ШТУЧНЫЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ
SINGLE-PIECE SOUND ABSORBER

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель (Патент РФ № 2059772, кл. Е04В 1/84, 1994 г.), включающий подвешенный на несущей конструкции каркас с жестко закрепленными на нем звукопоглощающими элементами в виде чередующихся между собой активных, со звукопоглощающим материалом, и реактивных полостей, разделенных перегородками, закрепленными на днище каркаса с его внутренней стороны.
Недостатком известного технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет необходимости постоянной настройки шага расположения звукопоглощающих элементов и выбора их угла наклона к отражающей поверхности, что ограничивает спектральные возможности шумоглушения из-за отсутствия резонансных объемов, настроенных на определенную полосу частот.
Технически достижимый результат изобретения - повышение эффективности шумоглушения за счет расширения частотного диапазона и улучшение эксплуатационных свойств.
Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе, состоящем из жесткого каркаса, подвешиваемого за крючья на тросах к потолку производственного здания с расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом, обернутым сетчатой капроновой тканью, к каркасу прикреплен просечно-вытяжной стальной лист, а каркас может быть выполнен по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами ребер L×H×B, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин L:H:B=2:1:0,5 или куба с размером ребра k×L,
где min L=100 мм; k - коэффициент пропорциональности, лежащий в пределах от 1 до 10 с шагом 2, причем при подвесе каркаса выполняются оптимальные соотношения размеров: D - от центра каркаса до точки подвеса к потолку и С - расстояние между осями соседних каркасов, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: C:D=1:1…4:1.
На фиг.1 представлен фронтальный разрез предлагаемого штучного звукопоглотителя, на фиг.2 - его профильная проекция, на фиг.3 - вариант выполнения каркаса, на фиг.4 - схема крепления к несущим конструкциям.
Штучный звукопоглотитель состоит из жесткого каркаса 1, подвешиваемого за крючья 4 на тросах (см.фиг.4) либо непосредственно крепящегося к потолку производственного здания. Внутри каркаса расположен звукопоглощающий материал 2, обернутый сетчатой капроновой тканью 3 или стеклотканью. В некоторых случаях поверх стеклоткани 3 к каркасу 1 может быть прикреплен просечно-вытяжной стальной лист (на чертеже не показан). Каркас может быть выполнен по форме в виде прямоугольного параллелепипеда (фиг.1, фиг.2) с размерами ребер L×H×B, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин L:H:B=2:1:0,5 или куба с размером ребра k×L, где min L=100 мм; k - коэффициент пропорциональности, лежащий в пределах от 1 до 10 с шагом 2.
Внутри каркаса 1 могут быть полости 5, не заполненные звукопоглощающим материалом, причем их расположение может быть выполнено послойно рядами (на чертеже не показано) или в шахматном порядке, как показано на фиг.1. Каркас 1 подвешивается за крючья 4, как показано на фиг.1, или крючья могут быть расположены с вершинах куба (на чертеже не показано). При этих схемах подвеса должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: D - от центра каркаса до точки подвеса к потолку и С - расстояние между осями соседних каркасов (фиг.4), причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: C:D=1:1…4:1.
Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем 3 из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.
Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем 2 полостями. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных полостями 5. Различные объемы резонансных полостей служат для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот.
Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 2, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей 5 увеличивается поверхность звукопоглощения, и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.
Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного звукопоглотителя на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.