Звукопоглощающее устройство

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 устройство содержит профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала. Элементы звукопоглотителя содержат каркас, подвешиваемый за крючья, например, на тросах, либо непосредственно крепящийся к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая из которых - внешняя, выполнена перфорированной, вторая, связанная с первой посредством резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, заполняющего пространство между первой и второй кубическими поверхностями, и третья, расположенная внутри второй кубической поверхности и соединенная с резонансной вставкой большего диаметра,- выполнены жесткими. Звукопоглощающий материал, обернутый сетчатой капроновой тканью, расположен в промежутке между каркасами, которые соединены между собой посредством резонансных вставок и разного диаметра отверстий, причем в резонансных вставках могут быть размещены светильники с электропитанием, а заполнение выполнено звукопоглощающим негорючим материалом, например винипором, стекловолокном, с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя. 1 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., 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 устройстве, содержащем профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, элементы звукопоглотителя содержат каркас, подвешиваемый за крючья, например на тросах, либо непосредственно крепящегося к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая из которых - внешняя выполнена перфорированной, вторая, связанная с первой посредством резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, заполняющего пространство между первой и второй кубическими поверхностями, и третья, расположенная внутри второй кубической поверхности и соединенная с резонансной вставкой большего диаметра, - выполнены жесткими, причем звукопоглощающий материал, обернутый сетчатой капроновой тканью, расположен в промежутке между каркасами, которые соединены между собой посредством резонансных вставок и разного диаметра отверстий, причем в резонансных вставках могут быть размещены светильники с электропитанием, а заполнение выполнено звукопоглощающим негорючим материалом, например винипором, стекловолокном, с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.

На фиг.1 изображена схема помещения, на фиг.2 - конструкция элемента звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием.

Звукопоглощающие устройства производственного помещения содержат 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). Акустическое ограждение содержит гладкую и перфорированную стенки, между которыми размещен звукопоглощающий материал.

Элемент звукопоглотителя (фиг.2) над наиболее шумным технологическим оборудованием состоит из жесткого каркаса 13, подвешиваемого за крючья на тросах 14 к потолку 15 производственного здания. Каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая 13 из которых является внешней и перфорированной, вторая 25, связанная с первой 13 посредством резонансной вставки 21, размещенной в слое звукопоглощающего материала 17, заполняющего пространство между первой 13 и второй 25 кубическими поверхностями, и третья 16, расположенная внутри второй 25 кубической поверхностью и соединенная с резонансной вставкой 18 большего диаметра, - выполнены жесткими.

Звукопоглощающий материал 17 обернут сетчатой капроновой тканью и расположен в промежутке между внешней 13 и внутренней 25 поверхностями.

В резонансных вставках 18 могут быть размещены светильники 24 с электропитанием (на чертеже не показано). Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.

Отношение параметров высот кубических поверхностей к диаметрам резонансных вставок лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h=0,4...0,6, h₂/d₁=10...15, h₂/d₁=10...15, d/d₁=0,25...0,45, где h₂ - высота первой кубической поверхности, h - высота второй кубической поверхности, d - диаметр резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, d₁ - диаметр резонансной вставкой большего диаметра.

Звукопоглощающие устройства производственного помещения работают следующим образом.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12, попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна). 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 горловинах 18 и 21 резонаторов о стенки самой горловины. 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.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем 17 полостями. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных полостями 22 и 23. Различные объемы резонансных полостей служат для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило, большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 17, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей 23 увеличивается поверхность звукопоглощения и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного звукопоглотителя 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 техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах текстильной и других отраслей народного хозяйства.

1. Звукопоглощающее устройство, содержащие профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, отличающееся тем, что элементы звукопоглотителя содержат каркас, подвешиваемый за крючья, например, на тросах, либо непосредственно крепящийся к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая из которых - внешняя выполнена перфорированной, вторая, связанная с первой посредством резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, заполняющего пространство между первой и второй кубическими поверхностями, и третья, расположенная внутри второй кубической поверхности и соединенная с резонансной вставкой большего диаметра, - выполнены жесткими, причем звукопоглощающий материал, обернутый сетчатой капроновой тканью, расположен в промежутке между каркасами, которые соединены между собой посредством резонансных вставок и разного диаметра отверстий, причем в резонансных вставках могут быть размещены светильники с электропитанием, а заполнение выполнено звукопоглощающим негорючим материалом, например винипором, стекловолокном с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.

2. Звукопоглощающее устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение параметров высот кубических поверхностей к диаметрам резонансных вставок лежит в оптимальном интервале величин

h₂/h=0,4...0,6, h₂/d₁=10...15, h₂/d₁=10...15, d/d₁=0,25...0,45, где h₂ - высота первой кубической поверхности, h - высота второй кубической поверхности, d - диаметр резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, d₁ - диаметр резонансной вставкой большего диаметра.