АРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРО - ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩЕГО ИЗДЕЛИЯ И АРМИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В НЕМ

Предполагаемая полезная модель относится к средствам защиты от воздействия шума, различных акустических колебаний или для их подавления, в частности к деталям вибро-звукоизолирующих устройств и может найти применение в различного рода инженерных конструкциях, используемых в строительстве, измерительной технике и иных системах.
Одним из способов снижения уровней шума и вибрации, производимых различного рода оборудованием, является применение вибро-звукоизолирующих и поглощающих резинотехнических изделий, которые, как правило, выполнены из резиноподобных материалов, содержащих воздушные включения-полости, являющиеся акустическим элементами, обеспечивающие требуемые значения вибро-звукоизоляции и поглощения в заданных пьезо-частотных диапазонах. К подобным резинотехническим изделиям относятся, например, многочисленные конструкции вибро-звукоизолирующих и звукоглощающих покрытий, пневматических амортизаторов, кранцев, отбойных устройств и т.п.
При эксплуатации подобных конструкций в условиях воздействия значительных переменных механических нагрузок (внешнего и внутреннего давления, масс оборудования) формы и размеры указанных воздушных полостей изменяются, что приводит к изменению акустической эффективности указанных изделий. Для повышения пьезостабильности эффекта снижения шума и вибрации используют армирующее устройство для вибро-звукоизолирующего изделия с соответствующими армирующими элементами, многообразие которых обусловлено широким спектром и конструктивными особенностями указанных резинотехнических изделий.
Так, например, в акустических покрытиях, работающих под большим давлением, по патентам США №4164727, МПК G10K 11/00, от 14.04.1977 г., опубл. 14.08.1979 г., №4399526, МПК G10K 11/00, от 27.01.1981 г., опубл. 16.08.1983 г., перфорированные слои резин подобных материалов армированы слоями жесткой резины, пластмассы, металла.
В вибропоглощающих панелях по патенту США №3525417, МПК G10K 11/00, от 27.11.1967 г., опубл. 25.08.1970 г., и патенту ФРГ №2239048, МПК F16F 1/36, от 10.08.1971 г., опубл. 22.02.1973 г., армирование полостей осуществляется внутренним слоем более жесткого материала, выполненным с уступами.
В конструкции резинового кранца по патенту Франции №2138543 МПК B63B 59/00, от 27.05.1971 г., опубл. 25.05.1973 г., армирование выполняется металлическими кольцами, впрессованными в массив его резиновой оболочки.
Известно устройство по а.с. СССР №399424, МПК B63B 59/02, от 21.04.1971 г., опубл. 03.10.1973 г., где резиновая оболочка кранца армируется спирально размещенным внутри ее шлангом, в который подается сжатый воздух.
Сжатым газом армируются полости в слое резины подводного регулируемого звукопоглощающего устройства по патенту РФ №2035769, МПК G10K 11/00.
В устройстве по а.с. СССР №356724, МПК H01P 1/30, от 22.09.1970 г., опубл. 23.10.1972 г., стабилизация характеристик резонатора в виде герметичной камеры с жидкостью, при изменении температуры осуществляется подпружиненным поршнем, размещенным в центре дна камеры.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели, является виброизолирующее устройство по а.с. СССР №815348, МПК F16F 1/34, от 26.10.1978 г., опубл. 23.03.1981 г. Это армирующее устройство для вибро-звукоизолирующего изделия, в котором есть армирующий элемент. Данное устройство помешается в воздушную полость 1 резинового массива конструкции 2 и состоит из армирующих элементов 3, соединенных общим сердечником 4, ось которого совпадает с продольной осью указанной конструкции. Армирующее устройство изготавливается литьем из легких сплавов. В сущности, это устройство представляет собой армирующее устройство для вибро-звукоизолирующего изделия, содержащее оболочку с установленными в ее воздушной полости армирующими элементами, каждый из которых имеет стержень с поперечным сечением треугольной формы с округленными вершинами и основания.
Недостатком прототипа является передача по нему части звуковой энергии от источника шума и вибрации в окружающую среду, что обусловлено невысоким коэффициентом механических потерь используемого для его изготовления материала и конфигурацией армирующих элементов.
Для уменьшения подобного явления в прототипе предусмотрен вариант использования дополнительной вибро-звукоизолирующей прокладки. В этом случае, как и при применении армирующего устройства с зазором ухудшается стабильность работы конструкции. Кроме того, указанное армирующее устройство, обладая значительной массой, не может быть использовано в ряде вибро-звукоизолирующих и поглощающих, например, резинотехнических изделий из-за предъявляемых к ним жестких требований по массогабаритам.
Указанное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа, т.к. так как оно имеет наибольшее число существенных признаков совпадающих с предлагаемой полезной моделью и решает аналогичную задачу.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание нового армирующего устройства для вибро-звукоизолирующего изделия, обеспечивающего достижение следующих технических результатов:
- повышенную прочность с одновременным уменьшением массы при сохранении высокой эффективности виброзвукоизолирующих свойств изделий;
- уменьшение доли звуковой энергии, передаваемой по армирующему устройству от источника шума и вибрации в окружающую среду с одновременным уменьшением массы указанного устройства.
Технический результат достигается тем, что в армирующем устройстве для вибро-звукоизолирующего изделия, содержащем оболочку с установленными в ее воздушной полости армирующими элементами, имеющем стержень с соответствующей формой поперечного сечения и основания, согласно настоящей полезной модели, армирующие элементы выполнены с крестообразным поперечным сечением стержня из полимера с высоким коэффициентом механических потерь, например, из наполненного стеклопластиком полиамида.
Изготовление армирующего устройства из полимера с высоким коэффициентом механических потерь обеспечивает большее поглощение той доли звуковой энергии, которая передается по указанному устройству от источника шума в окружающую среду, что повышает эффективность виброзвукоизолирующих, например, резинотехнических изделий.
Переход от легких сплавов к полимерам, плотность которых значительно меньше, позволяет значительно уменьшить массу армирующего устройства и расширить, тем самым, номенклатуру, например, резинотехнических изделий, в которых указанное устройство может быть использовано.
Кроме того, применение полимера вместо легкого сплава при прочих равных условиях технологически проще и экономически более целесообразно.
Из описания прототипа известен армирующий элемент, применяемый в нем. Этот армирующий элемент имеет стержень с поперечным сечением треугольной формы с округленными вершинами и основания и выполнен из легкого металла. Кроме того, известно, что стержень может иметь и цилиндрическую форму в поперечном сечении, и два основания по его концам, диаметры которых превышают диаметр стержня.
Этот известный армирующий элемент выбирается за прототип, так как он имеет наибольшее число существенных признаков совпадающих с заявляемым в качестве полезной модели техническим решением.
Однако он имеет существенный недостаток, заключающийся в низкой прочности и плохой способности к вибро-звукоизоляции в структуре армирующего устройства соответствующего назначения. Это обусловлено не только тем, что прототип выполнен из легкого металла, но и наличием стержня, который из-за своей формы в поперечном сечении не способствует образованию в изделии дополнительных полостей для препятствия распространению вибро-звуковых волн.
Поэтому еще одной задачей настоящей полезной модели является создание нового армирующего элемента, который можно использовать в заявляемом армирующем устройстве для вибро-звукоизолирующего изделия с достижением следующих технических результатов, а именно, увеличения прочности и повышения вибро-звукоизолирующих свойств.
Поставленная задача решена, а именно, так, что в армирующем элементе для вибро-звукоизолирующего изделия, содержащем основания, соединенные стержнем, согласно настоящей полезной модели, стержень имеет крестообразное поперечное сечение, а диаметр оснований превышает диаметр стержня, при этом стержень и основания выполнены за одно целое из полимера с высоким коэффициентом механических потерь, например, из наполненного стеклопластиком полиамида.
Выполнение стержня армирующего элемента крестообразного поперечного сечения позволяет уменьшить его массу по сравнению с сечением круглой формы. Последнее объясняется тем, что при одинаковой площади сечения момент сопротивления и момент инерции, определяющих его предельно допустимые нагрузки, у крестообразного сердечника заметно больше, чем у сердечника с круглым сечением. Кроме того, при такой форме поперечного сечения стержня образуются полости, которые создают для воздуха, дополнительные емкости, что увеличивает звукоизоляцию устройства при его применении. Основания, выполненные за одно целое со стержнем и имеющие диаметр больше диаметра стержня, позволяют их использовать как опоры для формирования из подобных армирующих элементов соответствующие структуры в разных направлениях изделия, достигая соответствующего формирования воздушных полостей в изделии и обеспечивая тем самым высокие характеристики вибро-звукоизоляции.
Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого не выявлено технических решений с заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предполагаемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое устройство мажет найти применение в различного рода инженерных конструкциях, используемых в строительстве, измерительной технике и иных системах и других отраслях, где актуальны задачи защиты от воздействия шума или других акустических колебаний, что соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг. 1 - разрез армирующего устройства; на Фиг. 2 - общий вид армирующего элемента; на Фиг. 3 - разрез по А-А на Фиг. 2.
Армирующее устройство содержит армирующие элементы с основаниями 1 и 2, соединенные стержнем 3.
Армирующее устройство для вибро-звукоизолирующего изделия, например, резинотехнического, содержит оболочку (на Фиг. 1 показана условно), в которой установлены армирующие элементы с основаниями 1 и 2 соединенные стержнем 3. Стержень 3 выполнен с крестообразным поперечным сечением из полимера с высоким коэффициентом механических потерь, например, из наполненного стеклопластиком полиамида.
Армирующий элемент для вибро-звукоизолирующего изделия, например, резинотехнического, содержит основания 1 и 2, соединенные стержнем 3. Стержень 3 имеет крестообразное поперечное сечение, а наружный диаметр оснований 1 и 2 превышает диаметр стержня 3. Стержень и основания 1 и 2 выполнены за одно целое из полимера с высоким коэффициентом механических потерь, например, из наполненного стеклопластиком полиамида Устройство работает следующим образом.
Армирующие элементы с основаниями 1 и 2, соединенные стержнем 3, устанавливают в воздушную полость, например, резинового массива резинотехнического изделия (на Фиг. не показано).
Изделие, например, резинотехническое (на Фиг. не показано) устанавливают на объект (на Фиг. не показано), где требуется виброзвукоизоляция. За счет того, что армирующее устройство выполнено из полимера с высоким коэффициентом механических потерь происходит поглощение той доли звуковой энергии, которая передается по указанному устройству от источника шума в окружающую среду, что снижает уровень шума и обеспечивается нормальная эксплуатация объекта, на котором устанавливается виброизолирующее устройство с заявленным армирующим средством.
Таким образом, заявляемое устройство, обеспечивает уменьшение доли звуковой энергии, передаваемой от источника шума и вибрации в окружающую среду при одновременном уменьшении массы и сохранении пьезостабильности работы, например, резинотехнического изделия.