Шумозащитный экран Российский патент 2018 года по МПК E01F8/00 

Изобретение относится к шумопонижающим конструкциям, в частности к шумоизоляционным экранным элементам, предназначенным для защиты селитебных территорий (населенных пунктов) от негативного шумового воздействия, генерируемого транспортными средствами, энергетическим и промышленным оборудованием, устанавливаемым, в частности, вдоль автомобильных и железных дорог, аэродромов, открытых участков линий метрополитена, вблизи испытательных полигонов, шумоактивных строительных и производственных площадок, или каких-либо других источников повышенного шумового излучения, квалифицируемых в качестве технических объектов, производящих негативное акустическое загрязнение окружающей среды. В этих случаях, негативному воздействию шумового излучения подвергаются как люди, так и животные, обитающие на селитебных территориях (лесных массивах, полях), прилегающих к отмеченным шумоактивным техническим объектам вызывая, в том числе, и нарушение процессов их спаривания и продуктивного размножения.

Ввиду того, что прямым функциональным назначением заявляемого технического устройства является защита селитебных территорий от негативного шумового загрязнения, то обосновано принято его терминологическое название шумозащитный экран (далее - ШЗЭ). Такого типа техническое устройство, как правило, устанавливается на соответствующих фундаментных основаниях в непосредственной близости от непосредственного источника (источников) шумового излучения и содержит силовые несущие элементы в виде вертикальных стоек и горизонтальных профилей, на которых монтируются плоские или изогнутые звукоизолирующие и звукопоглощающие панели, изготовленные из различных конструктивных материалов.

Описания некоторых типичных конструкций ШЗЭ, применяемых для уменьшения акустического загрязнения окружающей среды приведены, в частности, в работах [1, 2].

[1] Шум на транспорте. Перевод с англ. К.Г. Бомштейна под редакцией В.Е. Тольского, Г.Н. Бутакова и Б.Н. Мельникова, Транспорт, 1995, 368 с.

[2] Тюрина Н.В. Расчет и проектирование акустических экранов. Материалы международной акустической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Е.Я. Юдина, 30 октября 2014 г. - под ред. А.И. Комкина. - Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, с. 289…304.

Согласно указанным описаниям, с приведенными в них схемах и фото, следует что они могут быть представлены как монолитными, так и сборно-разборными конструкциями, изготовленными из металлических (алюминия, нержавеющей стали, оцинкованной стали), армированных щепоцементных (дюрисол, велокс), деревянных (импрегнированной древесины), полиметилметакрилата (ПММА) материалов. В состав конструкций ШЗЭ, наряду со звукоотражающими панельными элементами, могут быть включены звукопоглощающие панельные конструкции, а также использованы различного типа светопрозрачные панели из поликарбонатного пластика, или выполнены разрывы - для устройства свободных проходов с контрэкранами - для их перекрытия, и/или применены открывающиеся звукоизолирующие дверные проемы. Также в состав конструкций ШЗЭ включены соответствующие несущие силовые и крепежные элементы, в частности, несущее основание ШЗЭ, а также декоративные элементы. Геометрическая форма ШЗЭ может быть представлена как плоскими вертикальными, так и Г-образными конструкциями с применяемыми изогнутыми и парусообразными неплоскими формами панелей. Наряду с требуемыми (заданными согласованными требованиями на проектирование) акустическими (шумопонижающими) характеристиками, конструкция ШЗЭ должна обладать приемлемыми (достаточными) долговечностными, прочностными и жесткостными параметрами. Они должны выдерживать негативные воздействия климатических условий (атмосферных осадков, ветровой и снеговой нагрузок, сейсмических воздействий), обладать требуемой коррозионной стойкостью, огнестойкостью и эстетическим видом. Некоторые технические исполнения конструктивных элементов ШЗЭ, согласно источника [1], приведены на представленных фото на страницах 302...304 (рис. 13…17). Используемые расчетные схемы по определению акустических (шумопонижающих) характеристик типичных конструкций ШЗЭ, согласно цитируемого источника [2] приведены на стр. 291…294 (рис. 2…6). Основным и наиболее важным недостатком такого типа известных типичных технических решений является отсутствие эффективных низкочастотных звукопоглощающих элементов в составе структур ШЗЭ, не обеспечивающих приемлемо высокого необратимого диссипативного преобразования (рассеивания) энергии падающих низкочастотных звуковых волн в тепловую энергию. Во многих случаях существенная доля распространяемой низкочастотной звуковой энергии свободно без ослабления переизлучается (в отдельных случаях - усиливается) звукопрозрачными и/или динамически возбужденными составными конструктивными элементами ШЗЭ. Необходимо учитывать, что значительная доля звуковой энергии свободно распространяется через верхнюю часть (верхнее ребро) ШЗЭ на близлежащие от ШЗЭ обитаемые (селитебные) территории. В наибольшей степени конструктивные недостатки известных технических устройств ШЗЭ проявляются именно в низкочастотном звуковом диапазоне, когда длины излучаемых звуковых волн соизмеримы с характерными габаритными размерами звукоизолирующих преград (ШЗЭ). Именно по этой причине поглощение низкочастотной энергии в известных типичных конструкциях ШЗЭ, является достаточно низким, а такого типа конструкции ШЗЭ по сути являются звукопрозрачными и малоэффективными. Следует указать также, что звукопоглощающая эффективность типичных пористых (волокнистых, открытоячеистых вспененных) звукопоглощающих материалов в низкочастотном (до 500 Гц) звуковом диапазоне является очень низкой.

Согласно информации источника [2], акустическая эффективность (шумопонижающая эффективность) ШЗЭ возрастает на 3 дБ с увеличением частоты звука на октаву (т.е. в 2 раза). При этом зависимость акустической эффективности от габаритной высоты ШЗЭ носит нелинейный характер. При увеличении высоты ШЗЭ от 1 м до 2 м - акустическая эффективность возрастает на 3 дБ, с 2 м до 3 м - на 2 дБ, с 5 м до 6 м - на 1 дБ. Дополнительная установка на лицевую поверхность ШЗЭ плосколистового слоя пористого звукопоглощающего материала, характеризуемого коэффициентом звукопоглощения 0,4…0,8, позволяет увеличить акустическую эффективность ШЗЭ на 2...7 дБ. Г-образные конструкции ШЗЭ идентичной высоты и используемой структуры и марки материалов, в сравнении с ШЗЭ плоской вертикальной конструкции, обеспечивают дополнительное увеличение акустической эффективности до 3 дБ.

В это же время, известные типичные конструкции ШЗЭ обладают наиболее слабой акустической эффективностью (шумопонижающей эффективностью) в низкочастотном звуковом диапазоне, являющемся доминирующим по уровню звукового давления регистрируемых шумовых спектрах транспортных потоков. В частности, как следует из информационного источника [1] (см. рис 7.1 на стр. 120), приведенный в нем широкополосный октавный спектр шумового излучения, зарегистрированный инструментальными средствами у фасада здания с интенсивным движением автотранспорта носит, тем не менее, выраженный низкочастотный характер, свидетельствующий о том, что он сосредоточен в октавных полосах частот с центрами 63, 125, 250 Гц. Как следует из рис. 9.3 (стр. 168), этого же цитируемого источника[1], доминирующее в спектре низкочастотное звуковое излучение сосредоточенно в октавной полосе с центром 125 Гц. Оно было определено на основе проведенного статистического анализа внешнего автотранспортного шума при интенсивном движении АТС 5400 авт/ч с долей грузовых автомобилей в общем потоке составляющем 6%. На рис. 10.2, стр. 184 [1] приведен также 1/3 октавный спектр внешнего шума движущегося тепловоза, замеренный на расстоянии 25 м от оси железнодорожного пути, который также свидетельствует о доминирующем вкладе низкочастотных составляющих, сосредоточенных преимущественно в 1/3 октавах с центрами 100 и 125 Гц в регистрируемом широкополосном звуковом излучении.

Из патента США на изобретение US 4007919 (опубликованного 15.02.1977), европейского патента на изобретение ЕР 0213521 (опубликованного 16.08.1986), патента Франции на изобретение FR 2780074 (опубликованного 19.06.1998), патента Германии на изобретение DE 10159160 (опубликованного 26.06.2003), международной заявки на изобретение WO 2007/120061 (опубликованной 25.01.2007) известно применение различных типов и конструктивно-технологических исполнений такого типа экранирующих конструкций, квалифицируемых в виде заявленных под названием шумоизолирующих, шумопоглощающих, шумоотражающих, акустических, шумозащитных экранов (ШЗЭ).

Из патента Германии на изобретение DE 19804862 (опубликованного 08.10.1998), патента Германии на изобретение DE 10251506 (опубликованного 22.07.2004), европейского патента на изобретение ЕР 1031671 (опубликованного 30.08.2000), патента Великобритании на изобретение GB 2251256 (опубликованного 01.07.1992), патента США на изобретение US 5942736 (опубликованного 24.08.1999), известны типичные конструкции ШЗЭ, содержащие в своем составе вертикальные стойки и горизонтальные профили, тыльную звукоотражающую панель, изготовленную из плотного конструкционного материала и перфорированную сквозными отверстиями или соответствующим образом профилированную лицевую панель (например, зигзагообразного профиля или отгибов с щелевыми отверстиями перфорации), расположенную с заданным воздушным зазором относительно тыльной звукоотражающей панели. Указанные конструктивно-технологические исполнения такого типа ШЗЭ образуют как звукоотражающие, так и резонаторные шумопонижающие конструкции, сформированные множествами образованных открытых резонаторных горлышек и замкнутых камер (акустических резонаторов Гельмгольца), позволяющих в определенной степени достигать настроенного на заданный частотный диапазон поглощения энергии падающих звуковых волн. Узкополосный и малоэффективный в низкочастотной области шумового спектра диапазон звукопоглощения такого типа технических устройств (ШЗЭ) является их существенным недостатком для вариантов необходимого как низкочастотного, так и широкополосного шумового заглушения типичных широкополосных шумовых спектров (характеризуемых широкой частотной полосой звукового излучения, включающих доминирующий низкочастотный звуковой диапазон) источников как это следует из [1]. Возможны также конструктивно-технологические варианты исполнения ШЗЭ, включающие расположение в полости, образованной между двумя панелями (тыльной звукоотражающей и лицевой звукопрозрачной), семейств разногабаритных акустических резонаторных камер, каждая из которых обеспечивает отличающийся друг от друга настроенный шумопонижающий эффект, регистрируемый в отдельных отличающихся диапазонах частот звукового (шумового) спектра. Однако, такого типа указанные разновидности конструкций ШЗЭ по реализуемым на практике габаритно-компоновочным причинам обладают недостаточно широкополосными по необходимому частотному диапазону эффектами поглощения звуковой энергии. В том числе, существуют весьма ограниченные возможности их расширения за счет практического использования незначительного числа такого типа отличающихся по частотной настройке узкополосных акустических резонаторных камер небольших габаритов. В большинстве случаев, это не позволяет в достаточной степени снижать негативное шумовое излучение, в частности, от транспортных средств и/или шумоактивного промышленного и энергетического оборудования, генерируемого, в достаточно широком, выделяющимся в спектре и, в особенности, в актуальном низкочастотном звуковом диапазоне.

Для возможного расширения частотного диапазона эффективного заглушения звуковой энергии в описаниях патента Германии на изобретение DE 3012514 (опубликованного 08.10.1981), европейского патента на изобретение ЕР 1077446 (опубликованного 21.02.2001), заявки США на изобретение US 2003/0006090 (опубликованной 09.01.2003), международной заявки на изобретение WO 2007/140728 (опубликованной 13.12.2007), предлагаются к применению различные комбинированные конструкции ШЗЭ, в которых в полости образованной между тыльной звукоотражающей панелью и лицевой звукопрозрачной (перфорированной) панелью, размещается монолитная плосколистовая звукопоглощающая панель, изготовленная преимущественно из пористого звукопоглощающего волокнистого материала на основе натуральных, синтетических или минеральных волокон. При этом, указанная звукопоглощающая панель может монтироваться на верхнем горизонтальном профиле экрана, с использованием соответствующих механических крепежных элементов, с последующим образованием заданного воздушного зазора относительно лицевой звукопрозрачной и тыльной звукоотражающей панелей, что в определенной мере позволяет увеличить эффективность поглощения низкочастотного звука. Возможны также варианты беззазорного монтажа плосколистовых звукопоглощающих панелей на поверхности тыльной звукоотражающей панели с использованием липкого адгезионного клеевого покрытия. Для исключения возможного загрязнения и попадания в пористую структуру плосколистовой звукопоглощающей панели атмосферных осадков, мелких аморфных частиц, влаги, эксплуатационных (моющих) жидкостей, ее лицевая поверхность (в отдельных случаях и торцевые поверхности) облицовывается внешним защитным звукопрозрачным слоем газовлагонепроницаемой пленки или ткани.

Недостатком рассмотренных выше технических решений является, в первую очередь, недостаточно высокая акустическая (шумопонижающая) эффективность такого типа используемых монолитных, однослойных, плосколистовыхзвукопоглощающих панелей, в составе конструкций ШЗЭ. Это, в частности, вызвано неудовлетворительными звукопоглощающими свойствами структур плосколистового панельного типа, характеризующихся выраженным скачкообразным изменением (резким рассогласованием) волнового сопротивления физическому процессу распространения звуковых волн на разделительной границе плоскоповерхностного лицевого слоя плосколистовой звукопоглощающей панели и примыкающей к ней упругой воздушной среды. В результате, это вызывает соответствующий скачкообразный звукоотражающий и, соответственно, уменьшенный звукопоглощающий эффект, ухудшающий результирующие шумопонижающие качества ШЗЭ.

В патенте РФ на изобретение RU 2155252, опубликованном 27.08.2000, описана конструкция ШЗЭ, содержащего в своем составе несущие вертикальные стойки и горизонтальные профили, на которых смонтированы изолированные друг от друга шумопонижающие модули. Каждый из указанных шумопонижающих модулей содержит тыльную звукоотражающую панель, лицевую звукопрозрачную панель, перфорированную сквозными отверстиями, монолитную плосколистовую звукопоглощающую панель из волокнистого нетканого материала (минеральной ваты). При этом, однолистовая монолитная плосколистовая звукопоглощающая панель монтируется на внутренней поверхности нижнего горизонтального профиля, полностью заполняя воздушный зазор между тыльной звукоотражающей и лицевой звукопрозрачной панелями. Для исключения структурного вибрационного возбуждения и вследствие этого возникающего переизлучения паразитной звуковой энергии в виде структурного звука, тыльная звукоотражающая и лицевая звукопрозрачная панели сообщаются с присоединенными элементами ШЗЭ посредством соответствующих вибродемпфирующих фиксаторов корытообразного поперечного сечения. Несмотря на то, что в указанном техническом решении в определенной степени решается проблема снижения структурного вибрационного возбуждения составных элементов ШЗЭ и последующего ослабления переизлучения ими паразитного структурного шума, в то же время недостаточно эффективными являются используемые в нем акустические модули, с точки зрения поглощения шумового излучения, передающегося на ШЗЭ воздушным путем, от источника (источников) излучения звуковой энергии (источников шума). Это обусловлено как недостаточно высокой акустической (шумопонижающей) эффективностью используемой пористой структуры материала, представленной в виде тонкостенных монолитных плосколистовых звукопоглощающих панелей, так и ослаблением возможных реализаций повышения потенциалов более эффективного поглощения звуковой энергии, ввиду их нерационального размещения. Также в рассматриваемой конструкции технического устройства в недостаточной степени реализуются дифракционные диссипативные механизмы поглощения звуковой энергии, возникающие при распространении звуковых волн на границах свободных концевых периметрических частей (ребрах) шумопонижающих модулей (периметрическими краевыми зонами тыльной звукоотражающей и монолитной плосколистовой звукопоглощающей панелей). Рассмотренное техническое решение характеризуется также высокой стоимостью и неудовлетворительными экологическими показателями в отношении его утилизационной безопасности по завершению жизненного цикла.

В качестве прототипа выбран патент РФ на изобретение RU 2465390, опубликованный 27.10.2012, в котором описана конструкция ШЗЭ, содержащего в своем составе несущие элементы, выполненные в виде поперечных стоек и продольных профилей, шумопоглощающий элемент, расположенный с заданным воздушным зазором в полости между тыльной звукоотражающей панелью и перфорированной сквозными отверстиями лицевой звукопрозрачной панелью. Шумопоглощающий элемент содержит несущую основу листового перфорированного или сетчатого типа, закрепленную к горизонтальным профилям и/или основанию ШЗЭ механическими крепежными элементами, футерованную, по крайней мере, с одной из ее сторон, обособленными звукопоглощающими панелями. Обособленные звукопоглощающие панели представлены совокупностью дробленых фрагментов пористых волокнистых или вспененных открытоячеистых материалов, которые определенным образом поверхностно распределены и неподвижно закреплены на поверхности несущей основы, с образованием соответствующих воздушных зазоров между ними. Величина образуемого эквивалентного воздушного зазора между близлежащими торцевыми (граневыми) поверхностями обособленных звукопоглощающих панелей при этом не превышает , где S_эл - площадь проекции на лицевую поверхность несущей основы меньшей по площади из близлежащих обособленных звукопоглощающих панелей, закрепленных на ней. При этом, ширина воздушного зазора, образованного между лицевыми поверхностями обособленных звукопоглощающих элементов и поверхностью лицевой перфорированной панели, лицевыми поверхностями обособленных звукопоглощающих элементов и поверхностью тыльной звукоотражающей панели находится в диапазоне , где - толщина обособленных звукопоглощающих панелей, определяемая размерностью сечения перпендикулярного лицевой поверхности несущей основы. Со стороны размещения обособленных звукопоглощающих панелей поверхность шумопонижающего элемента футерована защитным слоем звукопрозрачной газовлагонепроницаемой пленки или ткани.

Недостатки известного технического устройства по указанному прототипу (как и относящихся к большинству выше рассмотренных аналогов) приведены ниже. Использование обособленных звукопоглощающих панелей, монтируемых на поверхностях несущей основы, характеризуется недостаточно высокими звукопоглощающими свойствами в актуальной низкочастотной области звукового спектра которая, как известно, доминирует в спектрах шумовых излучений транспортных (автомобильных, железнодорожных) потоков, при высокой стоимости и неудовлетворительных экологических характеристиках такого типа используемых пористых звукопоглощающих материалов (как процессов их производства, так и утилизации). Применяемые в аналогах и прототипе обособленные звукопоглощающие панели произведены из пористых волокнистых или вспененных открытоячеистых материалов на изготовление которых потрачены исходные ценные сырьевые углеводородные (нефть, природный газ) материалы, с произведенными сопутствующими трудовыми и энергетическими затратами и экологическими загрязнениями при их изготовлении. Следует учитывать также, что заявляемое техническое устройство ШЗЭ, устанавливаемое вдоль автодорожных магистралейи железнодорожных путей, является крупногабаритной конструкцией линейные размеры которой достигают десятков и сотен километров. Это вынуждает затрачивать на их изготовление огромные количества звукопоглощающих материалов производящихся преимущественно из невозобновляемого углеводородного сырья (нефти, природного газа). С этим связаны соответствующие трудовые и финансовые затраты, а также применение сложных, дорогостоящих и экологически грязных технологий их производства.

Существуют также актуальные проблемы необходимой утилизации конструкционных материалов, представляемых в виде твердых полимерных отходов, возникающих при утилизации технических объектов, завершивших свой жизненный цикл, и/или утилизации производственно-технологического брака и отходов полимерных материалов (деталей и узлов машин, изготовленных из полимерных материалов). Весьма актуальной является также проблема энергетической утилизации отмеченных выше паразитных шумовых излучений (утилизации звуковой энергии), производимых эксплуатируемыми разнообразными шумогенерирующими техническими объектами (транспортными средствами, производственно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием, энергетическими установками, системами вентиляции и кондиционирования воздуха, электрическими машинами, бытовой техникой). По этим причинам, разработка совместных комплексных эффективных технологий (способов, устройств), направленных на материало-энергетическую утилизацию твердых полимерных отходов, продукты которой, в качестве полуфабрикатных звукопоглощающих веществ и/или в качестве полуфабрикатных составных шумозаглушающих деталей и узлов, могут использоваться в дальнейшем для процессов последующей утилизации излучаемой шумогенерирующими техническими объектами паразитной шумовой энергии, представляется весьма востребованной не только с экологической, но и с экономической и социальной точек зрения.

Известно, что производство технических устройств связано как с соответствующими материало-энергетическими и трудовыми затратами, так и с сопутствующими им материало-энергетическими загрязнениями окружающей среды. Все это вызывает актуальную необходимость их минимизации. В особенности, это относится к производству технических устройств, изготовленных из полимерных материалов. В качестве исходного сырья при производстве полимерных материалов и изделий из них, как правило, используется невозобновляемое углеводородное сырье (нефть, природный газ). Технология их производства при этом характеризуется высокими энергетическими затратами, вредными условиями производства и неудовлетворительно высоким уровнем загрязнения окружающей среды токсическими выбросами в воздушный и водный бассейны. Особую проблему составляет утилизация твердых производственно-технологических отходов и брака производства полимерных материалов и изделий из них, а также утилизация уже произведенных технических устройств, изготовленных из полимерных материалов, завершивших свой жизненный цикл. Решение указанных технических проблем экологически безопасной и экономически эффективной утилизации изделий из полимерных материалов связано с реализацией дорогостоящих технологических процессов, осуществляемых с применением сложного технологического оборудования. Одним из наиболее быстрорастущих по объемам производства и потребления полимерным материалом является полиэтилентерефталат (ПЭТ). В особенности, широкое распространение ПЭТ получил в индустрии производства полимерной упаковки (ПЭТ-тары). Также, в больших объемах, он широко используется в качестве волокнистых и пленочных материалов под торговыми марками сипрон, лавсан, полиэстер. Технические условия к ПЭТ материалу определяются требованиями отечественного стандарта - ГОСТ Р 51695-2000 «Полиэтилентерефталат. Общие технические условия». Особое место в номенклатуре производства ПЭТ-тары занимает бутылочная емкостная ПЭТ-тара, как наиболее распространенная в пищевой и упаковочной промышленности, используемая для упаковки и хранения воды, напитков, пива, соков, масла и т.п.Ее ежегодное производство и возникающие сопутствующие необходимые объемы утилизации в мировом масштабе исчисляется триллионами штук (млн. тонн). Это представляет очень важную экологическую проблему предотвращения загрязнения окружающей среды такого типа утилизируемыми твердыми трудноразлагаемыми полимерными материалами (полимерная упаковочная тара составляет около 40% коммунально-бытовых отходов, отправляемых на свалку). Основными техническими приемами утилизации твердых полимерных отходов, как известно, являются технологические процессы их термического разложения путем пиролиза, разложения (гидролиза, гликолиза), с получением исходных низкомолекулярных продуктов (мономеров, олигомеров) и вторичной (рециклированной) механической переработки. Указанным техническим приемам утилизационной переработки предшествует предварительная обработка твердых полимерных отходов, включающая сепарационное разделение (флотационное, аэросепарационное, электросепарационное, химическими методами, методами глубокого охлаждения), сортировку и идентификацию, измельчение (механическое, криогенное), мойку, сушку (вихревую, ленточную, ковшевую, с «кипящим слоем»), грануляцию. Полученное сырье, в виде гранулята, используют в качестве вторичной добавки к первичному сырью, наряду с дополнительно вводимыми пластификаторами, стабилизаторами и наполнителями, при производстве различного типа технических устройств, в частности, товаров бытовой химии, строительных и сельскохозяйственных орудий, поддонов для транспортировки грузов, труб, облицовочных элементов и т.п. Конечными потребителями продукции из ПЭТ-материала являются производители бутылочной емкостной ПЭТ-тары, пленок и волокон, пищевая, текстильная, шинная промышленность. Технологические процессы изготовления бутылочной емкостной ПЭТ-тары базируются на литье под давлением, экструзии, раздувном формовании, вакуум-формовании и могут включать, в том числе, применение вторичного (переработанного) полиэтилентерефталата в виде ПЭТ-хлопьев (чипсов, флексов) или ПЭТ-гранул.

Наращивание объемов рециклированной переработки утилизируемой бутылочной емкостной ПЭТ-тары, связанной с осуществлением сложных и трудоемких технологических процессов ее сбора, сортировки, очистки, дробления, термохимических преобразований, сдерживается высокими финансовыми издержками, достигающими 50% роста общих затрат на производство продукции. Широко распространенным способом утилизации вышедшей из употребления бутылочной емкостной ПЭТ-тары является ее энергетическая утилизация путем сжигания, объемы которого могут достигать до 40% полимерных отходов. Однако, указанная технология утилизации вызывает необходимость применения сложных и дорогостоящих технических устройств очистки продуктов сгорания, которые характеризуются недостаточно высокой эффективностью и/или неудовлетворительной стабильностью функционирования.

Известные технические решения по рециклированной переработке ПЭТ-материалов, представленных утилизируемыми бутылочными емкостями ПЭТ-тары, содержатся, в частности, в приведенных ниже ссылках на описания опубликованных заявок и патентов изобретений, относящихся к соответствующим техническим устройствам и технологическим операциям (технологическим процессам - способам):

- сбора, сортировки, сепаративного разделения, пакетирования в интегральные блоки - RU 2348530, RU 2150385, RU 2091224, US 2014299523, US 2014299524, US 2011/0127362, US 2004/0155374, US 5115987, US 5688693, JP 2005041671, JP 2002292630, US 5554657, US 4830188, KR 20070070754, FR 2560155;

- очистки (мойки) - RU 2335394, RU 2465972, RU 2137787, RU 2020005, RU 2235019, US 2011/0127362, US 2004/0155374, US 2003/0010360, EP 0237127, WO 09527753, WO 0183112, US 5688693, DE 10002682, WO 09955508, US 5266124, EP 0304667, DE 19545357, JPH 11302443, US 4830188, US 2010140382;

- измельчения (дробления) - RU 2384592, RU 2561475, RU 2349451, RU 2150385, RU 2233200, WO 0183112, US 2011/0155374, WO 09527753, US 7546965, US 5947016, US 5688693, DE 19545357, KR 20000072851, KR 20000010466, JPH 11302443, US 4830188, KR 20010079125;

- гранулирования - US 6436322, DE 19618363, US 6217804, KR 20010079125;

- экструзии, термохимических технологических процессов - RU 2496805, RU 2458946, RU 2263658, RU 2137787, RU 2103257, US 5073203, US 2007/0299150, DE 19629042, WO 09928285, WO 09527753, US 4605762, US 5945460, US 5807932, US 5597891, US 5952520, US 5580905, KR 20000010466, JPH 11302443, MX 201201936, MX 2007004429, US 4973746, US 4355175;

- комбинированным технологиям производства многокомпонентных композитных и/или многослойных полимерных материалов - RU 2302433, RU 2264917, RU 2356915, SU 1331654, RU 2363572, RU 2569371, JPH 08253223, FR 2560155, US 5472753, US 5804305, WO 9702939, WO 9920462, KR 20100045695, JP 2002361647.

- использования по другому целевому назначению составных частей утилизируемой ПЭТ-тары в качестве полуфабрикатных элементов технических устройств - RU 2559129.

Приведенные выше известные способы и технические устройства утилизации ПЭТ-тары (бутылочной емкостной ПЭТ-тары) характеризуются сложными, трудоемкими, дорогостоящими и экологически несовершенными (грязными) технологическими приемами их переработки.

В это же время, заявляемое техническое устройство предусматривает использование простого, дешевого и экологически чистого вторичного применения уже произведенной и вынужденно утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкостной ПЭТ-тары по другому целевому назначению, исключающее сложные, трудоемкие, экологически грязные технологические процедуры их вторичной (рециклированной) переработки. Подразумевается их использование в качестве уже готового полуфабрикатного продукта (конструктивного звукопоглощающего элемента) в составе технического устройства ШЗЭ, подробное описание особенностей конструктивно-технологических исполнений которого будет раскрыто ниже - в тексте приведенного описания заявки, графических изображений и формулы изобретения.

Как известно, заглушение (утилизация) паразитной шумовой энергии, производимой разнообразными эксплуатируемыми шумогенерирующими техническими объектами (в данном конкретном случае - движущимися потоками шумогенерирующих транспортных средств), базируется на реализации физических процессов поглощения (преобразования) звуковой энергии, с ее сопутствующей необратимой диссипацией (рассеиванием) в тепловую энергию, используемыми в конструкциях различного типа шумозаглушающих устройств, содержащихся в них пористыми структурами звукопоглощающих материалов. Также имеют место реализуемые в шумозаглушающих технических устройствах в той или иной степени компенсационные интерференционные фазо-амплитудные энергетические взаимодействия и противофазные амплитудные подавления распространяемых прямых и отраженных звуковых волн (используемыми в составе шумозаглушающих технических устройств резонаторными конструкциями - четвертьволновыми R' и/или полуволновыми Rʺакустическими резонаторами), и/или возникающие резистивные диссипативные потери звуковой энергии резонансно колеблющимися воздушными массами в поверхностных зонах горловых частей акустических резонаторов Гельмгольца R'''.

Частотная настройка эффективности шумопоглощения применяемого технического устройства ШЗЭ осуществляется на актуальный низкочастотный диапазон шумового излучения, генерируемого автомобильным или железнодорожным транспортом, находящийся преимущественно в частотной области - 50…300 Гц. При этом заявляемое техническое устройство ШЗЭ включает применение утилизируемой штатной пустотелой полостной бутылочной ПЭТ-тары, с ее заданным пространственным распределенным смешанным размещением в конструкциях группировок образуемых акустических панельных модулей, используемых в составе конструкции ШЗЭ.В заявляемом техническом устройстве в первую очередь решается задача заглушения выделяющихся дискретных составляющих в составе широкополосного низкочастотного звукового спектра 50…300 Гц актуального для транспортных потоков. Используя в составе группировок акустических панельных модулей разногабаритную, отличающуюся геометрической формой горловых и камерных частей, утилизируемую пустотелую полостную бутылочную ПЭТ-тару, возможна реализация семейства соответствующих шумозаглушающих устройств в виде акустических резонаторов Гельмгольца, наделенных (характеризующихся) отличающимися (собственными) резонансными частотами звуковых колебаний f_R. Тем самым, обеспечивается (охватывается) расширенный частотный диапазон резонаторного шумозаглушения используемой группировкой акустических панельных модулей звукопоглощающей панели ШЗЭ. Дополнительное физическое воздействие на расширение частотной полосы заглушения каждого из единичных экземпляров используемой пустотелой полостной бутылочной ПЭТ-тары в составе акустического панельного модуля может достигаться введением в их горловые части соответствующих конструктивных элементов формирования дополнительных диссипативных резистивных потерь, представляемых, в частности, перфорированием стенок горловых частей, и/или введением в полости горловых частей пористых воздухопродуваемых пробок, и/или введением воздухопродуваемых звукопрозрачных слоев материалов на внешних концевых срезах (их перекрытием). Также, в качестве дополнительного технического элемента заглушения паразитной звуковой энергии в области низких и средних частот звукового спектра шумогенерирующих транспортных потоков используется конструкция компоновочно-горловых матриц, представленных перфорированными пластинчатыми элементами, характеризуемыми коэффициентом перфорации k_пер-пм≥0,2, отстоящими на заданном расстоянии В, смонтированных с заданным воздушным зазором от поверхности тыльной звукоотражающей панели. Для усиления степени поглощения звуковой энергии внутренняя и/или внешняя поверхность перфорированной стенки горловой компоновочной матрицы может футероваться слоем пористого звукопоглощающего материала.

В этом случае пространственное размещение слоя пористого звукопоглощающего материала, футерующего поверхность перфорированной стенки компоновочно-горловой матрицы, с воздушным зазором относительно поверхности тыльной звукоотражающей панели ШЗЭ, позволяет увеличить его звукопоглощающую эффективность на частотах четвертей длин звуковых волн (0,25 λ,), которые укладываются (совпадают) по габаритам с параметром]} (толщиной) акустического панельного модуля, образующего звукопоглощающую панель ШЗЭ. С учетом типичных габаритов (высоты) монтируемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, составляющих 0,2…0,6 м и определяющих (формирующих) толщину акустического панельного модуля В, содержащего также футерующий слой пористого звукопоглощающего материала, четвертям длин звуковых волн 0,25 λ будут соответствовать частотные составляющие, находящиеся в области 140…430 Гц, попадающие в актуальный частотный диапазон автотранспортных и железнодорожных шумовых излучений 50…300 Гц [1, 2].

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в отличие от известных технических устройств ШЗЭ по аналогам и прототипу, содержащих в своем составе фундаментное основание, несущее основание, поперечные стойки, продольные профили, тыльную звукоотражающую панель, лицевую звукопрозрачную панель, перфорированную сквозными отверстиями, - в заявляемом техническом устройстве ШЗЭ звукопоглощающие панели выполняются в виде формируемых группировок акустических панельных модулей, представленных сблокированными акустическими резонаторами Гельмгольца, образованными используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары, содержащими емкостную камерную и открытую резьбовую горловую части, с демонтированными резьбовыми пробками. Используемые утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары своими открытыми резьбовыми горловыми частями помещены всоответствующие посадочные отверстия компоновочно-горловой матрицы, представленной перфорированной листовой металлической или полимерной структурой. Неподвижное закрепление используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары выполняется навинчиваемыми резьбовыми крепежными гайками, произведенными из штатных навинчиваемых пробок с удаленными (отрезанными) глухими донышками резьбовых горловых частей утилизируемых бутылочных емкостей ПЭТ-тары. Используемые для этих целей навинчиваемые резьбовые крепежные гайки, могут быть образованы путем механического обрезания (удаления) донных частей штатных завинчивающихся пробок резьбовых горловых частей. Звукопоглощающие панели, составленные из образованных группировок акустических панельных модулей, закрепляются к поперечным стойкам, и/или продольным профилям, и/или к основанию ШЗЭ.

Составные части ШЗЭ, включающие сблокированные утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары и используемую соответствующую компоновочно-горловую матрицу, образуют группировки акустических панельных модулей, формирующих звукопоглощающие панели ШЗЭ. Используемые в составе конструкций ШЗЭ уплотнительные звукоизолирующие прокладки, по крайней мере, в отдельных контактирующих с сопрягаемыми составными элементами ШЗЭ зонах, могут быть скреплены в неразъемные монолитные структурные модульные элементы соответствующими звукопрозрачными адгезионными соединениями (липкими клеевыми, термоактивными термоплавкими).

Применяемые звукопрозрачные адгезионные соединения составных частей ШЗЭ могут быть, в частности, представлены:

- множествами разнесенных тонких непрерывных линий или прерывистых строчек липкого клеевого вещества;

- термоплавкими перфорированными пленочными или волокнистыми тканевыми слоями термоактивных адгезивов;

- сплошным липким клеевым слоем удельным поверхностным весом ≤100 г/м²;

сплошным слоем термоактивного термоплавкого вещества, характеризуемого удельным поверхностным весом ≤50 г/м².

Тыльная звукоотражающая панель может быть изготовлена из плотного конструкционного материала (металлического - алюминия, нержавеющей стали, оцинкованной стали, армированного щепоцементного - дюрисола, велокса, деревянного - импрегнированной древесины, полимерного полиметилметакрилата, или многослойной композиции из нескольких разнородных материалов).

Открытая резьбовая горловая часть используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары может содержать дополнительные диссипативные демпфирующие элементы, представленные в виде сквозных отверстий перфорации, выполненных в соответствующих зонах ее стенки, и/или содержать пористую воздухопродуваемую пробку, помещенную в полости открытой резьбовой горловой части с перекрытием ее проходного сечения, и/или содержать пористый воздухопродуваемый тканевый (нетканого полотна) слой, смонтированный на внешнем концевом участке открытой резьбовой горловой части, и/или содержать пористый воздухопродуваемый тканевый (нетканого полотна) слой, смонтированный, по крайней мере, на отдельных ограниченных участках поверхности стенки открытой резьбовой горловой части в зонах расположения сквозных отверстий перфорации.

Установленные в полостях открытых резьбовых горловых частей пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары пористые воздухопродуваемые пробки, могут быть изготовлены из воздухопродуваемых вспененных открытоячеистых или волокнистых звукопоглощающих материалов. Выполненные в стенках открытых резьбовых горловых частей, дополнительные демпфирующие каналы, представленные сквозными отверстиями перфорации суммарной площадью сечений F_пер.о., должны составлять не более чем 0,05 площади проходного сечения S_г соответствующего поперечного сечения открытой резьбовой горловой части утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары, в плоскости которого содержатся сквозные отверстия перфорации (F_пер.о.≤0,05 S_г). В этом случае они характеризуются предельным значением коэффициента перфорации стенки открытой резьбовой горловой части k_пер.о.:

Используемые в составе ШЗЭ утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары, завершившие свой жизненный цикл и подлежащие в связи с этим утилизации, могут быть закреплены в отдельных ячейках несущей основы акустического панельного модуля с применением соответствующих адгезионных веществ или механических крепежных элементов типа замковых соединений, дистанционных крепежных элементов, профилей, монтажных рамок.

По крайней мере, на ограниченной части внешней и/или внутренней поверхности перфорированной стенки компоновочно-горловой матрицы акустического панельного модуля, с использованием соответствующего адгезионного вещества, может быть смонтирован пористый воздухопродуваемый тканевый слой (слой нетканого полотна), или воздухопродуваемый слой микроперфорированного полимерного пленочного, или воздухопродуваемый слой микроперфорированного металлического фольгового материала. При этом толщина воздухопродуваемого слоя указанных конструкционных материалов составляет 0,025…0,25 мм, удельный поверхностный вес 20…200 г/м², а их сопротивление продуванию воздушным потоком находится в диапазоне 20…500 Н⋅с/м³.

Техническое устройство заглушения звуковой энергии, представленное ШЗЭ с выраженным эффектом поглощения ее низкочастотного звукового диапазона, формируется отдельными разночастотно (с отличающимися частотами f_R) настроенными акустическими резонаторами Гельмгольца R''', содержащими дополнительно введенные в их открытые резьбовые горловые части демпфирующие резистивные элементы диссипативного рассеивания звуковой энергии. Также в процесс утилизационного заглушения звуковой энергии, включается габаритный воздушный слой, образующийся между оппозитно расположенными поверхностями несущей звукоотражающей панели и перфорированными стенками компоновочно-горловой матрицы и лицевой панели ШЗЭ (включая и возможный дополнительный вариант футеровки тыльной поверхности пористым звукопоглощающим слоем), с реализуемым максимальным эффектом поглощения звуковой энергии частотных составляющих у которых четверть длины 0,25 λ равна ширине указанного образуемого габаритного воздушного слоя и толщины отнесенного звукопоглощающего слоя футеровки компоновочно-горловой матрицы акустического панельного модуля (параметра В). 3аданная частотная настройка по обеспечению эффективности заглушения низкочастотной звуковой энергии, представленным устройством ШЗЭ, достигается соответствующим выбором отличающихся между собой его базовых составных конструктивных элементов (параметров) - объема полостной емкости камерной части V_к каждой из многочисленных отличающихся используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, открытые резьбовые горловые части которых смонтированы (сблокированы) в компоновочно-горловой матрице, а также их отличающихся габаритных параметров геометрических длин h_г и площадей проходных сечений открытой резьбовой горловой части S_г.

где t°C - температура окружающего воздуха, °C;

f_R - значение собственной (резонансной) частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца Rʺ';

π=3,14

S_г - площадь проходного сечения в м² открытой резьбовой горловой части 12 с демонтированной резьбовой пробкой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

где d_г - диаметр круглого проходного сечения открытой резьбовой горловой части с демонтированной резьбовой пробкой используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары, м;

V_k - объем полостной емкости камерной части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', соответствующий (идентичный) воздушному объему камерной части используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары, м³;

k_п - проводимость открытой резьбовой горловой части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', м;

где - динамическая длина открытой резьбовой горловой части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', м.

где h_г - геометрическая (габаритная) длина открытой резьбовой горловой части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', м.

Соотношения габаритно-геометрических параметров, используемой в составе технического устройства ШЗЭ, утилизируемой пустотелой полостной бутылочной ПЭТ-тары, формируют соответствующую эффективность применения шумозаглушающих технических устройств ШЗЭ. В этом отношении, используемая пустотелая полостная утилизируемая бутылочная ПЭТ-тара, характеризующаяся выраженным разделением открытой резьбовой горловой и камерной частей, может рассматриваться в качестве акустического резонатора Гельмгольца, схема которого приведена на фиг. 7а. В частности, куполообразная верхняя зона камерной части, сопрягаемая с присоединительной цилиндрической открытой резьбовой горловой частью (см. фиг.7б, 7в, 7 г, 7д, 7е), достаточно адекватно аппроксимирует физическую модель классического акустического резонатора Гельмгольца, схематично представленную на фиг. 7а.

Сопрягаемая с камерной частью объемом V_k, короткая (h_r, ) открытая горловая часть соизмеримая по габаритам с ее диаметром d_г (площадью S_г), характеризуется эффективными значениями параметра проводимость k акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', находящегося в диапазоне 10×10^-3…20,6×10^-3 м. Тем самым, обеспечивается его эффективное функционирование в качестве звукопоглощающего устройства вследствие реализации малого волнового сопротивления горловой части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', с возникновением «короткого акустического замыкания» на его собственной (резонансной) частоте f_R (в узкой частотной полосе Δfc центром f_R).

Выполнение дренажного отверстия в донной и/или боковой стенке используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной ПЭТ-тары для эвакуации возможного попадания в ее полость атмосферных осадков через открытую резьбовую горловую часть (в полость камерной части), без ухудшения акустических свойств используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной ПЭТ-тарой образуемых акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ', достигается соответствующим ограничением выбора его габаритных размеров (площади проходного сечения) дренажного отверстия

где F_др.о - площадь проходного сечения дренажного отверстия;

S_г - площадь проходного сечения открытой резьбовой горловой части.

Сравнение 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 ШЗЭ 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 представленных чертежей и следующего детального описания устройства, где:

- на фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства ШЗЭ, установленного в непосредственной близости от железнодорожных путей 27 с проходящим шумогенерирующим железнодорожным составом 34;

- на фиг. 2 представлен общий вид заявляемого устройства ШЗЭ, установленного в непосредственной близости от автомобильной дороги (дорожного покрытия 28) с проходящими техническими объектами шумогенерирующего грузопассажирского автомобильного (легковые и грузовые автомобили) и общественного автомобильного (автобусы) транспорта 34;

- на фиг. 3 представлена схема поперечного сечения ШЗЭ с изогнутой верхней частью, установленного в непосредственной близости от автомобильной дороги (дорожного покрытия 28) с проходящими техническими объектами шумогенерирующего грузопассажирского автомобильного (легковые и грузовые автомобили) и общественного автомобильного (автобусы) транспорта 34, звукопоглощающие панели 8 которого, образованы акустическими панельными модулями 21, выполненными в виде сблокированных используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с демонтированными резьбовыми пробками 10, которые своими открытыми резьбовыми горловыми частями 12 помещены и неподвижно закреплены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13, представленной перфорированной листовой структурой, футерованной с внутренней стороны внутренним футерующим звукопоглощающим слоем 16пористого звукопоглощающего материала;

- на фиг. 4 представлена схема поперечного сечения ШЗЭ с изогнутой верхней частью, установленного в непосредственной близости от автомобильной дороги (дорожного покрытия 28) с проходящими техническими объектами шумогенерирующего грузопассажирского автомобильного (легковые и грузовые автомобили) и общественного автомобильного (автобусы) транспорта 34, звукопоглощающие панели 8 которого, образованы акустическими панельными модулями 21, выполненными в виде сблокированных используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с демонтированными резьбовыми пробками 10, которые своими открытыми резьбовыми горловыми частями 12 помещены и неподвижно закреплены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13, представленной перфорированной листовой структурой, футерованной с внутренней стороны двумя разнесенными между собой внутренними футерующими слоями 16 пористого звукопоглощающего материала;

- на фиг. 5 представлена схема акустического панельного модуля 21 ШЗЭ габаритными размерами L×B×H, выполненного в виде сблокированных используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с демонтированными резьбовыми пробками 10, которые своими открытыми резьбовыми горловыми частями 12 помещены и неподвижно закреплены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13, представленной составной листовой структурой, перфорированной отверстиями перфорации 15, сосредоточенными вее различных локализованных зонах поверхности и отличающихся числом и площадью проходного сечения;

- на фиг. 6 представлена схема акустического панельного модуля 21 ШЗЭ габаритными размерами L×B×H, выполненного в виде девяти сблокированных используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары9, помещенных в несущую профилированную листовую основу 33 монтажной компоновки используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с демонтированными резьбовыми пробками 10, которые своими открытыми резьбовыми горловыми частями 12 помещены и неподвижно закреплены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13;

- на фиг. 7а представлена схема акустического резонатора Гельмгольца классического типа, характеризующегося колбообразной геометрической формой камерной части 11, с образуемыми воздушными объемами горловой 12-V_г и камерной 11-V_к частей, с сосредоточенными в них массами воздуха m_г и m_к, геометрической длиной h_г, динамической длиной и площадью сечения S_г горловой части 12, определяющих собственную (резонансную) частоту f_R акустического резонатора Гельмгольца 19-Rʺ', согласно приведенных соотношений геометрических и физических параметров (см. также выражения 2…5);

- на фиг. 7б представлена схема используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, геометрические параметры которой, адекватно аппроксимируют функционирующую схему классического акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', поз. 19, содержащего камерную часть 11 - воздушным объемом V_к (сосредоточенной в ее объеме массой воздуха m_к) и открытую резьбовую горловую часть 12, геометрической длиной h_г, динамической длиной и площадью сечения S_{г открытой резьбовой горловой части и воздушным объемом Vг (сосредоточенной в ее объеме массой воздуха mг), характеризующуюся исследованным верхним предельным значением эффективных соотношений площадей поперечных сечений горловой и камерной частей (с куполообразной верхней зоной камерной части) Sг/Sк=0,13;}

- на фиг. 7в представлена схема используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, геометрические параметры которой, адекватно аппроксимируют функционирующую схему классического акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', поз. 19, содержащего камерную часть 11 - воздушным объемом V_к (сосредоточенной в ее объеме массой воздуха m_к) и открытую резьбовую горловую часть 12, геометрической длиной h_г, динамической длиной и площадью сечения S_г открытой резьбовой горловой части и воздушным объемом V_г (сосредоточенной в ее объеме массой воздуха m_г), характеризующуюся исследованным нижним предельным значением эффективных соотношений площадей поперечных сечений открытой резьбовой горловой и камерной частей (с куполообразной верхней зоной камерной части) S_г/S_к=0,03, а в боковой стенке камерной части 11 выполнено дренажное отверстие 36;

- на фиг. 7г представлена схема с приведенными геометрическими параметрами составных элементов акустического резонатора Гельмгольца R'ʺ поз. 19, образованного используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкостью ПЭТ-тары 9, содержащей камерную часть 11 - воздушным объемом V_к и открытую резьбовую горловую часть 12 - воздушным объемом V_г, концевой участок которой перекрыт воздухопродуваемым звукопрозрачным слоем 22, а в донной стенке камерной части 11 выполнено дренажное отверстие 36;

- на фиг. 7д представлены геометрические параметры составных элементов акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', поз. 19, образованного используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкостью ПЭТ-тары 9, содержащего камерную часть 11 - воздушным объемом V_к и открытую резьбовую горловую часть 12 - воздушным объемом V_г, при этом стенки открытой резьбовой горловой части 12 перфорированы сквозными отверстиями 20;

- на фиг. 7е представлена упрощенная схематическая физическая модель колебательной акустической системы, представленной акустическим резонатором Гельмгольца Rʺ' 19, образованным используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкостью ПЭТ-тары 9, содержащей камерную часть 11 с сосредоточенной в ней упругой массой воздуха m_к, открытую резьбовую горловую часть 12 геометрической h_г, динамической длиной и воздушным объемом V_г с сосредоточенной в ней упругой массой воздуха m_г;

- на фиг. 8 представлена схема конструктивно-технологического исполнения фрагмента ШЗЭ, оборудованного тыльной звукоотражающей панелью 6, на которой посредством монтажно-крепежных элементов адгезионного типа 23 смонтирован акустический панельный модуль 21, формирующий звукопоглощающую панель 8, с образованием сопрягаемых соединений между собой монтажно-крепежными элементов адгезионного типа 23, смонтированных шестнадцати используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 идентичных геометрических форм, габаритных размеров и воздушных объемов камерных 11 и открытых резьбовых горловых частей 12;

- на фиг. 9 представлена схема конструктивно-технологического исполнения фрагмента ШЗЭ, оборудованного тыльной звукоотражающей панелью 6, на которой посредством монтажно-крепежных элементов адгезионного типа 23 смонтирован акустический панельный модуль 21, формирующий звукопоглощающую панель 8, собразованием сопрягаемых соединений между собой монтажно-крепежных элементов адгезионного типа 23, смонтированных двадцати шести утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9различающихся геометрических форм, габаритных размеров и воздушных объемов камерных 11 и открытых резьбовых горловых частей 12;

- на фиг. 10 представлена схема конструктивно-технологического исполнения фрагмента ШЗЭ, образованного несущей профилированной листовой и стержневой основой 33 монтажной компоновки, смонтированной на тыльной звукоотражающей панели 6, содержащей закрепленные в ней акустические резонаторы Гельмгольца 19, образованные девятью используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9 идентичных габаритных и геометрических форм и размеров;

- на фиг. 11 представлена схема сечения акустического панельного модуля 21, представленного семейством акустических резонаторов Гельмгольца 19, образованных используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9, смонтированными посредством монтажно-крепежных элементов адгезионного типа 23 на поверхности тыльной звукоотражающей панели 6, при этом открытые резьбовые горловые части 12 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 установлены в посадочных отверстиях 14компоновочно-горловой матрицы 13, содержащей несущую пластинчатую структуру, перфорированную отверстиями перфорации 15 и внутренний футерующий звукопоглощающий слой 16 цельноформованного типа, охватывающий внешние поверхности стенок открытых резьбовых горловых частей 12 и верхние куполообразные зоны поверхностей стенок камерных частей 11;

- на фиг. 12 представлена схема сечения акустического панельного модуля 21, представленного семейством акустических резонаторов Гельмгольца 19, образованных используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9, смонтированными посредством монтажно-крепежных элементов адгезионного типа 23 на поверхности тыльной звукоотражающей панели 6, и на боковых поверхностях контактирующих стенок камерных частей 11 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, при этом открытые резьбовые горловые части 12 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 установлены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13, содержащей несущую пластинчатую структуру, перфорированную отверстиями перфорации 15 и внутренний футерующий звукопоглощающий слой 16 плосколистового типа, охватывающий внешние поверхности стенок открытых резьбовых горловых частей 12;

- на фиг. 13 представлена схема конструктивно-технологического исполнения несущей профилированной листовой основы монтажной компоновки 33 составных элементов акустического панельного модуля 21 в выполненных поднутрениях которой размещены акустические резонаторы Гельмгольца 19, образованные используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9 идентичных геометрических форм, габаритных размеров и объемов камерных 11 и открытых резьбовых горловых частей 12, которые установлены в соответствующих посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13;

- на фиг. 14 представлена схема конструктивно-технологического исполнения акустического панельного модуля 21, представленного в виде несущей профилированной листовой основы 33 монтажной компоновки, смонтированной на тыльной звукоотражающей панели 6, содержащей акустические резонаторы Гельмгольца 19, образованные девятью используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9 идентичных габаритно-геометрических размеров, при этом их открытые резьбовые горловые части 12 установлены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13;

- на фиг. 15 представлена схема конструктивно-технологического исполнения фрагмента ШЗЭ, содержащего тыльную звукоотражаюшую панель 6, на которой смонтирован акустический панельный модуль 21 в составе звукопоглощающей панели 8, образованный девятью утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9 идентичных геометрических форм, габаритных размеров и воздушных объемов камерных 11 и открытых резьбовых горловых частей 12, при этом их открытые резьбовые горловые части 12 установлены в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13, содержащей смонтированные два внутренних футерующих звукопоглощающих слоя 16;

- на фиг. 16 представлена схема конструктивно-технологического исполнения одностенной плоской пластинчатой перфорированной структуры компоновочно-горловой матрицы 13 в стенке которой содержатся посадочные отверстия 14 и отверстия перфорации 15;

- на фиг. 17 представлена схема конструктивно-технологического исполнения двустенной, выполненной из плоских перфорированных пластинчатых структур, компоновочно-горловой матрицы 13 в каждой из стенок которой выполнены соосные посадочные отверстия 14 и отверстия перфорации 15;

- на фиг. 18 представлена схема выполненного конструктивно-технологического сопряжения составных элементов акустического панельного модуля 21 в монтажной зоне фрагментного участка компоновочно-горловой матрицы 13, в посадочных отверстиях 14 которой, с использованием навинчиваемой резьбовой крепежной гайки 18, установлена и неподвижно закреплена открытая резьбовая горловая часть 12 используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, представленной акустическим резонатором Гельмгольца 19;

- на фиг. 19 представлена схема конструктивно-технологического исполнения сопрягаемых составных элементов акустического панельного модуля 21 в зоне фрагментного участка одностенной структуры компоновочно-горловой матрицы 13, в посадочных отверстиях 14 которой с использованием навинчиваемых резьбовых крепежных гаек 18 установлены и закреплены открытые резьбовые горловые части 12, стенки которых перфорированы отверстиями перфорации 20, используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 различных геометрических форм, габаритных размеров и полостных воздушных объемов, образующих семейства акустических резонаторов Гельмгольца 19, с отличающимися собственными (резонансными) частотами f_R;

- на фиг. 20 представлена схема конструктивно-технологического исполнения сопрягаемых составных элементов акустического панельного модуля 21 в зоне фрагментного участка двустенной структуры компоновочно-горловой матрицы 13, между перфорированными стенками которой установлен внутренний футерующий звукопоглощающий слой 16, а в ее посадочных отверстиях 14, с использованием навинчиваемых резьбовых крепежных гаек 18, закреплены открытые резьбовые горловые части 12 используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 различных геометрических форм, габаритных размеров и отличающихся полостных воздушных объемов, образующих семейства акустических резонаторов Гельмгольца 19, с отличающимися собственными (резонансными) частотами f_R;

- на фиг. 21 представлена схема конструктивно-технологического исполнения сопрягаемых составных элементов акустического панельного модуля 21 в зоне фрагментного участка двустенной структуры компоновочно-горловой матрицы 13, на внутренних поверхностях стенок которой установлены внутренние футерующие звукопоглощающие слои 16 (плосколистовой - между стенками резьбовых горловых частей 12 и цельноформованный - на тыльной поверхности стенок камерных частей 11), в ее посадочных отверстиях 14 установлены открытые резьбовые горловые части 12 используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9различных геометрических форм, габаритных размеров и отличающихся полостных воздушных объемов, образующих семейства акустических резонаторов Гельмгольца 19, отличающихся собственными (резонансными) частотами f_R, в боковых стенках камерной части 11 содержатся дренажные отверстия 36;

- на фиг. 22 представлена схема конструктивно-технологического исполнения сопрягаемых составных элементов акустического панельного модуля 21 в зоне фрагментного участка одностенной структуры компоновочно-горловой матрицы 13, на внутренней поверхности которой установлен цельноформованный внутренний футерующий звукопоглощающий слой 16, сопрягающийся с поверхностями стенок открытых резьбовых горловых частей 12 и камерных частей 11, в посадочных отверстиях 14 компоновочно-горловой матрицы 13 установлены резьбовые горловые части 12 используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 различных геометрических форм, габаритных размеров и полостных воздушных объемов, образующих семейства акустических резонаторов Гельмгольца 19, с отличающимися собственными (резонансными) частотами f_R, в полостях резьбовых горловых частей 12 установлены пористые воздухопродуваемые пробки 35.

На представленных фигурах использованы следующие обозначения:

1 - фундаментное основание ШЗЭ;

2 - цокольная часть ШЗЭ;

3 - несущее основание ШЗЭ (на фигурах не представлено);

4 - поперечные стойки ШЗЭ (на фигурах не представлены);

5 - продольные стойки ШЗЭ (на фигурах не представлены);

6 - тыльная звукоотражающая панель ШЗЭ;

7 - лицевая звукопрозрачная панель ШЗЭ;

8 - звукопоглощающая панель ШЗЭ;

9 - утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары;

10 - утилизируемые резьбовые пробки с глухими донышками утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9(на фигурах - не представлены);

11 - камерная часть утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

12 - открытая резьбовая горловая часть с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

13 - компоновочно-горловая матрица;

14 - посадочные отверстия компоновочно-горловой матрицы 13;

15 - отверстия перфорации стенки компоновочно-горловой матрицы 13;

16 - внутренний футерующий слой звукопоглощающего материала компоновочно-горловой матрицы 13;

17 - внешний облицовочный слой звукопрозрачного материала компоновочно-горловой матрицы 13 (на фигурах - не представлен);

18 - навинчиваемые резьбовые крепежные гайки, образуемые из демонтированных резьбовых пробок 10 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с удаленными глухими донышками резьбовых пробок 10;

19 - акустические резонаторы Гельмгольца, образованные утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9;

20 - отверстия перфорации стенки открытой резьбовой горловой части 12 с демонтированной утилизируемой резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

21 - акустический панельный модуль;

22 - воздухопродуваемый звукопрозрачный слой материала (пленочный перфорированный, фольгированный перфорированный, тканевый, нетканого полотна), перекрывающий проходные сечения открытых резьбовых горловых частей 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9;

23 - монтажно-крепежные элементы механического и/или адгезионного типа;

24 - уплотнительно-звукоизолирующие элементы (на фигурах не представлены);

25 - верхнее защитное ребро ШЗЭ;

26 - нижнее защитное ребро ШЗЭ;

27 - железнодорожные пути;

28 - дорожное покрытие;

29 - светопрозрачная панель (на фигурах не представлена);

30 - монтажная рама крепления светопрозрачной панели (на фигурах не представлена);

31 - защитный звукопрозрачный пленочный или защитный звукопрозрачный фольговый слой лицевой звукопрозрачной панели 7 ШЗЭ (на фигурах не представлен);

32 - отверстия перфорации лицевой звукопрозрачной панели 7 ШЗЭ;

33 - несущая профилированная листовая или стержневая основа монтажной компоновки утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9;

34 - источник шумового излучения (движущееся автотранспортное средство, движущийся железнодорожный состав);

35 - пористая воздухопродуваемая пробка открытой резьбовой горловой части 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

36 - дренажное отверстие камерной части 11 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9.

Принятые буквенные обозначения составных конструктивных элементов и физических параметров, используемых в описании заявляемого технического решения:

α_r - реверберационный коэффициент звукопоглощения;

f - частота звуковых колебаний, Гц (с^-1);

f_R - значение собственной (резонансной) частоты в Гц акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', Гц;

Δf - ширина частотной полосы (резонансной характеристики), Гц;

ϕ - фаза звуковых колебаний, град.;

Т - период звуковых колебаний;

с - скорость звука, м/с;

λ - длина звуковой волны, м;

0,25λ_апм - четверть длины звуковой волны, укладывающаяся по габаритному параметру В акустического панельного модуля (поз. 21), м;

t°С - температура воздуха в градусах Цельсия;

Q - параметрическая характеристика «добротность»;

k - проводимость акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), м;

k_п - проводимость открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), м

m_г - масса воздуха, сосредоточенная в объеме V_г открытой резьбовой горловой части 12 используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, кг;

m_к - масса воздуха, сосредоточенная в объеме V_к камерной части используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, кг;

R - акустический резонатор;

R' - четвертьволновый акустический резонатор;

Rʺ - полуволновый акустический резонатор;

R''' - акустический резонатор Гельмгольца;

L - длина акустического панельного модуля 21, м;

В - толщина акустического панельного модуля 21, м;

Н - высота акустического панельного модуля 21, м;

π=3,14;

Δ_экв - величина образуемого эквивалентного воздушного зазора между близлежащими торцевыми (граневыми) поверхностями обособленных звукопоглощающих панелей, м (см. прототип);

z - ширина воздушного зазора, образованного между лицевыми поверхностями обособленных звукопоглощающих элементов и поверхностью лицевой перфорированной панели, лицевыми поверхностями обособленных звукопоглощающих элементов и поверхностью тыльной звукоотражающей панели, м (см. прототип);

h_зп - толщина обособленных звукопоглощающих панелей, определяемая размерностью сечения перпендикулярного лицевой поверхности несущей основы, м (см. прототип);

h_г - геометрическая длина открытой резьбовой горловой части 12 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

- динамическая длина открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), м;

d_к - диаметр круглого проходного сечения камерной части 11 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, м;

d_г - диаметр круглого проходного сечения открытой резьбовой горловой части 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, м.

F_пер.о. - суммарная площадь сечений дополнительных демпфирующих каналов в виде отверстий перфорации 20, выполненных в стенках открытых резьбовых горловых частей 12 используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, м²;

F_др.о. - площадь проходного сечения дренажного отверстия 36, м²;

S_к - площадь проходного сечения камерной части 11 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, м²;

S_г - площадь проходного сечения открытой резьбовой горловой части 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, м²;

S_эл - площадь проекции на лицевую поверхность несущей основы меньшей по площади из близлежащих обособленных звукопоглощающих панелей, закрепленных на ней, м (см. прототип);

V_к - объем полостной емкости камерной части акустического резонатора Гельмгольца Rʺ', м³

V_г - воздушный объем открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), м³;

k_пер.о. - коэффициент перфорации стенки открытой резьбовой горловой части 12 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9;

k_пер-г - коэффициент перфорации стенки открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19);

k_пер-пм - коэффициент перфорации перфорированного пластинчатого элемента компоновочно-горловой матрицы 13;

k_пер-лп - коэффициент перфорации лицевой звукопрозрачной панели 7 ШЗЭ.

Технические термины, использованные в тексте описания заявки на изобретение приведены ниже.

Звукопоглощение - физический процесс необратимого диссипативного перехода колебательной механической (волновой) энергии, распространяемой в упругой среде звуковой волны, в тепловую энергию. Оценивается в условных единицах коэффициентом звукопоглощения (нормальным - α_n и реверберационным - α_r) и/или эквивалентной площадью звукопоглощения (А), в м².

Звукоизоляция. Термин «звукоизоляция» употребляется для обозначения трех технических (физических) характеристик и относится непосредственно к самой акустической (шумопонижающей) конструкции, к комплексному физическому процессу поглощения и отражения звуковых волн акустической конструкцией и к количественной оценке изменения (ослабления) передачи акустического излучения (численного изменения параметров физического процесса энергетической передачи акустического излучения), вносимого используемой акустической конструкцией. Является мерой изоляции звука экранной перегородкой, стеной или панелью, выраженной в дБ.

Перфорированное отверстие (отверстия перфорации) - одно или несколько сквозных отверстий заданной (как правило идентичной) геометрической формы и габаритных размеров (площади проходного сечения), расположенных друг относительно друга и/или относительно другого близкорасположенного конструктивного элемента детали (узла) на заданном расстоянии. Перфорация - от латинского perforato - пробиваю, прокалываю - технологический процесс выполнения сквозных отверстий заданных размеров, расположенных соответствующим образом в структуре стенки изготавливаемой детали (узла). Под микроперфорацией подразумеваются отверстия диаметром, не превышающим 0,001 м, т.е. не более 1 мм.

Коэффициент перфорации - отношение суммарной площади отверстий перфорации к общей площади лицевой поверхности стенки (структуры детали), которая была подвергнута процедуре перфорирования (до момента ее перфорирования).

Звукопрозрачность - физическое свойство конструкций (отдельных элементов конструкций - пластин, оболочек, пленок) пропускать звуковую волну без существенного ослабления ее энергии (без существенного отражения в направлении, противоположном распространению от источника излучения). Количественно звукопрозрачность характеризуется коэффициентом прохождения звука. Конструкция считается звукопрозрачной, если вносимое ею ослабление передачи звуковой энергии не превышает 10%.

Дифракция звука - физическое свойство, характеризующее отклонение поведения распространения звука от законов геометрической акустики, обусловленное волновой природой распространения звука, в частности, вызывающее явление загибания распространяемых звуковых волн, в область звуковой тени позади огибаемого звукоотражающего препятствия по габаритам большего по сравнению с длиной распространяемой звуковой волны.

Акустические резонаторы - частотонастроенные шумозаглушающие устройства (резонаторы Гельмгольца Rʺ', четвертьволновые R' и полуволновые Rʺ акустические резонаторы R), предназначенные для диссипативного поглощения (рассеивания, демпфирования) звуковой (акустической) энергии, распространяемой в рассматриваемой газодинамической (аэродинамической) системе, к которой они подключены; наиболее эффективное использование акустических резонаторов R относится к поглощению резонансных звуковых колебаний, дискретно выделяющихся в спектрах шумового излучения газодинамической (аэродинамической) системы.

Собственная (резонансная) частота f_R - частота колебаний, на которой имеет место явление резонанса (в данном случае - частота звука на которой наблюдается акустический резонанс, характеризуемый существенным усилением амплитуд звукового давления).

Добротность Q - параметрическая характеристика, определяемая частотной шириной резонансных характеристик Δf, ответственной за диссипативные потери и ограниченной частотной областью спада амплитудного значения на 3 дБ относительно значения собственной (резонансной) частоты колебаний f_R)

Добротность частотной характеристики акустического резонатора R - параметрическая характеристика акустического резонатора, указывающая на реализующиеся в нем внутренние диссипативные потери, возникающие как в отдельных составных структурах (элементах) акустического резонатора, так и обусловленными внешними энергетическими потерями, непосредственно связанными с процессом излучения звука в окружающую среду, на который также расходуется определенная часть колебательной энергии акустического резонатора R.

Интерференция волн - физический процесс сложения в неограниченном пространстве или в ограниченном волноводе двух или большего числа волн, имеющих одинаковые периоды колебаний Т, в результате которого в различных зонах неограниченного пространства или ограниченного пространства волновода, амплитудное значение результирующей волны увеличивается или уменьшается в зависимости от соотношений фаз колебаний складывающихся (взаимодействующих) волн, формируя таким образом неравномерные пространственные распределения амплитуды результирующей волны.

Клеи, адгезивы - композиции на основе органических или неорганических веществ, способные соединять (склеивать) различные материалы; их действие обусловлено образованием прочной адгезионной связи между клеевой прослойкой и соединяемыми поверхностями; на прочность клеевого шва влияют также когезия клеевого слоя и сопрягаемых поверхностей; основой органических клеев служат главным образом синтетические олигомеры и полимеры (фенолоформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные смолы, полиамиды, полиуретаны, кремний-органические полимеры, каучуки и др.), образующие клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждении (термоактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи); к неорганическим клеям относят алюмофосфатные, керамические, силикатные, металлические.

Материал звукопоглощающий - акустический материал, обладающий реверберационным коэффициентом звукопоглощения α_г не менее 0,2.

Материал звукопрозрачный (пленочный, пленочный микроперфорированный, фольгированный микроперфорированный, тканевый, нетканого полотна) - конструкционный материал, установка которого на поверхность пористого звукопоглощающего слоя (выполнением соответствующей звукопрозрачной «технологической сшивки» их сопрягаемых поверхностей) вызывает допустимое падение реверберационного коэффициента звукопоглощения (α_r) не более чем на 10%.

Потери диссипативные - необратимое рассеяние (потеря) энергии (в данном рассматриваемом случае - колебательной энергии).

Заявляемое устройство ШЗЭ содержит фундаментное основание 1, цокольную часть 2, несущее основание 3, поперечные стойки 4, продольные профили 5, тыльную звукоотражаюшую панель 6, перфорированную сквозными отверстиями, лицевую звукопрозрачную панель 7, звукопоглощающие панели 8, сформированные акустическими панельными модулями 21, выполненными в виде сблокированных утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, содержащих емкостную камерную 11 и открытую резьбовую горловую части 12, с демонтированными резьбовыми пробками 10, которые своими резьбовыми горловыми частями 12 помещены в посадочные отверстия 14 компоновочно-горловой матрицы 13, представленной перфорированной листовой металлической или полимерной структурой и неподвижно закреплены в них соответствующими навинчиваемыми резьбовыми крепежными гайками 18, образованными из штатных навинчиваемых пробок 10 с глухими донышками резьбовых горловых частей 12, с обрезанными донными частями штатных завинчивающихся пробок 10 резьбовых горловых частей 12 утилизируемых бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9. Образованные акустическими панельными модулями 21 звукопоглощающие панели 8, используемыми составными техническими элементами, используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, образующих акустические резонаторы Гельмгольца 19 обеспечивают заданный шумозаглушающий эффект.

Воздушные объемы V_к камерных частей 11 сблокированных в акустические панельные модули 21 используемых (наиболее распространенных, типичных) утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 находятся, преимущественно, в диапазоне значений V_к=(0,35…18,9)×10^-3 м³ (см. табл. 1). Соотношение воздушных объемов их открытых резьбовых горловых частей (поз. 12) V_г к воздушным объемам V_к камерных частей (поз. 11), используемых в составе сблокированных утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 акустических панельных модулей 21, составляет (находится в диапазоне значений) V_г/V_к=(0,009…0,02)×10^-3. Соотношение площадей проходных поперечных сечений открытых резьбовых горловых частей (поз.12) S_г к соответствующим сечениям их камерных частей (поз. 11) S_к, используемых в составе акустических панельных модулей 21, образованных сблокированными утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9, составляет (находится в диапазоне) S_г/S_к=0,03…0,13. При этом соотношение диаметров проходных поперечных сечений открытых резьбовых горловых частей (поз. 12) d_г к соответствующим диаметрам полостей их камерных частей (поз. 11) d_к (для круглого сечения камерной части 11) в составе сблокированных утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 составляет d_г/d_к=0,2…0,6.

В донных и/или боковых стенках камерных частей 11 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 могут содержаться соответствующие дренажные отверстия 36 (см. фиг. 7б, 7в, 7г, 19, 21, 22), суммарная площадь проходного сечения F_др.о. которых не превышает заданного граничного значения по отношению к площади поперечного сечения горловой S_г части 12, представленного в выражении (6).

В полости, консольно закрепленной за открытую резьбовую горловую часть 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10, используемой утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, с перекрытием ее проходного сечения, может быть смонтирована пористая воздухопродуваемая пробка 35 (см. фиг. 22). Также, в стенке открытой резьбовой горловой части 12 могут быть выполнены отверстия перфорации 20 (см. фиг. 19, 20), проходные сечения которых могут быть перекрыты закрепленным внешним облицовочным звукопрозрачным воздухопродуваемым поверхностным слоем 22 (см. фиг. 7г), с использованием соответствующих монтажно-крепежных элементов механического и/или адгезионного типа 23.

Верхнее защитное ребро 25 и нижнее защитное ребро 26 соединяются с сопрягаемыми с ними контактирующими частями составных элементов ШЗЭ - несущего основания 3, поперечными стойками 4, продольными профилями 5, тыльной звукоотражающей панелью 6, лицевой звукопрозрачной панелью 7, акустическими панельными модулями 21 звукопоглощающих панелей 8, внешним облицовочным звукопрозрачным слоем компоновочно-горловой матрицы 17, воздухопродуваемым звукопрозрачным слоем 22, уплотнительно-звукоизолирующими элементами 24, несущей профилированной листовой или стержневой основы монтажной компоновки 33, монтажно-крепежными элементами 23 механического и/или адгезионного типа.

Верхнее защитное ребро 25 и нижнее защитное ребро 26 ШЗЭ может быть выполнено сечением П-образной формы, сообщая дополнительный герметизирующий эффект ШЗЭ и обеспечивая сопутствующее дополнительное закрепление верхних и нижних торцевых частей используемых утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары 9.

В составе конструкции устройства ШЗЭ 1, могут также использоваться соответствующие уплотнительные звукоизолирующие элементы 24, светопрозрачные панели 29 и монтажные рамы 30 для их закрепления. Защитный звукопрозрачный пленочный или защитный звукопрозрачный фольговый слой 31, может быть смонтирован на лицевой звукопрозрачной панели 7. Это обеспечивает конструкции устройства ШЗЭ выполнение необходимых требований (характеристик) акустики (шумозаглушения), надежности, долговечности и эстетического дизайна.

Утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары 9, могут быть представлены идентичными или отличающимися по габаритам и геометрически формам как камерными частями 11 (воздушными объемами камерных частей, площадями проходных сечений камерных частей), так и открытыми резьбовыми горловыми частями 12 (воздушными объемами, геометрическими длинами и площадями поперечных сечений).Также они могут отличаться применяемыми конструкционными материалами.

Акустические резонаторы Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), размещенные в составе одного акустического панельного модуля 21 звукопоглощающей панели 8 могут быть составлены и скомпонованы в виде отдельных узловых групп, характеризуемых идентичными или отличающимися частотными характеристиками. В частности, они могут характеризоваться идентичными или различающимися значениями физических параметров - собственной (резонансной) частоты f_R, добротности Q, наличием или отсутствием в их конструкциях соответствующих слоев звукопоглощающих и/или звукопрозрачных материалов, уплотнительных звукоизолирующих материалов, диссипативных конструктивных элементов в открытых горловых частях в виде отверстий перфорации 20 стенки открытой резьбовой горловой части 12, воздухопродуваемых звукопрозрачных слоев материалов 22, перекрывающих проходные сечения открытых резьбовых частей 12, пористых воздухопродуваемых пробок 35, смонтированных в полостях открытых резьбовых частей 12 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9.

Использование в конструкции составных элементов ШЗЭ защитных звукопрозрачных пленочных или защитных звукопрозрачных фольговых слоев 31, смонтированных на лицевой звукопрозрачной панели 7, позволяет без существенного (не более чем на 10%) ухудшения звукопоглощающих характеристик ШЗЭ, исключить попадание и накапливание в составных элементах ШЗЭ атмосферных осадков и/или различного типа мелких аморфных частиц, технологических жидкостей (используемых при процессах мойки ШЗЭ), насекомых, исключить разрушение ШЗЭ вследствие возможного замерзания влаги при низких (знакопеременных) температурах эксплуатации (температурах окружающей среды).

Тыльная звукоотражающая панель 6 ШЗЭ может закрепляться как на несущем основании 3 поперечных 4 и продольных 5 стойках, так и на несущей профилированной листовой или стержневой основе 33.

Лицевая звукопрозрачная панель 7 перфорированной конструкции и/или тыльная звукоотражающая панель 6 могут быть изготовлены из плотных конструкционных материалов, например, из металлических (алюминия, нержавеющей стали, оцинкованной стали), армированных щепоцементных (дюрисол, велокс), деревянных (импрегнированной древесины), полиметилметакрилата (ПММА). Отверстия перфорации 32 лицевой звукопрозрачной панели 7, могут быть выполнены круглыми или в виде наклонных щелевых просечек, а коэффициент перфорации, характеризующий ее свойства звукопрозрачности, принимается согласно выражения k_пер-лп≥0,2.

Лицевая звукопрозрачная панель 7 может быть расположена как с воздушным зазором, так и монтироваться беззазорно относительно противолежащих поверхностей звукопоглощающей панели 8, а также может дополнительно содержать с ней соответствующие механические или адгезионные соединения (связи), с использованием соответствующих монтажно-крепежных элементов 23 механического и/или адгезионного типа.

Используемые защитные звукопрозрачные пленочные или звукопрозрачные фольговые слои 31 могут быть представлены сплошной или перфорированной (микроперфорированной) воздухонепродуваемой (воздухопродуваемой) эластичной полимерной пленкой (полиэстеровой алюминизированной, уретановой, поливинилхлоридной) или тонкой сплошной или перфорированной (микроперфорированной) металлической фольгой (алюминиевой, стальной, медной, латунной).

Толщина сплошного (перфорированного) защитного звукопрозрачного воздухонепродуваемого (воздухопродуваемого) пленочного слоя 31 находится в диапазоне значений 0,010…0,1 мм, а его удельный поверхностный вес составляет - 20…70 г/м². Толщина защитного звукопрозрачного сплошного (перфорированного) воздухонепродуваемого (воздухопродуваемого) фольгового слоя находится в диапазоне значений 0,05…0,3 мм, а его удельный поверхностный вес - не превышать 0,8 кг/м².

Выполненные в стенках открытых резьбовых горловых частей 12 используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, представленных акустическими резонаторами Гельмгольца 19, дополнительные демпфирующие каналы в виде отверстий перфорации 20 суммарной площадью сечений F_пер.o., не превышают значения 0,05S_г (F _пер.o.≤0,05S_г, где S_г - площадь проходного сечения открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца 19, в плоскости которого содержатся указанные отверстия перфорации 20, характеризуемые коэффициентом перфорации k_пер-г стенки открытой резьбовой горловой части 12 акустического резонатора Гельмгольца 19).

На внешних торцовых поверхностяхстенок близлежащих по месторасположению утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9 могут быть дополнительно смонтированы соответствующего типоразмера уплотнительные звукоизолирующие элементы 24.

Для возможного регулирования величиной проводимости (сопротивлением продуванию воздушным потоком, акустическим сопротивлением) волноводных (звукопроводных) каналов, представленных открытыми резьбовыми горловыми частями 12 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, образующих акустические резонаторы Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), они могут дополнительно перекрываться соответствующими структурами пористых воздухопродуваемых пробок 35, как это представлено на фиг. 22. Предпочтительными конструкционными материалами пористых воздухопродуваемых пробок 35 могут являться пористые волокнистые и/или вспененные открытоячеистые звукопоглощающие материалы, используемые для изготовления типичных шумопоглощающих обивок (панелей, прокладок), демонтированных с различного типа шумогенерирующих технических объектов, преимущественно уже завершивших свой жизненный цикл и подлежащих в связи с этим процессам утилизации. Такого типа повторное рециклированное применение позволяет улучшить экологические характеристики окружающей среды и обеспечивать ресурсосбережение. Воздухопродуваемый звукопрозрачный слой материала 22 может быть смонтирован на открытых резьбовых горловых частях 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с перекрытием их проходных сечений.

В процессах эксплуатации 1пумогенерирующих транспортных средств, как и другого различного типа шумоактивного технологического и/или производственного оборудования, размещенного вблизи автострад и/или железнодорожных путей, на территориях жилой застройки и прилегающих открытых территориях, генерируется паразитная звуковая энергия, загрязняющая окружающую среду, которая квалифицируется внешним шумом шумогенерирующих технических объектов. При использовании заявляемого технического устройства, представленного ШЗЭ, размещаемого в непосредственной близости от источника (семейства источников) шумового излучения 34 (например, автотранспортных средств, железнодорожного состава и др.), излучаемые им (ими) звуковые волны, распространяясь в полусферическое открытое пространство (ограниченное отражающей звуковые волны земной поверхностью), падают на составные заграждающие (звукоотражающие, звукопоглощающие и звукоизолирующие) элементы ШЗЭ, частично отражаются от них в обратном направлении их прямого распространения, а частично проникают в звукопоглощающие диссипативные структуры составных элементов ШЗЭ. Прошедшие прямые звуковые волны (распространяемые и проникающие внутрь структур) и отражаемые от составных элементов ШЗЭ звуковые волны, попадают на их лицевые поверхности и проникают в их структуры.

Это относится, в том числе, и к утилизируемым пустотелым полостным бутылочным емкостям ПЭТ-тары 9, представленным акустическими резонаторами Гельмгольца 19 и пористыми диссипативными элементами акустических панельных модулей 21, представленных отверстиями перфорации 15 стенки компоновочно-горловой матрицы 13, внутренним футерующим звукопоглощающим 16 и внешним облицовочным звукопрозрачным слоями 17 компоновочно-горловой матрицы 13, а также частично отражаются от них в направлении источников излучения звуковой энергии, с формированием того или иного результирующего шумопонижающего (звукоизолирующего, звукопоглощающего) эффекта.

Шумовое излучение и, в особенности, низкочастотное звуковое излучение, наиболее характерное и актуальное для 1нумогенерирующих транспортных (автомобильных, железнодорожных) потоков [1, 2] на звуковых частотах совпадающих (близких по значениям) с резонансными частотами звуковых колебаний f_R акустических резонаторов Гельмгольца 19, образованных используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными емкостями ПЭТ-тары 9, эффективно проникает в их открытые резьбовые горловые части 12 вследствие образуемого в них низкого акустического сопротивления («короткого акустического замыкания») используемых акустических резонаторов Гельмгольца 19, возникающего на резонансных (собственных) частотах звуковых колебаний f_R, и эффективно поглощается ими вследствие осуществления сопутствующих энергетических затрат, расходуемых на возбуждение резонансных амплитуд колебаний воздушных масс, с резонансными частотами звуковых колебаний f_R, сосредоточенных в полостях их открытых резьбовых горловых частей 12 (включая вязкоприсоединенные концевые удлинения их динамических приращений колеблющихся воздушных масс), определяемых динамическими длинами открытых резьбовых горловых частей 12 согласно выражению (5).

В результате осуществления работы по динамическому возбуждению резонансных звуковых колебаний с резонансными частотами звуковых колебаний f_R и возникающими, при этом, сопутствующими энергетическими затратами, расходуемыми на трение колеблющихся воздушных массоповерхностные зоны стенок открытых резьбовых горловых частей 12 акустических резонаторов Гельмгольца 19, при возбуждении в них резонансных колебаний воздушных столбов, с резонансными частотами звуковых колебаний f_R, возникают соответствующие энергетические диссипативные потери, обуславливающие уменьшение звуковой энергии (шумового излучения). В первую очередь, они вызваны процессами динамического трения колеблющейся воздушной массы (колеблющихся масс), заключенной в полости открытой резьбовой горловой части 12 о стенки отмеченных твердотелых элементов, формирующих указанную открытую резьбовую горловую часть 12, с возникающим при этом необратимым энергетическим преобразованием распространяемой звуковой (колебательной) энергии в теплоту. Для соответствующей интенсификации протекающих физических процессов, с возникающими дополнительными диссипативными потерями, и для целенаправленного управления (расширения) частотной характеристикой заглушения используемого акустического резонатора Гельмгольца 19, путем изменения его характеристики добротности, - в полости открытой резьбовой горловой части 12 может помещаться дополнительный диссипативный (энергорассеивающий) элемент вязкоэластичного трения, представленный в виде пористой воздухопродуваемой пробки 35 (фиг. 22), и/или на его открытом концевом срезе могут закрепляться (с перекрытием ее проходного сечения) диссипативные энергорассеивающие элементы в виде поверхностных воздухопродуваемых звукопрозрачных слоев 22 (пленочных перфорированных, фольгированных перфорированных, тканевых, нетканого полотна, как это представлено на фиг. 7г). Аналогичного типа функции дополнительных диссипативных энергорассеивающих демпфирующих элементов, введенных в состав открытой резьбовой горловой части 12, могут производить отверстия перфорации 20, выполненные в их стенках (см. фиг. 19, 20). В свою очередь, они также могут (при необходимости) дополнительно перекрываться соответствующими диссипативными поверхностными облицовочными воздухопродуваемыми звукопрозрачными слоями 22 (пленочным перфорированным, фольгированным перфорированным, воздухопродуваемым тканевым или нетканого полотна) материалов. Сечение отверстий перфорации 20 могут также перекрываться пористой воздухопродуваемой звукопоглощающей структурой внутреннего футерующего слоя звукопоглощающего материала 16 компоновочно-горловой матрицы 13 (см. фиг. 20). В этих случаях реализуется работа (затрачивается энергия) на продавливание и засасывание воздуха в полость открытой резьбовой горловой части 12 в процессе резонансных колебаний (пульсаций) воздушной массы на большеамплитудных резонансных колебаниях с частотой f_R через указанные отверстия перфорации 20.

Осуществляемый акустическими резонаторами Гельмгольца 19 эффект энергопреобразующего подавления распространяемой в упругой среде (воздухе) акустической энергии на отдельных значениях дискретных частот звуковых колебаний, базируется на реализациях интерференционных компенсационных эффектов, связанных со сложением (результирующим суммированием) амплитудных значений звуковых волн (с учетом заданных значений частот f и фаз фзвуковых колебаний).

Функционирование акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), как технических устройств энергопреобразующего ослабления (заглушения) акустической энергии на отдельных дискретных значениях звуковых частот f или в заданных узких частотных диапазонах (Δf), формируемых элементами резистивных диссипативных потерь, определяется соответствующими дискретными значениями их собственных (резонансных) частот колебаний f_R и характеристиками добротности Q указанных акустических резонаторов Гельмгольца R'ʺ. Параметр добротность Q равен отношению значения собственной (резонансной) частоты колебаний f_R акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19) к ширине частотной полосы Δf, на границах которой акустическая энергия при вынужденных резонансных колебаниях вдвое (на 3 дБ) меньше акустической энергии на резонансной частоте f_R. Добротность акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19) определяется (формируется) реализуемой в нем величиной внутренних диссипативных потерь, возникающих как непосредственно в составных структурах (элементах) акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), так и возникающими внешними энергетическими потерями, непосредственно связанными с процессом излучения звука в окружающую среду, на который также расходуется колебательная энергия акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19). Частотная настройка акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19) базируется на результирующем волновом (длина волны λ, фаза волны ϕ) взаимодействии звуковых волн, с возникающим эффектом интерференционного компенсационного подавления энергии распространяемых в упругой (воздушной) среде звуковых волн заданного частотного диапазона, совпадающего (близких по значениям) с собственными (резонансными) частотами f_R акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19).

Используя бывшие в употреблении по своему прямому функциональному назначению утилизируемые пустотелые полостные бутылочные емкости ПЭТ-тары 9, с отличающимися габаритно-геометрическими параметрами, - воздушными объемами камерных 11 (V_к) и открытых резьбовых горловых частей 12 (V_г), а также используя соответствующие, различного габаритно-геометрического исполнения (геометрической длины h_г, площади проходного сечения S_г) открытых резьбовых горловых частей 12 с демонтированной резьбовой пробкой 10 утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары 9, целенаправленно формируют отличающиеся по частотным характеристикам звукопоглощения (резонансной частоте звуковых колебаний f_R, добротности Q) семейства акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), образующие сосредоточенные в актуальной низкочастотной области звукового спектра технические устройства поглощения звуковой энергии в составе конструкций акустических панельных модулей 21, формирующих звукопоглощающие панели 8. С учетом выделяющегося преимущественного низкочастотного спектрального характера типичных шумовых излучений автомобильного и железнодорожного транспорта, как это уже было, в частности, отмечено в монографии [1], задаваемая низкочастотная настройка по параметру f_R используемых конструкций акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), производится путем соответствующего взаимосвязанного выбора габаритно-геометрических параметров их составляющих элементов, согласно выражений (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Как следует из таблицы 1, использование типичных наиболее распространенных в применении, утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, с приведенными в ней габаритно-геометрическими параметрами утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, обладают собственными (резонансными) частотами звуковых колебаний f_R, сосредоточенными в частотном диапазоне ~ 50…252 Гц.

Заявляемое устройство поглощения звуковой энергии, преимущественно - низкочастотной звуковой энергии в диапазоне частот 50…300 Гц, представленное в виде акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), образованных используемыми утилизируемыми пустотелыми бутылочными емкостями ПЭТ-тары 9, формируется соответствующим взаимосогласованным выбором его заданного числа и многообразия отличающихся базовых конструктивных (геометрических, габаритных) параметров - объемов V_к и площадей поперечных сечений S_к полостных емкостей камерных частей 11, используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, геометрических длин h_г и динамической длины , формируемой площадями проходных сечений полостей открытых резьбовых горловых частей 12 (S_г) и геометрических длин h_г в составе открытых резьбовых горловых частей 12, согласно выражения (5), акустического резонатора Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), которые определяют значения их собственных (резонансных) частот f_R согласно выражению (2). Как следует из результатов расчетных исследований, представленных в таблице 1, использование семейства утилизируемой пустотелой бутылочной ПЭТ-тары 9 приведенных габаритно-геометрических параметров, в качестве частотонастроенных акустических резонаторов Гельмгольца Rʺ' (поз. 19), позволяет осуществлять настроенное поглощение низкочастотной звуковой энергии (низкочастотного транспортного шума) в частотном диапазоне 50…252 Гц, попадающем в актуальный доминирующий частотный диапазон автотранспортных и железнодорожных шумовых излучений 50…300 Гц [1, 2]. Отнесенное, с образуемым воздушным промежутком относительно тыльной звукоотражающей панели 6, размещение внутреннего футерующего звукопоглощающего слоя 16 компоновочно-горловой матрицы 13, позволяет увеличить эффективность поглощения низко- и среднечастотной звуковой энергии, с достижением максимального звукопоглощающего эффекта на звуковых частотах четверть длины звуковой волны (λ/4) которых укладывается в рамках габаритного размера В, включающего ширину воздушного промежутка и толщину внутреннего футерующего звукопоглощающего слоя 16 компоновочно-горловой матрицы 13. При использовании, в частности, утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары 9, воздушными объемами камерных частей V_к=0,35…18,9 литра (см. табл. 1), габаритная высота которых составляет 0,2…0,6 м, обеспечение звукопоглощающих эффектов, обусловленных использованием соответствующих конструкций акустических панельных модулей 21, формирующих звукопоглощающую панель 8 ШЗЭ, прогнозируется в звуковом частотном диапазоне 140…430 Гц. В сочетании с используемыми в составе конструкции ШЗЭ отдельными (дополнительными) диссипативными звукопоглощающими элементами, приведенными в техническом описании и представленными на графических изображениях, прогнозируется широкополосная шумозаглушающая эффективность заявляемого технического устройства ШЗЭ, перекрывающая актуальную низко-, средне- и высокочастотную области звукового спектра.

Заявляемое изобретение не ограничивается приведенными конкретными конструктивно-технологическими примерами его осуществления, описанными в тексте и показанными на прилагаемых фигурах. Остаются возможными и некоторые несущественные изменения различных конструктивно-технологических исполнений отдельных составных элементов или материалов, из которых эти конструктивные элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящими за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.

Изобретение относится к шумопонижающим конструкциям, устанавливаемым, в частности, вдоль автомобильных и железных дорог, аэродромов, открытых участков линий метрополитена, вблизи испытательных полигонов, шумоактивных строительных и производственных площадок или каких-либо других источников повышенного шумового излучения, квалифицируемых в качестве технических объектов, производящих негативное акустическое загрязнение окружающей среды. Шумозащитный экран содержит фундаментное основание, цокольную часть, несущее основание, поперечные стойки, продольные профили, тыльную звукоотражающую панель, лицевую звукопрозрачную панель, перфорированную сквозными отверстиями, звукопоглощающую панель. Звукопоглощающая панель составлена из акустических панельных модулей, выполненных в виде сблокированных акустических резонаторов Гельмгольца. Модули образованы используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары (ПЭТ - полиэтилентерефталат), содержащими емкостные камерные и открытые резьбовые горловые части, с демонтированными резьбовыми пробками. Ёмкости своими резьбовыми горловыми частями помещены в посадочные отверстия компоновочно-горловой матрицы, представленной перфорированной листовой металлической или полимерной структурой, и неподвижно закреплены в них соответствующими навинчиваемыми резьбовыми крепежными элементами. Технический результат - обеспечение широкополосной шумозаглушающей эффективности, перекрывающей низко-, средне- и высокочастотную область звукового спектра. 16 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Шумозащитный экран, содержащий фундаментное основание, цокольную часть, несущее основание, поперечные стойки, продольные профили, тыльную звукоотражающую панель, лицевую звукопрозрачную панель, перфорированную сквозными отверстиями, звукопоглощающую панель, отличающийся тем, что звукопоглощающая панель составлена из акустических панельных модулей, выполненных в виде сблокированных акустических резонаторов Гельмгольца, образованных используемыми утилизируемыми пустотелыми полостными бутылочными емкостями ПЭТ-тары, содержащими емкостные камерные и открытые резьбовые горловые части, с демонтированными резьбовыми пробками, которые своими резьбовыми горловыми частями помещены в посадочные отверстия компоновочно-горловой матрицы, представленной перфорированной листовой металлической или полимерной структурой, и неподвижно закреплены в них навинчиваемыми резьбовыми крепежными гайками.

2. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что объемы камерных частей V_к используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, сблокированных в составе акустических панельных модулей звукопоглощающей панели, составляют V_к=(0,35…18,9)×10^-3 м³.

3. Шумозащитный экран по п. 2, отличающийся тем, что отношение объемов горловых частей V_г к объемам камерных частей V_к используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, сблокированных в составе акустических панельных модулей звукопоглощающей панели, составляет V_г/V_к=(0,009…0,02)×10^-3.

4. Шумозащитный экран по п. 2, отличающийся тем, что отношение площадей поперечных сечений открытых резьбовых горловых частей S_г к сечениям камерных частей S_к используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, сблокированных в составе акустических панельных модулей звукопоглощающей панели, составляет S_г/S_к=0,03…0,13.

5. Шумозащитный экран по п. 2, отличающийся тем, что в донных и/или боковых стенках камерных частей используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, сблокированных в составе акустических панельных модулей звукопоглощающей панели, выполнены дренажные отверстия, суммарная площадь F_др.o проходных сечений которых не превышает значений 0,05 S_г, где S_г - площадь проходного поперечного сечения открытой резьбовой горловой части утилизируемой пустотелой полостной бутылочной емкости ПЭТ-тары.

6. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что в стенках открытых резьбовых горловых частей используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары выполнены отверстия перфорации, суммарная площадь F_пер.о проходных сечений которых не превышает значений 0,05 S_г.

7. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что в полостях открытых резьбовых горловых частей используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары смонтированы пористые воздухопродуваемые пробки.

8. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что проходные поперечные сечения внешних концевых срезов открытых резьбовых горловых частей используемой утилизируемой пустотелой полостной емкости ПЭТ-тары перекрыты воздухопродуваемым звукопрозрачным слоем материала, представленного пленочным перфорированным, или фольгированным перфорированным, или тканевым, или нетканым полотном.

9. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что в его составе содержатся уплотнительные звукоизолирующие элементы и/или светопрозрачные панели и монтажные рамы для их закрепления.

10. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что стенка компоновочно-горловой матрицы, представленной перфорированной листовой металлической или полимерной структурой, характеризуется коэффициентом перфорации k_пер-пм≥0,2.

11. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что на поверхности перфорированной стенки компоновочно-горловой матрицы смонтирован по крайней мере один внутренний футерующий слой звукопоглощающего материала.

12. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что на поверхности перфорированной стенки компоновочно-горловой матрицы смонтирован внешний облицовочный слой звукопрозрачного материала.

13. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что стенка лицевой звукопрозрачной панели характеризуется предельным значением коэффициента перфорации k_пер-лп≥0,2.

14. Шумозащитный экран по п. 6, отличающийся тем, что отверстия перфорации, выполненные в стенках открытых горловых частей используемых утилизируемых пустотелых полостных бутылочных емкостей ПЭТ-тары, перекрыты воздухопродуваемым звукопрозрачным слоем материала.

15. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что перфорированная стенка компоновочно-горловой матрицы выполнена в виде составной конструкции, отдельные части которой характеризуются различным числом и различной площадью проходного сечения выполненных отверстий перфорации.

16. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что верхнее защитное ребро и нижнее защитное ребро соединяются с сопрягаемыми контактирующими частями составных элементов шумозащитного экрана, включающих несущее основание, поперечные стойки, продольные профили, тыльную звукоотражающую панель, лицевую звукопрозрачную панель, акустические панельные модули звукопоглощающих панелей, внешний облицовочный звукопрозрачный слой компоновочно-горловой матрицы, воздухопродуваемый звукопрозрачный слой, уплотнительно-звукоизолирующие элементы, несущую профилированную листовую или стержневую основу монтажной компоновки, монтажно-крепежные элементы механического и/или адгезионного типа.

17. Шумозащитный экран по п. 1, отличающийся тем, что навинчиваемые гайки резьбовых горловых частей образованы из штатных навинчиваемых пробок с удаленными глухими донышками соответствующих резьбовых горловых частей утилизируемых бутылочных емкостей ПЭТ-тары.