ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ОГРАЖДЕНИЕ
SOUND-INSULATING ENCLOSURE

Изобретение относится к предохранительным устройствам техники безопасности, в частности к средствам снижения шума машин и оборудования.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукоизолирующее ограждение по патенту РФ №2295089 [прототип], содержащее кожух, установленный на виброизолирующей опоре, и выполненное в виде коробообразного каркаса, между стенками которого размещен звукопоглощающий материал.
Недостатком известного технического решения является то, что указанное ограждение не позволяет существенно снизить уровень производимого кожухом собственного шума.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в звукоизолирующем ограждении, содержащем кожух, установленный на виброизолирующей опоре, выполненной в виде коробообразного каркаса, между стенками которого размещен звукопоглощающий материал, а кожух облицован изнутри шумопоглощающим элементом, шумопоглощающий элемент выполнен с резонансными вставками и содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, слой сложной формы представляет собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной стенках, причем полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками расположены резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».
На фиг. 1 изображено звукоизолирующее ограждение, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1, на фиг. 5 - шумопоглощающий элемент.
Звукоизолирующее ограждение (фиг. 1) содержит виброизолирующую опору 1 и установленный на ней кожух 2. Виброизолирующая опора 1 выполнена в виде короба, между стенками 3 и 4 которого размещен звукопоглощающий материал 5. Кожух 2 свободно опирается на полки 6, размещенные между стенками 3 и 4 по периметру опоры 1. На полках 6 закреплены тачечные амортизаторы 7, выполненные из упругого материала, например мягкой резины. В теле звукопоглощающего материала 5 при помощи сетчатых стенок 8 выполнены вентиляционные каналы 9, стенки которых образованы акустически прозрачным материалом, например сеткой или перфорированным листовым материалом. Виброизолирующая опора 1 установлена на сплошную упругую прокладку 10, например, из губчатой резины и крепится к фундаменту 11 (фиг. 3), на котором установлена машина (источник шума) 12 при помощи болтов 13 и резинометаллических шайб 14. Кожух 2 выполнен либо цельным и облицован изнутри шумопоглощающим элементом (фиг. 3), либо состоящим из шумопоглощающих элементов, вписанных в его контур.
Шумопоглощающий элемент 5 кожуха 2 выполнен с резонансными вставками и содержит гладкую 15 и перфорированную 16 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 17 и пустотелых участков 19, причем пустотелые участки 19 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа .форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 20, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертежах не показано). Полости 18, образованные гладкой 15 и перфорированной 16 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 15 и перфорированной 16 стенках. Полости 21 пустотелых участков 19, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 17 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».
3
В качестве звукопоглощающего материала первого более жесткого слоя применен материал на основе алюминийсодержащих 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.
В качестве звукопоглощающего материала второго более мягкого слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.
Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
Шумопоглощающий элемент 5 кожуха 2 работает следующим образом. Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 16 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как 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. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 3 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».
Резонансные отверстия 10 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 22 и 23, выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 24.
Звукоизолирующее ограждение работает следующим образом.
При работе машины 12 вибрация и шум воспринимаются виброизолирующей опорой 1. Расположенный между стенками опоры звукопоглощающий материал 5 снижает уровень шума, производимого машиной. При высоких уровнях вибраций фундамента 11 виброизоляция опоры 1 обеспечивается упругой прокладкой 10 и центрирующими резинометаллическими шайбами 14. Снижение вибрации, передаваемой от опоры 1 кожуху 2, происходит за счет поглощения энергии звукопоглощающим материалом 5 и точечными амортизаторами 7. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя.