Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности

 

Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности относится к строительству и может быть использовано для снижения уровня шума в жилых, общественных и производственных помещениях, преимущественно для повышения звукоизоляции ограждающих конструкций. Устройство включает двухслойную пластину, имеющую N отверстий для крепления ее к поверхности, N - натуральное число; двухслойная пластина состоит из первого слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К1 и второго слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К2>К1, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К3>К1. В устройство введены М-1 двухслойных пластин, обращенных вторым слоем к поверхности, наложенных друг на друга и первую двухслойную пластину таким образом, что они образуют многослойную пластину с N сквозными отверстиями, М - натуральное число. Первый слой двухслойной пластины, наиболее удаленной от твердой поверхности, состоит из двух подслоев, один из которых, более удаленный от второго слоя этой двухслойной пластины, смещен относительно другого в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости его собственного расположения на величину менее его габаритного размера. Технический результат: большее снижение энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности. 7 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для снижения уровня шума в жилых общественных и производственных помещениях, преимущественно для повышения звукоизоляции ограждающих конструкций.

Известно устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающее двухслойную пластину, состоящую из слоев, выполненных из различных материалов (FR, патент N 744204, E 04 B 1/86, 1932).

Известное устройство недостаточно снижает энергию акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, ввиду жесткого крепления его к поверхности гвоздями или шурупами.

Технический результат от использования предлагаемого устройства заключается в достижении большего снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающем двухслойную пластину, имеющую N отверстий для крепления ее к поверхности, N - натуральное число, двухслойная пластина состоит из первого слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний K1 и второго слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний K2 > K1, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний K3 > K1. Внутренний объем одного или более отверстий может быть весь заполнен этим материалом. Коэффициент потерь энергии акустических колебаний представляет собой величину, пропорциональную отношению энергии, теряющейся в системе за круговой цикл колебания, к энергии, вновь поступившей в систему (Справочник по акустической технике. Под ред. М. Хекла и Х.А. Мюллера. - Л., Судостроение, 1980, с.407).

Кроме того, введены М-1 двухслойных пластин, обращенных вторым слоем к поверхности, наложенных друг на друга и первую двухслойную пластину таким образом, что они образуют многослойную пластину с N сквозными отверстиями, коэффициент поглощения энергии акустических колебаний первого слоя i-й двухслойной пластины меньше коэффициента поглощения энергии акустических колебаний ее второго слоя, что толщины первых слоев i-й и j-й двухслойных пластов не равны между собой, толщины вторых слоев i-й и j-й двухслойных пластин не равны между собой, i ≠ j, M - натуральное число, первый слой M-й двухслойной пластины состоит из двух подслоев, один из которых, более удаленный от второго слоя M-й двухслойной пластины, смещен относительно другого в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости его собственного расположения на величину менее его габаритного размера, плотность второго слоя i-й двухслойной пластины является переменной по ее объему. Коэффициент поглощения энергии акустических колебаний представляет собой отношение поглощенной энергии к падающей (Е.Я.Юдин и др. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы. Издательство литературы по строительству. -М., 1966, с.32).

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, на фиг. 2 - второй слой двухслойной пластины, на фиг. 3 - простейший вариант выполнения устройства.

Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, содержит двуслойные пластины, состоящие из первого слоя 1 и второго слоя 2, с N сквозными отверстиями 3 в них, заполненными материалом 4. Первый слой 1 двухслойной пластины, наиболее удаленной от твердой поверхности, состоит из подслоев 5. Второй слой 2 любой двуслойной пластины может содержать вкрапления 6 с повышенной плотностью. Устройство прикреплено к поверхности 7 шурупами 8.

Устройство работает следующим образом. Акустические колебания, исходящие от поверхности, проходя через каждый слой каждой двуслойной пластины, частично отражаются от них и частично поглощаются ими, снижая энергию акустических колебаний от пластины к пластине. Основными элементами, поглощающими поток энергии акустических колебаний, являются вторые слои 2, выполненные из звукопоглощающего материала. Основными элементами, отражающими поток энергии акустических колебаний, являются первые слои 1, выполненные из материала с высокой плотностью. Отверстия, выполненные в двухслойных пластинах при их изготовлении и заранее заполненные вибропоглощающим (с высоким коэффициентом потерь энергии акустических колебаний) материалом 4, обеспечивают возможность крепления устройства к поверхности с высокой степенью виброразвязывания поверхности и устройства. Использование в двухслойных пластинах первых слоев 1 различной толщины приводит к ослаблению резонансных явлений на частотах собственных колебаний эти слоев. Аналогичный эффект достигается использованием в двухслойных пластинах вторых слоев 2 различной толщины. Дополнительное ослабление амплитуды колебаний на частотах волнового совпадения достигается повышением коэффициента акустических потерь всего устройства за счет применения звукопоглощающего материала.

Выполнение первого слоя двухслойной пластины, наиболее удаленной от поверхности, из двух подслоев, смещенных друг относительно друга, дает возможность повысить звукоизоляцию за счет перекрытия сквозных щелей между соседними устройствами при их монтаже на поверхности, площадь которой превышает площадь одного слоя двухслойной пластины. Одновременно достигается более ровное сопряжение соседних устройств.

Использование во втором слое 2 вкраплений повышенной плотности понижает деформативность устройства в направлении нормали к поверхности от внешних нагрузок.

Формула изобретения

1. Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающее двухслойную пластину, имеющую N отверстий для крепления ее к поверхности, N - натуральное число, отличающееся тем, что двухслойная пластина состоит из первого слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К1 и второго слоя с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К2 > К1, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К3 > К1.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что весь внутренний объем одного или более отверстий заполнен материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний К3 > К1.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что введены М-1 двухслойных пластин, обращенных вторым слоем к поверхности, наложенных друг на друга и первую двухслойную пластину таким образом, что они образуют многослойную пластину с N сквозным отверстиями, М - натуральное число.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что коэффициент поглощения энергии акустических колебаний первого слоя i-й двухслойной пластины много меньше коэффициента поглощения энергии акустических колебаний ее второго слоя, натуральное число.

5. Устройство по любому из пп. 1 - 4, отличающееся тем, что толщины первых слоев i-й и j-й двухслойных пластин не равны между собой, М - натуральное число.

6. Устройство по любому из пп. 1 - 5, отличающееся тем, что толщины вторых слоев i-й и j-й двухслойных пластин не равны между собой, М - натуральное число.

7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что первый слой двухслойной пластины, наиболее удаленной от твердой поверхности, состоит из двух подслоев, один из которых, более удаленный от второго слоя этой двухслойной пластины, смещен относительно другого в одном или двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости его собственного расположения на величину менее его габаритного размера.

8. Устройство по любому из пп.1 - 7, отличающееся тем, что плотность второго слой i-й двухслойной пластины является переменной по ее объему.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3