ШУМОПОГЛОЩАЮЩАЯ ПАНЕЛЬ
NOISE-ATTENUATING PANEL

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в частности в строительстве (архитектурные панели и экраны; облицовка зданий и помещений; шумопоглощающие панели для лифтовых шахт; шумопоглощающие щиты и экраны вдоль автомобильных дорог), в транспортном машиностроении (шумопоглощающие вставки в двери и кузов; облицовка капотов автомобилей; шумопоглощающие щиты для тоннелей метро), в авиационной и космической промышленности (шумоизоляция кожухов двигателей; шумоизоляция салонов летательных аппаратов) и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является шумопоглощающая панель по а.с. СССР №348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. (прототип), содержащая каркас и расположенный в его внутренней полости звукопоглощающий элемент.
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, упрощение и универсальность монтажа и улучшение эксплуатационных свойств за счет применения перспективных звукопоглощающих и защитно-декоративных материалов.
Это достигается тем, что в шумопоглощающей панели, содержащей каркас и расположенную в его внутренней полости шумопоглощающую вставку, каркас выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация, коэффициент перфорации которой принимается равным или более 0,25, а стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из шумопоглощающих элементов, имеющих каркас, вписанный в контур панели, при этом передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов 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 из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0,  отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1÷0,15, а отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4÷1,0.
На чертеже изображен общий вид шумопоглощающих элементов в разобранном виде.
1
2
1
2
Шумопоглощающая панель (не показана) содержит шумопоглощающую вставку, выполненную цельной или состоящей из шумопоглощающих элементов 3, имеющих каркас 1, вписанный в контур панели и расположенный в его внутренней полости. Каркас 1 выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 1 и задней 2 стенками панели, каждая из которых имеет П-образную форму, с боковыми ребрами 6, причем на передней стенке имеется щелевая перфорация 7 и 8, выполненная в виде прямоугольников и расположенная рядами с шириной рядов b и b, и расстоянием между ними h и h, причем смежные ряды расположены со смещением, а количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное. Коэффициент перфорации принимается равным или более 0,25. Стенки 1 и 2 панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками 4 и 5, которые могут быть выполнены с ячейками 9 и иметь П-образную форму.
Шумопоглощающая вставка выполнена цельной или состоящей из шумопоглощающих элементов 3, имеющих каркас, вписанный в контур панели, при этом передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов 3 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 из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и с покрытием толщиной 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0÷2,0, отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1÷0,15, а отношение толщины s звукопоглощающего материала к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4÷1,0.
Передняя и задняя стенки каркаса шумопоглощающих элементов выполнены из конструкционных материалов с нанесенной на их поверхностях с одной или двух сторон облицовкой в виде слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики, при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующим покрытием лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,54÷3,5).
Шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе, причем шумопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью.
Шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал, выполненный из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или камня ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%.
Шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал в виде элементов с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас.
Шумопоглощающий элемент шумопоглощающей вставки содержит звукопоглощающий материал в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, или полиуретана, или пластиката, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3÷2,5 мм (не показано).
Шумопоглощающая панель работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 1 и шумопоглощающий элемент 3, падает на стенку 2. Частично отраженные звуковые волны от стенки 2 попадают снова на шумопоглощающий элемент 3. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, 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 шумопоглощающего элемента 3. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между шумопоглощающим элементом 3 и стенками 1 и 2.
Предложенное техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах различных отраслей народного хозяйства, а также мобильных транспортных средств, и средством защиты окружающей среды от шумов.