ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ С СИСТЕМОЙ ШУМОГЛУШЕНИЯ
SOUNDPROOFING ENCLOSURE WITH SOUND ATTENUATING SYSTEM

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 его 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 ограждении с системой шумоглушения, выполненным в форме прямоугольного параллелепипеда, охватывающего технологическое оборудование, технологическое оборудование установлено на по крайней мере четыре виброизолирующие 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, а каждая из четырех виброизолирующих опор системы виброизоляции технологического оборудования выполнена в виде виброизолятора, содержащего корпус и упругий элемент из эластомера, корпус выполнен в виде прямоугольного основания, к которому присоединена крышка, а в основании выполнены установочные отверстия и центральное отверстие, а упругий элемент расположен между внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью установочного элемента, выполненного в виде втулки с центральным отверстием и буртиком, причем в нижней части упругий элемент имеет выемку в виде арки, а толщина эластомера над аркой и под буртиком составляет 10%… 20% от высоты упругого элемента.
На фиг. 1 представлена схема звукоизолирующего кожуха с системой виброизоляции технологического оборудования, на фиг. 2 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 3 - вид его сверху.
Звукоизолирующее ограждение (фиг. 1) с системой шумоглушения охватывает технологическое оборудование 1 и установлено на перекрытии 5 здания посредством по крайней мере четырех виброизолирующих опор 12 и 13, выполненных из упругого материала, например мягкой резины, полиуретана.
Звукоизолирующее ограждение 6 облицовано 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 виброизолирующие 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 каналами 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.
Расчет требуемой звукоизоляции кожуха, как негерметичного ограждения, дБ, проводят по следующей зависимости:
,
кож..тр
si
o
м
м
i
i
oi
i
2
2
2
где R - требуемая звукоизоляция кожуха, дБ, R - средняя звукоизоляция сплошной части ограждений i-го кожуха, дБ;  - реверберационный коэффициент звукопоглощения внутри i-го кожуха; где α - реверберационный коэффициент звукопоглощения для ограждений без звукопоглощающего материала; α - реверберационный коэффициент звукопоглощения звукопоглощающего материала; Σ S - площадь нанесения звукопоглощающего материала, м, τ - энергетический коэффициент прохождения звука через глушитель технологического отверстия (для простого отверстия τ=l, причем простым отверстием считается отверстие без глушителя шума, как в нашем случае); ΣS - суммарная площадь технологических отверстий для i-го кожуха машины, м; ΣS - суммарная площадь сплошной части ограждения, м.
На фиг. 2 представлен фронтальный разрез виброизолятора одной из четырех виброизолирующих опор 3 и 4 системы виброизоляции, на которой установлено технологическое оборудование 1, базирующееся на перекрытии 5 здания, на фиг. 3 - вид виброизолятора сверху.
Виброизолятор содержит корпус, выполненный в виде прямоугольного основания 17, к которому присоединена крышка 18. В основании 17 выполнены установочные отверстия 25 и центральное отверстие 26. Упругий элемент 21 расположен между внутренней поверхностью крышки 18 и внешней поверхностью установочного элемента 19, выполненного в виде втулки с центральным отверстием 20 и буртиком 22. Отверстие 20 соосно отверстию 26 в основании 17. В нижней части упругий элемент имеет выемку 23 в виде арки, а толщина эластомера над аркой и под буртиком 22 составляет 10%…20% от высоты упругого элемента.
Виброизолятор работает следующим образом.
При колебаниях технологического оборудования 1, установленного на перекрытии 5 здания, упругий элемент 21 воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.
Звукоизолирующее ограждение работает следующим образом.
Звукоизолирующий кожух 6 (фиг. 1) устанавливают на перекрытии 5 здания посредством по крайней мере четырех виброизолирующих опор 12 и 13, выполненных из упругого материала, например мягкой резины, полиуретана или виброизоляторов. Звукоизолирующее ограждение 6 облицовывают (закрепляют на нем) с внутренней стороны звукопоглощающим элементом 7. Звукоизолирующее ограждение 6 выполняют по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с вырезом в его нижней грани под основание 2 технологического оборудования 1. Основание 2 технологического оборудования 1 устанавливают на по крайней мере четыре виброизолирующие опоры 3 и 4 (фиг. 2 и 3), которые базируют на перекрытии 5 производственного здания, при этом между основанием 2 технологического оборудования 1 и вырезом в нижней грани прямоугольного параллелепипеда выполняют зазор, предназначенный для исключения передачи вибраций от технологического оборудования 1 к звукоизолирующему ограждению 6. В звукоизолирующем ограждении 6 выполняют вентиляционные каналы 8 и 9 для устранения перегрева оборудования, при этом внутренние стенки 10 вентиляционных каналов 8 и 9 обрабатывают звукопоглощающим материалом 11 и акустически прозрачным материалом типа «повиден». Звукопоглощающий элемент 7 закрепляют на внутренней поверхности звукоизолирующего ограждения 6 и выполняют в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещают многослойную звукопоглощающую конструкцию.
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. 4 представлена схема предлагаемого глушителя шума, на фиг. 5 - вид А на фиг. 1.
Пластинчатый глушитель шума (фиг. 1) содержит корпус 26 квадратного сечения с фланцем 3 для крепления через отверстия 4, жестко соединенный с торцевым впускным и выпускным патрубками (на чертеже не показаны), звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы (на чертеже не показаны), заполненные звукопоглотителем и расположенные в корпусе 26 с определенным шагом «а», и образующие в нем плоские каналы шириной «а». Оптимальные режимы работы глушителя имеют место при следующих условиях: отношение стороны А внутреннего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9; отношение стороны D внешнего сечения корпуса глушителя к его длине L лежит в оптимальном интервале величин: D/L=0,26…0,95; отношение ширины b пластин к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,05…0,5; отношение ширины «а» плоских каналов между пластинами к стороне корпуса глушителя А лежит в оптимальном интервале величин: а/А=0,05…0,5; ширина плоских каналов между пластинами и корпусом лежит в оптимальном интервале величин: 0…а/2.
Звукопоглощающие пластины 27 (фиг. 2) выполнены таким образом, что
отношение ширины пластины глушителя b к ее высоте лежит в оптимальном интервале величин: b/А=0,1…0,8; отношение ширины пластины глушителя b к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: b/L=0,1…0,54; отношение высоты пластины глушителя А к ее длине L лежит в оптимальном интервале величин: A/L=0,25…0,9.
Корпус 26 глушителя с патрубками и звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, выполнены из конструкционных материалов, с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщинами материала и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…3,5).
Корпус 26 глушителя и звукопоглощающие пластины 27, выполненные из каркаса, содержащего перфорированные листы, выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Коэффициент перфорации перфорированных листов принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрен акустически прозрачный материал (на чертеже не показан), например стеклоткань типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированным листом.
3
Звукопоглотитель выполнен из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглотитель выполнен на основе алюминиесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.
Звукопоглотитель выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. Звукопоглотитель выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм.
Пластинчатый глушитель шума работает следующим образом.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком сжатого воздуха поступают в полость корпуса 26 глушителя и взаимодействуют со звукопоглотителем пластин 27. Конструкция глушителя шума проста в изготовлении и обслуживании. 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 пластин 27.