Ограждение акустическое

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. Ограждение акустическое 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. Звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал. Более жесткий слой звукопоглощающего материала выполнен сплошным и профилированным сложного профиля, состоящего из наклонных граней, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями, а мягкий слой выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями жесткого слоя, причем жесткий слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а элементы прерывистого слоя выполнены в виде конуса, многогранной пирамиды или фигуры вращения, образованной кривой n-го порядка. 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 ограждении акустическом, 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, звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным сложного профиля, состоящего из наклонных граней, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями, а другой - мягкий, выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя, причем сплошной профилированный слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а элементы прерывистого слоя выполнены в виде конуса, многогранной пирамиды или фигуры вращения, образованной кривой n-го порядка.

На фиг.1 изображена схема помещения, на фиг.2 - конструкция акустического ограждения помещения.

Ограждение акустическое 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). Акустические ограждения (фиг.2) выполнены в виде жестких 13 и перфорированных стенок 14, между которыми расположен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий 20, выполнен сплошным и профилированным сложного профиля, состоящего из наклонных граней 15 и 17, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями 18 (или в виде конических поверхностей). Между гранями 15, 17, 18 и слоем 20 с одной стороны и жесткой стенкой 13 расположен звукопоглощающий материал 19, имеющий более высокий коэффициент звукопоглощения по сравнению со слоем 16, который выполнен прерывистым, например в виде конуса, который расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя 20. Сплошной профилированный слой 20 звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения.

Оборудование 11 установлено на виброизолирующие опоры (на чертеже не показано), оконные проемы 2 и 8 содержат вакуумные звукоизолирующие стеклопакеты, а в качестве звукопоглощающего материала акустических ограждений помещения и элементов звукопоглотителей используется металлокерамика со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30...45%, или используется элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас (на чертеже не показано), или элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона или камня-ракушечника (на чертеже не показано). Предложенное акустическое ограждение обеспечивает оптимальное снижение шума при следующих параметрах:

а=H/W=0,2...0,4; b=D/W=3,0...5,0, где Н - высота, W - ширина, D - длина помещения;

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;

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.

Ограждение акустическое помещения 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 первого слоя 20. 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, о 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. Часть звуковой энергии отражается от более жесткой профилированной поверхности 20 и попадает, фокусируясь, на слои мягкого звукопоглощающего материала 16, выполненного прерывистым, элементы которого выполнены в виде конуса, многогранной пирамиды или фигуры вращения, образованной кривой n-го порядка.

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

Предложенная авторами конструкция звукопоглощающих элементов помещения является эффективным способом борьбы с производственными шумами.

1. Ограждение акустическое, содержащие 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 звукопоглощающие элементы помещения содержат каркас, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников и акустические ограждения, выполненные в виде жестких и перфорированных стенок, между которыми расположен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным сложного профиля, состоящего из наклонных граней, направленных вниз и соединенных с горизонтальными гранями, а другой - мягкий, выполнен прерывистым и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя, причем сплошной профилированный слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а элементы прерывистого слоя выполнены в виде конуса, многогранной пирамиды или фигуры вращения, образованной кривой n-го порядка.

2. Ограждение акустическое 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. Ограждение акустическое 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 Н - толщина акустического ограждения, Н₂ - расстояние от гладкой стенки помещения до первого составного слоя звукопоглощающего материала.

4. Ограждение акустическое по п.1, отличающееся тем, что отношения параметров звукопоглощающего акустического ограждения находятся в следующих оптимальных интервалах величин: H₁/H₂=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.