RU2399548C1

RU2399548C1 - Ship cabin acoustic lining

Info

Publication number: RU2399548C1
Application number: RU2009133989/11A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Евгений Федорович Баранов (RU); Евгений Федорович Баранов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-09-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed invention relates to machine building and can be used as a cabin in river and sea ships and other objects of water transport. Proposed cabin comprises metal extruded-welded carcass made up of load bearing section structures accommodating packages of noise-vibration-heat-proof elements. Each said element comprises layers of bitumen-base vibrationproof material, one layer of porous noise absorbing material and perforated decorative panel. Air gap is formed between said panel and layer of porous noise-absorbing material. Noise absorbing material of aforesaid noise-vibration-heat-proof elements represents a plate made from basalt-based mineral cotton lined by acoustically transparent material over all its surface. Cabin carcass is jointed with ship primary structures by vibration isolating system consisting of upper and lower suspensions. Upper suspension consists of two rubber vibroinsulators. Every suspension consists of two vibroinsulators representing coil or helical springs.

EFFECT: higher comfortability, improved working conditions of operator.

2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве каюты на речных, морских судах и других объектах водного транспорта.The invention relates to transport engineering and can be used as a cabin on river, sea vessels and other objects of water transport.

Известна кабина транспортного средства по патенту РФ №2309079 (прототип), содержащая каркас с несущими элементами, закрепленные на нем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере один, слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор.Known vehicle cabin according to the patent of the Russian Federation No. 2309079 (prototype), containing a frame with load-bearing elements, packets of sound-absorbing and heat-insulating elements fixed on it, each of which includes layers of vibration-damping material on a bitumen basis and at least one layer of porous sound-absorbing material and perforated decorative a panel, wherein an air gap is formed between the panel and the layer of porous sound-absorbing material.

Недостатками этой кабины являются неудовлетворительное гашение структурного шума, неприспособленность к подавлению реверберации, неудовлетворительное качество интерьера кабины и неудовлетворительная теплоизоляция.The disadvantages of this cabin are unsatisfactory suppression of structural noise, inability to suppress reverberation, unsatisfactory quality of the interior of the cabin and poor heat insulation.

Технический результат - повышение комфортабельности каюты и улучшение условий труда оператора.The technical result is to increase the comfort of the cabin and improve the working conditions of the operator.

Это достигается тем, что в судовой каюте, содержащей металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из звуковибротеплоизоляционных элементов включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере один, слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор, при этом каркас каюты соединен с несущими конструкциями судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере два, виброизолятора верхнего подвеса каюты, и, по крайней мере два, виброизолятора нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин, причем пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов могут быть выполнены либо цельными, либо состоящими из элементов, вписанных в контур каркаса кабины, а звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе и по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, а штучный звукопоглотитель выполнен в виде, по крайней мере, трехгранной пирамидальной конструкции, состоящей из наклонных граней, соединенных с образованием вершины крепежными элементами, в качестве основания трехгранной пирамиды используется судовая переборка, к которой через вибродемпфирующие элементы посредством крепежных элементов и упругих стяжек присоединяются перфорированные наклонные грани, при этом упругие стяжки расположены внутри каркаса в плоскости, перпендикулярной судовой переборке, причем один конец стяжек крепится к крюкам, закрепленным на переборке, а другой - к крепежным элементам, стягивающим наклонные грани, с внутренней стороны к которым прикреплен звукопоглощающий негорючий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, при этом внутри каркаса между слоями звукопоглощающего материала имеется воздушная полость.This is achieved by the fact that in a ship’s cabin containing a metal die-welded frame, consisting of supporting profile structures, inside which are installed packages of soundproofing elements, each soundproofing elements includes layers of vibration damping material on a bitumen basis and at least one layer of porous sound-absorbing material and perforated decorative panel, and between the panel and the layer of porous sound-absorbing material an air gap is formed, while the frame the cabin is connected to the supporting structures of the vessel by means of a vibration isolating system consisting of an upper suspension, including at least two vibration isolators of the upper suspension of the cabin, and at least two vibration isolators of the lower suspension of the cabin, made in the form of cylindrical or conical coil springs, moreover, the packages of sound insulation elements can be made either integral or consisting of elements inscribed in the outline of the cabin frame, and the sound-absorbing material of acoustic insulation elements The unit is made in the form of a basalt-based mineral wool slab and is lined with acoustically transparent material over its entire surface, and the piece sound absorber is made in the form of at least a trihedral pyramidal structure consisting of inclined faces connected to form the top by fasteners, as of the base of the trihedral pyramid, a ship’s bulkhead is used, to which perforated slopes are attached through vibration damping elements by means of fasteners and elastic ties e faces, while elastic ties are located inside the frame in a plane perpendicular to the ship’s bulkhead, with one end of the couplers attached to hooks fixed to the bulkhead, and the other to fasteners that tighten the inclined faces, from the inside of which sound-absorbing non-combustible material is attached, wrapped in an acoustically transparent material, while there is an air cavity between the layers of sound-absorbing material inside the frame.

На фиг.1 изображен общий вид акустической отделки судовой каюты; на фиг.2 - штучный звукопоглотитель каюты.Figure 1 shows a General view of the acoustic finish of the ship's cabin; figure 2 - piece sound absorber cabin.

Акустическая отделка судовой каюты (фиг.1) представляет собой металлический штампосварной каркас 6, состоящий из несущих профильных конструкций (на чертеже не показано), внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе, по крайней мере один, слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор (не показано). Внутри каюты к потолку и стенам крепятся штучные звукопоглотители (фиг.2). Каркас 6 каюты соединен с несущими конструкциями 1 судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере два, резиновых виброизолятора 2 и 3 верхнего подвеса каюты и, по крайней мере два, виброизолятора 4 и 5 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических или конических винтовых пружин. Внутри каюты расположены стол 7, стул 8 и кровать 9 для обслуживающего судно персонала, причем крепление этих предметов к каркасу 6 каюты может осуществляться жестко либо через вибродемпфирующие прокладки (не показано).The acoustic finish of the ship’s cabin (Fig. 1) is a metal die-welded frame 6, consisting of supporting profile structures (not shown in the drawing), inside of which there are packages of soundproofing elements 10, each of which includes layers of vibration damping material on a bitumen basis, at least one, a layer of porous sound-absorbing material and a perforated decorative panel, and an air gap (not shown) is formed between the panel and the layer of porous sound-absorbing material. Inside the cabin, piece sound absorbers are attached to the ceiling and walls (Fig. 2). The frame 6 of the cabin is connected to the supporting structures 1 of the vessel by means of a vibration isolating system consisting of an upper suspension, including at least two rubber vibration isolators 2 and 3 of the upper suspension of the cabin and at least two vibration isolators 4 and 5 of the lower suspension of the cabin, made in the form of cylindrical or conical coil springs. Inside the cabin there is a table 7, a chair 8 and a bed 9 for personnel serving the vessel, and the fastening of these items to the frame 6 of the cabin can be carried out rigidly or through vibration damping pads (not shown).

Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 могут быть выполнены либо цельными, либо состоящими из элементов (не показано), вписанных в контур каркаса 6 кабины, и состоящими из передней со щелевой перфорацией и задней стенок 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. При этом передняя и задняя стенки пакетов могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на ее поверхности с одной или двух сторон слоя мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», а соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин - 1:(2,5…3,5).Packages of sound insulation elements 10 can be made either solid or consisting of elements (not shown) inscribed in the outline of the cabin 6, and consisting of a front with slotted perforation and back walls made of stainless steel or galvanized sheet 0.7 mm thick with a polymer protective -decorative coating type "Pural" with a thickness of 50 microns or "Polyester" with a thickness of 25 microns, or an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 microns. In this case, the front and back walls of the packages can be made of structural materials with a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic or “Gerlen-D” type material deposited on its surface on one or two sides, and the ratio between the thickness of the lining and vibration-damping coating lies in the optimal range of values - 1: (2.5 ... 3.5).

Звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов 10 выполнен в виде 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 Э3-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал также может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45% (не показан). Звукопоглощающий материал 6 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм (не показан).The sound-absorbing material of the acoustic insulation elements 10 is made in the form of a slab of rockwool basalt mineral wool or URSA mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene moreover, the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type E3-100 or polymer type "Poviden." Sound-absorbing material can also be made of rigid porous sound-absorbing material, for example foam aluminum or cermets, or metal foam, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values of 30 ... 45% (not shown). Sound-absorbing material 6 can be made in the form of crumbs of solid vibration-damping materials, for example elastomer, polyurethane or plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the size of the fractions of the crumbs lies in the optimal range of values 0.3 ... 2.5 mm (not shown).

Штучный звукопоглотитель (фиг.2) судовой каюты состоит из жесткого каркаса, выполненного в виде, по крайней мере, трехгранной пирамидальной конструкции, состоящей из трех перфорированных наклонных граней 12, соединенных с образованием вершины крепежными элементами 17. В качестве основания трехгранной пирамиды используется судовая переборка 11, к которой через вибродемпфирующие элементы 15 посредством крепежных элементов 14 и упругих стяжек 16 присоединяются перфорированные наклонные грани 12. При этом упругие стяжки 16 расположены внутри каркаса в плоскости, перпендикулярной судовой переборке 11. Один конец стяжек крепится к крюкам, закрепленным на переборке 11, а другой - к крепежным элементам 7.The unit sound absorber (Fig. 2) of the ship’s cabin consists of a rigid frame made in the form of at least a trihedral pyramidal structure, consisting of three perforated inclined faces 12 connected to form the top by fasteners 17. A ship bulkhead is used as the base of the trihedral pyramid 11, to which, through vibration damping elements 15 by means of fasteners 14 and elastic ties 16, perforated inclined faces 12 are attached. In this case, elastic ties 16 are located inside the car ace in a plane perpendicular to the ship's bulkhead 11. One end of the tie is fastened to the hooks fixed to the bulkhead 11, and the other - the fastening elements 7.

С внутренней стороны каркаса к перфорированным наклонным граням 12 прикреплен звукопоглощающий негорючий материал 13 (например, винипор, стекловолокно), обернутый акустически прозрачным материалом, например стеклотканью. Внутри каркаса между слоями звукопоглощающего материала 13 имеется воздушная полость 18.On the inside of the frame, perforated inclined faces 12 are attached with sound-absorbing non-combustible material 13 (for example, vinipore, fiberglass) wrapped in an acoustically transparent material, for example fiberglass. Inside the frame between the layers of sound-absorbing material 13 there is an air cavity 18.

Акустическая отделка судовой каюты работает следующим образом. Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 10 снижают структурную и реверберационную составляющие шума. Прокладки из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, источником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана. Декоративная перфорированная древесноволокнистая плита является хорошим гасителем колебаний. 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. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.The acoustic decoration of the ship cabin works as follows. Packages of sound insulation elements 10 reduce the structural and reverberation components of noise. Polyurethane foam gaskets effectively dampen high-frequency air vibrations, the source of which is the sound pressure flow energy. Polyurethane foam is at the same time a reliable heat insulator due to its high porosity, insulated on both sides by a thin melted polyurethane foam film. Decorative perforated fiberboard is a good vibration damper. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the 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 neck wall, which has the form of a branched sound absorber pore network. To prevent the eruption of a soft sound absorber, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Штучный звукопоглотитель судовой каюты работает следующим образом. Звуковые волны, распространяясь в каюте, взаимодействуют с звукопоглощающим материалом 13. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца, образованных воздушными полостями 18. 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. Взаимодействие звуковых волн с звукопоглотителем приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, а выполнение звукопоглотителя из негорючих материалов делает конструкцию пожаробезопасной.Piece sound absorber ship cabin works as follows. Sound waves propagating in the cabin interact with sound-absorbing material 13. Sound absorption at low and medium frequencies occurs due to the acoustic effect constructed on the principle of Helmholtz resonators formed by air cavities 18. Different volumes of resonant cavities serve to suppress sound vibrations in the required sound frequency range As a rule, large volumes for noise suppression in the low-frequency range, and small - in the medium and high frequencies. The interaction of sound waves with a sound absorber leads to noise attenuation in the high frequency range, and the implementation of a sound absorber from non-combustible materials makes the design fireproof.

Claims

A ship’s cabin containing a metal die-welded frame, consisting of supporting profile structures, inside which are installed packages of soundproofing elements, characterized in that each of the soundproofing elements includes layers of vibration damping material on a bitumen basis and at least one layer of porous sound-absorbing material and perforated decorative panel, and between the panel and the layer of porous sound-absorbing material an air gap is formed, while the frame cabins connected to the supporting structures of the vessel by means of a vibration isolation system consisting of an upper suspension, including at least two rubber vibration isolators of the upper cabin suspension and at least two vibration isolators of the lower cabin suspension, made in the form of cylindrical or conical coil springs, and packages of sound insulation elements can be made either integral or consisting of elements inscribed in the outline of the cabin frame, and sound absorbing material of acoustic insulation The elements are made in the form of a slab of mineral wool on a basalt basis and are lined with acoustically transparent material over their entire surface, and the piece sound absorber is made in the form of at least a trihedral pyramidal structure consisting of inclined faces connected to form the top by fasteners, and in as the base of the trihedral pyramid, a ship’s bulkhead is used, to which, through vibration damping elements by means of fasteners and elastic ties, perforated bent edges, while elastic screeds are located inside the frame in a plane perpendicular to the ship’s bulkhead, one end of the screeds attached to hooks fixed to the bulkhead, and the other to fasteners that tighten the inclined faces, from the inside of which sound-absorbing non-combustible material is attached, wrapped in an acoustically transparent material, while there is an air cavity between the layers of sound-absorbing material inside the frame.