ШТУЧНЫЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ КОЧЕТОВА
SINGLE-PIECE KOCHETOV SOUND ABSORBER

Изобретение относится к промышленной акустике.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель по патенту РФ №2485256, кл. E04B 1/84 [прототип], содержащий каркас со звукопоглощающей облицовкой, систему подвеса.
Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.
Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе, состоящем из перфорированного каркаса, заполненного звукопоглощающим материалом, помещенным в защитную оболочку, каркас выполнен из нижней части конической формы с крышкой и верхней части, выполненной в виде осесимметричного тела вращения цилиндрической формы с верхним и нижним плоскими основаниями, причем внешняя зубчатая поверхность этого тела выполнена в сечении, перпендикулярном оси тела вращения, зубчатой формы, а внутренняя поверхность выполнена в виде цилиндрической обечайки, коаксиально расположенной по отношению к цилиндрической поверхности, вокруг которой расположены зубья треугольного профиля зубчатой поверхности, при этом цилиндрическая полость, находящаяся внутри цилиндрической обечайки, заполнена звукоотражающим материалом, например пеноалюминием, или металлокерамикой, или металлопоролоном, или в виде спрессованной крошки 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, а внутренняя полость между цилиндрической обечайкой и внешней зубчатой поверхностью заполнена звукопоглощающим материалом, а перфорированный каркас 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.
На фиг. 1 изображен общий вид штучного звукопоглотителя, на фиг. 2 - разрез верхней части штучного звукопоглотителя.
Штучный звукопоглотитель (фиг. 1) выполнен из жесткого перфорированного каркаса, состоящего из нижней части 1 конической формы с крышкой 2 и верхней части 7, выполненной в виде осесимметричного тела вращения цилиндрической формы с верхним 6 и нижним 5 плоскими основаниями. Причем внешняя зубчатая поверхность 13 этого тела выполнена в сечении, перпендикулярном оси тела вращения, зубчатой формы, а внутренняя поверхность выполнена в виде цилиндрической обечайки 9, коаксиально расположенной по отношению к цилиндрической поверхности, вокруг которой расположены зубья 4 треугольного профиля зубчатой поверхности 13. Профиль зубчатой формы 4 может быть прямоугольным, квадратным, трапецеидальным.
Цилиндрическая полость 11, находящаяся внутри цилиндрической обечайки 9, заполнена звукоотражающим материалом, например пеноалюминием, или металлокерамикой, или металлопоролоном, или в виде спрессованной крошки 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 чертеже не показано). Внутренняя полость 12 между цилиндрической обечайкой 9 и внешней зубчатой поверхностью 13 заполнена звукопоглощающим материалом.
Верхняя часть 7 крепится к крышке 2 нижней части перфорированного каркаса посредством вибродемпфирующей прокладки 8, позволяющей демпфировать высокочастотные колебания, передающиеся от объекта (на чертеже не показано). Прокладка 8 может быть выполнена из вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат» или мастики ВД-17.
К верхнему основанию 6 верхней части цилиндрического перфорированного каркаса шарнирно закреплен элемент 10, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения, причем полости нижней части 1 и верхней части 7 перфорированного каркаса заполнены соответственно звукопоглощающими материалами 3 и 12 различной плотности, подавляющими шумы соответственно в различных полосах частот, например на низких и средних частотах соответственно.
В качестве звукопоглощающего материала может быть использован камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30÷45%. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающих конструкций 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, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом (на чертеже не показано), например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Перфорированный каркас 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.
Возможны следующие варианты звукопоглощающих материалов.
- в качестве звукопоглощающего материала использован листовой шумозащитный материал, который выполнен на основе магнезиального вяжущего с армирующей стеклотканью или стеклохолстом;
- в качестве звукопоглощающего материала использован полиэстер;
3
- в качестве звукопоглощающего материала использован пористый звукопоглощающий керамический материал, имеющий объемную плотность 500÷1000 кг/м и состоящий из 100 мас. частей перлита с диаметром зерна 0,1÷8,0 мм, 80÷250 мас. частей одного из спекающих материалов, выбранных из группы, включающей зольную пыль, шлак, кварц, лаву, камни или глину в качестве основного материала, 5÷30 мас. частей неорганического связующего, причем после спекания смеси частицы перлита образуют сообщающиеся отверстия между своими контактирующими поверхностями так, что внутренние поры являются сообщающимися между собой.
Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь от объекта интенсивного шумоизлучения (на чертеже не показано), взаимодействуют со звукопоглощающим материалом 3 и 12 различной плотности, находящимся соответственно в полостях нижней части 1 и верхней части 7 перфорированного каркаса, где подавляются шумы соответственно в различных полосах частот, например на низких и средних частотах соответственно.
Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями перфорированного каркаса. Различные объемы резонансных полостей: нижней части 1 конической формы и верхней части 7 цилиндрической формы, 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.