АКУСТИЧЕСКИЙ ЭКРАН ДЛЯ ПРЯДИЛЬНЫХ МАШИН
ACOUSTIC SCREEN FOR SPINNING MACHINES

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода веретен прядильных машин.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустический экран для прядильных машин с прядильной самокруточной камерой (ПСК), служащий для глушения шума на машине, создаваемого блоком аэродинамических крутильных устройств (АКУ), известный из патента РФ №2351698 (прототип).
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в акустическом экране для прядильных машин, содержащим крышку, на которой закреплен слой звукопоглощающего элемента, герметично закрывающую блок аэродинамического крутильного устройства вместе с исходным продуктом и валиком вытяжного прибора с приводным ремнем, звукопоглощающий элемент выполнен в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, причем сплошной профилированный слой звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом, что в целом каждый из профилей образует цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель, который расположен в фокусе сплошного профилированного слоя, выполненного в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней, параллельных перфорированной стенке и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей.
На фиг.1 изображен акустический экран в разрезе, на фиг.2 - вид сверху фиг.1, на фиг.3 - схема звукопоглощающего элемента экрана.
2
1
2
2
2
1
2
1
Акустический экран для прядильных машин содержит звукоизолирующую крышку 1, герметично закрывающую блок 4 АКУ вместе с исходным продуктом 5 (например, ровницей), валиком 7 вытяжного прибора и ремнем 6. К внутренней поверхности крышки 1 прикреплен звукопоглощающий элемент 2 экрана. На валике 7 общей длиной L и внешним диаметром D выполнены по крайней мере три проточки (на чертеже не показано) диаметром d: центральная проточка длиной L и боковые проточки длиной L. Отношение внешнего диаметра D валика 7 вытяжного прибора к диаметру d проточек лежит в оптимальном интервале величин: D/d=1,04… 1,05, а отношение общей длины L валика 7 к длине L центральной проточки лежит в оптимальном интервале величин: L/L=4,3… 4,4, а отношение длины L центральной проточки к длине L боковых проточек лежит в оптимальном интервале величин: L/l=2,0… 2,2. Расстояние В от торцов валика 7 до последних боковых проточек равно 5 мм (на чертеже не показано).
Звукопоглощающий элемент 2 экрана (фиг.3) выполнен в виде гладкой 8 и перфорированной 9 стенок, между которыми размещен звукопоглощающий материал, расположенный в два слоя, один из которых, более жесткий 10, выполнен сплошным и профилированным, а другой, мягкий 11, выполнен прерывистым и расположен в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя 10.
Сплошной профилированный слой 10 звукопоглощающего материала выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, причем профили 12 образованы сферическими поверхностями, соединенными между собой таким образом; что в целом каждый из профилей 12 образует цельный куполообразный профиль; фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель 11. Прерывистый звукопоглотитель 11, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 10 выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 13, параллельных перфорированной стенке 9 и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей (на чертеже не показано).
3
Звукопоглощающий материал звукопоглощающего элемента 2 экрана может быть выполнен на основе алюминийсодержащих 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, или из мягкого вспененного пористого шумопоглощающего материала, например вспененного пенополиуретана или пенополиэтилена, или из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия.
Звукопоглощающий материал звукопоглощающего элемента 2 экрана может быть 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».
Звукопоглощающий материал звукопоглощающего элемента 2 экрана может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3… 2,5 мм (на чертеже не показано).
Акустический экран для прядильных машин работает следующим образом.
Звуковая энергия, излучаемая блоком 4 АКУ, приводом 6 и вращающимся валиком 7, попадает на стенки корпуса 1, облицованные звукопоглощающим материалом 2. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой 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. Предложенный авторами акустический экран является эффективным средством борьбы с производственными шумами, причем он прост в обслуживании и изготовлении.
Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 9, падает на прерывистый звукопоглотитель 11, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 10, который выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 10 звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, фокусирующий отраженный звук на один и тот же мягкий звукопоглотитель 11. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой 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. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой 9 (на чертеже не показано).