ШУМОЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН
NOISE SCREEN

Изобретение относится к устройствам для защиты от шума, в частности к шумозащитным экранам, и может быть использовано для защиты от шума прилегающих к магистральным дорогам жилых и офисных районов, а также при проведении строительных, ремонтных и других работ с превышающим санитарные нормы уровнем шума, проводимых в населенных пунктах.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков устройством того же назначения является устройство для придорожного шумопоглощения, содержащее основание и закрепленный на нем каркас со встроенными в него задней стенкой и уложенными друг на друга плитами из материалов с различными свойствами шумопоглощения, поверх которых установлены одна на другой плоские рамные секции (Патент РФ 2176004, МПК 7 E01F 8/00, Е04В 1/66, Е04В 1/82. Защитный экран для придорожного шумопоглощения /Суханов А.В., Попов В.Г., Асеев А.В., Лебедев В.И., Смирнов С.М., Попов В.Г., Савиных А.А. – Заявл. 2000101600/28, приоритет 26.01.2000; опубл. 20.11.2001 [1]). Принят за прототип.
Недостатком известного устройства является низкая акустическая эффективность защиты от шума.
Сущность изобретения заключается в усовершенствовании экрана для шумозащиты, в обеспечении мобильности устройства, которое позволяет повысить эффективность его работы за счет автоматического реагирования на уровень и характер шума путем динамического изменения геометрии шумозащитного экрана, позволяющего улавливать поток максимального уровня шума и защитить от него жилые и офисные здания, поглощая и отражая его.
Технический результат - повышение качества работы шумозащитного экрана за счет обеспечения его оперативности и мобильности в работе, позволяющих эффективно улавливать, отражать и поглощать потоки с максимальным уровнем шума.
Технический результат достигается тем, что известное устройство защиты от шума, содержащее основание и закрепленный на нем каркас со встроенными в него задней стенкой и уложенными друг на друга плитами, выполненными из материалов с различными свойствами шумопоглощения, поверх которых установлены одна на другой плоские рамные секции, дополнительно снабжено системой автоматического управления, а рамные секции выполнены в виде отдельных элементов с каркасами, которые шарнирно соединены посредством опор между собой и основанием; каждая рамная секция снабжена исполнительным двигателем с передаточным механизмом, при этом система автоматического управления содержит датчик уровня шума, задатчики допустимого значения уровня шума, силовые преобразователи для питания исполнительных двигателей, устройства сравнения и регуляторы, причем датчики уровня шума установлены за шумозащитным экраном на соответствующем для каждой рамной секции уровне и заданном расстоянии от источника шума, выход задатчика допустимого значения уровня шума каждой рамной секции соединен с прямым входом соответствующего ему устройства сравнения, инверсный вход которого соединен с выходом датчика уровня шума в соответствующей ему точке рабочего объема, выход устройства сравнения соединен со входом регулятора, выход которого соединен со входом силового преобразователя, вход которого соединен с исполнительным двигателем, который посредством передаточного механизма соединен с рамной секцией шумозащитного экрана.
Шумозащитный экран может содержать от одной до нескольких шарнирно соединенные друг с другом, а нижняя кроме этого - с основанием, рамных секций.
Изобретение поясняется чертежами, где представлен шумозащитный экран с тремя рамными секциями.
На фиг. 1 изображен общий вид шумозащитного экрана, где использованы следующие обозначения: рамная секция 1, шарнирная опора 2, основание 3, исполнительный двигатель 4, передаточный механизм 5 и приводной вал 6.
1
2
3
На фиг. 2 представлена схема расположения шумозащитного экрана в рабочем состоянии в объеме жилых и офисных районов с углами поворотов рамных секций относительно основания и друг друга, где показаны: датчик уровня шума 7, угол поворота нижней рамной секции β угол поворота средней рамной секции β и угол поворота верхней рамной секции β, источник шума ИШ, горизонтальная ось X и вертикальная ось Z.
На фиг. 3 показана функциональная схема системы автоматического управления шумозащитного экрана, где показаны: рамная секция 1, исполнительный двигатель 4, передаточный механизм 5, датчик уровня шума 7, силовой преобразователь 8; регулятор 9; устройство сравнения 10, задатчик допустимого уровня шума 11; угол поворота рамной секции β и уровень шума УШ.
Шумозащитный экран состоит из основания 3 и нескольких рамных секций, каждая из которых содержит рамный каркас, куда встроены задняя стенка и уложенные друг на друга плиты, выполненные из материалов с различными свойствами шумопоглощения, образующие шумоотражающую и шумопоглощающую поверхность (на чертежах не показаны). Рамные секции шарнирно соединены друг с другом с использованием шарнирных опор 2, а нижняя рамная секция 1 шарнирно соединена с основанием 3 шумозащитного экрана. На рамных секциях закреплены исполнительные двигатели 4 с передаточными механизмами 5, обеспечивающими повороты приводных валов 6 рамных секций. Рамные секции 6 имеют возможность менять свое положение в горизонтальной плоскости относительно друг друга и основания. Шумозащитный экран располагается на некотором удалении (по горизонтальной оси X) от источника шума ИШ для защиты от шума жилых и офисных районов, где уровень шума УШ измеряется датчиками уровня шума 7 в трех точках рабочего объема: в нижней, средней и верхней (по вертикальной оси Z). Датчики уровня шума 7 устанавливаются на фронтонах зданий или на штангах. Для эффективного улавливания шумового потока и динамического изменения геометрии шумозащитного экрана используются задатчик допустимого уровня шума 11 в точке рабочего объема, силовой преобразователь 8 для питания двигателя, устройство сравнения 10 и регулятор 9.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата
Устройство работает следующим образом. Шумозащитный экран устанавливают в прилегающих к магистральным дорогам жилых и офисных районах, а также в населенных пунктах при проведении строительных, ремонтных и других работ с превышающим санитарные нормы уровнем шума. В качестве примера взят шумозащитный экран с тремя секциями: нижней, средней и верхней. Его располагают, например, со стороны дороги, откуда действует шумовой поток, а за шумозащитным экраном, например, на фронтоне здания или на штангах, на определенном расстоянии и определенном уровне для каждой рамной секции 1 устанавливают датчик уровня шума 7. Если величина уровня шума УШ, измеряемая датчиками уровня шума 7 в нижней, средней или верхней точках рабочего объема, отличается от допустимого значения, задаваемого задатчиком допустимого уровня шума 11 в точке рабочего объема, то на выходе устройства сравнения 10 появляется сигнал рассогласования, который преобразуется регулятором 9, в результате чего формируется сигнал на входе и, соответственно, выходе силового преобразователя 8, который изменяет напряжение на исполнительном двигателе 4, что приводит к повороту его приводного вала 6, и, соответственно, посредством передаточного механизма 5 - к угловому повороту соответствующих рамных секций 1 шумозащитного экрана, в результате чего изменяется геометрия шумозащитного экрана и угол отражения звукового потока, а следовательно, снижается и уровень шума в точках рабочего объема жилых и офисных районов, измеряемый датчиками уровня шума 7.
Рамные секции 1 приводятся в действие исполнительными двигателями 4, каждый из которых дополнен передаточным механизмом 5, приводной вал 6 которого проходит через шарнирные опоры 2 и фиксируется на рамной секции 1. Тем самым обеспечиваются повороты рамных секций 1 относительно друг друга и основания. Для управления исполнительными двигателями 4 рамных секций 1 применяются силовые преобразователи 8, устройства сравнения 10 и регуляторы 9, причем выход задатчика допустимого уровня шума 11 в нижней точке рабочего объема соединен с прямым входом первого устройства сравнения 10, инверсный вход первого устройства сравнения 10 соединен с выходом датчика уровня шума 7 в нижней точке рабочего объема, выход первого устройства сравнения 10 соединен со входом первого регулятора 9, выход которого соединен со входом первого силового преобразователя 8, выход которого соединен с первым исполнительным двигателем 4, который посредством первого передаточного механизма 5 соединен с нижней рамной секцией 1, выход задатчика допустимого уровня шума 11 в средней точке рабочего объема соединен с прямым входом второго устройства сравнения 10, инверсный вход второго устройства сравнения 10 соединен с выходом датчика уровня шума 7 в средней точке рабочего объема, выход второго устройства сравнения 10 соединен со входом второго регулятора 9, выход которого соединен со входом второго силового преобразователя 8, выход которого соединен со вторым исполнительным двигателем 4, который посредством второго передаточного механизма 5 соединен со средней рамной секцией 1, выход задатчика допустимого уровня шума 11 в верхней точке рабочего объема соединен с прямым входом третьего устройства сравнения 10, инверстный вход третьего устройства сравнения 10 соединен с выходом датчика уровня шума 7 в верхней точке рабочего объема, выход третьего устройства сравнения 10 соединен со входом третьего регулятора 9, выход которого соединен со входом третьего силового преобразователя 8, выход которого соединен с третьим исполнительным двигателем 4, который посредством третьего передаточного механизма 5 соединен с верхней рамной секцией 1.
Элементы системы автоматического управления - регулятор, устройство сравнения, задатчик допустимого уровня шума - выполнены, например, программно, например, на базе микроконтроллера PIC18CXXX [2]; силовые преобразователи представляют собой преобразователи частоты, например TOSIBA VF-MB 1[3]. В качестве исполнительных двигателей с передаточным механизмом можно использовать червячные мотор-редукторы NMRV [4], приводящие в действия рамные секции шумозащитного экрана. В качестве блоков измерения уровня шума в рабочем объеме жилых и офисных районов используется датчики уровня шума, например Октава - 110 А [5]. Рамные секции шарнирно соединяются друг с другом, а нижняя и с основанием, шарнирными опорами, например подшипниковыми опорными узлами SNN 505 [6]. Элементы автоматической системы управления монтируются в шкафу управления, установленном за шумозащитным экраном (на фигурах условно не показан). В шкаф заводятся линии электропитания и управления исполнительными двигателями, а также линии связи с датчиками уровня шума в рабочем объеме жилых и офисных районов, которые закрепляются на фронтонах зданий или на штангах.
Заявленное изобретение позволяет автоматически оперативно регулировать угловое положение секций шумозащитного экрана для защиты от шума прилегающих к магистральным дорогам жилых и офисных районов, а также при проведении строительных, ремонтных и других работ с превышающим санитарные нормы уровнем шума, проводимых в населенных пунктах.
С применением заявленного устройства повышается качество защиты от шума жилых и офисных районов путем динамического изменения геометрии шумозащитного экрана системой автоматического управления, позволяющего улавливать, поглощать и отражать шумовые потоки с максимальным уровнем шума.
Источники информации
1. Патент РФ 217600, МПК 7 E01F 8/00, Е04В 1/66, Е04В 1/82. Защитный экран для придорожного шумопоглощения /Суханов А.В., Попов В.Г., Асеев А.В., Лебедев В.И., Смирнов С.М., Попов В.Г., Савиных А.А. Заявитель Суханов А.В., Попов В.Г., Асеев А.В., Лебедев В.И., Смирнов С.М., Попов В.Г., Савиных А.А. /.- Заявл. 2000101600/28, приоритет 26.01.2000; опубл. 20.11.2001.
2. ООО ʺМикро-Чипʺ: // URL: http://www.microchip.ru/lit/pic/pic18cxxx (дата обращения: 22.04.2016).
3. http://частотники.рф URL: http://частотники.рф/vfas 1.html (дата обращения: 22.04.2016).
4. Техпромкомплект URL: http://tehpromcomplect.ru/catalog_nmrv (дата обращения: 22.04.2016).
5. eurolab.ru URL: http://www.eurolab.ru/shumomer_oktaba_101 (дата обращения: 22.04.2016).
6. Стационарные подшипниковые узлы http://snr.com.ru/industry/tech/snc/index.htm (дата обращения: 22.04.2016).