ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЬ
SOUND ABSORBER

Изобретение относится к технике глушения шума.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности является звуко-поглотитель по патенту РФ №2392501, F 01N 1/00,1994 г., содержащий цилиндрический каркас в виде перфорированной втулки и крышек, заполненный звукопоглотителем, а снаружи втулки расположен слой акустически прозрачной оболочки из капроновой сетки или стеклоткани.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения на низких и средних частотах.
Технический результат - повышение эффективности шумоглушения на низких и средних частотах.
Это достигается тем, что в звукопоглотителе, содержащем внешнюю и внутреннюю перфорированные стенки, между которыми размещено три слоя звукопоглощающего материала, более жесткий, первый слой закреплен на внешней перфорированной стенке и выполнен сплошным, профилированным коническими поверхностями, причем проекции оснований образованных при этом конусов лежат в одной плоскости, параллельной перфорированным стенкам, а выполнен он из материала с коэффициентом отражения звука, большим, чем его коэффициент звукопоглощения; при этом он направляет отраженный звук на второй слой, более мягкий, чем первый, и который выполнен прерывистым в виде соединенных между собой нижним основанием конусов, образованных коническими поверхностями, параллельными перфорированным стенкам, а расположен второй слой на стержне, который насквозь проходит через плоскость соединения каждого из конусов, а внешняя перфорированная стенка жестко связанна со вторым слоем посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомута, охватывающего стержень и стягивающего его винтом, при этом третий звукопоглощающий слой выполнен из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположен в пустотах, образованных между первым и вторым слоями.
На фиг. 1 представлен общий вид звукопоглотителя, на фиг. 2 - сечение А-А звукопоглотителя.
Звукопоглотитель содержит внешнюю 1 и внутреннюю 2 перфорированные стенки, между которыми размещено три слоя звукопоглощающего материала. Более жесткий, первый слой 3 выполнен сплошным, профилированным коническими поверхностями 7, причем проекции оснований образованных при этом конусов лежат в одной плоскости, параллельной перфорированным стенкам 1 и 2. Закреплен первый сплошной слой 3 на внешней 1 перфорированной стенке. Первый слой 3 выполнен из материала с коэффициентом отражения звука, большим, чем его коэффициент звукопоглощения; он направляет отраженный звук на второй слой 4. Второй слой 4, более мягкий, чем первый, выполнен прерывистым в виде соединенных между собой нижним основанием конусов, образованных коническими поверхностями, параллельными перфорированным стенкам 1 и 2.
Расположен второй слой 4 на стержне 5, который насквозь проходит через плоскость соединения каждого из конусов, а внешняя перфорированная стенка 1 жестко связанна со вторым слоем 4 посредством перпендикулярных к ней вертикальных крепежных элементов 6 в виде пластин, один конец которых жестко закреплен на внешней 1 перфорированной стенке, а второй конец выполнен в виде хомута, охватывающего стержень 5 и стягивающего его винтом. Третий звукопоглощающий слой (не показан) выполнен из вспененного звукопоглощающего материала в виде строительной герметизирующей пены и расположен в пустотах, образованных между первым слоем 3 и вторым слоем 4.
3
Первый слой 3 выполнен из звукопоглощающего материала на основе алюминесодержащих сплавов, наполненных гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м, прочностью на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочностью на изгиб в пределах 10…20 МПа, например из пеноалюминия.
В качестве звукопоглощающего материала второго, более мягкого, слоя 4 может быть применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стек-ловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.
Материал перфорированных поверхностей 1 и 2 может быть выполнен из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».
Звукопоглотитель работает следующим образом.
Звуковая энергия, пройдя через слой внешней перфорированной поверхности 1 или 2, а также третий слой звукопоглотителя, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на второй прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 3 из звукопоглощающего материала, где 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. Низкочастотное звукопоглощение осуществляется за счет мембранного возбуждения перфорированных стенок 1 и 2 корпуса и, косвенно, внутренних объемов воздуха. За счет большого декремента затухания в материале возникает поглощение звуковой энергии при диссипации.