ШТУЧНЫЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ КОЧЕТОВА
KOCHETOV SINGLE-PIECE SOUND ABSORBER

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель по патенту РФ №2485256 [прототип], содержащий жесткий перфорированный каркас, внутри которого размещен звукопоглощающий материал, каркас выполнен из нижней части конической формы с крышкой, и верхней части цилиндрической формы, которая крепится к крышке нижней части перфорированного каркаса посредством вибродемпфирующей прокладки, позволяющей демпфировать высокочастотные колебания.
Недостатками этого штучного звукопоглотителя является сравнительно невысокая эффективность шумоподавления на низких и средних частотах из-за отсутствия объемных полостей для резонаторов Гельмгольца, и полостей, заполненных звукопоглотителем, т.е. поглотителей различной плотности.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения на высоких частотах путем введения в штучный звукопоглотитель объемных полостей для резонаторов Гельмгольца, которые повышают эффективность на высоких частотах.
Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе, содержащим звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе, каркас выполнен из двух частей, при этом нижняя, реактивная, часть выполнена в виде жесткой, полой конструкции цилиндро-конической формы, а верхняя, активная, часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней и нижней частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения, при этом вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен, по крайней мере один, винтовой звукопоглощающий элемент.
На чертеже показана схема штучного звукопоглотителя.
Штучный звукопоглотитель для транспортных объектов содержит жесткий каркас, который выполнен из двух частей, при этом нижняя 1, реактивная, часть выполнена в виде жесткой, полой конструкции цилиндро-конической формы, а верхняя 14, активная, часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки 12 с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом. Соединение верхней 14 и нижней 1 частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента 13, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения.
Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки 12 расположен, по крайней мере один, винтовой звукопоглощающий элемент 15, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку 12.
В нижней 1, реактивной части каркаса цилиндрическая часть 2 выполнена полой в виде резонансного глушителя Гельмгольца с горловинами резонатора 5, 6, 7 разного диаметра, расположенными в крышке 4 и основании 3 полого цилиндра, а также на его боковой поверхности, а полость конической части 11 представляет собой резонатор Гельмгольца с горловиной 6, расположенной в основании 3 цилиндра.
Винтовой звукопоглощающий элемент 15 выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость (на чертеже не показано), при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом (на чертеже не показано) с плотностью, меньшей, чем у винтового звукопоглощающего элемента 15.
Внутренние стенки полого каркаса цилиндро-конической формы выполнены жесткими, например, в конической части 11 - поверхность 9, а внешние 8 - перфорированными, а пространство между ними заполнено звукопоглотителем 10.
Отверстия в перфорированных стенках 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, а в качестве материала применены конструкционные материалы 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), или 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, или из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
Возможны варианты, когда в качестве звукоотражающего материала применен материал на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом;
в качестве звукопоглощающего материала использован полиэстер;
в качестве звукопоглощающего материала использован пористый волокнистый или пенистый звукопоглощающий материал, который выполнен на основе базальтовых или стеклянных волокон, или открытоячеистого пенополиуретана с защитной звукопрозрачной оболочки из тонкой стеклоткани или алюминизированной лавсановой пленки;
3
в качестве звукопоглощающего материала использован пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м и состоящий из 100 массовых частей перлита с диаметром частиц 0,5÷2,0 мм, 100÷200 массовых частей одного или нескольких спекающих материалов и 10÷20 массовых частей связующих материалов.
Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь на промышленном или транспортном объектах, взаимодействуют со звукопоглощающим материалом 10, расположенным в нижней 1 части каркаса, а также в перфорированной цилиндрической обечайке 12 и винтовом звукопоглощающем элементе 15 верхней 14 частей и нижней 1, подавляющих шумы соответственно в различных полосах частот, например на низких и средних частотах соответственно.
Соединение верхней 14 и нижней 1 частей посредством упругодемпфирующего элемента 13 позволяет демпфировать высокочастотные колебания, которые могут излучаться жестким каркасом, что позволяет его использовать для снижения шума на транспортных объектах.
Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями перфорированного каркаса. В нижней 1, реактивной части каркаса цилиндрическая часть 2 выполнена полой в виде резонансного глушителя Гельмгольца с горловинами резонатора 5, 6, 7 разного диаметра, при этом различные объемы резонансных полостей в нижней части конической формы - полость 11, и в цилиндрической - полость 2, 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 винтовым звукопоглощающим элементом 15 приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.