акустической камеры, посредством применения соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения, а также размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей в виде скрепленных в соответствующие трехсекционные блоки пятиугольной геометрической формы основания цилиндров, подвешенных посредством соответствующих механических тросовых элементов и/или свободно уложенных на поверхности пола подпольного пространства технического помещения камеры, и универсальных мембранных шумопоглощающих модулей в виде объемных кубических со скругленными ребрами звукопоглощающих элементов, уложенных свободно своими гранями друга на друга в пространстве технического помещения (в зоне размещения тормозного устройства стенда);

- на фиг.29 представлен пример иллюстративного размещения универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, выполненных в виде разнообразных конструктивно-технологических исполнений технических устройств, представленных в виде объемных звукопоглощающих элементов, имеющих геометрическую форму усеченной пирамиды, смонтированных посредством соответствующих механических крепежных элементов или соответствующего типа поверхностного липкого адгезионного соединения на внутренних поверхностях стен помещения, в пространстве которого расположена автономная электростанция (например, дизель-генераторная установка);

- на фиг.30 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в вертикальном положении универсальных мембранных шумопоглощающих модулей на горизонтальной поверхности (к примеру, потолка производственного помещения) посредством использования соответствующих замковых механических соединений в виде двух упругодеформируемых звеньев (а), одного упругодеформируемого и одного жесткого недеформируемого звеньев (б), двух жестких недеформируемых звеньев типа «крючок - отверстие» (в);

- на фиг.31 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в вертикальном положении двухсторонних универсальных мембранных шумопоглощающих модулей на горизонтальной поверхности (к примеру, потолка производственного помещения) посредством использования соответствующих замковых механических соединений в виде двух упругодеформируемых звеньев (а), одного упругодеформируемого и одного жесткого недеформируемого звеньев (б), двух жестких недеформируемых звеньев типа «крючок - отверстие» (в);

- на фиг.32 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в горизонтальном положении универсальных мембранных шумопоглощающих модулей посредством использования соответствующего типа адгезионного монтажного слоя, в виде локализированных скоплений (образований) липкого клеевого вещества (а), адгезионного монтажного слоя в виде равномерно распределенного по поверхности липкого клеевого вещества (б), механического резьбового соединения «шпилька - гайка» (в), закрепления заподлицо с ограждающей горизонтальной поверхностью и удержания за счет силы трения (г);

- на фиг.33 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в горизонтальном положении универсальных мембранных шумопоглощающих модулей посредством использования соответствующих подвесных узлов, смонтированных на горизонтальной поверхности (к примеру, потолка производственного помещения), выполненных в виде соответствующего типа дистанционных механических крепежных элементов (а), в виде подвесных тросовых элементов, соединенных с внешней несущей звукопрозрачной оболочкой (б), в виде подвесных тросовых элементов, соединенных с закладным армирующим элементом универсального шумопоглощающего модуля (в);

- на фиг.34 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в горизонтальном положении двухсторонних универсальных мембранных шумопоглощающих модулей посредством использования соответствующих подвесных узлов, смонтированных на горизонтальной поверхности (к примеру, потолка производственного помещения), выполненных в виде соответствующего типа дистанционных механических крепежных элементов (а), в виде подвесных тросовых элементов, соединенных с внешней несущей звукопрозрачной оболочкой (б), в виде подвесных тросовых элементов, соединенных с закладным армирующим элементом универсального шумопоглощающего модуля (в);

- на фиг.35 представлены примеры возможных конструктивных вариантов (а, б, в) закрепления в вертикальном положении универсальных мембранных шумопоглощающих модулей посредством использования соответствующего типа монтажных шипов, проходящих через структуру сплошного несущего основания (а), механических крепежных элементов с закреплением универсального мембранного шумопоглощающего модуля заподлицо с вертикальной ограждающей поверхностью (б), монтажных упругих (виброизолирующих) элементов, интегрированных в структуру несущего основания (в);

- на фиг.36 представлены примеры возможных конструктивных вариантов закрепления в вертикальном (а) и горизонтальном (б) положении универсальных мембранных шумопоглощающих модулей посредством использования соответствующего типа монтажных профилей, закрепленных на монтажной поверхности посредством механических крепежных элементов;

- на фиг.37 представлены примеры возможных конструктивных вариантов группирования универсальных мембранных шумопоглощающих модулей в батарейные сборки посредством соответствующего пазо-гребневого стыка, образуемого поочередным взаимным сопряжением модулей, содержащих в своей структуре пазы и гребни;

- на фиг.38 представлены результаты определения показателя «эквивалентная площадь звукопоглощения» универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, сопрягаемых своей тыльной поверхностью с поверхностью пола реверберационной камеры «Кабина Альфа»:

структурный состав А - монолитный образец 1000×1200 мм (1,2 м²) толщиной 50 мм, помещенный в замкнутую обособленную полость 4, образованную упругой звукопоглощающей мембраной 2, изготовленной из пористого волокнистого материала (толщиной 3 мм) и несущим неплоским формованным основанием 3, изготовленным из плотного полимерного материала (толщиной 3 мм);

структурный состав Б - монолитный образец 1000×1200 мм (1,2 м²) толщиной 50 мм, дробленый на фрагменты 0,0025 м²×960 шт., помещенный в замкнутую обособленную полость 4, образованную упругой звукопоглощающей мембраной 2, изготовленной из пористого волокнистого материала (толщиной 3 мм) и несущим неплоским формованным основанием 3, изготовленным из плотного полимерного материала (толщиной 3 мм).

На представленных фигурах введены следующие обозначения:

1 - обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы;

2 - упругая звукопоглощающая мембрана из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала сплошной неперфорированной или перфорированной конструкции;

3 - несущее плоское или формованное неплоское основание, изготовленное из жесткого плотного звукоотражающего материала сплошной неперфорированной или перфорированной конструкции;

4 - полости замкнутых формованных обособленных емкостей, в которых помещено пористое звукопоглощающее вещество;

5 - монтажные отверстия;

6 - отверстия перфорации;

7 - универсальный мембранный шумопоглощающий модуль;

8 - лифтовая шахта;

9 - моторное отделение;

10 - кабина лифта;

11 - двери кабины лифта;

12 - тросы подвески кабины;

13 - противовес кабины лифта;

14 - направляющие противовеса;

15 - направляющие кабины лифта;

16 - отбойник;

17 - электродвигатель, оборудованный системой управления;

18 - пол жилого, офисного или производственного помещения;

19 - стены жилого, офисного или производственного помещения;

20 - потолок жилого, офисного или производственного помещения;

21 - тросовый элемент закрепления универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, представленных горизонтальными подвесными потолочными панелями, размещенными с воздушным зазором на заданном расстоянии от поверхности потолка;

22 - глушитель аэродинамического шума вентиляционной системы промышленной галтовочной установки;

23 - смотровые окна промышленной галтовочной установки;

24 - кожух клиноременного привода промышленной галтовочной установки;

25 - дверь для загрузки и выгрузки промышленной галтовочной установки;

26 - галтовочные барабаны промышленной галтовочной установки;

27 - кожух электродвигателя и механического редуктора промышленной галтовочной установки;

28 - корпусные элементы промышленной галтовочной установки;

29 - вводы высокого напряжения промышленного силового трансформатора;

30 - отводы от обмотки высокого напряжения промышленного силового трансформатора;

31 - обмотка высокого напряжения промышленного силового трансформатора;

32 - корпус промышленного силового трансформатора;

33 - сердечник промышленного силового трансформатора;

34 - элементы рамы промышленного силового трансформатора;

35 - опорные профили промышленного силового трансформатора;

36 - выводы промышленного силового трансформатора;

37 - приводные узлы промышленной стержневой мельницы;

38 - загрузочное устройство (питатель) промышленной стержневой мельницы;

39 - барабан промышленной стержневой мельницы, измельчающими элементами;

40 - разгрузочное устройство промышленной стержневой мельницы;

41 - стенка шумоизолирующего кожуха шумоактивной технической системы, изготовленная из плотного воздухонепроницаемого звукоизоляционного материала;

42 - приводной вал механического редуктора;

43 - червячный вал механического редуктора;

44 - шариковый подшипник механического редуктора;

45 - конический подшипник механического редуктора;

46 - червячное колесо механического редуктора;

47 - корпус механического редуктора;

48 - приемный бункер промышленной дробилки;

49 - рама загрузочной части промышленной дробилки;

50 - приводной электродвигатель промышленной дробилки;

51 - маховик промышленной дробилки;

52 - входной барабан промышленной дробилки;

53 - барабаны мелкого измельчения промышленной дробилки;

54 - шкив промышленной дробилки;

55 - разгрузочная камера промышленной дробилки;

56 - монтажный каркас промышленной дробилки;

57 - задняя бабка токарно-винторезного станка;

58 - станина токарно-винторезного станка;

59 - передняя бабка токарно-винторезного станка;

60 - шпиндель токарно-винторезного станка;

61 - резцедержатель токарно-винторезного станка;

62 - коробка подач токарно-винторезного станка;

63 - колесо центробежного насоса;

64 - приводной вал центробежного насоса;

65 - корпус центробежного насоса с внутренними каналами;

66 - подшипниковые узлы центробежного насоса;

67 - шкив центробежного насоса;

68 - станина центробежного насоса;

69 - всасывающий воздуховод компрессорной станции;

70 - влагомаслоотделитель компрессорной станции;

71 - воздухосборник компрессорной станции;

72 - приводной электродвигатель компрессорной станции;

73 - несущее основание компрессорной станции;

74 - выходной воздуховод компрессорной станции;

75 - корпусная оболочка полубезэховой акустической камеры;

76 - виброизолирующие пружины пола полубезэховой акустической камеры;

77 - виброизолированный фундамент приводного (тормозного) динамометрического стенда;

78 - пол полубезэховой акустической камеры;

79 - беговые барабаны приводного (тормозного) динамометрического стенда;

80 - система принудительного отсоса отработавших газов двигателя внутреннего сгорания исследуемого колесного транспортного средства;

81 - исследуемое транспортное средство;

82 - измерительное и анализирующее оборудование;

83 - устройство удержания исследуемого транспортного средства на вращающихся барабанах приводного (тормозного) динамометрического стенда;

84 - корпусная оболочка безэховой акустической камеры;

85 - балансирная асинхронная машина приводного (тормозного) динамометрического стенда;

86 - виброизолирующие пружины фундамента безэховой акустической камеры;

87 - звукопрозрачная металлическая решетка пола безэховой акустической камеры;

88 - пол безэховой акустической камеры;

89 - виброизолированный фундамент балансирной асинхронной машины;

90 - ременная передача привода динамометрического стенда;

91 - корпус подшипникового узла привода динамометрического стенда;

92 - исследуемый объект - двигатель внутреннего сгорания;

93 - элементы системы виброизолированного крепления двигателя внутреннего сгорания на стенде;

94 - амортизаторы (виброизоляторы) автономной электростанции;

95 - выхлопной трубопровод автономной электростанции;

96 - впускной воздуховод двигателя внутреннего сгорания в составе автономной электростанции;

97 - монтажная (горизонтальная, вертикальная, наклонная) поверхность стенки крепления универсального мембранного шумопоглощающего модуля;

98 - замковые механические соединения;

99 - адгезионное прерывистое покрытие, представленное в виде локализированных поверхностных распределений липкого клеевого или термоактивного адгезионного вещества;

100 - адгезионное поверхностное покрытие, представленное в виде сплошного непрерывно распределенного липкого клеевого или термоактивного адгезионного вещества;

101 - механическое резьбовое соединение «шпилька-гайка»;

102 - дистанционные механические крепежные элементы;

103 - подвесные тросовые элементы;

104 - закладной армирующий элемент стержневого типа;

105 - монтажные шипы;

106 - монтажные упругие элементы;

107 - пазо-гребневый стык шумопоглощающих модулей;

108 - монтажный профиль;

109 - звукоотражающий пол малой реверберационной камеры «Кабина Альфа»;

110 - внутренние перегородки многокамерной конструкции замкнутой обособленной емкости;

111 - балки перекрытия помещения;

112 - оконные проемы;

113 - технологические коммуникации, скрытые подвесным потолком.

Заявляемый универсальный мембранный шумопоглощающий модуль 7 предназначен для снижения шума различного типа шумоактивных технических объектов - транспортных средств, производственно-технологического оборудования санитарно-технического оборудования, энергетических установок, систем вентиляции и кондиционирования воздуха, электрических машин, бытовой техники, уровни шума которых регламентируются соответствующими нормативными стандартами и техническими условиями (техническими требованиями) их производства и эксплуатации, а также для обеспечения требуемой акустической комфортабельности в помещениях жилых, производственных и общественных зданий. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль 7, представленный, преимущественно, в виде правильных геометрических фигур объемных полостных элементов, содержит в своем составе упругую звукопоглощающую мембрану 2 из пористого волокнистого или открытоячеистого вспененного материала, беззазорно адгезионно закрепленную своей периферической отбортовочной частью с сопрягаемой поверхностью плоского и/или формованного неплоского несущего основания 3, изготовленного из жесткого плотного звукоотражающего материала, с образованием по крайней мере одной полости замкнутой формованной обособленной емкости 4. В полости замкнутой обособленной емкости 4 помещено пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами 1, изготовленными из идентичных или различных типов структур и марок звукопоглощающих материалов, характеризуемых идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием используемых типов структур пористых слоев в составе одно- и/или их многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, произведенными, преимущественно, из утилизируемых отходов, представленных в виде технологически переработанных методом дробления пористых звукопоглощающих структур деталей, демонтированных с утилизируемых технических объектов, преимущественно деталей шумоизоляционных пакетов транспортных средств, завершивших свой жизненный цикл, и/или из технологических отходов и брака производства пористых звукопоглощающих материалов и деталей из них и/или из их дозированных сочетаний обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, полученных из рециклированных утилизационных материалов и деталей, в состав которой добавляется определенное количество «новых» обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов аналогичного или отличающегося типа, геометрической формы и габаритных размеров, изготовленных из «нового» исходного полуфабрикатного сырья производства пористых звукопоглощающих материалов. При этом объем каждого из обособленных дробленых звукопоглощающих элементов 1 находится, преимущественно, в диапазоне V_ф=4,2×(10^-9…10^-2) м³, а плотность заполнения полостей замкнутых обособленных емкостей 4 составляет ρ_ф=10…655 кг/м³.

Заявляемый диапазон изменения значений объемов V_ф используемых обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 с одной стороны (нижнее значение предела, равное 4,2×10^-9 м³) ограничивается, в основном, технологическими возможностями изготовления и их последующего размещения в полостях замкнутых обособленных емкостей 4. С другой стороны (верхнее значение предела равное 4,2×10^-2 м³) значения объемов V_ф обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, а также плотность ρ_ф заполнения полостей замкнутых обособленных емкостей 4 ограничиваются необходимостью достижения приемлемой акустической (звукопоглощающей) эффективности, в существенной степени определяемой реализуемыми показателями сопротивления продуванию воздушным потоком, пористости, динамической податливости и суммарной площади свободных поверхностных граней обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, непосредственно вовлеченных в процессе звукопоглощения потока акустической энергии, излучаемой шумоактивным техническим объектом.

Стенка упругой звукопоглощающей мембраны 2 может быть дополнительно перфорирована сквозными отверстиями 6 с коэффициентом перфорации:

$$k_{пер1}=\frac{S_{пер1}}{S_{пр1}}\ge 0,05$$

где S_пер1 - суммарная площадь проекции отверстий перфорации на плоскость упругой звукопоглощающей мембраны 2, м², S_пр1 - площадь лицевой проекции упругой звукопоглощающей мембраны 2, м².

Несущее плоское или формованное неплоское основание 3 может быть также дополнительно перфорировано сквозными отверстиями 6 с коэффициентом перфорации:

$$k_{пер2}=\frac{S_{пер2}}{S_{пр2}}\ge 0,10$$

где S_пер2 - суммарная площадь отверстий перфорации 6, выполненных в стенке несущего формованного неплоского или плоского основания 3, м², S_пр2 - площадь лицевой проекции несущего плоского или формованного неплоского основания 3, м².

Толщина стенки несущего плоского или формованного неплоского основания 3 составляет, преимущественно, 0,5…10 мм, а его удельный поверхностный вес составляет 0,1…20 кг/м². Толщина стенки упругой звукопоглощающей мембраны находится в диапазоне 3…40 мм, удельный поверхностный вес составляет 0,5…6 кг/м².

Полости замкнутых обособленных емкостей 4, по крайней мере, частично, но менее чем наполовину объема могут быть заполнены обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 1, изготовленными по типичным технологиям их производства из «новых» производимых полуфабрикатных листовых акустических материалов, подвергаемых последующему технологическому процессу их дробления на фрагменты заданных форм и габаритных размеров, в дополнение уже к помещенным в полости замкнутых обособленных емкостей 4, обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, изготовленных из утилизируемых рециклированных акустических материалов. По другим конструктивно-технологическим вариантам исполнения полости замкнутых обособленных емкостей 4 частично, не более чем на 30% ее объема, могут быть заполнены обособленными дроблеными фрагментированными элементами, изготовленными из плотных (непористых) воздухонепродуваемых материалов (преимущественно - полимерных).

В качестве обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, изготовленных из пористых типов материалов, описанных выше, могут применяться непористые или пористые закрытоячеистые воздухонепродуваемое структуры, к примеру производственно-технологические отходы и брак производства материалов и изделий из резины, каучука, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена (вспененного полиэтилена), полистирола и другого типа полимерных материалов и изделий (в т.ч. завершивших свой жизненный цикл).

Для обеспечения требований пожарной безопасности эксплуатации заявляемого технического устройства в структуры обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 могут добавляться антипирены. Таким образом, могут использоваться отдельные вещества или смеси веществ, предохраняющие материалы органического происхождения от воспламенения и самостоятельного горения. Антипирены при этом распадаются с образованием негорючих веществ и/или препятствуют разложению материала с выделением горючих газов. Применяемые антипирены могут наноситься в виде растворов на поверхности дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 или могут пропитывать их пористую структуру. В качестве антипиренов могут использоваться гидрооксид алюминия, соединения бора, сурьмы, хлоридов, органические и неорганические соединения фосфора.

Составные части универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7, в частности его упругая звукопоглощающая мембрана 2, обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы 1 и несущее плоское или формованное неплоское основание 3 могут быть скреплены между собой в монолитный структурный модуль с помощью соответствующих звукопрозрачных адгезионных соединений, получаемых температурным разогревом и расплавлением используемых полимерных пленок, размещенных на поверхности упругой звукопоглощающей мембраны 2 в процессе реализации технологического цикла изготовления или нанесения на торцевые сопрягаемые поверхности с упругой звукопоглощающей мембраны 2 отбортовочной части и/или внутренних перегородок 110 несущего плоского или формованного неплоского основания 3. Адгезионное соединение может обеспечиваться с помощью введения дополнительных звукопрозрачных (не оказывающих существенного негативного, не более чем на 10%, уменьшения значения коэффициента звукопоглощения звуковой энергии) определенного типа клеевых адгезионных слоев (в виде липких клеевых или термоактивных термоплавких веществ), выполненных поверхностно разнесенными обособленными тонкими сплошными линиями, или поверхностно разнесенными обособленными тонкими прерывистыми линиями, или в виде перфорированного сквозными отверстиями тонкого сплошного поверхностного слоя адгезионного вещества, или в виде сплошного звукопрозрачного липкого клеевого слоя с низким удельным поверхностным весом (не более 100 г/м²), или в виде сплошного звукопрозрачного термоактивного слоя адгезионного вещества с низким удельным поверхностным весом (не более 50 г/м²).

Для придания заданной пространственной конфигурации (геометрической формы) универсальному мембранному шумопоглощающему модулю 7 в образованные полости замкнутых обособленных емкостей 4 совместно с обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 1 может быть дополнительно введен закладной армирующий элемент 104, который может быть изготовлен из соответствующих видов металлических (сталь, алюминий) или полимерных материалов типа полиамида, полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида или аналогичного целевого применения типа конструкционного материала, представленный в виде отлитых, склеенных, сварных или спаянных пространственных стержневых (проволочных) конструкций.

Контурам (геометрической форме) универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7 разнообразных конструктивно-технологических исполнений придается заданная форма геометрических фигур, которые преимущественно могут иметь геометрическую форму правильных геометрических фигур объемных элементов в виде усеченной пирамиды, призмы, сферы, сегмента сферы, конуса, усеченного конуса, параллелепипеда, куба.

Для обеспечения заданного (регламентируемого) шумопонижающего эффекта, определенного техническим заданием на проектирование универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7, реализуемого на конкретном шумогенерирующем техническом объекте, на котором необходимо обеспечить шумопонижающий эффект, замкнутые обособленные емкости 4 могут быть избирательно заполнены соответствующими различающимися типами обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, отличающихся типов структур, габаритных размеров и геометрических форм, наделенными различными физическими, механическими и эксплуатационными характеристиками.

Универсальные мембранные шумопоглощающие модули 7 могут как свободно размещаться с возможностью их беспрепятственного перемещения (без введения специальных устройств их неподвижного закрепления) в заданной зашумленной пространственной зоне технического объекта, так и размещаться в нем неподвижно, с использованием дополнительных механических крепежных элементов или соответствующего адгезионного монтажного слоя (липкого клеевого, термоактивного).

Универсальные мембранные шумопоглощающие модули 7 могут содержать как одну, так и несколько замкнутых обособленных емкостей 4. При этом, в многополостном конструктивно-технологическом исполнении универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7 в каждой из полостей замкнутых обособленных емкостей 4 может быть размещен как отличающийся тип соответствующих обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, так и в каждой из замкнутых обособленных полостей 4 могут быть размещены идентичного типа обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы 1, или в каждой из полостей замкнутых обособленных емкостей 4 могут быть размещены несколько отличающихся типов обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, хаотично или упорядоченно (послойно) распределенных по объемам полостей указанных замкнутых обособленных емкостей 4.

С целью обеспечения приемлемого удобства и оперативности крепления, монтажного, демонтажного и сервисного обслуживания (например, замены или очистки запыленных поверхностей стенок) универсальных мембранных шумопоглощающих модулей 7 на поверхностях пола 18, стен 19 или потолка 20 бытовых, административных или производственных помещений, стенок корпусных шумогенерирующих элементов машин и механизмов различного типа технических объектов или стенок их звукоизолирующих кожухов 41 в структуре их плоского или формованного неплоского несущего основания 3 могут быть интегрированы разнообразные механические крепежные элементы 98, 101, 102, 103, 105, 106 или монтажное адгезионное покрытие 99, 100, защищенное до момента монтажа антиадгезионной бумагой или пленкой (демонтируемой в процессе монтажных операций).

Исходя из требований технических условий (предъявляемых акустических, технологических, эксплуатационных характеристик) и стоимостных показателей отдельные типы конструктивных исполнений универсальных мембранных шумопоглощающих модулей 7 могут блокироваться в соответствующие группировки батарейных заградительных экранных и/или футерующих шумопоглощающих покрытий конструкций шумоактивных объектов.

В процессе эксплуатации различных шумоактивных объектов ими производится соответствующее генерирование звуковой энергии, обусловленное реализацией в них рабочих динамических (механических, газодинамических) процессов в функционирующих узлах, агрегатах и системах, которая излучается непосредственно как в окружающее пространство (закрытое помещение или открытое пространство), так и передается различными промежуточными воздушными путями через имеющиеся в наличии звукопередающие каналы (окна, двери, люки, отверстия, коммуникационные, технологические и конструкционные элементы) в сопряженные пространства (закрытые помещения и открытые пространства). Генерируемое звуковое излучение (образуемые звуковые поля) при этом негативно воздействует на самочувствие и здоровье операторов (рабочих), непосредственно участвующих в осуществлении технологического процесса, а также на окружающих субъектов, находящихся в указанных помещениях и/или на открытых пространствах (людей, животных). При использовании заявляемого технического решения в составе различного типа шумоактивных технических объектов (непосредственно шумогенерирующих и/или в зашумленных пространствах другими посторонними источниками шумоизлучения) в процессе распространения звуковых волн, их падения и прохождения сквозь пористую волокнистую и/или открытоячеистую вспененную структуру упругой звукопоглощающей мембраны 2 универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7 возникает процесс частичного поглощения высокочастотной звуковой энергии с необратимым ее преобразованием в тепловую энергию. Переменное звуковое давление падающих звуковых волн на поверхность упругой звукопоглощающей мембраны 2 оказывает на нее соответствующее силовое воздействие, вынуждая последнюю совершать изгибные колебания с учетом ее жесткостных, габаритно-геометрических, массовых (удельной поверхностной массы), демпфирующих (сопротивление продуванию воздушным потоком, внутреннее трение материала пористой структуры) характеристик, а также определяемую величиной воздушного промежутка полости, образованной емкостью 4 замкнутой обособленной полости, образованной сопрягаемым узлом мембраны 2 и несущим плоским или формованным неплоским основанием 3. В этих случаях имеет место низкочастотный резонанс мембраны 3, осуществляемый с высокими значениями амплитуд ее колебаний и, соответственно, увеличенными потерями энергии колебаний. Рассмотренный динамический процесс характеризуется в связи с этим не только эффективным поглощением высокочастотной, но и низкочастотной энергии. В связи с этим устройство обладает широкополосным шумопонижающим эффектом. В процессе дальнейшего прохождения (распространения) звуковых волн сквозь пористые волокнистые и/или пористые открытоячеистые вспененные структуры обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 осуществляется процесс дополнительного поглощения высокочастотной звуковой энергии с необратимым ее преобразованием (рассеиванием) в тепловую энергию. Таким образом, реализуется процесс ослабления амплитуд звуковых давлений как за счет реализации соответствующего преобразования низкочастотной звуковой энергии в работу на преодоление динамических деформаций пористого скелета, так и затрачиваемый на диссипативный процесс трения при распространении звуковых волн по сообщающимся лабиринтным каналам (ячейкам) пористой структуры звукопоглощающего вещества упругой звукопоглощающей мембраны 2 и звукопоглощающего вещества, находящегося в полости замкнутой формованной обособленной емкости 4, а также и в поверхностных межфрагментных зонах воздушных полостей, образующихся между отдельными (неплотно контактирующими) гранями (ребрами) обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1, с конечным суммарным эффективным необратимым преобразованием (рассеиванием) звуковой энергии в тепловую энергию. При использовании пористого звукопоглощающего вещества в составе универсального мембранного шумопоглощающего модуля 7 в виде обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 при его сопоставлении относительно, например, идентичного по массе (объему) варианта использования сплошного монолитного слоя звукопоглощающего вещества в процесс поглощения звуковой энергии дополнительно включаются многочисленные свободные (открытые) поверхности пористых торцевых зон, образованных многочисленными семействами открытых поверхностей контактирующих зон (граней, ребер) обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1 (возрастает суммарная площадь поверхности звукопоглощения), с образуемыми между ними сообщающимися межграневыми воздушными каналами и полостями между ними. Помимо этого также дополнительно реализуется дифракционный краевой механизм рассеивания энергии звуковых волн, возникающий при распространении звуковых волн на краевых граневых (реберных) зонах обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов 1. В конечном итоге реализация отмеченных выше одновременно протекающих нескольких эффективных механизмов диссипации энергии приведет к тому, что большая часть звуковой энергии преобразуется (необратимо рассеивается) в тепловую энергию. Таким образом, это позволяет достичь более высокой эффективности заявляемого технического решения (по сравнению с известными типичными конструкциями, описанными в аналогах и прототипе) в отношении снижения уровня интенсивности звукового излучения в широком звуковом диапазоне, производимого разнообразными шумоактивными техническими объектами в закрытых пространствах производственных, жилых, общественных помещений и/или на открытых пространствах при реализациях более низких стоимостных показателей, затрачиваемых на их осуществление, при уменьшенном вредном экологическом воздействии на окружающую среду за счет использования утилизируемых пористых веществ в качестве исходного сырья при изготовлении отдельных составных частей заявляемого технического решения (причем такого типа пористое звукопоглощающее вещество возможно использовать многократно).

Акустическая эффективность заявляемого технического решения подтверждается результатами проведенных экспериментальных исследований (см. фиг.32), которые выполнялись с использованием реверберационного метода, с применением малогабаритной реверберационной камеры «Кабина Альфа». С экспериментальным методом определения звукопоглощающих свойств материалов и конструкций с применением реверберационной камеры «Кабина Альфа» можно ознакомиться, например, в научной публикации [5].

[5] Фесина М.И., Краснов А.В., Горина Л.Н., Паньков Л.А. Автомобильные акустические материалы. Проектирование и исследование низкошумных конструкций автотранспортных средств. Монография в двух частях. - Тольятти: ТГУ. - 2010. - Часть 1 - 304 с., Часть 2 - 352 с.

На фиг.38 представлены результаты определения показателя «эквивалентная площадь звукопоглощения» макетных образцов универсальных мембранных шумопоглощающих модулей, содержащих замкнутую обособленную емкость 4, образованную упругой звукопоглощающей мембраной 2, изготовленной из пористого волокнистого материала (толщиной 3 мм), и неплоским плоским несущим формованным основанием 3, изготовленным из плотного полимерного звукоотражающего материала (толщиной 3 мм), заполненную пористым звукопоглощающим веществом двух вариантов структурных составов (А и Б). В соответствии с используемым структурным составом А пористое звукопоглощающее вещество представлено одним монолитным плосколистовым образцом открытоячеистого пенополиуретана габаритными размерами листа 1000×1200 мм, толщиной листа 50 мм. Структурный состав варианта Б представлен 960 обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами 1, каждый из которых имеет площадь лицевой поверхности (без учета площади торцевых поверхностей), равную 0,0025 м². Указанные обособленные дробленые звукопоглощающие фрагменты 1 были получены путем соответствующего дробления сопоставляемого плосколистового образца открытоячеистого пенополиуретана габаритными размерами 1000×1200 мм, толщиной листа 50 мм. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что дробление монолитного плосколистового образца открытоячеистого пенополиуретана на указанные обособленные фрагменты с последующим помещением их в замкнутую обособленную емкость 4, образованную звукопоглощающей мембраной 2 и неплоским формованным основанием 3, позволяет увеличить значения эквивалентной площади звукопоглощения исследуемого пористого звукопоглощающего вещества на величину 0,14…0,33 м² во всем контролируемом широкополосном диапазоне звуковых частот 400…10000 Гц, что, таким образом, подтверждает эффективность заявляемого технического устройства.

Разумеется, заявляемое изобретение не ограничивается представленными в заявочных материалах конкретными конструктивными примерами его осуществления, описанными в тексте и показанными на прилагаемых фигурах в графической части заявки. Остаются возможными и некоторые несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы могут быть выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящими за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.

Изобретение относится к средствам снижения акустических шумов. Шумопоглощающий модуль содержит замкнутую обособленную емкость, образованную стенками несущей оболочки, изготовленной из конструкционных акустических материалов, в которой находится пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дробленными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из отходов, представленных в виде технологически переработанных методом дробления пористых звукопоглощающих структур деталей, демонтированных с утилизируемых технических объектов. При этом универсальный мембранный шумопоглощающий модуль характеризуется заданными геометрическими, весогабаритными, структурными и физическими параметрами его составных элементов, представлен, преимущественно, правильными геометрическими фигурами объемных полостных элементов, образованных несущим плоским или формованным неплоским основанием, по периметрической отбортовочной части которого беззазорно, с использованием адгезионной связи, сопрягается упругая звукопоглощающая мембрана. В полости замкнутых обособленных емкостей помещены обособленные дробленые звукопоглощающие элементы, объемы которых находятся, преимущественно, в диапазоне V_ф=4,2×(10^-9…10^-2) м³, плотность заполнения полости замкнутой формованной обособленной емкости составляет ρ_ф=10…655 кг/м³. Технический результат - улучшение шумопоглощения. 16 з.п. ф-лы, 38 ил.

1. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль, содержащий замкнутую обособленную емкость, образованную стенками несущей оболочки, изготовленной из конструкционных акустических материалов, наделенных низкими звукоотражающими свойствами при прохождении звуковых волн в полость замкнутой обособленной емкости, в которой находится пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами, изготовленными из идентичных или различных типов структур и марок звукопоглощающих материалов, характеризуемых идентичными или отличающимися физическими характеристиками, химическим составом, пористостью, количеством и сочетанием используемых типов структур пористых слоев в составе одно- и/или их многослойных комбинаций, идентичной или отличающейся геометрической формы и габаритных размеров, произведенными, преимущественно, из утилизируемых отходов, представленных в виде технологически переработанных методом дробления пористых звукопоглощающих структур деталей, демонтированных с утилизируемых технических объектов, преимущественно деталей шумоизоляционных пакетов транспортных средств, завершивших свой жизненный цикл, и/или из технологических отходов и брака производства пористых звукопоглощающих материалов и деталей из них, отличающийся тем, что универсальный мембранный шумопоглощающий модуль характеризуется заданными геометрическими, весогабаритными, структурными и физическими параметрами его составных элементов, представлен, преимущественно, правильными геометрическими фигурами объемных полостных элементов, образованных несущим плоским или формованным неплоским основанием, по периметрической отбортовочной части которого беззазорно, с использованием адгезионной связи, сопрягается упругая звукопоглощающая мембрана с образованием соответствующей замкнутой формованной обособленной емкости, в полости которой помещены обособленные дробленые звукопоглощающие элементы, объемы которых находятся, преимущественно, в диапазоне V_ф=4,2×(10^-9…10^-2) м³, плотность заполнения полости замкнутой формованной обособленной емкости составляет ρ_ф=10…655 кг/м³.

2. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что стенка упругой звукопоглощающей мембраны дополнительно перфорирована сквозными отверстиями с коэффициентом перфорации:
$$k_{пер1}=\frac{S_{пер1}}{S_{пр1}}\ge 0,05$$
где S_пер1 - суммарная площадь проекции отверстий перфорации на плоскость поверхности упругой звукопоглощающей мембраны, м², S_пр1 - площадь лицевой проекции упругой звукопоглощающей мембраны, м².

3. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что стенка несущего плоского или формованного неплоского основания перфорирована сквозными отверстиями с коэффициентом перфорации:
$$k_{пер2}=\frac{S_{пер2}}{S_{пр2}}\ge 0,10$$
где S_пер2 - суммарная площадь отверстий перфорации, выполненных в стенке несущего формованного неплоского или плоского основания, м², S_пр2 - площадь лицевой проекции несущего плоского или формованного неплоского основания, м².

4. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки несущего плоского или формованного неплоского основания составляет 0,5…10 мм, а его удельный поверхностный вес составляет 0,1…20 кг/м².

5. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки упругой звукопоглощающей мембраны находится в диапазоне 3…40 мм, а ее удельный поверхностный вес составляет 0,5…6 кг/м².

6. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что его составные части - упругая звукопоглощающая мембрана, обособленные дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы и несущее плоское или формованное неплоское основание, по крайней мере, в отдельных сопрягаемых контактирующих зонах скреплены между собой в монолитный структурный модуль соответствующими звукопрозрачными адгезионными соединениями.

7. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.6, отличающийся тем, что используемые звукопрозрачные адгезионные соединения составных частей универсального мембранного шумопоглощающего модуля представлены множествами разнесенных непрерывных тонких линий липкого клеевого вещества.

8. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.6, отличающийся тем, что используемые звукопрозрачные адгезионные соединения составных частей универсального мембранного шумопоглощающего модуля представлены сплошным липким клеевым слоем, характеризуемым удельным поверхностным весом ≤100 г/м².

9. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.6, отличающийся тем, что используемые звукопрозрачные адгезионные соединения составных частей универсального мембранного шумопоглощающего модуля представлены сплошным слоем термоактивного термоплавкого вещества, характеризуемого удельным поверхностным весом ≤50 г/м².

10. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что пористое звукопоглощающее вещество, представленное обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами, состоит из дозированных смесей дробленых утилизируемых пористых структур материалов и произведенных из «новых» полуфабрикатных листов пористых структур материалов.

11. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что в состав пористого звукопоглощающего вещества, состоящего из обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, изготовленных из пористых воздухопродуваемых структур материалов, дополнительно введено определенное количество обособленных дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов, изготовленных из плотных непористых воздухонепродуваемых материалов, занимающих не более 30% объема полости замкнутой формованной обособленной емкости.

12. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что внешним контурам упругой звукопоглощающей мембраны придана геометрическая форма в виде усеченных геометрических фигур пирамиды, призмы, сферы, сегмента сферы, конуса, параллелепипеда, куба.

13. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что его несущее формованное неплоское основание выполнено в виде многокамерной полостной конструкции, содержащей не менее двух замкнутых формованных обособленных емкостей.

14. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что упругая звукопоглощающая мембрана, перекрывающая многокамерную полостную конструкцию замкнутой обособленной емкости, дополнительно адгезионно сопрягается с торцевыми поверхностями внутренних перегородок замкнутой формованной обособленной емкости.

15. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.13, отличающийся тем, что полости замкнутых формованных обособленных емкостей многокамерного исполнения заполнены идентичного типа по структурному составу и весогабаритным размерам обособленными дроблеными фрагментированными звукопоглощающими элементами.

16. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что на поверхности стенки формованного неплоского основания содержится монтажное адгезионное покрытие, выполненное в виде сплошного слоя равномерно распределенного по её поверхности липкого клеевого или термоактивного адгезионного вещества или в виде их обособленных локализированных распределений по поверхности стенки формованного неплоского основания.

17. Универсальный мембранный шумопоглощающий модуль по п.1, отличающийся тем, что дробленые фрагментированные звукопоглощающие элементы размещены упорядоченно, в частности послойно, в полости замкнутой формованной обособленной емкости, образованной упругой звукопоглощающей мембраной и несущим плоским или формованным неплоским основанием, каждый из составных слоев которых включает определенный отличающийся структурный состав и весогабаритные показатели дробленых фрагментированных звукопоглощающих элементов.