RU2344490C1

RU2344490C1 - Sound-absorbing structure

Info

Publication number: RU2344490C1
Application number: RU2007121535/28A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Ирина Юрьевна Зубова (RU); Ирина Юрьевна Зубова; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Наталь Валентиновна Шевченко (RU); Наталья Валентиновна Шевченко
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2009-01-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: production area sound-proof structure contains a shop skeleton, window openings and doorways, apertures for accommodation of lighting fixtures and sound-absorber elements. Acoustic screens represent smooth and perforated walls with sound absorbing elements arranged there between fitted in two layers. Note that the first layer, more rigid one, is made up of consecutively jointed 2^nd-order surfaces, for example spherical or toroidal, and from the material with the sound reflection factor exceeding that of sound absorption. Mind that the first layer has cavities formed by prismatic surfaces, e.g. polygonal prism with the face arranged with a gap relative to the rod being furnished with resonance apertures. Note also that the second layer, a softer and discontinuous one, consists of the bodies of rotation located in focus of the first layer sound reflecting surfaces and representing, for example balls, ellipsoids of rotation. The said second layer is attached with the help of the rod arranged parallel to the perforated wall and rigidly linked up with the smooth wall via vertical links.

EFFECT: increased sound absorption efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при шумоглушении производственного оборудования методом звукопоглощения.The invention relates to industrial acoustics, in particular to broadband sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy for sound attenuation of production equipment by sound absorption.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является шумопоглощающая панель по а.с. СССР N 348755, кл. F01N 1/04, 1970 г. [1], содержащая перфорированную стенку и звукопоглощающий слой, в котором со стороны стенки выполнены пирамидальные ячейки с вершинами, обращенными внутрь слоя.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is a sound-absorbing panel in accordance with a.s. USSR N 348755, class F01N 1/04, 1970 [1], containing a perforated wall and a sound-absorbing layer in which pyramidal cells with vertices facing the inside of the layer are made from the side of the wall.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумоглушения.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the partial reflection of sound waves from the sound absorber, as well as the relatively narrow (exceptionally high frequencies) range of sound attenuation.

Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона и вторичного поглощения звуковых волн, отраженных от звукопоглотителя.The technical result is an increase in the efficiency of sound absorption due to the expansion of the frequency range and the secondary absorption of sound waves reflected from the sound absorber.

Это достигается тем, что в звукопоглощающей конструкции производственного помещения, содержащей каркас цеха, оконные, дверные проемы, проемы для размещения светильников, акустические ограждения и элементы звукопоглотителя, акустические ограждения выполнены в виде гладкой и перфорированной стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя, причем первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных поверхностей второго порядка, например сферических, тороидальных, из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, а первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями, причем на грани, расположенной с зазором относительно стержня, выполнены резонансные отверстия, при этом второй слой, более мягкий, состоящий из тел вращения, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, является прерывистым, выполненным в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержня, параллельного перфорированной стенке и жестко связанного с гладкой стенкой посредством вертикальных связей.This is achieved by the fact that in the sound-absorbing structure of the production room, containing the workshop frame, window, doorways, openings for luminaires, acoustic barriers and sound absorbing elements, acoustic barriers are made in the form of smooth and perforated walls, between which sound-absorbing elements are located, located in two a layer, the first layer being more rigid, made of consistently connected second-order surfaces, for example, spherical, toroidal, of material a cavity whose sound reflection coefficient is greater than the sound absorption coefficient, and the first layer has cavities formed by prismatic surfaces, for example, a polygonal prism formed by faces, moreover, resonant holes are made on a face located with a gap relative to the rod, while the second layer, more soft, consisting of bodies of revolution located in the focus of the sound-reflecting surfaces of the first layer, is discontinuous, made in the form of bodies of revolution, for example in the form of balls, ellipsoids of revolution, and is attached with a rod parallel to the perforated wall and rigidly connected to the smooth wall by means of vertical ties.

На фиг.1 изображен общий вид звукопоглощающих конструкций производственного помещения, на фиг.2 - схема акустического ограждения.Figure 1 shows a General view of the sound-absorbing structures of the production room, figure 2 is a diagram of an acoustic fence.

Звукопоглощающая конструкция производственного помещения содержат каркас цеха (на чертеже не показан), оконные 2 и 8, дверные 9 проемы, проемы 5 для размещения светильников и акустические ограждения 1, 3, 4, 10, 12 (фиг.1). Акустические ограждения (фиг.2) выполнены в виде гладкой 13 и перфорированной 14 стенок, между которыми размещены звукопоглощающие элементы, расположенные в два слоя. Первый слой, более жесткий, выполнен состоящим из последовательно соединенных (одна над другой) поверхностей второго порядка, например сферических 17 и 25, тороидальных 15 и 24. Он выполнен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения. В первом слое выполнены полости, образованные призматическими поверхностями, например многоугольной призмой, образованной гранями 13, 19, 21, 22. На грани 19, расположенной с зазором относительно стержня 18, выполнены резонансные отверстия 20.The sound-absorbing structure of the production room includes a workshop frame (not shown in the drawing), window 2 and 8, door 9 openings, openings 5 for luminaires and acoustic fences 1, 3, 4, 10, 12 (Fig. 1). Acoustic fencing (figure 2) is made in the form of a smooth 13 and perforated 14 walls, between which are placed sound-absorbing elements located in two layers. The first layer, which is more rigid, is made up of second-order surfaces connected in series (one above the other), for example spherical 17 and 25, toroidal 15 and 24. It is made of a material whose sound reflection coefficient is greater than the sound absorption coefficient. In the first layer there are cavities formed by prismatic surfaces, for example, a polygonal prism formed by faces 13, 19, 21, 22. On the face 19, located with a gap relative to the rod 18, resonant holes 20 are made.

Второй слой, более мягкий, состоящий из тел вращения 16 и 23, расположенных в фокусе звукоотражающих поверхностей 15, 17, 24, 25 первого слоя, является прерывистым. Прерывистый второй слой выполнен в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения, и крепится с помощью стержней 18, параллельных перфорированной стенке 14 и жестко связанных с гладкой стенкой посредством вертикальных связей (на чертеже не показано). В качестве звукопоглощающего материала второго слоя может быть использован негорючий материал (например, винипор, стекловолокно с защитным слоем из стеклоткани), предотвращающим выпадение материала.The second layer, softer, consisting of bodies of revolution 16 and 23 located in the focus of the sound-reflecting surfaces 15, 17, 24, 25 of the first layer, is intermittent. The discontinuous second layer is made in the form of bodies of revolution, for example in the form of balls, rotation ellipsoids, and is fastened with rods 18 parallel to the perforated wall 14 and rigidly connected to the smooth wall by means of vertical ties (not shown in the drawing). As the sound-absorbing material of the second layer, non-combustible material (for example, vinipore, fiberglass with a protective layer of fiberglass) can be used to prevent the loss of material.

Отношение (H/W) параметров производственного помещения к толщине Н₁ акустического ограждения лежит в оптимальном интервале величин 0,0007…0,006.The ratio (H / W) of the parameters of the production room to the thickness H _{1 of the} acoustic fence lies in the optimal range of 0.0007 ... 0.006.

Звукопоглощающая конструкция производственного помещения работает следующим образом.Sound-absorbing design of the production room works as follows.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку 14 акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12 попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала 16 (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна), который выполнен прерывистым (в форме тел вращения, например в виде шаров, эллипсоидов вращения) и расположен под звукоотражающими поверхностями первого слоя. 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 14 принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглощающим материалом и перфорированной стенкой.Sound waves propagating in the production room interact as follows. The sound energy from the equipment 11 located in the room, passing through the perforated wall 14 of the acoustic fences 1, 3, 4, 10, 12, enters the layers of soft sound-absorbing material 16 (for example, made of basalt or glass fiber), which is intermittent (in the form bodies of revolution, for example in the form of balls, ellipsoids of revolution) and is located under the sound-reflecting surfaces of the first layer. 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 cavity of the resonator, which vibrates 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 14 is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the spillage of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound-absorbing material and the perforated wall.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки элемента звукопоглотителя на требуемый частотный диапазон шумоподавления и его экономически обоснованную эффективность (имеется в виду снижение шума до санитарно-гигиенических норм). Кроме того, выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.An advantage of the invention is its versatility of application for various production facilities having a wide variety of noise characteristics. In this case, it should be noted the relative ease of tuning the sound absorber element to the required frequency range of noise reduction and its economically feasible efficiency (meaning reducing noise to sanitary standards). In addition, the implementation of the sound absorber of non-combustible materials makes the design fireproof.

Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах текстильной и других отраслей народного хозяйства.The technical solution proposed by the authors is an effective tool to combat noise in the production workshops of textile and other sectors of the economy.

Claims

1. The sound-absorbing structure of the production room, containing the workshop frame, window, doorways, openings for luminaires, acoustic fencing and sound absorbing elements, characterized in that the acoustic fencing is made in the form of smooth and perforated walls, between which are sound-absorbing elements located in two a layer, the first layer being more rigid, made up of sequentially connected second-order surfaces, for example spherical, toroidal, of material, in which the reflection coefficient of sound is greater than the absorption coefficient, and in the first layer there are cavities formed by prismatic surfaces, for example, a polygonal prism formed by faces, and resonance holes are made on a face located with a gap relative to the rod, while the second layer is softer consisting of bodies of revolution located in the focus of the sound-reflecting surfaces of the first layer is discontinuous, made in the form of bodies of revolution, for example in the form of balls, ellipsoids of revolution, and fastened with a rod parallel to the perforated wall and rigidly connected to the smooth wall by means of vertical ties.

2. The sound-absorbing structure of the production room according to claim 1, characterized in that the ratio (H / W) of the parameters of the production room to the thickness H _{1 of the} acoustic fence lies in the optimal range of 0.0007 ... 0.006.