АКУСТИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ ШУМОЗАЩИТНОГО УСТРОЙСТВА

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к строительству, в частности к устройствам, предназначенным для защиты от акустических волн (шума), и их поглощения, и может быть использовано в экранах шумозащитных. Такие экраны возводятся вдоль автомобильных и железных дорог и предназначены для обеспечения нормальной экологической обстановки в прилегающих к таким трассам районах. При возведении шумозащитных устройств разработчики стремятся придать создаваемым экранам достаточную прочность, поскольку такие сооружения предназначены для защиты людей, построек и фауны от ударной воздушной волны, создаваемой движущимся большегрузным транспортом, особенно ж/д составами, сопровождающуюся выбросами пыли, щебня и шумом.. Из практики известны случаи разрушения защитных экранов из-за слабости фундаментов для них, ненадежного закрепления шумозащитных элементов (панелей) в поддерживающих их средствах (стойках), из-за коррозионных факторов ослабляющих крепление. При воздействии внешней силы, например, мощной воздушной волны от проходящего скоростного поезда или механического воздействия при наезде транспортного средства при ДТП панель или элемент панели могут быть вырваны из крепежных элементов, что приведет к повреждению железнодорожного состава, автомобилей, а также к травмам пассажиров и пешеходов.
Поэтому большое количество технических решений направлено на усиление прочностных характеристик экранов путем создания элементов прикрепления акустических панелей к стойкам, а также придание большей жесткости самим панелям. Из уровня техники известны примеры усиления прочностных характеристик создаваемых устройств. В пат. РФ №2514289 (опубл. 27.04.2014) разработаны специальные вставки для усиления поддержки панели при креплении ее к стойке. Усиление жесткости акустической панели экрана можно достигнуть путем изготовления корпуса панели в виде короба, внутри которого размещен шумопоглотитель. Так, известна шумопоглощающая панель по пат. РФ №2325478 (опубл. 27.05.2008). Панель шумопоглощающая, представляющая из себя прямоугольный короб, образованный из входящих в него конструктивных элементов. Он содержит: панель перфорированную, панель глухую, элемент шумопоглощения, расположенный между перфорированной и глухой панелями, крышки для соединения перфорированной и глухой панелей, причем перфорированная панель выполнена с отверстиями в виде щелевых ловушек с отражателями, повернутыми в сторону элемента шумопоглощения.. Отношение суммарной площади перфорации к площади стенки панели перфорированной составляет величину от 0.2 до 0.4. Жесткость панели обеспечивается каркасом короба, образованным из составляющих ее панелей. Недостатком известного устройства являются высокая материалоемкость и недостаточная коррозионная стойкость панелей.
Известно техническое решение по созданию шумозащитных панелей с повышенной коррозионной стойкостью по пат. РФ ПМ №132455 (опубл. 20.09.2013). Панель по первому варианту содержит корпус в виде составной рамы с продольным пазом на внутренней ее поверхности, в котором размещена краевая часть защитного акустического листового материала. Панель по второму варианту содержит корпус в виде составной рамы с продольным упорным выступом на внутренней ее поверхности. Выступ контактирует с краевой частью защитного листового материала на основе магнезиального вяжущего и армирующей стеклоткани или стеклохолста. Листовой материал в раме зафиксирован посредством прижимной планки. По периметру защитного листового материала установлена уплотнительная или демпфирующая прокладка. Каркас панели выполнен из алюминия или его сплавов, а на поверхности листа нанесено защитно-декоративное покрытие. В каркас панели вставлены два защитных листа с формированием между ними изолирующей полости. Недостатками известной панели являются высокая материалоемкость и недостаточная коррозионная стойкость.
В патенте РФ ПМ №134543 (опубл. 20.11.2013) описана конструкция шумозащитного экрана, состоящая как из металлических панелей, так и пластмассовых. В металлической панели корпус ее образован из передней и задней крышек, имеющих z-образную поверхность, путем их скрепления замками и отрывными заклепками по обеим продольным граням, образованными отогнутыми бортами. В корпусе установлены элементы, усиливающие его жесткость. Устойчивость экрана, собранного из таких панелей, достигается тем, что через них пропущен трос, привязывающий их к стойкам. Недостатком конструкций рассмотренных технических решений является сложность изготовления панелей и их недостаточная прочность, а также сложность их крепления к стойкам при изготовлении экрана.
Идея усиления корпуса акустической панели путем создания корпуса панели в виде короба, реализованная в рассмотренном выше пат. РФ №2325478 получила дальнейшее развитие в пат. РФ №2377362 (опубл. 27.12.2009). Патент защищает акустическую панель, состоящую из звукопоглощающей плиты и корпуса с торцевыми крышками, в полости которого размещена указанная плита и который выполнен из двух профилированных коробов с днищами, боковыми стенками и стыковочными отбортовками, прилежащими к боковым стенкам, соединенных друг с другом «в замок» указанными стыковочными отбортовками и скрепленных механическим соединением «по замку. Прочность панели обеспечивается тем, что ее корпус снабжен ребрами жесткости, выполненными преимущественно в виде швеллеров, закрепленных их полками изнутри корпуса на его противолежащих сторонах, при этом количество швеллеров определяется требованиями стойкости корпуса к ветровым и вертикальным нагрузкам. Недостаток этой конструкции аналогичен вышеописанным устройствам - большая материалоемкость и недостаточная коррозионная стойкость.
В пат. РФ ПМ №135325 (опубл. 10.12.2013).описано шумозащитное устройство, выполненное из панелей, состоящих из корпуса, образованного конструктивными элементами панели - лицевой и задней стенками, стянутыми торцевыми П-образными крышками, являющимися, по сути, боковыми стенками. Упомянутая лицевая сторона корпуса панелей, обращенная к источнику шума, выполнена в виде передней стенки имеющей перфорацию, а задняя сторона выполнена в виде задней стенки, между которыми внутри корпуса панели установлен звукопоглощающий материал, зафиксированный при помощи П-образных заглушек. Жесткость панели обеспечивается наличием этих П-образных элементов, боковые полки которых контактируют с передней и задней стенками корпуса, при этом передняя и задняя стенки, а также упомянутые П-образные крышки и П-образные заглушки шумопоглощающих панелей выполнены из металлического профиля, изготовленного из листового материала. Отгибы позволяют образовывать замковое соединение, типа защелки при сочленении конструктивных элементов. Причем, упомянутая каждая торцевая П-образная крышка выполнена накладной, размещенной на торце корпуса с зазором по отношению к нему и закреплена механическим соединением, преимущественно клепкой ее передней и задней стенками. При этом достигается дополнительная жесткость конструкции и прочность соединения передней и задней стенок шумопоглощающей панели. Как следует из анализируемого патента, усилителями, обеспечивающими жесткость, являются узлы сочленения стенок и крышек. Это достигается идеальным отгибом краев, осуществляемым на специальном оборудовании - методом гибки на гибочном прессе с ЧПУ. Это обстоятельство создает дополнительные трудности при изготовлении панелей, поскольку таким способом может быть изготовлена панель только из стального (железного) металлического листа. Такая панель легко подвергается в условиях эксплуатации разрушению под воздействием погодных условий. Кроме того, повышенный вес панели не позволяет увеличивать ее физические размеры в длину при изготовлении экранов в случаях невозможности установки несущих стоек на одинаковом расстоянии друг от друга, например, на мостах, виадуках и пр. Предлагаем данное техническое решение рассматривать как ближайший аналог.
Целью заявляемого технического решения является разработка облегченной конструкции акустической панели, обладающей повышенной жесткостью, гарантирующей прочность шумозащитного экрана, а также позволяющей существенно упростить технологию сборку самой панели и экранов на ее основе.
Достижение поставленной задачи осуществлено путем использования в панели облегченных конструктивных элементов. Конструктивные элементы панели выполнены из профилированного алюминиевого листа или его сплавов. Прочность панели обеспечивается профильными ребрами жесткости, а также ее корпусом, выполненным в виде прямоугольного короба путем сочленения конструктивных элементов в единую конструкцию и скрепления любым известным способом, в том числе наиболее приемлемым - стягиванием саморезами.
Технический результат такого выполнения панели заключается в уменьшении ее веса при обеспечении надежной прочности, что в свою очередь позволяет увеличивать длину панели с целью уменьшения количества опорных стоек и удешевления строительства экрана. Это обстоятельство особенно важно для случаев нестандартных ситуаций, например, при установке экранов на мостах, виадуках и пр. Панель обладает повышенной коррозионной стойкостью к погодным условиям, не требует дополнительной окраски, что увеличивает срок ее службы. Упрощенная технология изготовления не требует специального дополнительного оборудования и легко осуществима на местах установки экранов.
Конструкция акустической панели поясняется чертежами. На фигуре 1 приведен общий вид. На фигуре 2 - панель в разобранном виде. На фигуре 3 - поперечное сечение панели. На фигуре 4 - верхний алюминиевый профиль в разрезе. На фигуре 5 разрез нижнего алюминиевого профиля. На фигуре 6 - разрез боковой стенки.
Акустическая панель, общий вид которой с размерами представлен на фиг. 1, состоит из следующих конструктивных элементов (фиг. 2): из переднего профилированного алюминиевого листа с перфорацией (1), заднего профилированного алюминиевого листа без перфорации (2), верхней (3) и нижней (4) крышек, боковых стенок (5) и плиты звукопоглощающего материала (6). На фигуре 3 представлено перечное сечение панели, иллюстрирующее размещение звукопоглощающей плиты (6) в корпусе панели. Фигуры 4 и 5 иллюстрируют профили верхней и нижней крышек. Профили содержат пазы (7) служащие для зацепления с передним и задним листами при формировании корпуса панели. Профили также содержат паз (8) - для крепления боковых стенок (5) саморезами и паз (9) - для установки плиты (6). В верхнем профиле (3) имеется паз (10) для совмещения с направляющей (11) нижнего профиля (4), кроме того оба профиля - верхняя и нижняя крышки содержат пазы (12) для размещения в них уплотнителя (на фигурах не показано) при установке панелей в экран. Профиль боковых стенок (фигура 6) содержит паз (13) для установки резинового уплотнителя и паз (14) для установки переходного адаптера (на фигурах не показано). По краю листы 1 и 2 содержат отгибы, при помощи которых происходит их сочленение с пазом 7 крышек. Общие размеры панели 123×500×(2000-5000) мм. Все конструктивные элементы изготовлены из алюминиевого сплава.
Панель собирается следующим образом: Профилированные листы 1 и 2 сочленяют путем зацепления с профильными крышками 3 и 4 с образованием каркаса панели. Плита звукозащитная 6 вставляется внутрь каркаса и фиксируется внутренними пазами 7 при установке внахлест боковин 5. Боковые стенки 5 крепятся саморезами к верхней и нижней крышкам через пазы 8 с образованием жесткого короба.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает выполнение поставленной цели, а именно изготовление облегченной акустической панели, обладающей повышенными прочностными показателями, применимой для установки в шумозащитные устройства. Технический эффект данной разработки заключается в упрощении технологии изготовления как самой панели так и экранов. Срок службы за счет увеличения коррозионной стойкости конструктивных элементов панели будет увеличен, а обслуживание и ремонт упрощены. В настоящее время заявителем данной полезной модели разработана техническая документация для масштабного изготовления подобных устройств.