Звукоизолирующий кожух со встроенной системой виброизоляции
Изобретение относится к звукоизоляции оборудования со средствами широкополосного шумоглушения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума. Технический результат заключается в повышении эффективности глушения шума. Звукоизолирующий кожух со встроенной системой виброизоляции выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование. Технологическое оборудование установлено на по крайней мере четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания. Между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, внутри кожуха установлен вентилятор, а в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы, внутренние стенки которых обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом. В кожухе предусмотрены глушители шума, установленные на входном и выходном вентиляционных каналах. На внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция. Каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой и соосных корпусу верхнего и нижнего дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем. Диски установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения, а в нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса демпфера. Полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения. Верхняя поверхность верхнего диска поршня демпфера упирается в нижнюю поверхность упругого элемента, а силовое замыкание упругого элемента с демпфером обеспечивается посредством пружины, расположенной в нижней части поршня. В корпусе демпфера предусмотрен стопорный элемент, контактирующий с верхней поверхностью верхнего диска поршня, удерживая поршень в исходном состоянии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к звукоизоляции оборудования.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустический кожух для оборудования по патенту РФ №2311286 (прототип), содержащий корпус и расположенные внутри него демпфирующие элементы.
Недостатком известных устройств является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет отсутствия глушителей шума в отверстиях кожуха, предназначенных для соблюдения теплового баланса.
Технический результат - повышение эффективности глушения шума.
Это достигается тем, что в звукоизолирующем кожухе с системой виброизоляции технологического оборудования, выполненном в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на по крайней мере четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания, при этом между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования к звукоизолирующему ограждению кожуха, а для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса внутри кожуха установлен вентилятор, причем в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки вентиляционных каналов обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом типа «повиден», при этом для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы в кожухе предусмотрены глушители шума, установленные соответственно на входном и выходном вентиляционных каналах, при этом на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция.
На фиг. 1 представлена схема звукоизолирующего кожуха со встроенной системой виброизоляции, состоящей по крайней мере из четырех виброизолирующих опор 12 и 13, на фиг. 2, 3 - схема варианта виброизолятора системы виброизоляции кожуха.
Звукоизолирующий кожух (фиг. 1) со встроенной системой виброизоляции охватывает технологическое оборудование 1, которое установлено на перекрытии 5 здания. Звукоизолирующий кожух установлен посредством по крайней мере четырех виброизолирующих опор 12 и 13, выполненных из упругого материала, например мягкой резины, полиуретана. Звукоизолирующий кожух 6 облицован с внутренней стороны звукопоглощающим элементом 7 и имеет форму прямоугольного параллелепипеда с вырезом в его нижней грани под основание 2 технологического оборудования 1. Основание 2 технологического оборудования 1 установлено на по крайней мере четыре виброизолирующих опоры 3 и 4, которые базируются на перекрытии 5 производственного здания, при этом между основанием 2 технологического оборудования 1 и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования 1 к звукоизолирующему ограждению 6. Для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса внутри кожуха установлен вентилятор 15 с вентиляционными каналы 8 и 9 для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки 10 вентиляционных каналов 8 и 9 обработаны звукопоглощающим материалом 11 и акустически прозрачным материалом типа «повиден». Для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы в кожухе предусмотрены глушители шума 14 и 16, установленные соответственно на входном 8 и выходном 9 вентиляционных каналах.
На фиг. 2 представлен общий вид виброизолятора встроенной системой виброизоляции, на фиг. 3 - фронтальный разрез виброизолятора.
Виброизолятор выполнен с демпфером сухого трения и содержит корпус, выполненный в виде цилиндра 19 с днищем 18, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой и соосных корпусу верхнего 20 и нижнего 21 дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем 22. Причем диски 20 и 21 установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, например металлическая стружка, пластмассовые или металлические шарики, т.е. выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения. В нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина 25, расположенная между поршнем и днищем 18 корпуса демпфера, причем полость 24 между поршнем и днищем 28 корпуса, в которой расположена пружина 25, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например песком, или шариками, или элементами сетчатой структуры. При этом плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2 … 2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 … 0,15 мм. Верхняя поверхность верхнего диска 20 поршня демпфера упирается в нижнюю поверхность упругого элемента 27, например, тарельчатого типа, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого элемента 27 с демпфером обеспечивается посредством пружины 25, расположенной в нижней части поршня, при этом для фиксации поршня в корпусе демпфера сухого трения предусмотрен стопорный элемент 26, выполненный, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра 19 корпуса, при этом стопорный элемент 26 контактирует с верхней поверхностью верхнего диска 20 поршня, удерживая поршень в исходном состоянии.
Пружина 25, расположенная в нижней части поршня демпфера сухого трения, осуществляющая силовое замыкание демпфера, может быть выполнена в виде винтовой конической равночастотной пружины (на чертеже не показаны). Пружина 25, расположенная в нижней части поршня демпфера сухого трения, осуществляющая силовое замыкание, может быть выполнена в виде рессорной равночастотной пружины (на чертеже не показаны). Возможен вариант, когда в качестве фрикционного материала 23, расположенного между верхним 20 и нижним 21 дисками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.
Виброизолятор с демпфером сухого трения работает следующим образом.
Днище 18 корпуса, в котором расположен поршень, закрепляется на основании 17, которое необходимо защищать от колеблющегося объекта 28.
При колебаниях вибрирующего объекта 28, установленного на упругом элементе 27, обеспечивается пространственная виброзащита основания 17 и защита его от ударов. Причем жесткость упругого элемента 27, за счет его конструктивного исполнения, может быть подобрана в любом требуемом диапазоне сочетания по главным осям вибрации, например, большей в горизонтальном направлении, нежели в вертикальном, и наоборот, и т.д. во всех сочетаниях как линейных, так и угловых колебаний. Демпфер сухого трения способствует расширению частотного диапазона гашения вибраций и повышает эффективность виброзащиты на резонансе. Кроме того, горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента 27 относительно поршня демпфера, что в целом обеспечивает вибрирующему объекту 28 определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости. Виброизолятор воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на технологическое оборудование 1, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Кроме того, снижаются динамические нагрузки на перекрытие 5 здания, в котором установлено технологическое оборудование 1.
1. Звукоизолирующий кожух со встроенной системой виброизоляции, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на по крайней мере четыре виброизолирующих опоры, которые базируются на перекрытии здания, при этом между основанием технологического оборудования и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполнен зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования к звукоизолирующему ограждению кожуха, а для обеспечения требуемого микроклимата при выполнении технологического процесса внутри кожуха установлен вентилятор, причем в звукоизолирующем ограждении выполнены вентиляционные каналы для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки вентиляционных каналов обработаны звукопоглощающим материалом и акустически прозрачным материалом типа «повиден», при этом для снижения аэродинамического шума вентиляционной системы в кожухе предусмотрены глушители шума, установленные соответственно на входном и выходном вентиляционных каналах, при этом на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения закреплен звукопоглощающий элемент в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, отличающийся тем, что каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и размещенный в нем поршень, корпус выполнен в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень, состоящий из параллельных между собой и соосных корпусу верхнего и нижнего дисков, жестко соединенных между собой осесимметричным стержнем, причем диски установлены относительно внутренней поверхности корпуса с зазором, а между ними расположен фрикционный материал, выбираемый в зависимости от требуемого коэффициента трения, а в нижнюю поверхность нижнего диска упирается пружина, расположенная между поршнем и днищем корпуса демпфера, причем полость между поршнем и днищем корпуса, в которой расположена пружина, заполнена фрикционным материалом с более высоким коэффициентом трения, например элементами сетчатой структуры, при этом плотность элементов сетчатой структуры находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов – сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм, при этом верхняя поверхность верхнего диска поршня демпфера упирается в нижнюю поверхность упругого элемента, например, тарельчатого типа, что обеспечивает возможность их взаимного перемещения, а силовое замыкание упругого элемента с демпфером обеспечивается посредством пружины, расположенной в нижней части поршня, а для фиксации поршня в корпусе демпфера предусмотрен стопорный элемент, выполненный, например, в виде стопорного кольца, фиксируемого в канавке внутренней поверхности цилиндра корпуса, при этом стопорный элемент контактирует с верхней поверхностью верхнего диска поршня, удерживая поршень в исходном состоянии.
2. Звукоизолирующий кожух по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фрикционного материала, расположенного между буртиками поршня, используется спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь – остальное.
