RU2644774C1

RU2644774C1 - Sound-insulating enclosure

Info

Publication number: RU2644774C1
Application number: RU2017108126A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2018-02-14

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: invention relates to protective devices connected with safety precautions, in particular to means for noise reducing of machinery and equipment. Technical result is achieved by the fact that the soundproofing enclosure comprises a casing mounted on a vibration isolating support made in the form of a box-like frame between the walls of which a sound-absorbing material is placed, and the casing is lined from the inside with a noise-absorbing element, characterized in that the noise-absorbing element is made with resonant inserts and comprises a smooth and a perforated surfaces. Between the surfaces there is a layer of sound-absorbing material of a complex shape. Layer of a complex shape is an alternation of solid sections and hollow sections, wherein the hollow sections are formed by prismatic surfaces that have a parallelogram shape in a section parallel to the plane of the drawing. Inner surfaces of the parallelogram have a toothed structure, the tips of the teeth turned inward the prismatic surfaces, and the edges of the prismatic surfaces are fixed respectively on the smooth and perforated walls, the cavities of the hollow sections formed by the prismatic surfaces being filled with a sound absorber, and between a smooth surface and solid sections of a layer of sound-absorbing material of a complex shape, as well as between the perforated surface and solid sections, there are resonant plates with resonant inserts performing the functions of the neck of Helmholtz resonators.

EFFECT: technical result is higher efficiency of sound proofing.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к предохранительным устройствам техники безопасности, в частности к средствам снижения шума машин и оборудования.The invention relates to safety devices for safety, in particular to means for reducing the noise of machinery and equipment.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукоизолирующее ограждение по патенту РФ №2295089 [прототип], содержащее кожух, установленный на виброизолирующей опоре, и выполненное в виде коробообразного каркаса, между стенками которого размещен звукопоглощающий материал.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is a sound insulating fence according to the patent of the Russian Federation No. 2295089 [prototype], containing a casing mounted on a vibration-isolating support, and made in the form of a box-shaped frame, between the walls of which sound-absorbing material is placed.

Недостатком известного технического решения является то, что указанное ограждение не позволяет существенно снизить уровень производимого кожухом собственного шума.A disadvantage of the known technical solution is that the specified fence does not significantly reduce the level of noise produced by the casing.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения.The technical result is an increase in the efficiency of noise reduction.

Это достигается тем, что в звукоизолирующем ограждении, содержащем кожух, установленный на виброизолирующей опоре, выполненной в виде коробообразного каркаса, между стенками которого размещен звукопоглощающий материал, а кожух облицован изнутри шумопоглощающим элементом, шумопоглощающий элемент выполнен с резонансными вставками и содержит гладкую и перфорированную поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, слой сложной формы представляет собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, причем пустотелые участки образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа, форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру, при этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой и перфорированной стенках, причем полости пустотелых участков, образованные призматическими поверхностями, заполнены звукопоглотителем, а между гладкой поверхностью и сплошными участками слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной поверхностью и сплошными участками расположены резонансные пластины с резонансными вставками, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».This is achieved by the fact that in a sound insulating enclosure containing a casing mounted on a vibration-absorbing support made in the form of a box-shaped frame, sound-absorbing material is placed between the walls, and the casing is lined with a sound-absorbing element from the inside, the sound-absorbing element is made with resonant inserts and contains a smooth and perforated surface between which there is a layer of sound-absorbing material of complex shape, the layer of complex shape is an alternation of solid sections and hollow sections, and the hollow sections are formed by prismatic surfaces having a section parallel to the plane of the drawing, the shape of a parallelogram, the inner surfaces of which have a toothed structure, with the tops of the teeth facing the inside of the prismatic surfaces, and the edges of the prismatic surfaces attached respectively to the smooth and perforated walls, and the cavity hollow areas formed by prismatic surfaces are filled with a sound absorber, and between a smooth surface and continuous stkami layer of sound-absorbing material form a complex, as well as between the perforated and solid surface portions disposed resonant with the resonant plate inserts, performing functions necks resonators "Helmholtz".

На фиг. 1 изображено звукоизолирующее ограждение, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1, на фиг. 5 - шумопоглощающий элемент.In FIG. 1 shows a soundproof fence, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 is a section BB in FIG. one; in FIG. 4 - node I in FIG. 1, in FIG. 5 - sound-absorbing element.

Звукоизолирующее ограждение (фиг. 1) содержит виброизолирующую опору 1 и установленный на ней кожух 2. Виброизолирующая опора 1 выполнена в виде короба, между стенками 3 и 4 которого размещен звукопоглощающий материал 5. Кожух 2 свободно опирается на полки 6, размещенные между стенками 3 и 4 по периметру опоры 1. На полках 6 закреплены тачечные амортизаторы 7, выполненные из упругого материала, например мягкой резины. В теле звукопоглощающего материала 5 при помощи сетчатых стенок 8 выполнены вентиляционные каналы 9, стенки которых образованы акустически прозрачным материалом, например сеткой или перфорированным листовым материалом. Виброизолирующая опора 1 установлена на сплошную упругую прокладку 10, например, из губчатой резины и крепится к фундаменту 11 (фиг. 3), на котором установлена машина (источник шума) 12 при помощи болтов 13 и резинометаллических шайб 14. Кожух 2 выполнен либо цельным и облицован изнутри шумопоглощающим элементом (фиг. 3), либо состоящим из шумопоглощающих элементов, вписанных в его контур.Sound insulating fence (Fig. 1) contains a vibration insulating support 1 and a casing 2 installed on it. The vibration insulating support 1 is made in the form of a box, between the walls 3 and 4 of which sound-absorbing material is placed 5. The casing 2 is freely supported on shelves 6 located between the walls 3 and 4 around the perimeter of the support 1. On the shelves 6 fixed shock absorbers 7, made of an elastic material, such as soft rubber. In the body of the sound-absorbing material 5, using the mesh walls 8, ventilation ducts 9 are made, the walls of which are formed by an acoustically transparent material, for example, a mesh or perforated sheet material. Vibration isolating support 1 is mounted on a continuous elastic pad 10, for example, of sponge rubber and is attached to the foundation 11 (Fig. 3), on which the machine (noise source) 12 is mounted using bolts 13 and rubber washers 14. The casing 2 is made either integral and lined from the inside with a sound-absorbing element (Fig. 3), or consisting of sound-absorbing elements inscribed in its circuit.

Шумопоглощающий элемент 5 кожуха 2 выполнен с резонансными вставками и содержит гладкую 15 и перфорированную 16 поверхности, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, представляющий собой чередование сплошных участков 17 и пустотелых участков 19, причем пустотелые участки 19 образованы призматическими поверхностями, имеющими в сечении, параллельном плоскости чертежа .форму параллелограмма, внутренние поверхности которого имеют зубчатую структуру 20, или волнистую, или поверхность со сферическими поверхностями (на чертежах не показано). Полости 18, образованные гладкой 15 и перфорированной 16 поверхностями, между которыми расположен слой звукопоглощающего материала сложной формы, заполнены звукопоглотителем. При этом вершины зубьев обращены внутрь призматических поверхностей, а ребра призматических поверхностей закреплены соответственно на гладкой 15 и перфорированной 16 стенках. Полости 21 пустотелых участков 19, образованные призматическими поверхностями, заполнены строительно-монтажной пеной. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 17 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».The sound-absorbing element 5 of the casing 2 is made with resonant inserts and contains a smooth 15 and perforated 16 surface, between which there is a layer of sound-absorbing material of complex shape, which is an alternation of solid sections 17 and hollow sections 19, and the hollow sections 19 are formed by prismatic surfaces having a section parallel to the plane of the drawing. a parallelogram form, the inner surfaces of which have a toothed structure 20, or wavy, or a surface with spherical holes (not shown in the drawings). Cavities 18 formed by smooth 15 and perforated 16 surfaces, between which a layer of sound-absorbing material of complex shape is located, are filled with a sound absorber. In this case, the tops of the teeth face the inside of the prismatic surfaces, and the edges of the prismatic surfaces are fixed respectively on a smooth 15 and perforated 16 walls. The cavities 21 of the hollow sections 19 formed by prismatic surfaces are filled with construction foam. Between a smooth 15 surface and solid sections 17 of a layer of sound-absorbing material of complex shape, as well as between a perforated 16 surface and solid sections 17 there are resonant plates 22 and 23 with resonant inserts 24, which serve as the neck of Helmholtz resonators.

В качестве звукопоглощающего материала первого более жесткого слоя применен материал на основе алюминийсодержащих 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, например пеноалюминий.As the sound-absorbing material of the first more rigid layer, a material based on aluminum-containing alloys was used, 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 in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum.

В качестве звукопоглощающего материала второго более мягкого слоя применена минеральная вата на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральная вата типа «URSA», или базальтовая ваты типа П-75, или стекловата с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена.Rockwool type mineral wool or URSA type mineral wool or P-75 type basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, are used as sound absorbing material of the second softer layer.

Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкции, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден».The material of the perforated surface is made of solid decorative vibration-damping materials, for example, plastic compound such as Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the inner surface of the perforated surface facing the sound-absorbing structure is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer like "Shaped".

Шумопоглощающий элемент 5 кожуха 2 работает следующим образом. Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 16 и комбинированный звукопоглощающий слой сложной формы, уменьшается, так как осуществляется переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), т.е. в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", имеют место потери энергии за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Между гладкой 15 поверхностью и сплошными участками 17 слоя звукопоглощающего материала сложной формы, а также между перфорированной 16 поверхностью и сплошными участками 3 расположены резонансные пластины 22 и 23 с резонансными вставками 24, выполняющими функции горловин резонаторов «Гельмгольца».Sound-absorbing element 5 of the casing 2 operates as follows. Sound energy, passing through a layer of perforated surface 16 and a combined sound-absorbing layer of complex shape, decreases, since the transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs, i.e. in the pores of the sound absorber, which are the Helmholtz resonator model, there are energy losses due to friction, which fluctuates with the excitation frequency of the mass of air in the resonator neck against the walls of the neck itself, which has the form of an extensive network of micropores of the sound absorber. Between a smooth 15 surface and solid sections 17 of a layer of sound-absorbing material of complex shape, as well as between a perforated 16 surface and solid sections 3, there are resonant plates 22 and 23 with resonant inserts 24, which serve as the neck of the Helmholtz resonators.

Резонансные отверстия 10 (вставки), расположенные в резонансных пластинах 22 и 23, выполняют функции горловин резонаторов "Гельмгольца", частотная полоса гашения звуковой энергии которых определяется диаметром и количеством резонансных отверстий 24.Resonance holes 10 (inserts) located in the resonant plates 22 and 23, serve as the neck of the Helmholtz resonators, the frequency band of the damping of sound energy of which is determined by the diameter and number of resonant holes 24.

Звукоизолирующее ограждение работает следующим образом.Sound insulation fence works as follows.

При работе машины 12 вибрация и шум воспринимаются виброизолирующей опорой 1. Расположенный между стенками опоры звукопоглощающий материал 5 снижает уровень шума, производимого машиной. При высоких уровнях вибраций фундамента 11 виброизоляция опоры 1 обеспечивается упругой прокладкой 10 и центрирующими резинометаллическими шайбами 14. Снижение вибрации, передаваемой от опоры 1 кожуху 2, происходит за счет поглощения энергии звукопоглощающим материалом 5 и точечными амортизаторами 7. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собой 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.When the machine 12 is operating, vibration and noise are perceived by the vibration isolating support 1. The sound-absorbing material 5 located between the walls of the support reduces the noise level produced by the machine. At high vibration levels of the foundation 11, the vibration isolation of the support 1 is provided by an elastic gasket 10 and centering rubber washers 14. The vibration transmitted from the support 1 to the casing 2 is reduced due to the absorption of energy by sound-absorbing material 5 and point shock absorbers 7. The transition of sound energy into heat (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of the sound absorber, which is a model of Helmholtz resonators, where energy losses occur due to friction oscillating with the excitation frequency the mass of air located in the neck of the resonator neck wall itself, has the form of branched networks pore absorber.

Claims

A sound insulating fence containing a casing mounted on a vibration-isolating support made in the form of a box-shaped frame, between the walls of which a sound-absorbing material is placed, and the casing is lined with a sound-absorbing element from the inside, characterized in that the sound-absorbing element is made with resonant inserts and contains a smooth and perforated surface between a layer of sound-absorbing material of complex shape is located, a layer of complex shape is an alternation of solid sections and hollow areas webs, and the hollow sections are formed by prismatic surfaces having a section parallel to the plane of the drawing, the shape of a parallelogram, the inner surfaces of which have a toothed structure, with the tops of the teeth facing the inside of the prismatic surfaces, and the edges of the prismatic surfaces mounted respectively on smooth and perforated walls, and hollow sections formed by prismatic surfaces are filled with a sound absorber, and between a smooth surface and solid sections layer E form a complex sound absorbing material, and between the surface of the perforated and solid portions of the plate located resonant with the resonance inserts, performing functions necks resonators "Helmholtz".