ВОЗДУХОВОД С АКУСТИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВКОЙ
AIR CIRCUIT WITH ACOUSTIC TREATMENT

Изобретение относится к вентиляции и кондиционированию производственных помещений, в частности к элементам снижения шума систем вентиляции и кондиционирования промышленных предприятий.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является воздуховод системы вентиляции и кондиционирования по патенту РФ №2305157, кл. Е04В 1/84; В24F 7/04, (прототип), выполненный из коробчатых секций, соединенных при помощи замковых устройств и содержащих акустическую облицовку.
Недостатками известного воздуховода являются низкая звукоизолирующая способность и возбуждение изгибных колебаний стенок, в результате чего каналы являются источниками аэродинамического и структурного шумов.
Технический результат - снижение аэродинамического и структурного шумов, упрощение монтажа и демонтажа и обеспечение в помещениях повышенной комфортности.
3
Это достигается тем, что в воздуховоде с акустической облицовкой системы вентиляции и кондиционирования производственных помещений, выполненном из коробчатых секций, соединенных при помощи замковых устройств, причем секции выполнены из легких звукопоглощающих конструкций, содержащих перфорированные внутренние и внешние облицовки, заполненные шумопоглотителем из звукопоглощающих материалов, коэффициент перфорации облицовок принимается равным или более 0,25; толщина шумопоглотителя лежит в оптимальном интервале величин - 20…50 мм, а облицовка выполнена 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, а облицовка выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на ее поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5), или в качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя используются плиты 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 мягкого 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». В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя используются плиты 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, или шумопоглотитель выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя используется элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя используется крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм.
На фиг. 1 изображен воздуховодный канал, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1; на фиг. 3 - сечение стенки воздуховода с акустической облицовкой; на фиг. 4, 5 - варианты соединения воздуховодных каналов, на фиг. 6, 7 - варианты шумопоглотителя.
Воздуховод с акустической облицовкой состоит из набора секций 1, специальных вставок 2 для соединения прямых каналов и специальных вставок 3 для отводов и разветвлений. Размеры секций и вставок согласовываются с каталогом легких конструкций. Стенки секций и вставок выполнены из слоистых конструкций с внутренней 4 и внешней 6 облицовками из жестких материалов, внутри которых размещен шумопоглотитель 5 из звукопоглощающего материала. Причем внутренняя облицовка 4 может быть выполнена как сплошной, так и перфорированной (на чертеже не показано), и внешняя облицовка 6 может быть выполнена как сплошной, так и перфорированной (на чертеже не показано). Секции и вставки соединяются с помощью замковых устройств 7 с уплотнительными элементами 8. Кроме того, две стенки секций 1 и вставок 2 и 3 воздуховода, обращенные во внутрь помещений, могут иметь перфорированную наружную облицовку 6 и представляют собой звукопоглощающую конструкцию для поглощения шума внутри помещений по типу штучных звукопоглотителей. Две же противоположные стенки воздуховода также могут иметь перфорированную внутреннюю облицовку 4 и представляют собой непрерывный глушитель аэродинамического шума, распространяющегося внутри канала. Комбинация выполнения той или иной облицовки стенок воздуховода определяется необходимой степенью шумопоглощения как в воздуховоде, так и в помещении, и может быть варьируемой в любом сочетании. Коэффициент перфорации облицовок принимается равным или более 0,25; толщина шумопоглотителя лежит в оптимальном интервале величин - 20…50 мм, а облицовка выполнена 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. Облицовка выполнена из конструкционных материалов с нанесенным на ее поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», при этом соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).
В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя используются плиты 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 мягкого вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден».
В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя могут использоваться плиты 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. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя может использоваться жесткий пористый шумопоглощающий материал, например пеноалюминий, или металлокерамика, или металлопоролон, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45%. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя может использоваться элемент в виде послойной и перекрестной намотки из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас. В качестве звукопоглощающего материала шумопоглотителя может использоваться крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,3…2,5 мм.
Воздуховод с акустической облицовкой работает следующим образом.
Воздуховод хорошо поглощает шум внутри него и в помещении, а также снижает структурный шум, распространяющийся от вентоборудования по стенкам каналов, имеет хороший с точки зрения интерьера внешний вид, технологичность и оперативность монтажа и может служить составной частью ограждающих конструкций и интерьера производственных зданий из легких конструкций.
На фиг. 6 представлен вариант шумопоглотителя, который содержит гладкую 9 и перфорированную 10 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющей собой чередование сплошных участков 11 и пустотелых участков 12 и 13, причем пустотелые участки 13 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 14, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (не показано). При этом вершины зубьев зубчатой структуры 14 обращены внутрь призматических поверхностей 13, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 9 и перфорированной 10 стенках. Полости пустотелых участков 13 заполнены строительно-монтажной пеной 15.
Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
Шумопоглотитель работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 10 и пустотелые участки 12 и 13 звукопоглощающего элемента, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 11, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии, т.е. переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца".
3
На фиг. 7 представлен вариант шумопоглотителя, который выполнен в виде жесткой 16 и перфорированной 21 стенок, между которыми расположены слои звукоотражающего 17 и 20 материала, а также звукопоглощающего 18 и 19 материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у жесткой 16 и перфорированной 21 стенок, а перфорированная стенка имеет следующие параметры перфорации: диаметр отверстий - 3÷7 мм, процент перфорации 10÷15%, причем по форме отверстия 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. Слои звукопоглощающего материала выполнены из теплоизоляционного материала, способного поддерживать заданный микроклимат в помещении, в качестве звукопоглощающего материала использован листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом, или полиэстер, или пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м и состоящий из 100 мас. ч. перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. ч. одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. ч. неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.