Резонансный поглотитель Советский патент 1981 года по МПК E04B1/84 

Изобретение относится к акустике, преимущественно строительной акустике, и может быть использовано для борьбы с шумом в производственных по мещениях в диапазоне низких и инфразвуковых частот. Известно устройство для поглощения звука, представляющее собой полый клуб с перфорированными стенками .разделенный внутри перегородками, об разующими несколько акустических резонаторов иЗ. Недостатком этого устройства яв.ляется его малая акустическая и экономическая эффективность в области низких и инфразвуковых частот. Это обусловлено тем, что в качестве конструктивных элементов используют аку стические резонаторы, каждый из которых осуществляет эффективное погло щение на собственной резонансной час тоте, которая определяется его габаритами. Поэтому для повьппения акусти ческой эффективност и конструкции в диапазоне низких и инфразвуковых частот необходимо увеличение ее габаритов, что приводит к значительной материалоемкости конструкции и затрудняет ее, использование в практике борьбы с шумом в производственных помещениях. Известно также устройств для поглощения звука, включающее звукопоглощающий элемент - акустический резонатор, в форме полого полуцилиндра с отверстиями в боковой стенке 123. Недостатком устройства является его низкая акустическая и экономическая эффективность в области низких и инфразвуковых частот, которая обусловлена тем, что -в данном устройстве в качеств.е звукопоглощающих элементов используют акустические резонаторы в форме полого полуцилиндра с отверстиями в боковой стенке, осуществляющие эффективное поглощение на собственной резонансной частоте, которая определяется габаритами полуцилиндра. Поэтому для повышения акустй3ческой эффективности устройства в диапазоне низких и инфразвуковых частот необходимо увеличение габаритов полуцилиндров , что приводит к значительной материалоемкости устройства и затрудняет его использование в практике борьбы с шумом в производственных помещениях. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для поглощения звука, представляющее собой конструкцию, состоящую из группы параллельно соединенных акустических резонаторов каждый из которых ограничен жесткими глухими стенками и имеет воздушную полость, соединенную с окружающим воздухом посредством отверстия (или отверстий) в лицевой стенке Гз1 Недостатком такого устройства является его низкая акустическая и экономическая эффективность в области низких и инфразвуковых частот. Недостатки обусловлены тем, что использование данной конструкции в качестве эффективных звукопоглотителей в диапа зоне низких и инфразвуковых частот, влечет за собой значительное увеличение их габаритов, поскольку размеры воздушной полости возрастают со снижением резонансной частоты конструкции, что затрудняет их испольэ(рвание в указанном звуковом диапазоне. Цель изобретения - повышение акустической и экономической эффективности резонансных звукопоглощающих кон струкций в области низких и инфразвуковых частот без увеличения их габаритов. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из группы соединенных последовательно или параллельно акустических резонаторов каждый из которых ограничен жесткими глухими стенками и имеет воздушную полость, соединенную с окружающи воздухом посредством отверстия (или отверстий) в плоской лицевой стенке, по центру отверстия резонатора парал лельно внутренней или внешней поверх нести лицевой стенки, устанавливают жесткий экран, имeюш й площадь большую, чем площадь отверстия резонатора, но меньшую площади лицевой стенк на расстоянии, величина которого не превышает 0,1 глубины воздушной полости резонансного поглотителя и не менее граничной глубины . Граничная глубина определяется из словия полного задемпфирования резоансного поглотителя. В области низих частот активная компонента.норального импеданса предлагаемой конструкции в долях волнового сопротивления воздуха выражается следующим соотношением sen рэ где -RC, активная компонента нормального импеданса; 1 расстояние от экрана до лит цевой панели; плащадь лицевой панели; площадь отверстия; площадь экрана; 1,711-10 г/с-см -коэффициент внутреннего трения; 1,29-10 г/см - плотность, воздуха; 342-10 см/с - 1скорость звука в воздухе; 3,141592. RCJ больше 20, то максимальный коэффициент поглощения конструкции не превышает 0,2. Из этого условия получают в системе СГС соотношение для ЕГР 5,7-lo is-en(53/Sp). В предпочтительном варианте выполнения устройства предусмотрено, что площадь поверхности экрана не более 0,95 площади лицевой стенки и не менее 1,1 площади отверстия в этой стенке. Кроме того, толщина экрана не превьш1ает-0,1 длины погашаемой звуковой волны. На фиг. 1 схематически изображен акус тический резонатор с жестким экраном, установленным параллельно внутренней поверхности лицевой панели, разрез; на фиг.2 - то же, с жестким экраном, установленным параллельно внешней поверхности лицевой панели. Устройство имеет воздушную полость 1, ограниченную жесткими стенками 2, . соединенную с окружающим воздухом посредством отверстия 3 в плоской лицевой панели 4. По центру отверстия 3 .параллельно внутренней или внешней поверхности лицевой панели 4 установлен жесткий экран 5 с помощью крепежной системы 6. Устройство работает следующим образомПри падении звука на резонатор за счет дифракции звуковой волны на жес ком экране 5 происходит возрастание присоединенной массы отверстия 3, чт приводит к увеличению инерционной ре активной компоненты входного импедан са резонатора, а следовательно, к по нижению его резонансной частоты. Сни жение резонансной частоты резонатора приводит, в свою очередь, к увеличению его акустической эффективности в области низких и инфразвуковых частот, без увеличения его габаритов. Использование предлагаемых резонаторов в качестве конструктивных элементов резонансных поглотителей звука в диапазоне низких и инфразвуковых частот дает возможность в несколько раз уменьшить габариты этих конструкций по сравнению с известными, что значительно повьшает экономичность мероприятий по борьбе с шумом в указанном звуковом диапазоне. Формула изобретения 1. Резонансный поглотитель, состоящий из группы соединенных последовательно или параллельно акустических резонаторов, каждый из которых, ограничен жесткими глухими стенками и имеет воздушную полость, соединенную с окружающим воздухом посредством отверс тия в лицевой стенке, отличающ и и с я тем, что,с целью повышения ег акустической и экономической эффектив .ности в области низких и инфразвуко29вых частот, по центру отверстия резонатора параллельно внутренней или внешней поверхности лицевой стенки установлен тонкий жесткий экран, имеющий площадь большую, чем площадь отверстия резонатора, но меньшую площади лицевой стенки и отстоящий от нее на расстоянии, величина которого составляет не более 0,1 глубины воздушной полости резонансного поглотителя и не менее граничной глубины 1 определяемой соотношением r,-7-io- - fsQ(s), где граничная глубина, см; S - площадь лицевой стенки, с Э площадь экрана, SP - площадь отверстия, см. 2.Поглотитель по п.1, о т л ичающийся тем, что площадь поверхности экрана составляет не более 0,95 площади лицевой стенки и не менее 1 ,1 площади отверстия в этой стенке. 3.Поглотитель по п.I, о т л и ч аю щ и и с я тем, что толщина экрана не превышает 0,1 длины погашаемой звуковой волны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Абрамчик М. и Малецкий И. Объемный многорезонансный,поглотитель. кустический журнал, 1959, V, 3. 2.Авторское свидетельство СССР 573548, кл. Е 04 В 1/74, 1974. 3.Юдин Е.Я. и Осипов Г.Л. Звукооглощающие и звукоизоляционные маериалы. М. , Стройиздат,. 1966, -с.138- 39.

/

ж

фиг. Т

к: