Штучный звукопоглотитель
Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума. Технический результат заключается в повышении эффективности шумоглушения. Штучный звукопоглотитель состоит из перфорированного каркаса, заполненного звукопоглощающим материалом, помещенным в защитную оболочку, каркас выполнен из жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочки, которая посредством жестких верхнего и нижнего плоских оснований соединена с жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой. Полость между оболочками заполнена звукопоглощающим материалом, например минеральной ватой на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральной ватой типа «URSA». Звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден». К основаниям каркаса, внутри его, осесимметрично и коаксиально внутренней цилиндрической оболочке каркаса с образованием полости закреплен цилиндрический полый стержень, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, а к жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочке каркаса прикреплена резонансная часть звукопоглотителя, выполненная в виде по крайней мере двух горловин резонатора Гельмгольца, выполненных в виде цилиндрических трубок, жестко соединенных с внешней цилиндрической оболочкой каркаса и установленных перпендикулярно его оси. Полости трубок соединены с полостью, образованной жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и стержнем и служащей резонансной полостью резонатора Гельмгольца, объем которой рассчитывается на требуемые частоты, уровень шума на которых необходимо уменьшить с помощью резонансной части звукопоглотителя. Цилиндрический полый стержень, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, содержит по крайней мере две резонансные камеры, соединенные между собой резонансной вставкой, которая в свою очередь соединена резонансной вставкой с резонансной полостью резонатора Гельмгольца, образованной основаниями каркаса, его внутренней цилиндрической оболочкой и внешней цилиндрический оболочкой полого стержня, выполненной из звукоотражающего материала. 2 ил.
Изобретение относится к промышленной акустике.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель по патенту РФ №2531152, кл. Е04В 1/84, [прототип], содержащий каркас со звукопоглощающей облицовкой, систему подвеса.
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе, состоящем из перфорированного каркаса, заполненного звукопоглощающим материалом, помещенным в защитную оболочку, каркас выполнен из жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочки, которая посредством жестких верхнего и нижнего плоских оснований соединена с жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой, при этом полость между оболочками заполнена звукопоглощающим материалом, например минеральной ватой на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральной ватой типа «URSA», причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», при этом к основаниям каркаса, внутри его, осесимметрично и коаксиально внутренней цилиндрической оболочке каркаса с образованием полости закреплен цилиндрический полый стержень, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, а к жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочке каркаса прикреплена резонансная часть звукопоглотителя, выполненная в виде по крайней мере двух горловин резонатора Гельмгольца, выполненных в виде цилиндрических трубок, жестко соединенных с внешней цилиндрической оболочкой каркаса и установленных перпендикулярно его оси, при этом полости трубок соединены с полостью, образованной жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и стержнем и служащей резонансной полостью резонатора Гельмгольца, объем которой рассчитывается на требуемые частоты, уровень шума на которых необходимо уменьшить с помощью резонансной части звукопоглотителя.
На фиг. 1 изображен общий вид штучного звукопоглотителя, на фиг. 2 - разрез А-А, перпендикулярно оси штучного звукопоглотителя.
Штучный звукопоглотитель (фиг. 1) содержит каркас, который выполнен из жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочки 1, которая посредством жестких верхнего 3 и нижнего 4 плоских оснований соединена с жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой 2, при этом полость между оболочками 1 и 2 заполнена звукопоглощающим материалом 5, например минеральной ватой на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральной ватой типа «URSA», причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
К основаниям 3 и 4 каркаса 1, внутри его, осесимметрично и коаксиально внутренней цилиндрической оболочке 2 каркаса с образованием полости 8 закреплен цилиндрический полый стержень 7, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом 6. К жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочке 1 каркаса прикреплена резонансная часть (фиг. 2) звукопоглотителя, выполненная в виде по крайней мере двух горловин 9 и 10 резонатора Гельмгольца, выполненных в виде цилиндрических трубок, жестко соединенных с внешней цилиндрической оболочкой 1 каркаса и установленных перпендикулярно его оси, при этом полости трубок соединены с полостью 8, образованной жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой 2 и стержнем 7 и служащей резонансной полостью резонатора Гельмгольца, объем которой рассчитывается на требуемые частоты, уровень шума на которых необходимо уменьшить с помощью резонансной части (фиг. 2) звукопоглотителя.
Возможен вариант, когда на одной из горловин, например горловине 9 резонатора, выполнены дополнительные резонансные отверстия 11 и 12, соединенные с полостью 8.
К верхнему основанию 3 каркаса шарнирно закреплен элемент 13, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения.
Перфорированная внешняя жесткая цилиндрическая оболочка 1 каркаса имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10% ÷ 15%, причем по форме отверстия могут быть выполнены в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного профиля, при этом в случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.
В качестве звукоотражающего материала цилиндрического полого стержня 7 используется пеноалюминий, или металлокерамика, или металлопоролон.
Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь от объекта интенсивного шумоизлучения (не показано), взаимодействуют со звукопоглощающим материалом 5, где подавляются шумы в различных полосах частот, например на низких и средних частотах соответственно. Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных горловинами 9 и 10 резонатора Гельмгольца, выполненных в виде цилиндрических трубок, жестко соединенных с внешней цилиндрической оболочкой 1 каркаса и установленных перпендикулярно его оси, при этом горловины 9 и 10 резонатора соединены с полостью 8, служащей резонансной полостью резонатора Гельмгольца.
Возможен вариант, когда цилиндрический полый стержень 7, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом 6, содержит по крайней мере две резонансные камеры 13 и 14, соединенные между собой резонансной вставкой 15, которая в свою очередь соединена резонансной вставкой 16 с резонансной полостью резонатора Гельмгольца 8, образованной основаниями 3 и 4 каркаса 1, его внутренней цилиндрической оболочкой 2 и внешней цилиндрический оболочкой полого стержня 7, выполненной из звукоотражающего материала.
Штучный звукопоглотитель, состоящий из перфорированного каркаса, заполненного звукопоглощающим материалом, помещенным в защитную оболочку, каркас выполнен из жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочки, которая посредством жестких верхнего и нижнего плоских оснований соединена с жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой, при этом полость между оболочками заполнена звукопоглощающим материалом, например минеральной ватой на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральной ватой типа «URSA», причем звукопоглощающий материал по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден», при этом к основаниям каркаса, внутри его, осесимметрично и коаксиально внутренней цилиндрической оболочке каркаса с образованием полости закреплен цилиндрический полый стержень, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, а к жесткой перфорированной внешней цилиндрической оболочке каркаса прикреплена резонансная часть звукопоглотителя, выполненная в виде по крайней мере двух горловин резонатора Гельмгольца, выполненных в виде цилиндрических трубок, жестко соединенных с внешней цилиндрической оболочкой каркаса и установленных перпендикулярно его оси, при этом полости трубок соединены с полостью, образованной жесткой внутренней коаксиально расположенной цилиндрической оболочкой и стержнем и служащей резонансной полостью резонатора Гельмгольца, объем которой рассчитывается на требуемые частоты, уровень шума на которых необходимо уменьшить с помощью резонансной части звукопоглотителя, отличающийся тем, что цилиндрический полый стержень, выполненный из звукоотражающего материала, внутренняя полость которого заполнена звукопоглощающим материалом, содержит по крайней мере две резонансные камеры, соединенные между собой резонансной вставкой, которая в свою очередь соединена резонансной вставкой с резонансной полостью резонатора Гельмгольца, образованной основаниями каркаса, его внутренней цилиндрической оболочкой и внешней цилиндрический оболочкой полого стержня, выполненной из звукоотражающего материала.
