МНОГОСЛОЙНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОЧЕТОВА
KOCHETOV MULTILAYER COMBINED STRUCTURE

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений, и других звукопоглощающих конструкциях.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукопоглощающий элемент, применяемый в качестве облицовки производственных помещений, известный из патента РФ №2463412 (прототип).
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет наличия пустот между слоями, где отсутствует поглощение звука между слоями звукопоглотителя.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом.
3
Это достигается тем, что в многослойной комбинированной конструкции, содержащей гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена комбинированная конструкция, выполненная сложной формы и представляющая чередование звукопоглощающих сплошных участков и пустотелых участков, заполненных звукопоглощающим материалом, сплошные участки, в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями, расположенными перпендикулярно гладкой и перфорированной поверхностям и закреплены к гладкой поверхности, а также двумя, связанными с ними и наклонными, относительно гладких призматических поверхностей, поверхностями сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую поверхность, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной поверхности, при этом к гладкой поверхности прикреплены шумопоглощающие рельефные элементы: звукопоглощающие элементы, выполненные в виде тетраэдров, которые чередуются с резонансными элементами, выполненными в виде конусов с резонансными втулками, внешние поверхности которых покрыты звукопоглощающими коническими оболочками, при этом в качестве материала резонансных элементов, выполненных в виде конусов, применен жесткий звукоотражающий материал на основе алюминесодержащих 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, например пеноалюминий.
На чертеже изображена схема звукопоглощающего элемента.
Звукопоглощающий элемент содержит гладкую 1 и перфорированную 2 поверхности, между которыми размещена многослойная комбинированная конструкция.
Многослойная комбинированная конструкция выполнена сложной формы и представляет собой чередование звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4, заполненных звукопоглощающим материалом. Сплошные участки 3 в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями 5, расположенными перпендикулярно гладкой 1 и перфорированной 2 поверхностям и закрепленными к гладкой 1 поверхности, а также двумя, связанными с ними и наклонными, относительно гладких призматических поверхностей 5, поверхностями 6 сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую или волнистую, или образованную сферическими участками форму (на чертеже не показано) поверхность, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной 2 поверхности. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4 применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool» или минеральная вата типа «URSA». Возможен вариант, когда пустотелые участки 4 заполнены звукопоглощающим материалом в виде вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, или строительно-монтажной пеной. Причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности 2, обращенная в сторону многослойной комбинированной конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Коэффициент перфорации перфорированной поверхности 2 принимается равным или более 0,25.
К гладкой 1 поверхности прикреплены шумопоглощающие рельефные элементы: звукопоглощающие элементы 7, выполненные в виде тетраэдров, которые чередуются с резонансными элементами 8, выполненными в виде конусов с резонансными втулками 9, внешние поверхности которых покрыты звукопоглощающими коническими оболочками 10. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих элементов 7, выполненных в виде тетраэдров, применена базальтовая вата типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком.
3
В качестве материала резонансных элементов 8, выполненных в виде конусов, применен жесткий звукоотражающий материал на основе алюминесодержащих 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, например, пеноалюминий.
Возможен вариант, когда в качестве материала резонансных элементов 8, выполненных в виде конусов, применен жесткий вибродемпфирующий материал, например пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».
Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.
Звуковая энергия ослабевает, пройдя через многослойную комбинированную конструкцию, выполненную сложной формы и представляющую собой чередование звукопоглощающих сплошных участков 3 и пустотелых участков 4, заполненных звукопоглощающим материалом, причем снижаются уровни звукового давления в помещении или окружающем пространстве, при этом осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения, колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя.