ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ОБЛИЦОВКИ СТЕН ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК E04B1/82 F01N1/04 

Изобретение относится к промышленной акустике.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукопоглощающий элемент, применяемый в качестве облицовки производственных помещений, известный из патента РФ №2463412 (прототип).

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет наличия пустот между слоями, где отсутствует поглощение звука между слоями звукопоглотителя.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.

Это достигается тем, что в звукопоглощающей конструкции для облицовки стен промышленного здания, выполненной в виде внешней и внутренней перфорированных стенок, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности, второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким, слоем и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента, прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и стягивающего его винтом.

На фиг. 1 представлен общий вид звукопоглощающей конструкции, на фиг. 2 - вариант звукопоглощающего элемента с резонансной конструкцией.

Звукопоглощающая конструкция для облицовки стен промышленного здания выполнена в виде внешней 1 и внутренней 2 перфорированных поверхностей, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой 3, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности 1, второй слой 4, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 3.

Прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3 выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней 6 (на чертеже показано сечение с одним стержнем 6, параллельных перфорированным поверхностям 1 и 2, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин 7, один конец которых жестко закреплен на внешней поверхности 1, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 6 и стягивающего его винтом (на чертеже не показано).

Сплошной профилированный слой 3 звукопоглощающего элемента выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 5 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей 5 образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий прерывистый звукопоглощающий слой 4.

Третий слой 8 звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, который повышает звукоизолирующие свойства конструкции в целом, за счет заполнения пустот, образованных слоями 1 и 2, а также увеличивает надежность конструкции в целом при установке ее на оборудовании, работающем в условиях с повышенными ударными и вибрационными нагрузками. Третий слой 8 расположен между первым, более жестким, слоем 3 и перфорированной поверхностью 2 звукопоглощающего элемента.

В качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя 3 применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминия.

В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.

Материал перфорированных поверхностей 1 и 2 выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 6, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

Возможен вариант (фиг. 2) выполнения прерывистого звукопоглощающего слоя 4, расположенного в фокусе сплошного профилированного слоя 3, в виде, по крайней мере, одной жесткой резонансной оболочки 10 с резонансными отверстиями 9, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, а полость оболочки 10 представляет собой дополнительный объем резонаторов Гельмгольца.

Возможен вариант (фиг. 2), когда прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, выполнен с чередованием сплошных тел вращения, например в виде шаров, и жестких резонансных оболочек 10 с резонансными отверстиями 9, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом резонансные отверстия 9 выполнены разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Возможен вариант (фиг. 2), когда стержни 6, на которых крепится прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, выполнены в виде перфорированной цилиндрической оболочки с отверстиями перфорации разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот (на чертеже не показано).

Звукопоглощающая конструкция для облицовки стен промышленного здания работает следующим образом.

Звуковая энергия, пройдя через слой внешней перфорированной поверхности 1 и третий звукопоглощающий слой 4, падает на прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Звуковая энергия попадает также на сплошной профилированный слой 3, образованный сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, и фокусирующий отраженный звук на прерывистый звукопоглощающий слой. Здесь осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца". В резонансных оболочках 10 с резонансными отверстиями 9, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, происходит поглощение звуковой энергии в широком диапазоне частот. В перфорированной цилиндрической оболочке стержней 6 с отверстиями перфорации разного диаметра реализуется модель резонаторов "Гельмгольца".

Изобретение относится к промышленной акустике. Технический результат - повышение эффективности шумоглушения. Технический результат достигается тем, что в звукопоглощающей конструкции, выполненной в виде внешней и внутренней перфорированных стенок, между которыми размещен звукопоглотитель, состоящий из трех слоев звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности, второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким, слоем и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента, прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, например в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и стягивающего его винтом, при этом в качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, а в качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральная вата типа «URSA», причем материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». 2 з.п. ф-ла, 2 ил.

1. Звукопоглощающая конструкция для облицовки стен промышленного здания, выполненная в виде корпуса с внешней и внутренней перфорированными стенками, между которыми размещены слои звукопоглощающего материала, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным и закреплен на внешней поверхности, второй слой, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, при этом первый слой, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а второй слой, более мягкий чем первый, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, а третий слой звукопоглощающего элемента выполнен из вспененного звукопоглощающего материала, например строительной герметизирующей пены, и расположен между первым, более жестким, слоем и перфорированной поверхностью звукопоглощающего элемента, отличающаяся тем, что прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, или эллипсоидов вращения и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированным поверхностям, которые жестко связаны между собой посредством вертикальных, перпендикулярных к ним, крепежных элементов, один конец которых жестко закреплен на гладкой поверхности, а второй выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и стягивающего его винтом, при этом сплошной профилированный слой выполнен из более жесткого звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же прерывистый звукопоглощающий слой, при этом прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, содержит, по крайней мере, одну жесткую резонансную оболочку с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом полость оболочки представляет собой дополнительный объем резонаторов Гельмгольца, причем в качестве звукопоглощающего материала первого, более жесткого, слоя применен материал на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа, например пеноалюминий, а в качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральная вата типа «URSA», причем материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».

2. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнен с чередованием сплошных тел вращения, например в виде шаров, и жестких резонансных оболочек с резонансными отверстиями, выполняющими функции горловины резонаторов Гельмгольца, при этом резонансные отверстия выполнены разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.

3. Звукопоглощающая конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что стержни, на которых крепится прерывистый звукопоглощающий слой, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя, выполнены в виде перфорированной цилиндрической оболочки с отверстиями перфорации разного диаметра для поглощения звуковой энергии в широком диапазоне частот.