RU2344491C1

RU2344491C1 - Sound-absorbing device

Info

Publication number: RU2344491C1
Application number: RU2007121536/28A
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: sound-absorbing device contains profiles and perforated walls with the layer of a sound-absorbing material arranged there between. Sound absorber elements comprise a skeleton suspended with the help of hooks, for example on cables, or directly attached to a rigid wall or a production area ceiling, the skeleton being made in the form of three cubic surfaces, first of which, an external one arranged in the sound-absorbing material layer filling the space between the first and second cubic surfaces. The third cubic surface located inside the second one and jointed to the said greater-diameter resonance. Note that the second and third surfaces are rigid. The sound-absorbing material wrapped up by a mesh-like kapron fabric, is arranged in the space between the skeletons jointed together by means of the aforesaid resonance inserts and different-diameter openings. Note that aforesaid resonance inserts can accommodate lighting fixtures with power supplies, while the filling represents a sound-absorbing nonflammable material, for example vinipor, fiber glass with a blanket from the fiber glass fabric to prevent sound absorber from falling outside.

EFFECT: higher efficiency of sound absorption.

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., 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, 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 звукопоглощающем устройстве, содержащем профилированную и перфорированную стенки, между которыми размещен слой звукопоглощающего материала, элементы звукопоглотителя содержат каркас, подвешиваемый за крючья, например на тросах, либо непосредственно крепящегося к жесткой стенке или потолку производственного помещения, причем каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая из которых - внешняя выполнена перфорированной, вторая, связанная с первой посредством резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, заполняющего пространство между первой и второй кубическими поверхностями, и третья, расположенная внутри второй кубической поверхности и соединенная с резонансной вставкой большего диаметра, - выполнены жесткими, причем звукопоглощающий материал, обернутый сетчатой капроновой тканью, расположен в промежутке между каркасами, которые соединены между собой посредством резонансных вставок и разного диаметра отверстий, причем в резонансных вставках могут быть размещены светильники с электропитанием, а заполнение выполнено звукопоглощающим негорючим материалом, например винипором, стекловолокном, с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.This is achieved by the fact that in a sound-absorbing device containing a profiled and perforated wall, between which a layer of sound-absorbing material is placed, the elements of the sound absorber contain a frame suspended by hooks, for example on cables, or directly attached to a rigid wall or ceiling of a production room, and the frame is made according to in the form of three cubic surfaces, the first of which is the outer perforated, the second, connected to the first by means of a resonant insert in the layer of sound-absorbing material filling the space between the first and second cubic surfaces, and the third, located inside the second cubic surface and connected to the resonant insert of a larger diameter, are made rigid, moreover, the sound-absorbing material wrapped in a mesh nylon fabric is located in the gap between the frames, which are interconnected by means of resonant inserts and different diameter holes, and in the resonant inserts can be placed lamps with electrical power iem, and filling formed sound-absorbing non-combustible material, e.g. viniporom, glass fiber, with a protective layer of glass fabric, which prevents loss absorber.

На фиг.1 изображена схема помещения, на фиг.2 - конструкция элемента звукопоглотителя над наиболее шумным технологическим оборудованием.Figure 1 shows the layout of the room, figure 2 - the design of the element of the sound absorber over the most noisy technological equipment.

Звукопоглощающие устройства 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). Акустическое ограждение содержит гладкую и перфорированную стенки, между которыми размещен звукопоглощающий материал.Sound-absorbing devices of the production room contain the frame of the workshop (not shown in the drawing), window 2 and 8, door 9 openings, openings 5 for placing fixtures and acoustic fences 1, 3, 4, 10, 12 (Fig. 1). The acoustic fence contains smooth and perforated walls, between which sound-absorbing material is placed.

Элемент звукопоглотителя (фиг.2) над наиболее шумным технологическим оборудованием состоит из жесткого каркаса 13, подвешиваемого за крючья на тросах 14 к потолку 15 производственного здания. Каркас выполнен по форме в виде трех кубических поверхностей, первая 13 из которых является внешней и перфорированной, вторая 25, связанная с первой 13 посредством резонансной вставки 21, размещенной в слое звукопоглощающего материала 17, заполняющего пространство между первой 13 и второй 25 кубическими поверхностями, и третья 16, расположенная внутри второй 25 кубической поверхностью и соединенная с резонансной вставкой 18 большего диаметра, - выполнены жесткими.The sound absorber element (figure 2) above the most noisy technological equipment consists of a rigid frame 13, suspended by hooks on cables 14 to the ceiling 15 of the industrial building. The frame is made in the form of three cubic surfaces, the first 13 of which is external and perforated, the second 25 connected to the first 13 by means of a resonant insert 21 located in the layer of sound-absorbing material 17 filling the space between the first 13 and second 25 cubic surfaces, and the third 16, located inside the second 25 cubic surface and connected to the resonant insert 18 of a larger diameter, is made rigid.

Звукопоглощающий материал 17 обернут сетчатой капроновой тканью и расположен в промежутке между внешней 13 и внутренней 25 поверхностями.Sound-absorbing material 17 is wrapped with a mesh nylon fabric and is located in the gap between the outer 13 and inner 25 surfaces.

В резонансных вставках 18 могут быть размещены светильники 24 с электропитанием (на чертеже не показано). Заполнение осуществляют звукопоглощающим негорючим материалом (например, винипором, стекловолокном) с защитным слоем из стеклоткани, предотвращающим выпадение звукопоглотителя.In the resonant inserts 18 can be placed luminaires 24 with power (not shown). The filling is carried out with a sound-absorbing non-combustible material (for example, vinipore, fiberglass) with a protective layer of fiberglass, preventing the loss of sound absorber.

Отношение параметров высот кубических поверхностей к диаметрам резонансных вставок лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h=0,4…0,6, h₂/d₁=10…15, h₂/d₁=10…15, d/d₁=0,25…0,45, где h₂ - высота первой кубической поверхности, h - высота второй кубической поверхности, d - диаметр резонансной вставки, размещенной в слое звукопоглощающего материала, d₁ - диаметр резонансной вставкой большего диаметра.The ratio of the parameters of the heights of cubic surfaces to the diameters of the resonant inserts lies in the optimal range of values: h ₂ / h = 0.4 ... 0.6, h ₂ / d ₁ = 10 ... 15, h ₂ / d ₁ = 10 ... 15, d / d ₁ = 0.25 ... 0.45, where h ₂ is the height of the first cubic surface, h is the height of the second cubic surface, d is the diameter of the resonant insert placed in the layer of sound-absorbing material, d ₁ is the diameter of the resonant insert of a larger diameter.

Звукопоглощающие устройства производственного помещения работают следующим образом.Sound-absorbing devices of the production room work as follows.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют следующим образом. Звуковая энергия от оборудования 11, находящегося в помещении, пройдя через перфорированную стенку акустических ограждений 1, 3, 4, 10, 12, попадает на слои мягкого звукопоглощающего материала (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна). 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 горловинах 18 и 21 резонаторов о стенки самой горловины. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.Sound waves propagating in the production room interact as follows. Sound energy from the equipment 11 located in the room, passing through the perforated wall of the acoustic fences 1, 3, 4, 10, 12, enters the layers of soft sound-absorbing material (for example, made of basalt or glass fiber). 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 mouths of 18 and 21 resonators oscillating with the excitation frequency against the walls of the mouth itself. The perforation coefficient of the perforated wall 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 EZ-100 type, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем 17 полостями. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных полостями 22 и 23. Различные объемы резонансных полостей служат для подавления звуковых колебаний в требуемом звуковом диапазоне частот, как правило, большие объемы для подавления шума в низкочастотном диапазоне, а малые - в области средних и высоких частот.Sound waves propagating in the production room interact with 17 cavities filled with sound absorber. Sound absorption at low and medium frequencies occurs due to the acoustic effect constructed on the principle of Helmholtz resonators formed by cavities 22 and 23. Different volumes of resonant cavities serve to suppress sound vibrations in the required sound frequency range, as a rule, large volumes to suppress noise in the low-frequency range , and small - in the medium and high frequencies.

Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем 17, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей 23 увеличивается поверхность звукопоглощения и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with active cavities filled with a non-combustible sound absorber 17 leads to sound attenuation in the high-frequency range, and due to the presence of cavities 23, the sound absorption surface increases and, as a result, the sound absorption coefficient increases.

Преимуществом предлагаемого изобретения является его универсальность применения для различных производственных помещений, имеющих самые разнообразные шумовые характеристики. При этом следует отметить относительную легкость настройки штучного 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. At the same time, it should be noted the relative ease of tuning a piece of sound absorber to the required frequency range of noise reduction and its economically feasible effectiveness (meaning reducing noise to sanitary standards). In addition, the implementation of the sound absorber of non-combustible materials makes the design fireproof.

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

Claims

1. A sound-absorbing device containing profiled and perforated walls, between which a layer of sound-absorbing material is placed, characterized in that the sound-absorbing elements comprise a frame suspended by hooks, for example, on cables, or directly attached to a rigid wall or ceiling of a production room, the frame being made in shape in the form of three cubic surfaces, the first of which is the outer perforated, the second, connected to the first by means of a resonant insert, placed in the layer of sound-absorbing material filling the space between the first and second cubic surfaces, and the third, located inside the second cubic surface and connected to the resonant insert of a larger diameter, is made rigid, moreover, the sound-absorbing material wrapped in a mesh nylon fabric is located in the gap between the frames, which interconnected by means of resonant inserts and different hole diameters, and luminaires with power supply can be placed in the resonant inserts And filling formed sound-absorbing non-combustible material, e.g. viniporom, glass fibers with a protective layer of glass fabric, which prevents loss absorber.

2. The sound-absorbing device according to claim 1, characterized in that the ratio of the parameters of the heights of the cubic surfaces to the diameters of the resonant inserts lies in the optimal range of values
h ₂ / h = 0.4 ... 0.6, h ₂ / d ₁ = 10 ... 15, h ₂ / d ₁ = 10 ... 15, d / d ₁ = 0.25 ... 0.45, where h ₂ - the height of the first cubic surface, h is the height of the second cubic surface, d is the diameter of the resonant insert placed in the layer of sound-absorbing material, d ₁ is the diameter of the resonant insert of a larger diameter.