PL203031B1 - Element dźwiękochłonny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rezonansowo - absorpcyjny element dźwiękochłonny w postaci kasetonu, przeznaczonego zwłaszcza do budowy ekranów chroniących przed hałasem komunikacyjnym.

Z patentu PL 179288 znany jest ekran rezonansowo - absorpcyjny złożony z kasetonów ułoż onych w stos między zakotwionymi w ziemi słupami, formowany w ciągi liniowe wzdłuż autostrad. Poszczególne kasetony znanego ekranu mają wysokość 210 mm, a szerokość 3000 - 4000 mm i utworzone są z cienkiej blachy, korzystnie stalowej ocynkowanej i pokrytej lakierem o zwiększonej odporności na korozję. Kasetony są perforowane okrągłymi otworami o średnicy 4 mm w 30 - 40% od strony źródła hałasu, a gładkie po przeciwnej stronie zaś z boków zamknięte są okładzinami czołowymi również z tej blachy stalowej gładkiej. Rdzeń kasetonu stanowi płyta z hydrofobizowanej wełny mineralnej odpornej na ultrafiolet, o gęstości 80 - 120 kG/m³, usytuowana symetrycznie z przerwami w osi kasetonu i obciągnięta polietylenową folią antystatyczną.

W patencie PL 176298 opisano z kolei ekran dźwiękochłonno - izolujący, zwłaszcza dla tras komunikacyjnych i transportowych w ruchu kołowym, składający się dźwiękochłonnych elementów ściennych z materiałem absorbującym i mających perforację oraz z łączących je elementów nośnych w postaci stabilizująco - prowadzących słupów mocowanych w podłożu, w których to słupach sztaplowane są jedne nad drugimi dźwiękochłonne elementy ścienne. Dźwiękochłonne elementy znanego ekranu mają postać segmentów wzdłużnych spłaszczonych kształtek o otwartych obu końcach i o przekroju poprzecznym zamkniętym. Segmenty wzdłużnych kształtek są utworzone z wzdłużnych profili korzystnie metalowych, jednakowo ukształtowanych lecz przeciwnie montowanych, przy czym segmenty wzdłużnych kształtek są posadawiane skośnie perforowanym wzdłużnym profilem po stronie źródła hałasu, a osadzone wewnątrz wkładki wygłuszającego materiału są nie przylegające do ścian kształtki.

Z patentów PL 129703 i PL 129705 znane są również przemysł owe ekrany dź wię kochł onne, zwłaszcza dla pras, zawierające układy rezonansowe i pochłaniające.

Ekran według patentu PL 129703 ma dwa układy dźwiękochłonne, z których pierwszy składa się z dwóch siatek pomiędzy którymi przestrzeń jest wypełniona pierwszą warstwą pochłaniającą, a drugi składa się z dwóch kolejnych siatek, pomiędzy którymi przestrzeń wypełniona jest drugą warstwą pochłaniającą. Ekran ma poza tym dwa układy rezonansowe oddzielające wspomniane układy dźwiękochłonne i ochronę umieszczoną od wewnątrz ekranu.

Natomiast ekran według patentu PL 129705 składa się z płyty, o powierzchni która posiada symetryczne szczeliny w kształcie zaokrąglonych prostokątów oraz z nieperforowanej ochrony, pomiędzy którymi od strony płyty umieszczona jest warstwa rezonansowa, oddzielona od warstwy dźwiękochłonnej nitką, przy czym w przestrzeni warstwy rezonansowej umieszczone są poziomo wsporniki.

Ponadto, z polskiego zgłoszenia patentowego P. 299578 znany jest konstrukcyjny element nośny dla budowy podestów, schodów lub podłóg, stosowany w budynkach przemysłowych do tłumienia głównie dźwięków uderzeniowych. Znany element nośny ma w przekroju postać ceownika o podwiniętych do wewnątrz końcach ramion. Wnętrze elementu nośnego jest wypełnione materiałem pochłaniającym dźwięk, przy czym materiał pochłaniający jest osłonięty ażurową powłoką, osadzoną na podwiniętych końcach ramion elementu nośnego. Ażurową powłokę może według tego rozwiązania stanowić perforowana płyta, siatka, utwardzona tkanina lub mata.

Zgodnie z wynalazkiem, element dźwiękochłonny w postaci wydłużonego kasetonu, mający od strony źródła hałasu ażurową powierzchnię, a po przeciwnej stronie gładką, zawierający wewnątrz wkładkę z materiału pochłaniającego i warstwę rezonansową oraz elementy ustalające materiał pochłaniający, charakteryzuje się tym, że jego korpus, o poprzecznym przekroju ceownika z podgiętymi ku sobie końcami ramion, jest zamknięty od strony źródła hałasu ażurową ścianą złożoną z perforowanej płyty, najlepiej blaszanej, do której przylega siatka z tworzywa, przy czym płyta ażurowej ściany ma perforację w postaci szeregu regularnie rozmieszczonych jednakowych lub różnych otworów, wokół których są uformowane lejkowate przetłoczenia (lejki) usytuowane na przemian po obu stronach płyty, zaś do siatki ażurowej ściany przylega wkładka pochłaniająca w postaci warstwy twardej wełny mineralnej o hydrofobizowanej powierzchni, podparta przez konstrukcję dystansowo - wsporczą, usytuowaną w wewnętrznej rezonansowej warstwie elementu przy gładkiej tylnej ścianie korpusu.

Korzystnie jest, gdy konstrukcja dystansowo - wsporcza ma postać rusztu utworzonego przez dwa biegnące wzdłużnie wsporniki, połączone szeregiem poprzecznych. Wówczas poprzeczne wsporniki rozdzielają wewnętrzną rezonansową warstwę na szereg komór rezonansowych, których wymiarami można w pewnym stopniu regulować żądane właściwości akustyczne elementu dźwiękochłonnego.

PL 203 031 B1

Dla powiększenia zakresu regulacji właściwości akustycznych elementu jest poza tym korzystne, gdy płyta ażurowej ściany ma perforację w postaci szeregu okrągłych otworów o różnych średnicach, przy czym wówczas, w zależności od potrzeb akustycznych, ażurowa ściana może być zwrócona na zewnątrz elementu dźwiękochłonnego lejkami wokół otworów mniejszej średnicy lub lejkami wokół otworów większej średnicy.

W jeszcze innych przypadkach korzystne jest, aby pł yta aż urowej ś ciany elementu dź wię kochłonnego miała perforację w postaci szeregu regularnie rozmieszczonych otworów owalnych, a przy tym aby lejki po jednej ze stron płyty miały ząbkowaną krawędź. Wówczas w zależności od potrzeby ukształtowania akustycznych właściwości elementu, ażurowa ściana może być zwrócona na zewnątrz elementu lejkami z gładką krawędzią wokół owalnych otworów lub lejkami z ząbkowaną krawędzią wokół owalnych otworów.

Wspomniane odmienne usytuowanie lejków względem zewnętrza elementu dźwiękochłonnego powoduje zmianę właściwości akustycznych zewnętrznej rezonansowej warstwy, utworzonej pomiędzy ażurową ścianą a powierzchnią materiału pochłaniającego i dobiera się je w zależności od rodzaju hałasu, który ma tłumić element według wynalazku.

Można też zmieniać właściwości akustyczne elementu dźwiękochłonnego poprzez zmianę rodzaju i grubości wewnętrznej wkładki pochłaniającej z wełny mineralnej, na przykład stosując wełny mineralne o gęstości 80 - 130 kG/m³, a zwłaszcza 90 - 110 kG/m³.

Aby przy budowie ekranu z elementów według wynalazku zabezpieczyć powierzchnię styku sąsiadujących elementów przed opadami atmosferycznymi, perforowana płyta ażurowej ściany jest przytwierdzona do korpusu, na przykład nitami lub blachowkrętami, asymetrycznie, tak by umownie dolna krawędź płyty była wysunięta poza obrys dolnego wzdłużnego boku korpusu - najkorzystniej nie mniej niż tyle ile umownie górna krawędź płyty jest usytuowana poniżej obrysu górnego wzdłużnego boku korpusu.

Asymetryczne przytwierdzenie płyty ażurowej ściany do korpusu elementu dźwiękochłonnego jest korzystne, gdyż pozwala osłonić przed wpływami atmosferycznymi powierzchnie styku sąsiadujących elementów dźwiękochłonnych po spiętrzeniu ich jedne na drugich między zakotwionymi w ziemi słupami wsporczymi budowanego ekranu.

Element według wynalazku jest prosty w konstrukcji, łatwy w wykonaniu i wygodny w użyciu. Jest trwały w każdych warunkach środowiskowych i nie wymaga uciążliwej konserwacji. Pozwala skutecznie wytłumić hałas, zwłaszcza komunikacyjny w szerokim paśmie częstotliwości, zależnym od właściwości akustycznych ażurowej ściany, wkładki pochłaniającej i wewnętrznej rezonansowej warstwy.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok czołowy elementu w pierwszym i drugim przykładzie wykonania, fig. 2 - widok czołowy elementu w trzecim i czwartym przykładzie wykonania, fig. 3 - widok z boku elementu w pierwszym i drugim przykładzie wykonania, fig. 4 - widok z boku elementu w trzecim i czwartym przykładzie wykonania, fig. 5 - widok z góry elementu w pierwszym i drugim przykładzie wykonania, fig. 6 - widok z góry elementu w trzecim i czwartym przykł adzie wykonania, fig. 7 - widok z tył u elementu wedł ug wspomnianych powyżej przykładów wykonania, fig. 8 - schematyczny, poprzeczny przekrój A-A na fig. 7, fig. 9 - szczegół, „B na fig. 3 w poprzecznym przekroju zbliżonym wielkością do naturalnych rozmiarów - w pierwszym przykładzie wykonania elementu, fig. 10 - szczegół, „B na fig. 3 w poprzecznym przekroju zbliżonym wielkością do naturalnych rozmiarów - w drugim przykładzie wykonania elementu, fig. 11 - szczegół „C na fig. 4 w poprzecznym przekroju zbliżonym wielkością do naturalnych rozmiarów - w trzecim przykładzie wykonania elementu, a fig. 12 - szczegół „C na fig. 4 w poprzecznym przekroju zbliżonym wielkością do naturalnych rozmiarów - w czwartym przykładzie wykonania elementu.

Element dźwiękochłonny według wynalazku ma postać samonośnego wydłużonego kasetonu o zasadniczo czworobocznym obrysie w przekroju poprzecznym. Kaseton jest utworzony przez korpus 1, zamknięty od strony źródła hałasu ażurową ścianą 2, a z boków pokrywami 3. Wewnątrz kasetonu jest umieszczona wkładka 4 z materiału pochłaniającego, ustalona przez dystansowo - wsporczą konstrukcję 5.

W opisanych poniżej wariantach realizacji wynalazku, korpus 1 elementu dźwiękochłonnego o przykładowych wymiarach: długość 200 - 500 cm, wysokość 30 - 50 cm, grubość 10 - 15 cm, jest uformowany z blachy stalowej ocynkowanej, która w poprzecznym przekroju ma postać ceownika o podgiętych ku sobie końcach ramion.

Do podgiętych końców ramion korpusu jest przytwierdzona ażurowa ściana 2, złożona z perforowanej płyty 6, na przykład z blachy stalowej ocynkowanej czy tworzywa sztucznego i z przylegającej do niej siatki 7 z tworzywa sztucznego.

PL 203 031 B1

Płyta 6 ażurowej ściany 2 jest przytwierdzona do korpusu i asymetrycznie, zwłaszcza nitami lub blachowkrętami, przy czym umownie dolna krawędź 8 płyty 6 jest wysunięta poza obrys dolnego wzdłużnego boku korpusu 1, najkorzystniej nie mniej niż tyle, ile umownie górna krawędź 9 płyty 6 jest usytuowana poniżej obrysu górnego wzdłużnego boku korpusu 1.

Takie asymetryczne przytwierdzenie płyty 6 ażurowej ściany 2 do korpusu 1 elementu dźwiękochłonnego pozwala w pełni osłonić powierzchnie styku sąsiadujących elementów dźwiękochłonnych przy spiętrzaniu ich jedne na drugich między zakotwionymi w ziemi słupami wsporczymi budowanego ekranu.

Płyta 6 ażurowej ściany 2 elementu dźwiękochłonnego ma perforację w postaci szeregu regularnie rozmieszczonych otworów 10 o równej lub różnej średnicy, jak to przykładowo pokazano na fig. 1, przy czym wokół tych otworów 10 są lejki 11 usytuowane na przemian po obu stronach płyty 6, jak przykładowo pokazano na fig. 9 i 10.

W innych wariantach realizacji wynalazku, płyta 6 ażurowej ściany 2 elementu dźwiękochłonnego ma perforację w postaci szeregu regularnie rozmieszczonych otworów owalnych 12, o przykładowym kształcie zbliżonym do utworzonego z dwóch krzywych stożkowych przecinających się ramionami, jak pokazano na fig. 2. Wokół tych otworów 12 również są lejki 13 usytuowane na przemian po obu stronach płyty 6, przy czym lejki 13 po jednej ze stron płyty 6 mają ząbkowaną krawędź, jak przykładowo pokazano na fig. 11 i 12.

W dalszym rozwinięciu wariantów realizacji wynalazku, ażurowa ściana 2 może być zwrócona na zewnątrz elementu lejkami 11 wokół otworów 10 mniejszej średnicy, lejkami 11 wokół otworów 10 większej średnicy, lejkami 13 z gładką krawędzią wokół owalnych otworów 12 lub lejkami 13 z ząbkowaną krawędzią wokół owalnych otworów 12.

Wspomniane odmienne usytuowanie lejków 11, 13 względem zewnętrza elementu dźwiękochłonnego powoduje zmianę właściwości akustycznych zewnętrznej rezonansowej warstwy 14 elementu, utworzonej pomiędzy ażurową ścianą 2 a powierzchnią wkładki 4 z materiału pochłaniającego i dobiera się je w zależności od widma akustycznego hałasu, przed którym chronić ma element.

Umieszczona wewnątrz korpusu 1 wkładka 4 z materiału pochłaniającego ma postać warstwy twardej wełny mineralnej o hydrofobizowanej powierzchni. Wkładka 4 przylega do siatki 7 ażurowej ściany 2, zaś od środka elementu jest podparta (ustalona) przez dystansowo - wsporczą konstrukcję 5. Dystansowo - wsporcza konstrukcja 5 jest usytuowana w wewnętrznej rezonansowej warstwie 15 elementu, która znajduje się przy gładkiej tylnej ścianie korpusu 1.

Dystansowo - wsporcza konstrukcja 5 ma przykładowo postać rusztu utworzonego przez dwa biegnące wzdłużnie wsporniki 16, połączone szeregiem poprzecznych wsporników 17, które rozdzielają wewnętrzną rezonansową warstwę 15 na szereg rezonansowych komór.

Właściwości akustyczne elementu dźwiękochłonnego można korygować lub zmieniać poprzez zmianę rodzaju i grubości wewnętrznej wkładki 4 pochłaniającej z wełny mineralnej, na przykład stosując wełny mineralne o gęstości 80 - 130 kG/m³.

Dla pełniejszego zabezpieczenia elementu dźwiękochłonnego przed korozją cynkowane elementy stalowe, z których jest on wykonany mogą być dodatkowo pokryte warstwą lakieru. Poza tym, gdy elementy dźwiękochłonne według wynalazku są używane na otwartej przestrzeni, to na wkładkę 4 pochłaniającą używa się materiału odpornego na promienie UV.

Celem utworzenia szczelnej ściany ekranu z elementów dźwiękochłonnych według wynalazku umownie górne i dolne wzdłużne boki korpusu 1 mogą być zaopatrywane w znane samoprzylepne uszczelki gumowe lub podczas budowy ekranu pokrywane silikonowymi środkami uszczelniającymi.

Claims (10)

1. Element dźwiękochłonny w postaci wydłużonego kasetonu, mający od strony źródła hałasu ażurową powierzchnię, a po przeciwnej stronie gładką, zawierający wewnątrz wkładkę z materiału pochłaniającego i warstwę rezonansową oraz elementy ustalające materiał pochłaniający, znamienny tym, że jego korpus (1) o poprzecznym przekroju ceownika z podgiętymi ku sobie końcami ramion, jest zamknięty od strony źródła hałasu ażurową ścianą (2) złożoną z perforowanej płyty (6), najlepiej blaszanej, do której przylega siatka (7), przy czym płyta (6) ażurowej ściany (2) ma perforację w postaci szeregu regularnie rozmieszczonych jednakowych lub różnych otworów (10, 12), wokół których są uformowane lejki (11, 13), usytuowane na przemian po obu stronach płyty (6), zaś do siatki (7) ażurowej ściany (2) przylega wkładka (4) w postaci warstwy twardej wełny mineralnej o hydrofobizoPL 203 031 B1 wanej powierzchni, podparta przez dystansowo - wsporczą konstrukcję (5), usytuowaną w wewnętrznej rezonansowej warstwie (15) elementu przy gładkiej tylnej ścianie korpusu (1)

2. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) ma perforację w postaci szeregu okrągłych otworów (10) o różnych średnicach i jest zwrócona na zewnątrz elementu dźwiękochłonnego lejkami (11) wokół otworów (10) o mniejszej średnicy.

3. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) ma perforację w postaci szeregu okrągłych otworów (10) o różnych średnicach i jest zwrócona na zewnątrz elementu dźwiękochłonnego lejkami (11) wokół otworów (10) o większej średnicy.

4. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) ma perforację w postaci szeregu otworów owalnych (12), a przy tym lejki (13) po jednej ze stron płyty (6) mają ząbkowaną krawędź, zaś po drugiej gładką.

5. Element dźwiękochłonny według zastrz. 4, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) jest zwrócona na zewnątrz elementu dźwiękochłonnego lejkami (13) z gładką krawędzią wokół owalnych otworów (12).

6. Element dźwiękochłonny według zastrz. 4, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) jest zwrócona na zewnątrz elementu dźwiękochłonnego lejkami (13) z ząbkowaną krawędzią wokół owalnych otworów (12).

7. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, dystansowo - wsporcza konstrukcja (5) ma postać rusztu utworzonego przez dwa biegnące wzdłużnie wsporniki (16), połączone szeregiem wsporników poprzecznych (17), które rozdzielają wewnętrzną rezonansową warstwę (15) na szereg rezonansowych komór.

8. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że wkładka (4) z materiału pochłaniającego jest uformowana z wełny mineralnej o gęstości 80 - 130 kG/m³, a zwłaszcza 90 -110 kG/m³.

9. Element dźwiękochłonny według zastrz. 1, znamienny tym, że płyta (6) ażurowej ściany (2) jest przytwierdzona do korpusu (1) asymetrycznie, tak by umownie dolna krawędź (8) płyty (6) była wysunięta poza obrys dolnego wzdłużnego boku korpusu (1).

10. Element dźwiękochłonny według zastrz. 9, znamienny tym, że umownie dolna krawędź (8) płyty (6) jest wysunięta poza obrys dolnego wzdłużnego boku korpusu (1) nie mniej niż tyle, ile umownie górna krawędź (9) płyty (6) jest usytuowana poniżej obrysu górnego wzdłużnego boku korpusu (1),