RU2656437C1

RU2656437C1 - Sound absorbing element

Info

Publication number: RU2656437C1
Application number: RU2017117690A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-06-05

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: invention relates to industrial acoustics and can be used to reduce the noise of machinery drive, the lining of production facilities and other sound-absorbing structures. Technical result is achieved by the fact that the sound-absorbing element comprises a smooth and perforated surface, between which a multi-layered sound-absorbing structure is placed, the sound-absorbing construction is made in the form of a smooth and perforated surface, between which there is a sound-absorbing construction of a complex shape, which is an alternation of solid sections and hollow sections, while solid sections in turn are formed by smooth prismatic surfaces located perpendicular to the smooth and perforated surfaces and fixed to a smooth surface, and also by two surfaces of complex shape connected thereto and inclined relative to smooth prismatic surfaces, having on the one side a smooth surface, while on the other hand a toothed or wavy or spherical shape of the surface, the tips of the teeth or protrusions facing towards these surfaces, and the surfaces themselves are fixed on the perforated surface, and to the smooth surface are attached relief sound-absorbing elements, while the material based on aluminum-containing alloys is used as a sound-absorbing material, the inner surface of the perforated surface facing the sound-absorbing structure is lined with an acoustically transparent material, and the hollow sections are filled with sound-absorbing material, while inside the surfaces of complex shape, having a smooth surface on one side, and on the other side of the gear, the Helmholtz resonator is fixed, made in the form of a spherical surface with diametrically fixed bushings with resonant holes, the diameters of the resonant holes in the sleeves of the Helmholtz resonator, made in the form of a spherical surface with diametrically fixed bushings on it, they are made of different diameters, depending on the frequency of the muffled frequency spectrum required for a given level of noise reduction.

EFFECT: technical result is increase in the efficiency of acoustic suppression and reliability of the structure in general.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике и может быть использовано для снижения шума привода машин, облицовки производственных помещений и других звукопоглощающих конструкциях.The invention relates to industrial acoustics and can be used to reduce the noise of the drive machines, facing industrial premises and other sound-absorbing structures.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является звукопоглощающий элемент, применяемый в качестве облицовки производственных помещений, известный из патента РФ №2463412 (прототип).The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is a sound-absorbing element used as a facing of industrial premises, known from the RF patent No. 2463412 (prototype).

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет наличия пустот между слоями, где отсутствует поглощение звука между слоями звукопоглотителя.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low noise reduction due to the presence of voids between the layers, where there is no sound absorption between the layers of the sound absorber.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения и надежности конструкции в целом.The technical result is an increase in the efficiency of sound attenuation and reliability of the structure as a whole.

Это достигается тем, что в звукопоглощающем элементе, содержащем гладкую и перфорированную поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция, звукопоглощающая конструкция выполнена в виде гладкой и перфорированной поверхностей, между которыми размещена звукопоглощающая конструкция сложной формы, представляющая собой чередование сплошных участков и пустотелых участков, при этом сплошные участки в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями, расположенными перпендикулярно гладкой и перфорированной поверхностям и закрепленными к гладкой поверхности, а также двумя связанными с ними и наклонными относительно гладких призматических поверхностей поверхностями сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую или волнистую, или образованную сферическими участками форму поверхности, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной поверхности, а к гладкой поверхности прикреплены рельефные звукопоглощающие элементы, например, в виде тетраэдров.This is achieved by the fact that in a sound-absorbing element containing a smooth and perforated surface, between which a multilayer sound-absorbing structure is placed, the sound-absorbing structure is made in the form of smooth and perforated surfaces, between which a sound-absorbing structure of complex shape, which is an alternation of solid sections and hollow sections, is placed at this solid areas in turn are formed by smooth prismatic surfaces located perpendicular to the smooth and perforated surfaces and fixed to a smooth surface, as well as two surfaces of complex shape connected with them and inclined relatively smooth prismatic surfaces, having a smooth surface on the one hand and a tooth shape on the other, serrated or wavy, or formed by spherical portions, with tooth tops or protrusions are turned inside these surfaces, and the surfaces themselves are fixed on a perforated surface, and relief sound-absorbing are attached to a smooth surface elements, for example, in the form of tetrahedrons.

На чертеже изображена схема звукопоглощающего элемента.The drawing shows a diagram of a sound-absorbing element.

Звукопоглощающий элемент содержит гладкую 1 и перфорированную 2 поверхности, между которыми размещена многослойная звукопоглощающая конструкция.The sound-absorbing element contains a smooth 1 and perforated 2 surfaces, between which a multilayer sound-absorbing structure is placed.

Звукопоглощающая конструкция выполнена сложной формы и представляет собой чередование сплошных участков 3 и пустотелых участков 4. Сплошные участки 3, в свою очередь образованы гладкими призматическими поверхностями 5, расположенными перпендикулярно гладкой 1 и перфорированной 2 поверхностям и закрепленными к гладкой 1 поверхности, а также двумя, связанными с ними и наклонными, относительно гладких призматических поверхностей 5, поверхностями 6 сложной формы, имеющими с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую или волнистую, или образованную сферическими участками форму (на чертеже не показано) поверхность, причем вершины зубьев или выступов обращены внутрь этих поверхностей, а сами поверхности закреплены на перфорированной 2 поверхности. К гладкой 1 поверхности прикреплены рельефные звукопоглощающие элементы 7, например, в виде тетраэдров.The sound-absorbing structure is made of complex shape and is an alternation of solid sections 3 and hollow sections 4. Solid sections 3, in turn, are formed by smooth prismatic surfaces 5 located perpendicular to smooth 1 and perforated to 2 surfaces and fixed to smooth 1 surface, as well as two connected with them and inclined, relatively smooth prismatic surfaces 5, surfaces 6 of complex shape, having on one side a smooth surface, and on the other hand, serrated or in a flat, or spherical shape (not shown in the drawing) surface, the tops of the teeth or protrusions facing inward of these surfaces, and the surfaces themselves are fixed on a perforated 2 surface. Embossed sound-absorbing elements 7 are attached to the smooth surface 1, for example, in the form of tetrahedrons.

Возможен вариант, когда внутри поверхностей 6 сложной формы, имеющих с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую, закреплен резонатор Гельмгольца, выполненный в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8 с резонансными отверстиями.A variant is possible when inside the surfaces 6 of complex shape, having on one side a smooth surface and on the other notched, a Helmholtz resonator is fixed, made in the form of a spherical surface 9 with bushings 8 with resonant holes diametrically fixed on it.

В качестве звукопоглощающего материала 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 a sound-absorbing material, 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, tensile strength bending within 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 вата 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".

Возможен вариант, когда пустотелые участки 4 заполнены звукопоглощающим материалом, например строительно-монтажной пеной.It is possible that the hollow sections 4 are filled with sound-absorbing material, for example, construction foam.

Звукопоглощающий элемент работает следующим образом.Sound-absorbing element operates as follows.

Звуковая энергия, пройдя через слой перфорированной поверхности 2 и третий слой 8 звукопоглощающего элемента, выполненного из вспененного звукопоглощающего материала, падает на прерывистый звукопоглощающий слой 4, расположенный в фокусе сплошного профилированного слоя 3, где происходит первичное рассеивание звуковой энергии. Внутри поверхностей 6 сложной формы, имеющих с одной стороны гладкую поверхность, а с другой стороны зубчатую, закреплен резонатор Гельмгольца, выполненный в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8 с резонансными отверстиями. Здесь 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 в виде втулок 8 с резонансными отверстиями о стенки втулок, являющимися горловиной резонаторов "Гельмгольца".Sound energy, passing through a layer of perforated surface 2 and a third layer 8 of a sound-absorbing element made of foamed sound-absorbing material, falls on an intermittent sound-absorbing layer 4 located at the focus of a continuous profiled layer 3, where the primary dissipation of sound energy occurs. A Helmholtz resonator made in the form of a spherical surface 9 with bushings 8 with resonant holes diametrically mounted on it is fixed inside the surfaces 6 of complex shape, having on one side a smooth surface and on the other gear surface. Here, the transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation), i.e. in the pores of the sound absorber, representing the Helmholtz resonator model, there are energy losses due to friction, which fluctuates with the excitation frequency of the mass of air in the neck of the resonator in the form of bushings 8 with resonant holes on the walls of the bushings, which are the neck of the Helmholtz resonators.

Возможен вариант, когда диаметры резонансных отверстий во втулках 8 резонатора Гельмгольца, выполненного в виде сферической поверхности 9 с диаметрально закрепленными на ней втулками 8, выполнены разного диаметра, зависящего от частоты заглушаемого спектра частот, необходимого для заданного уровня снижения шума.It is possible that the diameters of the resonant holes in the bushings 8 of the Helmholtz resonator, made in the form of a spherical surface 9 with the bushings 8 diametrically mounted on it, are made of different diameters, depending on the frequency of the damped frequency spectrum required for a given level of noise reduction.

Claims

A sound-absorbing element containing a smooth and perforated surface, between which a multilayer sound-absorbing structure is placed, the sound-absorbing structure is made in the form of smooth and perforated surfaces, between which a sound-absorbing structure of complex shape is represented, which is an alternation of solid sections and hollow sections, while solid sections in turn formed by smooth prismatic surfaces located perpendicular to a smooth and perforated surface and attached to a smooth surface, as well as two surfaces connected with them and inclined relatively smooth prismatic surfaces of complex shape, having on one side a smooth surface, characterized in that, on the other hand, a toothed or wavy or spherical sections formed surface, the tops of the teeth or protrusions are turned inside these surfaces, and the surfaces themselves are fixed on the perforated surface, and relief sound-absorbing elements are attached to the smooth surface you, for example, in the form of tetrahedra, while the material based on aluminum-containing alloys is used as a sound-absorbing material, 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: strength on compression in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength in the range of 10 ... 20 MPa, for example foam aluminum, or Rockwool type mineral wool or URSA type mineral wool was used as sound-absorbing material of the second softer layer bases alt cotton wool of type P-75, or glass wool with glass fiber lining, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, and the material of the perforated surface is made of solid, decorative vibration damping materials, such as plastic compound like Agate, Anti-Vibrate, Shvim, moreover 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 type "Poviden", and the hollow sections behind They are filled with sound-absorbing material, for example, construction and mounting foam, while inside surfaces of complex shape that have a smooth surface on the one hand and a gear surface on the other hand, a Helmholtz resonator is fixed, made in the form of a spherical surface with bushings with resonant holes diametrically fixed on it, with the diameters of the resonant holes in the bushings of the Helmholtz resonator, made in the form of a spherical surface with bushings diametrically fixed on it, are made of different diameters, for isyaschego mutes the frequency spectrum required for a given level of noise reduction.