Звукопоглощающее акустическое ограждение

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности шумопоглощения. Звукопоглощающее акустическое ограждение содержит профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, причем одна из стенок выполнена гладкой, а звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя. Звукопоглощающее ограждение содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, более жесткий слой выполнен составным, состоящим из чередующихся сферических поверхностей и плоских поверхностей с резонансными отверстиями, а мягкий выполнен прерывистым в виде звукопоглотителей и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, причем составной слой выполнен из звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения. Звукопоглотители, расположенные в фокусе составного слоя, выполнены в форме тел вращения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является шумопоглощающая панель по а.с. СССР N 348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [1], содержащая перфорированную стенку и звукопоглощающий слой, в котором со стороны стенки выполнены пирамидальные ячейки с вершинами, обращенными внутрь слоя.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумоглушения.

Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона и вторичного поглощения звуковых волн. отраженных от звукопоглотителя.

Это достигается тем, что в звукопоглощающем акустическом ограждении производственного помещения, содержащем профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, причем одна из стенок выполнена гладкой, а звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя, звукопоглощающее ограждение производственного помещения содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, содержащие гладкую и перфорированную стенки, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен составным, состоящим из чередующихся сферических поверхностей и плоских поверхностей с резонансными отверстиями, а другой, мягкий, выполнен прерывистым в виде прерывистых звукопоглотителей и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, причем составной слой выполнен из звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а прерывистый звукопоглотитель, расположенный в фокусе составного слоя, выполнен в форме тел вращения, например сферы, эллипсоида, конуса, усеченного конуса, и закреплен на перфорированной стенке с помощью штырей, один конец которых жестко закреплен на перфорированной стенке, а другой выполнен заостренным и расположен в теле прерывистых звукопоглотителей.

На фиг.1 изображена схема помещения, где установлено ограждение, на фиг.2 - конструкция звукопоглощающего акустического ограждения.

Звукопоглощающее акустическое ограждение производственного помещения содержит каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 2 и 8, дверные 9 проемы, проемы 5 для размещения светильников и акустические ограждения 1, 3, 4, 10, 12 (фиг.1).

Звукопоглощающее акустическое ограждение содержит гладкую 13 и перфорированную 14 стенки, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий 15, выполнен составного профиля, а другой, мягкий 16, выполнен прерывистым в виде прерывистых звукопоглотителей и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 15. Составной профиль 15 звукопоглощающего слоя выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а геометрически он состоит из чередующихся сферических поверхностей 15 и плоских поверхностей 18 с резонансными отверстиями 19. Прерывистый звукопоглотитель 16, расположенный в фокусе сферической поверхности 15, выполнен в форме тел вращения, например сферы, эллипсоида, конуса, усеченного конуса, и крепится на перфорированной стенке 14 с помощью штырей 17, один конец которых жестко закреплен на перфорированной стенке 14, а другой выполнен заостренным и расположен в теле прерывистых звукопоглотителей 16. Резонансные отверстия 19 являются горловинами резонаторов Гельмгольца, образованных соответствующими полостями между гладкой стенкой 13 и составным профилем 15.

Звукопоглощающее акустическое ограждение работает следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 14 акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12, попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала 16 (например выполненного из базальтового или стеклянного волокна), который выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями составного профиля 15. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора у стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.

Для получения наибольшей эффективности шумоглушения производственное помещение, где установлено звукопоглощающее акустическое ограждение, имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: a=H/W=0,2...0,4; b=D/W=3,0...5,0, где Н - высота, W - ширина, D - длина помещения.

При этом отношения параметров помещения к размерам звукопоглощающего акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: а/Н₁=0,004...0,005; b/Н₂=0,1...0,15, где Н₁ - толщина акустического ограждения, Н₂ - расстояние от гладкой стенки помещения до первого составного слоя звукопоглощающего материала.

Отношения параметров звукопоглощающего акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: Н₁/Н₂=1,2...1,35; d/H₂=0,6...1,25; t/d=2,5...4,5: где Н₁ - толщина акустического ограждения, Н₂ - расстояние от гладкой стенки помещения до первого составного слоя звукопоглощающего материала, d - максимальный диаметр тел вращения прерывистого звукопоглотителя, расположенного в фокусе составного первого слоя, t - шаг расположения тел вращения.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки акустического ограждения на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.

Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах текстильной и других отраслей народного хозяйства.

1. Звукопоглощающее акустическое ограждение производственного помещения, содержащее профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, причем одна из стенок выполнена гладкой, а звукопоглощающий материал расположен в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен под поверхностями первого слоя, отличающееся тем, что звукопоглощающее ограждение производственного помещения содержит каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, содержащие гладкую и перфорированную стенки, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен составным, состоящим из чередующихся сферических поверхностей и плоских поверхностей с резонансными отверстиями, а другой - мягкий, выполнен прерывистым в виде прерывистых звукопоглотителей и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, причем составной слой выполнен из звукопоглощающего материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а прерывистый звукопоглотитель, расположенный в фокусе составного слоя, выполнен в форме тел вращения, например сферы, эллипсоида, конуса, усеченного конуса, и закреплен на перфорированной стенке с помощью штырей, один конец которых жестко закреплен на перфорированной стенке, а другой выполнен заостренным и расположен в теле прерывистых звукопоглотителей.

2. Звукопоглощающее акустическое ограждение по п.1, отличающееся тем, что производственное помещение, где установлено звукопоглощающее акустическое ограждение, имеет параметры, которые находятся в следующих оптимальных интервалах величин: a=H/W=0,2...0,4; b=D/W=3,0...5,0, где Н - высота, W - ширина, D - длина помещения.

3. Звукопоглощающее акустическое ограждение по п.1, отличающееся тем, что отношения параметров помещения к размерам звукопоглощающего акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: a/H₁=0,004...0,005: b/H₂=0,1...0,15, где H₁ - толщина акустического ограждения, H₂ - расстояние от гладкой стенки помещения до первого составного слоя звукопоглощающего материала.

4. Звукопоглощающее акустическое ограждение по п.1, отличающееся тем, что отношения параметров звукопоглощающего акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: Н₁/Н₂=1,2...1,35; d/H₂=0,6...1,25: t/d=2,5...4,5; где H₁ - толщина акустического ограждения, Н₂ - расстояние от гладкой стенки помещения до первого составного слоя звукопоглощающего материала, d - максимальный диаметр тел вращения прерывистого звукопоглотителя, расположенного в фокусе составного первого слоя, t - шаг расположения тел вращения.