ШУМОПОНИЖАЮЩИЙ ЭКРАН

Заявленное техническое решение относится к шумопонижающим конструкциям и, в частности, к шумоизоляционным экранным элементам, предназначенным для защиты урбанизированных территорий от негативного шумового воздействия транспортных средств, промышленного оборудования и т.д.
Из предшествующего уровня техники известна панель из слоистых однородных звукопоглощающих материалов, используемая в строительстве и в машиностроении для защиты человека от шума [1, с.71-75, рис.25]. Недостатком ее является невысокая эффективность звукопоглощения при широком интервале частот акустического поля.
Задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в расширении возможности адаптации спектра поглощаемых экраном частот к условиям конкретной урбанизированной зоны, что, в конечном результате, обеспечивает повышение эффективности защиты от акустического загрязнения.
Поставленная цель достигается за счет того, что экран составляется из герметично соединенных панели и короба, выполненных из плотных материалов, причем на поверхности панели выполнены отверстия в виде вертикально расположенных щелей, при этом профиль короба построен таким образом, чтобы расстояние между внутренними поверхностями задней стенки короба и панели было непостоянным, а ширина щели, ее глубина и изменяющееся по вертикали расстояние между внутренними поверхностями задней стенки короба и панели выбираются таким образом, чтобы в соответствии с зависимостью , где h - расстояние между внутренними поверхностями панели и задней стенки короба, м; b - ширина щели, м; f - резонансная частота, Гц; L - расстояние между щелями, м; l - глубина щели, м; с - скорость звука в воздухе при 20°C, обеспечить требуемый спектр поглощаемых частот.
Дополнительно, выбор соотношения размеров может осуществляться соответствии с зависимостью .
Дополнительно, шумопонижающий экран может иметь ребра жесткости, связывающие между собой короб и панель.
Дополнительно, щелевая перфорация может выполняться с профилем переменной ширины.
Дополнительно, щелевая перфорация может выполняться с профилем переменной глубины.
Дополнительно, щели могут содержать демпфирующий материал.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение возможности адаптации спектральных характеристик поглощаемых экраном звуковых частот к условиям применения и повышение эффективности защиты от акустошумового загрязнения.
На фиг.1 представлен шумопонижающий экран со стороны передней панели. На фиг.2 - разрез A-A фиг.1, на фиг.3 - разрез экрана с демпфирующим материалом в горловине резонатора, а на фиг.4 - разрез экрана с установленными ребрами жесткости.
Шумопонижающий экран состоит из панели 1 с отверстиями 2, а также короба 3. Кроме того, в состав устройства могут входить ребра жесткости 4 и демпфирующий материал 5.
Герметичное соединение панели 1 и короба 3 создает замкнутый объем. Наличие щелей 2 на панели 1 обеспечивает образование совокупности резонаторов Гельмгольца, что и позволяет реализовать поглощение (ослабление) акустошумового сигнала, достигающего зоны установки экрана. Ширина и глубина щели 2, расстояние между внутренними поверхностями задней стенки короба 3 и панели 1 определяются исходя из диапазона частот, в котором необходимо обеспечить шумопоглощение. Таким образом, устройство реализует совокупность резонаторов Гельмгольца щелевого типа. При достижении зоны установки шумопоглотителя распространяющегося в урбанизированной среде акустошумового сигнала, обеспечивается его поглощение. Наличие ребер жесткости 4 повышает жесткость конструкции, увеличивая способность резонаторов к поглощению сигналов. Демпфирующий материал 5 обеспечивает повышение активного акустического сопротивления и, как следствие, коэффициента поглощения резонатора в целом.
Резонансная частота f резонатора Гельмгольца для случая выполнения отверстий в виде щелей определяется выражением , где b - ширина щели, м; L - расстояние между отверстиями, м; h - расстояние между внутренними поверхностями панели и задней стенки короба, м; l -глубина щели, м; с - скорость звука в воздухе при 20°С [2, стр.66]. Проведя несложные преобразования, получим выражения для вычисления одного из определяемых параметров при заданных остальных, например .
При известном диапазоне частот, в котором необходимо осуществить поглощение, может быть сформирован такой профиль задней стенки короба или размеры щели, при которых обеспечивается эффективное поглощение акустического шума в выбранном диапазоне частот.
Источники информации
1. Е.Я. Юдин и др. Звукопоглощающие материалы. - М.: Стройиздат, 1966.
2. Булкин В.В., Беляев В.Е., Сергеев В.Н. Конструкторские расчеты элементов РЭС в условиях механических и акустических воздействий: Учеб. пособие / Под ред. В.В. Булкина. - Муром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2004. -132 с.