RU1818430C

RU1818430C - Air-permeable sound absorber

Info

Publication number: RU1818430C
Authority: RU
Inventors: Вилен Александрович Терк
Original assignee: Ленинградский Государственный Проектный Институт Межотраслевого Государственного Объединения "Энергомаш"
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1993-05-30

Abstract

Изобретение относитс к строительной акустике и предназначено дл борьбы с промышленными шумами с рко выраженными Спектрами низких и средних частот, в частности дл звукоизол ционных воздухопро-, ницаёмых ограждений в производственных помещени х при необходимости большой скорости воздухообмена, а также в глушител х шума в вентил ционных каналах. Цель изобретени - повышение акустической эффективности в области низких частот, вплоть до инфразвуковых. Дл этого &amp; воздухопроницаемом звукопоглотителе, включающем корпус со сквозным пр моугольным воздуховодным каналом, в стенках которого выполнены цилиндрические углублени , объединенные в группы одинаковой глубины так, что их глубины в смежных группах относ тс друг к другу как взаимно простые числа, за группами углублений одинаковой глубины образованы резонансные полости посредством задних стенок. Полости соединены с некоторыми из углублений посредством отверстий, выполненных в дне последних с диаметром, меньшим диаметра углублений. Внутри канала на относе от углублений установлены упругие перфорированные пластины с отверсти ми. Объемы полостей возрастают или убывают в геометрической прогрессии. Углублени с отверсти ми расположены друг от друга на рассто нии, не превышающем 0,16 длины звуковой волны на верхней граничной частоте диапазона частот, в котором необходимо осуществить, глушение шума. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. Ј СО 00 OJ оThe invention relates to building acoustics and is intended to combat industrial noise with pronounced Low and medium frequency Spectra, in particular for soundproof air-permeable, permeable fencing in industrial premises, if necessary, a high air exchange rate, as well as in noise suppressors in ventilation channels. The purpose of the invention is to increase acoustic efficiency in the low frequency region, up to infrasonic ones. For this, &amp; an air-permeable sound absorber, including a body with a through rectangular air duct, in the walls of which are made cylindrical recesses, combined into groups of the same depth so that their depths in adjacent groups are related to each other as mutually prime numbers, resonance cavities are formed behind the groups of recesses of the same depth through the back walls. The cavities are connected to some of the recesses through holes made in the bottom of the latter with a diameter smaller than the diameter of the recesses. Inside the channel, relative to the recesses, elastic perforated plates with holes are installed. The volume of the cavities increases or decreases exponentially. The recesses with holes are located from each other at a distance not exceeding 0.16 of the sound wavelength at the upper boundary frequency of the frequency range in which noise suppression is necessary. 3 C.p. f-ls, 2 ill. Ј CO 00 OJ o

Description

Изобретение относитс к области строительной акустики и предназначено дл борьбы с промышленными шумами с рко выраженными спектрами низких и средних частот, в частности, дл звукоизол ционных воздухопроницаемых ограждений в производственных помещени х при необходимости большой скорости воздухообмена, аThe invention relates to the field of building acoustics and is intended to combat industrial noise with pronounced low and medium frequency spectra, in particular, for soundproof breathable barriers in industrial premises, if necessary, a high air exchange rate, and

также в глушител х шума в вентил ционных каналах и т.п.also in silencers in ventilation ducts, etc.

Цель изобретени - повышение акустической эффективности в области низких частот , вплоть до инфразвуковых.The purpose of the invention is to increase acoustic efficiency in the low frequency region, up to infrasonic ones.

Указанна цель достигаетс тем, что в воздухопроницаемом звукопоглотителе, включающем пр моугольные сквозные каналы с цилиндрическими углублени ми,This goal is achieved in that in a breathable sound absorber comprising rectangular through channels with cylindrical recesses,

размещенными в двух противоположных стенках каждого канала соосно и объединенными в группы одинаковой глубины с противоположными конгруэнтными углублени ми так, что их глубины в смежных группах относ тс друг к другу как взаимно простые числа, за группами углублений одинаковой глубины размещены резонансные полости, величины объемов, которых увеличиваютс или убывают в геометрической прогрессии. Полости соединены посредством отверстий с р дом углублений, выпол- ненных в днах последних так, что их диаметр меньше диаметра углублений. Углублени одинаковой глубины с отверсти ми расположены на рассто нии друг от друга Al, меньшем длины волны на верхней граничной частоте диапазона частот, в котором нужно осуществить глушение шума, хот бы в 2л раз, т.е. ДI Я/2 лгегО,1бА . Внутри каналов на относе от углублений установлены упругие перфорированные пластины.placed in two opposite walls of each channel coaxially and combined into groups of the same depth with opposite congruent recesses so that their depths in adjacent groups relate to each other as mutually prime numbers, resonance cavities are placed behind groups of recesses of the same depth, volumes of which increase or decrease exponentially. The cavities are connected through holes with a series of recesses made in the bottoms of the latter so that their diameter is less than the diameter of the recesses. Depressions of the same depth with holes are located at a distance from each other Al, shorter than the wavelength at the upper boundary frequency of the frequency range in which noise suppression is necessary, at least 2 times, i.e. DI I / 2 LEGO, 1ba. Inside the channels, relative to the recesses, elastic perforated plates are installed.

Стенки с углублени ми и. полости могут быть изготовлены из дерева и фанеры, металла , оргстекла, негорючих пластмасс, бетона и т.д., а упруга пластина из металла, оргстекла, текстолита и т.дWalls with recesses and. cavities can be made of wood and plywood, metal, plexiglass, non-combustible plastics, concrete, etc., and an elastic plate of metal, plexiglass, textolite, etc.

На фиг.1 изображен воздухопроницаемый звукопоглотитель, в аксонометрии, с вырывами; на фиг.2 - его сечение вдоль канала в плоскости углублений.Figure 1 shows a breathable sound absorber, in a perspective view, with tears; figure 2 - its cross section along the channel in the plane of the recesses.

Воздухопроницаемый звукопоглотитель при применении его дл звукоизол ционного воздухопроницаемого ограждени или глушител шума состоит из корпуса 1 с каналом дл прохождени газа, в стенках 2 которого выполнены цилиндрические углублени 3, объединенные в группы одинаковой глубины так, что их глубины относ тс как взаимно-простые числа, резонансных полостей 4,5,6 и т.д., величины объемов которых относ тс в геометрической прогрессии . Полости 4,5,6 соединены с некоторыми из углублений 3 посредством отверстий 7, выполненных в днах последних. Дл увеличени объема резонансных полостей 4,5,6 и т.д., задн стенка 8 располагаетс на большом рассто нии от воздуховодного канала 9 и от стенки 10, закрывающей дно углублений . Резонансные полости 4,5,6 и т.д. через углублени , выполн ющие роль горла резонаторов , с отверсти ми 7, диаметр которых меньше диаметра углублений, соедин ютс с воздушной резонирующей полостью 11, расположенной между стенкой с углублени ми 3 и упругой пластиной 12 со сквозной перфорацией, диаметры отверстий которой 13 меньше либо равны наименьшим диаметрам углублений 3, а коэффициент перфорации больше либо равен коэффициенту перфорации стенок с углублени ми,A breathable sound absorber when used for a soundproof breathable enclosure or noise suppressor consists of a housing 1 with a gas passage, in the walls 2 of which are made cylindrical recesses 3, combined into groups of the same depth so that their depths are regarded as mutually prime numbers, resonance cavities 4,5,6, etc., the volumes of which are related exponentially. Cavities 4,5,6 are connected to some of the recesses 3 by means of holes 7 made in the bottoms of the latter. In order to increase the volume of the resonance cavities 4,5,6, etc., the rear wall 8 is located at a great distance from the air duct 9 and from the wall 10 covering the bottom of the recesses. Resonance cavities 4,5,6, etc. through the recesses acting as the neck of the resonators, with holes 7, the diameter of which is smaller than the diameter of the recesses, are connected to the air resonating cavity 11 located between the wall with recesses 3 and the elastic plate 12 with through perforation, the diameters of the holes 13 of which are less than or equal the smallest diameters of the recesses 3, and the perforation coefficient is greater than or equal to the perforation coefficient of the walls with the recesses,

Дл достижени эффекта звукоизол ции на очень низких частотах перегородки 14 между соседними полост ми не выполн ютс . In order to achieve a soundproofing effect at very low frequencies, partitions 14 between adjacent cavities are not performed.

Воздухопроницаемый звукопоглотитель работает следующим образом: звук,Breathable sound absorber works as follows: sound,

проход по каналу 9, возбуждает колебани упругих перфорированных пластин 12, работающих подобно мембранам, вызыва поглощение звука на частотах, определ емых собственной частотой колебани пластины и ее гармониками. Через отверсти 13 в пластине и колебани самой пластины 12 возбуждаютс колебани воздуха в резонирующей полости 11, которые вювою очередь возбуждают колебани воздуха в углублени х 3 стенки 2, Эти колебани воздуха в полости 11 происход т со сдвигом по фазе, в результате чего они интерферируют и уменьшают шум в области низких и средних частот. Через углублени с отверстием 7passage through channel 9 excites vibrations of elastic perforated plates 12 operating like membranes, causing sound absorption at frequencies determined by the natural vibration frequency of the plate and its harmonics. Through the holes 13 in the plate and the vibrations of the plate 12 itself, air vibrations in the resonant cavity 11 are excited, which in turn turn the air vibrations in the recesses 3 of the wall 2. These air vibrations in the cavity 11 occur with a phase shift, as a result of which they interfere and reduce noise at low and mid frequencies. Through recesses with hole 7

происходит отсос звуковой энергии на низких частотах, определ емых, в основном , объемом полостей 4,5,6 и т.д. и диаметром , глубиной и числом углублений с отверсти ми. Благодар тому, что диаметрsound energy is sucked out at low frequencies, determined mainly by the volume of cavities 4,5,6, etc. and the diameter, depth and number of recesses with holes. Thanks to the fact that the diameter

отверстий меньше диаметра углублений, последние выполн ют одновременно и роль углублений и роль горловин резонаторов.the holes are smaller than the diameter of the recesses, the latter simultaneously fulfill the role of the recesses and the role of the necks of the resonators.

Благодар взаимодействию присоединенных масс углублений, имеющих отверсти 7, расположенных на рассто нии друг от друга ДI, малом по сравнению с длиной звуковой волны, полости заглушени на . низких, средних и высоких частотах расшир ютс и имеют более значительную величину затухани . Расширению полос заглушени и увеличению величины затухани способствует и то, что величины объемов резонансных полостей относ тс в геометрической прогрессии. При таком выполнении воздухопроницаемого звукопог- лотител при прохождении через канал волновода звука каждый объем заглушает определенные полосы частот, которые взаимно перекрываютс .Due to the interaction of the attached masses of the recesses having openings 7 located at a distance from each other, DI, which is small compared with the sound wavelength of the blanking cavity. low, middle and high frequencies expand and have a more significant attenuation. The broadening of the damping bands and the increase of the attenuation is also facilitated by the fact that the volumes of the resonant cavities are related exponentially. With this embodiment of the breathable sound absorber, when passing through the channel of the sound waveguide, each volume drowns out certain frequency bands that mutually overlap.

Расширению полос заглушени и увеличению затухани , при прочих равных услови х , способствует также увеличение коэффициента перфорации стенок 2 за счет увеличени числа углублений, а не их диаметра . Это, очевидно, св зано с тем обсто тельством , что большее число углублений отбирает от звукового пол большую часть энергии.The expansion of the damping bands and the increase in attenuation, ceteris paribus, is also facilitated by an increase in the perforation coefficient of the walls 2 by increasing the number of recesses, and not their diameter. This, obviously, is due to the fact that a larger number of recesses selects most of the energy from the sound field.

Воздухопроницаемый зву ко поглотитель при применении его в звукоизол ционных воздухопроницаемых ограждени х глушител х шума позвол ет расширить частотный диапазон глушени шума на область низких и очень низких частот, вплоть до инфразвуковых. Кроме того, он позвол ет повысить воздухообмен и принудительную аэрацию при тех же габаритах более, чем в 2 раза. Высока эффективность воздухопроницаемого звукопоглотител (30-50 дБ) позвол ет отказатьс от применени в нем активного звукопоглощающего материала, что уменьшает его размеры по длине и дает возможность в случае принудительного воздухообмена повысить скорость протекани газа через канал до 30 м/с.A sound-absorbing sound absorber, when used in soundproof breathable barriers and noise suppressors, allows extending the frequency range of noise suppression to the low and very low frequencies, up to the infrasonic ones. In addition, it allows to increase air exchange and forced aeration with the same dimensions more than 2 times. The high efficiency of the breathable sound absorber (30-50 dB) eliminates the use of active sound absorbing material in it, which reduces its length and makes it possible, in the case of forced air exchange, to increase the gas flow through the channel to 30 m / s.

Формул а и зобретени 1.Воздухопроницаемый звукопоглоти- тель, включающий пр моугольные -сквозные каналы с цилиндрическими углублени ми, размещенными соосно в двух противоположных стенках каждого канала и объединенными в группы одинаковой глубины с противоположными конгруэнтными углублени ми так, что их глубины в смежных группах относ тс друг к другу ак взаимно простые числа, отличающийс тем, что, с целью повышени акустической эффективности, преимущественно в области низких частот, вплоть до инфразвуковых, за группами углубленийFormulas and inventions 1. A breathable sound absorber comprising rectangular through channels with cylindrical recesses coaxially placed in two opposite walls of each channel and combined into groups of the same depth with opposite congruent recesses so that their depths in adjacent groups are relative are mutually prime numbers, characterized in that, in order to increase acoustic efficiency, mainly in the low frequency region, up to the infrasonic ones, behind groups of recesses

одинаковой глубины образованы резонансные полости, соединенные с углублени ми посредством отверстий в дне последних, а внутри каналов на относе от углублений установлены упругие перфорированные пластины .resonant cavities are formed of equal depth, connected to the recesses by means of holes in the bottom of the latter, and elastic perforated plates are installed inside the channels relative to the recesses.

2.3вукопоглотитель по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что значени объемов резонансных полостей за группами углублений одинаковой глубины возрастают или убывают в геометрической прогрессии.2.3 The desiccant according to claim 1, with the fact that the values of the volumes of the resonant cavities behind groups of recesses of the same depth increase or decrease exponentially.

З.Звук-опоглотитёль по п.1, о т л и ч a tout и и с тем, что диаметры отверстий, соедин ющих резонансные полости с углублени ми , меньше диаметров углублений, вZ. Sound absorber according to claim 1, with a tout and with the fact that the diameters of the holes connecting the resonant cavities with the recesses are smaller than the diameters of the recesses,

дне которых они выполнены.the bottom of which they are made.

4.3вукопоглотитель по п. 1. о т л и ч a tout и и с тем, что углублени одинаковой глубины, в дне которых выполнены отверсти , расположены друг от друга на рассто нии , не превышающем 0.16 длины волны на верхней граничной частоте диапазона частот , в котором необходимо осуществить глушение шума.4.3 a desiccant according to claim 1, with a tout and the fact that the recesses of the same depth, in the bottom of which holes are made, are located from each other at a distance not exceeding 0.16 wavelength at the upper cutoff frequency of the frequency range, in which it is necessary to suppress noise.

7 7 7 5 Ю lit 6 В 3 Фиг. 27 7 7 5 10 lit 6 V 3 FIG. 2