ШТУЧНЫЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ КОМБИНИРОВАННОГО ТИПА
COMBINED-TYPE SOUND ABSORBER

Изобретение относится к средствам снижения шума на промышленных и транспортных объектах.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является штучный звукопоглотитель по патенту РФ №2485256 [прототип], содержащий жесткий перфорированный каркас, внутри которого размещен звукопоглощающий материал, каркас выполнен из нижней части конической формы с крышкой, и верхней части цилиндрической формы, которая крепится к крышке нижней части перфорированного каркаса посредством вибродемпфирующей прокладки, позволяющей демпфировать высокочастотные колебания, при этом к верхней части цилиндрического перфорированного каркаса шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения, а полости нижней и верхней частей перфорированного каркаса заполнены звукопоглощающими материалами различной плотности, причем вокруг верхней части цилиндрической формы перфорированного каркаса расположен по крайней мере один винтовой звукопоглощающий элемент штучного поглотителя, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины из плотного негорючего звукопоглощающего материала.
Недостатками этого штучного звукопоглотителя является сравнительно невысокая эффективность шумоподавления на низких и средних частотах из-за отсутствия объемных полостей для резонаторов Гельмгольца и полостей, заполненных звукопоглотителем, т.е. поглотителей различной плотности.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения на высоких частотах путем введения в штучный звукопоглотитель объемных полостей для резонаторов Гельмгольца, которые повышают эффективность на высоких частотах.
Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе комбинированного типа, содержащем звукопоглотители активного и реактивного типов, размещенные на жестком каркасе, каркас выполнен из двух частей, при этом нижняя реактивная часть выполнена в виде жесткой полой конструкции цилиндроконической формы, а верхняя активная часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом, а соединение верхней и нижней частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения, при этом вокруг перфорированной цилиндрической обечайки расположен по крайней мере один винтовой звукопоглощающий элемент.
На чертеже показана схема штучного звукопоглотителя комбинированного типа.
Штучный звукопоглотитель комбинированного типа содержит жесткий каркас, который выполнен из двух частей, при этом нижняя 1 реактивная часть выполнена в виде жесткой полой конструкции цилиндроконической формы, а верхняя 14 активная часть выполнена в виде жесткой перфорированной цилиндрической обечайки 12 с перфорированной крышкой и сплошным основанием, причем полость цилиндрической обечайки заполнена звукопоглощающим материалом. Соединение верхней 14 и нижней 1 частей выполнено посредством упругодемпфирующего элемента 13, позволяющего демпфировать высокочастотные колебания, при этом к перфорированной крышке перфорированной цилиндрической обечайки шарнирно закреплен элемент, при помощи которого каркас крепится к требуемому объекту, например потолку производственного помещения. Вокруг перфорированной цилиндрической обечайки 12 расположен по крайней мере один винтовой звукопоглощающий элемент 15, выполненный в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей обечайку 12.
В нижней 1 реактивной части каркаса цилиндрическая часть 2 выполнена полой в виде резонансного глушителя Гельмгольца с горловинами резонатора 5, 6, 7 разного диаметра, расположенными в крышке 4 и основании 3 полого цилиндра, а также на его боковой поверхности, а полость конической части 11 представляет собой резонатор Гельмгольца с горловиной 6, расположенной в основании 3 цилиндра.
В полости конической части 11 реактивного звукопоглотителя цилиндроконической формы, размещенной на жестком каркасе 1 и представляющей собой  резонатор Гельмгольца с горловиной 6, расположенной в основании 3 полого цилиндра, расположен дополнительный звукопоглотитель 16, выполненный по форме в виде сферической поверхности, закрепленной посредством по крайней мере двух регулируемых по длине растяжек 17, жестко закрепленных на основании 3 полого цилиндра, при этом между сферической поверхностью дополнительного звукопоглотителя 16 и внутренней конической поверхностью конической части 11 реактивного звукопоглотителя имеется зазор, величина которого определяется в зависимости от требуемой степени уровня снижения шума.
Винтовой звукопоглощающий элемент 15 выполнен в виде полого винтового звукопоглощающего элемента, образованного внешней и внутренней винтовыми поверхностями, образующими полость (на чертеже не показано), при этом пространство, образованное внешней и внутренней винтовыми поверхностями, заполнено звукопоглощающим материалом (на чертеже не показано) с плотностью, меньшей, чем у винтового звукопоглощающего элемента 15.
Внутренние стенки полого каркаса цилиндроконической формы выполнены жесткими, например в конической части 11 - поверхность 9, а внешние 8 - перфорированными, а пространство между ними заполнено звукопоглотителем 10.
Штучный звукопоглотитель комбинированного типа работает следующим образом.
Звуковые волны, распространяясь на промышленном или транспортном объектах, взаимодействуют со звукопоглощающим материалом 10, расположенным в нижней 1 части каркаса, а также в перфорированной цилиндрической обечайке 12 и винтовом звукопоглощающим элементе 15 верхней 14 части, подавляющих шумы соответственно в различных полосах частот, например на низких и средних частотах соответственно.
Соединение верхней 14 и нижней 1 частей посредством упругодемпфирующего элемента 13 позволяет демпфировать высокочастотные колебания, которые могут излучаться жестким каркасом, что позволяет его использовать для снижения шума на транспортных объектах.
Звукопоглощение на средних и высоких частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями перфорированного каркаса. В нижней 1 реактивной части каркаса цилиндрическая часть 2 выполнена полой в виде резонансного глушителя Гельмгольца с горловинами резонатора 5, 6, 7 разного диаметра, при этом различные объемы резонансных полостей в нижней части конической формы - полость 11 и в цилиндрической - полость 2 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. Дополнительный звукопоглотитель 16, выполненный по форме в виде сферической поверхности, закрепленной посредством по крайней мере двух регулируемых по длине растяжек 17, жестко закрепленных на основании 3 полого цилиндра, подавляет в спектре высокочастотные звуковые колебания.
Возможен вариант, когда внешняя винтовая поверхность винтового звукопоглощающего элемента 15 выполнена перфорированной.
Возможен вариант, когда сферическая поверхность дополнительного звукопоглотителя 16, закрепленного посредством по крайней мере двух регулируемых по длине растяжек 17 на основании 3 полого цилиндра 2, выполнена перфорированной, а полость дополнительного звукопоглотителя 16 заполнена звукопоглощающим материалом.