RU2341625C2

RU2341625C2 - Kochetovykh acoustic baffle

Info

Publication number: RU2341625C2
Application number: RU2005139037/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2008-12-20
Also published as: RU2005139037A

Abstract

FIELD: construction; physics.

SUBSTANCE: acoustic baffle contains framework with metal-plated slopes and acoustic panel sections. Sections contain acoustic panels implemented as both noise-reflecting translucent panels and non-translucent noise-absorbing panels. Layout of panels in acoustic baffle may vary in any combination of vertical and horizontal lines. Baffle contains metal-plated slopes, translucent noise-reflecting panels. Framework of acoustic noise-absorbing panel is in the shape of parallelepiped formed by front and rear perforated walls with perforation factor equal to or more than 0.25. Each

-shaped wall has side edges. Perforation is represented as slotted perforation aligned as lines of rectangles. Adjoining lines are shifted. There is even number of slots in one line and odd number of slots in the other. Odd lines width b1 ratio to even line width b₂ is in the optimal interval of values b1: b2 = 0.7-0.9, ratio of distance between lines h₁ and h₂ is h₁: h₂ = 2.0.

EFFECT: effective noise absorption due to increase of acoustic reduction factor by increasing noise-absorbing surfaces while keeping baffle dimensions.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в качестве средства защиты от шума.The invention relates to industrial acoustics, in particular to broadband sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy as a means of protection against noise.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является акустический экран по а.с. СССР №348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [прототип], содержащий перфорированную стенку и звукопоглощающий слой.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is an acoustic screen according to as USSR No. 348755, cl. F01N 1/04, 1970 [prototype], comprising a perforated wall and a sound-absorbing layer.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the relatively low coefficient of sound absorption.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров экрана.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation by increasing the sound absorption coefficient by increasing the sound absorption surfaces while maintaining the overall dimensions of the screen.

Это достигается тем, что в акустическом экране, содержащим каркас с откосами из металлических листов с расположенными в нем секциями акустических панелей, секции содержат акустические панели, которые выполнены как шумоотражающими светопрозрачными, так и непрозрачными шумопоглощающими, причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов, а каркасные элементы установлены на колеса, секции соединены между собой посредством упругих элементов, причем каркас акустической шумопоглощающей панели выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней и задней перфорированными стенками с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей в одном ряду четное, а в другом - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b₁ к ширине четных рядов b₂ находится в оптимальном интервале величин b₁/b₂=0,7...0,9, а отношение расстояний между рядами h₁ и h₂ равно h₁/h₂=2,0, причем стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками, а в качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», а в качестве звукопоглощающего материала акустической шумопоглощающей панели используются плиты на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа, а передняя и задняя стенки каркаса выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0...2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1...0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4...1,0, а вибродемпфирующие крышки, фиксирующие стенки панели, выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а каркас акустической шумоотражающей светопрозрачной панели выполнен в виде многоугольника, например прямоугольника, образованного П-образной формы ребрами, выполненными из вибродемпфирующего материала, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика, причем отношение длины прямоугольника к его высоте лежит в интервале от 2 до 3, а отношение толщины сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,006...0,0082, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика с отношением длины прямоугольника к его высоте, находящимся в оптимальном отношении величин: 2,0...3,0, а отношение толщины ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,016...0,02, а ячейки ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика выполнены в виде боковых поверхностей многогранных прямоугольных призм, например, квадратного или прямоугольного сечения, грани или ребра которых жестко связаны между собой и со сплошными листами экструдированного поликарбонатного пластика, расположенными по обе стороны от ячеек.This is achieved by the fact that in an acoustic screen containing a frame with slopes made of metal sheets with sections of acoustic panels located in it, the sections contain acoustic panels that are made as reflective translucent and opaque sound absorbing, and their layout in the acoustic screen can be in any a combination of vertical and horizontal rows, and the frame elements are mounted on wheels, the sections are interconnected by means of elastic elements, and the frame of acoustic noise absorption The panel is made in the form of a parallelepiped formed by the front and rear perforated walls with a perforation coefficient equal to or more than 0.25, each of which has a U-shape with side ribs, and the perforation is made slotted in the form of rectangles arranged in rows, and adjacent rows are located with an offset, and the number of slots in one row is even and in the other odd, while the ratio of the width of the odd rows b ₁ to the width of the even rows b ₂ is in the optimal range of values b ₁ / b ₂ = 0.7 ... 0, 9, and the ratio is Nij between rows h ₁ and h ₂ is equal to h ₁ / h ₂ = 2.0, wherein the wall panels are fixed between a vibration damping lids, and as sound-absorbing material a sound-absorbing member used plates of mineral wool on the basis of basalt «Rockwool», or mineral URSA type cotton wool, or P-75 type basalt cotton wool, or glass wool with glass fiber lining, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, and the sound-absorbing element is lined with acoustically transparent material over its entire surface, for example p with fiberglass type EZ-100 or a polymer of the type "Poviden", and plates based on aluminum-containing alloys are used as the sound-absorbing material of the acoustic sound-absorbing panel, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength within 5 ... 10 MPa, bending strength within 10 ... 20 MPa, and the front and rear walls of the frame are made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm s polymer protective and decorative Pural coating with a thickness of 50 μm or Polyester with a thickness of 25 μm or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 μm, the ratio of the height h of the frame to its width b being in the optimal ratio of values: h / b = 1 , 0 ... 2.0; and the ratio of the thickness s 'of the frame assembly to its width b is in the optimal ratio of values: s' / b = 0.1 ... 0.15; and the ratio of the thickness s of the sound-absorbing element to the thickness s 'of the frame assembly is in the optimal ratio of values: s / s' = 0.4 ... 1.0, and the vibration damping covers fixing the panel walls are made of elastomer, polyurethane foam or polyethylene foam, wood-fiber, particleboard, or gypsum board, or elastic sheet, vibration-absorbing material with an internal loss coefficient of at least 0.2, or a composite material, or plastic compound such as "Agate", "Anti-Vibrate", "Shvim", and the frame is acoustic reflective the translucent panel is made in the form of a polygon, for example, a rectangle formed by a U-shaped ribs made of vibration damping material, and a panel of a continuous sheet of extruded polycarbonate plastic is used as a noise-reflecting translucent element, and the ratio of the length of the rectangle to its height is in the range from 2 to 3, and the ratio of the thickness of the continuous sheet of extruded polycarbonate plastic to its height is in the optimal range of values: 0.006 ... 0.0082, and as For a sound-reflecting translucent element, a panel of extruded polycarbonate plastic mesh is used, with the ratio of the length of the rectangle to its height being in the optimal ratio of values: 2.0 ... 3.0, and the ratio of the thickness of the mesh of extruded polycarbonate plastic to its height is in optimal the range of values: 0.016 ... 0.02, and the cells of the cellular sheet of extruded polycarbonate plastic are made in the form of side surfaces of polyhedral rectangular prisms, for example, square th or rectangular section whose faces or ribs are rigidly connected to each other and to continuous sheets of extruded polycarbonate plastic located on both sides of the cells.

На фиг.1 изображен общий вид акустического экрана, на фиг.2 - его профильная проекция; на фиг.3 - вариант выполнения экрана подвижным, на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.5 - общий вид непрозрачной шумопоглощающей акустической панели; на фиг.6 - общий вид шумоотражающей светопрозрачной акустической панели.Figure 1 shows a General view of the acoustic screen, figure 2 - its profile projection; figure 3 is an embodiment of the screen movable, figure 4 is a section bB of figure 2; figure 5 is a General view of an opaque sound-absorbing acoustic panel; figure 6 is a General view of a reflective translucent acoustic panel.

Акустический экран содержит общий каркас 2 (фиг.1, 2) с откосами 4 из металлических листов с расположенными в нем секциями 1, состоящими из акустических панелей. Секции 1 содержат акустические панели, которые могут быть выполнены как шумоотражающими светопрозрачными (фиг.6), так и непрозрачными шумопоглощающими (фиг.5), причем компоновка их в акустическом экране может быть в любом сочетании вертикальных и горизонтальных рядов. Каркасные элементы 2 могут быть установлены на колеса 3 (фиг.3), а секции 1 соединены между собой посредством упругих элементов, что позволяет экранировать объекты практически любой формы, например станок прямоугольной формы и др.The acoustic screen contains a common frame 2 (1, 2) with slopes 4 of metal sheets with sections 1 located therein, consisting of acoustic panels. Sections 1 contain acoustic panels, which can be made as reflective translucent (Fig.6), and opaque noise absorbing (Fig.5), and their arrangement in the acoustic screen can be in any combination of vertical and horizontal rows. Frame elements 2 can be mounted on wheels 3 (Fig. 3), and sections 1 are interconnected by means of elastic elements, which makes it possible to shield objects of almost any shape, for example, a rectangular-shaped machine, etc.

Каркас акустической шумопоглощающей панели (фиг.5) выполнен в виде параллелепипеда, образованного передней 7 и задней 6 перфорированными стенками (перфорация задней стенки 6 на чертеже не показана, но как вариант она возможна) с коэффициентом перфорации, равным или более 0,25, каждая из которых имеет П-образную форму с боковыми ребрами 8, причем перфорация выполнена щелевой в виде расположенных рядами прямоугольников, а смежные ряды расположены со смещением, причем количество щелей 9 в одном ряду четное, а в другом 10 - нечетное, при этом отношение ширины нечетных рядов b₁ к ширине четных рядов b₂ находится в оптимальном интервале величин b₁/b₂=0,7...0,9, а отношение расстояний между рядами h₁ и h₂ равно h₁/h₂=2,0, причем стенки панели фиксируются между собой вибродемпфирующими крышками. В качестве звукопоглощающего материала звукопоглощающего элемента 5 используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Кроме того, могут использоваться плиты на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа.The frame of the acoustic noise-absorbing panel (Fig. 5) is made in the form of a parallelepiped formed by the front 7 and rear 6 perforated walls (perforation of the rear wall 6 is not shown in the drawing, but it is possible as an option) with a perforation coefficient equal to or more than 0.25, each of which it has a U-shape with side ribs 8, moreover, the perforation is slotted in the form of rectangles arranged in rows, and adjacent rows are offset, and the number of slots 9 in one row is even and in the other 10 is odd, with the ratio e the width of the odd rows b ₁ to the width of the even rows b ₂ is in the optimal range of values b ₁ / b ₂ = 0.7 ... 0.9, and the ratio of the distances between the rows h ₁ and h ₂ is equal to h ₁ / h ₂ = 2.0, and the panel walls are fixed between themselves by vibration damping covers. As the sound-absorbing material of the sound-absorbing element 5, slabs made of rockwool basalt mineral wool or URSA type mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, for example polyethylene or polypropylene are used moreover, the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, for example, fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden." Moreover, plates may be used alyuminesoderzhaschih based alloys followed by filling them with the titanium hydride or the density of air within 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength within 10 ... 20 MPa.

Передняя 7 и задняя 6 стенки каркаса акустической шумопоглощающей панели выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм, причем отношение высоты h каркаса к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0...2,0; а отношение толщины s' каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s'/b=0,1...0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s' каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s'=0,4...1,0. Вибродемпфирующие крышки 11, фиксирующие стенки 6 и 7 панели выполнены из эластомера, пенополиуретана или пенополиэтилена, древесноволокнистого, древесностружечного материала, или гипсоасбокартона, или эластичного листового вибропоглощающего материала с коэффициентом внутренних потерь не ниже 0,2, или композитного материала, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим».The front 7 and rear 6 walls of the frame of the acoustic noise absorption panel are made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a protective and decorative polymer coating of 50 μm thick or Polyester 25 μm thick or aluminum sheet 1.0 thickness mm and a coating thickness of 25 μm, and the ratio of the height h of the frame to its width b is in the optimal ratio of values: h / b = 1.0 ... 2.0; and the ratio of the thickness s 'of the frame assembly to its width b is in the optimal ratio of values: s' / b = 0.1 ... 0.15; and the ratio of the thickness s of the sound-absorbing element to the thickness s 'of the frame assembly is in the optimal ratio of values: s / s' = 0.4 ... 1.0. Vibration damping covers 11, fixing walls 6 and 7 of the panel are made of elastomer, polyurethane foam or polyethylene foam, wood fiber, particleboard, or gypsum board, or elastic sheet vibration-absorbing material with an internal loss coefficient of at least 0.2, or a composite material or agate plastic compound "," Anti-Shave "," Shvim ".

Каркас акустической шумоотражающей светопрозрачной панели (фиг.6) выполнен в виде многоугольника, например прямоугольника, образованного П-образной формы ребрами 12, 13, 14, 15, выполненными из вибродемпфирующего материала, а в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента используется панель из сплошного листа 1 экструдированного поликарбонатного пластика, причем отношение длины прямоугольника к его высоте лежит в интервале от 2 до 3, а отношение толщины сплошного листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,006...0,0082. Кроме того, в качестве шумоотражающего светопрозрачного элемента может использоваться панель 16 из ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика с отношением длины прямоугольника к его высоте, находящимся в оптимальном отношении величин: 2,0...3,0, а отношение толщины ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика к его высоте находится в оптимальном интервале величин: 0,016...0,02, а ячейки 18 ячеистого листа экструдированного поликарбонатного пластика выполнены в виде боковых поверхностей многогранных прямоугольных призм, например, квадратного или прямоугольного сечения, грани 17 или ребра которых жестко связаны между собой и с со сплошными листами 16 экструдированного поликарбонатного пластика, расположенными по обе стороны от ячеек 18.The frame of the acoustic reflective translucent panel (Fig.6) is made in the form of a polygon, for example, a rectangle formed by a U-shaped ribs 12, 13, 14, 15 made of vibration-damping material, and as a reflective translucent element, a panel of a solid sheet 1 extruded is used polycarbonate plastic, and the ratio of the length of the rectangle to its height is in the range from 2 to 3, and the ratio of the thickness of the continuous sheet of extruded polycarbonate plastic to its height is camping in the optimal range of values: 0.006 ... 0.0082. In addition, as a noise-reflecting translucent element, a panel 16 of a cellular sheet of extruded polycarbonate plastic can be used with the ratio of the length of the rectangle to its height being in the optimal ratio of values: 2.0 ... 3.0, and the ratio of the thickness of the cellular sheet of extruded polycarbonate plastic to its height is in the optimal range of values: 0.016 ... 0.02, and the cells 18 of the cellular sheet of extruded polycarbonate plastic are made in the form of side surfaces of polyhedral rectangles prisms, for example, of square or rectangular cross-section, faces 17 or ribs of which are rigidly connected with each other and with continuous sheets 16 of extruded polycarbonate plastic, located on both sides of cells 18.

Акустический экран работает следующим образом.The acoustic screen works as follows.

Звуковая энергия, пройдя через перфорированную стенку 7, попадает на стенки звукопоглощающего слоя 5 (который может быть как мягким, например из базальтового или стеклянного волокна, так и жестким, например типа "акмигран" и т.п.). Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки 7 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем 5 и перфорированной стенкой 7.Sound energy, passing through the perforated wall 7, enters the walls of the sound-absorbing layer 5 (which can be either soft, for example, from basalt or glass fiber, or hard, for example, like an acigranum, etc.). The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of a sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator neck oscillating with the excitation frequency against the wall of the neck itself, which has the form branched network of pore sound absorbers. The perforation coefficient of the perforated wall 7 is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, of the type EZ-100, is located between the sound absorber 5 and the perforated wall 7.

Предложенный авторами акустический экран является эффективным способом борьбы с производственными шумами.The acoustic screen proposed by the authors is an effective way to combat industrial noise.

Claims

1. An acoustic screen comprising a frame with slopes made of metal sheets with acoustic panel sections located in it, the sections contain acoustic panels that are made as sound-reflecting translucent and opaque sound-absorbing, and their arrangement in the acoustic screen can be in any combination of vertical and horizontal rows, characterized in that the screen contains slopes of metal sheets, translucent panels are made reflective, the frame of the acoustic noise absorption panel is made in the form of a parallelepiped formed by the front and rear perforated walls with a perforation coefficient equal to or more than 0.25, each of which has a U-shape with side ribs, the perforation being slotted in the form of rectangles arranged in rows, and adjacent rows are offset moreover, the number of slots in one row is even and in the other odd, while the ratio of the width of the odd rows b ₁ to the width of the even rows b ₂ are in the optimal range of b ₁ : b ₂ = 0.7-0.9, and the ratio of the distances between rows h H ₁ and h ₂ is _1: h ₂ = 2.0.

2. The acoustic screen according to claim 1, characterized in that the frame elements are mounted on wheels, and the sections are interconnected by means of elastic elements.

3. The acoustic screen according to claim 1, characterized in that the panel walls are fixed to each other by vibration damping covers.