RU2327842C1 - Single-piece sound absorber - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: single-piece sound absorber consists of a rigid frame suspended to the ceiling of an industrial building, with sound-absorbing material inside the frame, wrapped in an acoustically transparent material. The frame is designed as a cup with perforated lateral surface and a perforated bottom; a perforated cover is attached to the top part of the cup; a fastener in the form of a cable piece is attached to the cover, for fastening the cup to the industrial building ceiling. Inside of the frame, a central rod if fixed rigidly in the cup bottom along the cup axis; on the rod, at least one internal partition is installed so that it can be latched at a certain central rod height; forming resonant cavities with the other partition(s), the cup cover, and the cup bottom; sound-absorbing material wrapped in acoustically transparent material is located in at least one of the cavities. The perforation is slotted, the lateral surface, the bottom, and the frame cover have the same perforation ratios equal to or more than 0.3, and the internal partition has a perforation ratio less than or equal to the perforation ratio of the lateral surface, the bottom, and the frame cover; the lateral surface of the perforated cup has a rectangular or square shape in the section perpendicular to the cup axis. The frame is made of stainless steel or galvanised sheet with a thickness of 0.7 mm, with polymeric protective and ornamental coating with a thickness of 50 mcm or 25 mcm, or of aluminium sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 mcm.

EFFECT: increase in sound absorbing efficiency and performance enhancement.

4 cl, 1 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 резонансный звукопоглотитель (Патент РФ № 2059772, кл. Е04В 1/84, 1994 г.), включающий подвешенный на несущей конструкции каркас с жестко закрепленными на нем звукопоглощающими элементами в виде чередующихся между собой активных, со звукопоглощающим материалом, и реактивных полостей, разделенных перегородками, закрепленными на днище каркаса с его внутренней стороны.The closest technical solution in terms of technical nature and the achieved result is a resonant sound absorber (RF Patent No. 2059772, CL Е04В 1/84, 1994), which includes a frame suspended on a supporting structure with sound absorbing elements rigidly fixed on it in the form of alternating active , with sound-absorbing material, and reactive cavities separated by partitions fixed to the bottom of the frame from its inside.

Недостатком известного технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет необходимости постоянной настройки шага расположения звукопоглощающих элементов и выбора их угла наклона к отражающей поверхности, что ограничивает спектральные возможности шумоглушения из-за отсутствия резонансных объемов, настроенных на определенную полосу частот.A disadvantage of the known technical solution adopted as a prototype is the relatively low noise attenuation efficiency due to the need to constantly adjust the pitch of the sound absorbing elements and select their angle of inclination to the reflective surface, which limits the spectral possibilities of sound attenuation due to the absence of resonant volumes tuned to a certain frequency band .

Технический результат изобретения - повышение эффективности шумоглушения за счет расширения частотного диапазона и улучшение эксплуатационных свойств.The technical result of the invention is to increase the efficiency of sound attenuation by expanding the frequency range and improving operational properties.

Это достигается тем, что в штучном звукопоглотителе, состоящем из жесткого каркаса, подвешиваемого к потолку производственного здания, с расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом, обернутым акустически прозрачным материалом, каркас выполнен в виде стакана с перфорированной боковой поверхностью и перфорированным днищем, в верхней части которого закреплена перфорированная крышка, к которой присоединен элемент крепления к потолку производственного здания в виде отрезка троса, а внутри каркаса расположен жестко закрепленный по оси стакана в его днище центральный стержень, на котором установлена с возможностью ее фиксации по высоте центрального стержня, по крайней мере, одна внутренняя перегородка, образующая между собой, крышкой и днищем стакана резонансные полости, по крайней мере, в одной из которых расположен звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, а перфорация выполнена щелевой, причем коэффициент перфорации боковой поверхности, днища, крышки каркаса, а также внутренней перегородки выполнен одинаковым и равным или более 0,3, а боковая поверхность перфорированного стакана в сечении, перпендикулярном оси стакана, имеет форму прямоугольника или квадрата, при этом каркас выполнен 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.This is achieved by the fact that in a piece sound absorber consisting of a rigid frame suspended from the ceiling of a production building with a sound-absorbing material located inside the frame wrapped in acoustically transparent material, the frame is made in the form of a glass with a perforated side surface and a perforated bottom, in the upper part of which is fixed perforated cover, to which the fastening element is attached to the ceiling of the industrial building in the form of a piece of cable, and is rigidly fixed inside the frame a central rod, which is axially aligned along the axis of the glass in its bottom, and is mounted with the possibility of fixing it along the height of the central shaft, at least one internal partition forming resonant cavities between each other, the cover and the glass bottom, in at least one of which sound-absorbing material wrapped in an acoustically transparent material, and the perforation is slotted, and the perforation coefficient of the side surface, the bottom, the cover of the frame, as well as the inner partition is made the same and equal to or more than 0.3, and the side surface of the perforated glass in the section perpendicular to the axis of the glass has the shape of a rectangle or square, while the frame is made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a polymer protective and decorative coating of the Pural type 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.

На чертеже представлен фронтальный разрез предлагаемого звукопоглотителя. Штучный звукопоглотитель состоит из жесткого каркаса 1, подвешиваемого к потолку производственного здания (на чертеже не показано), с расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом 6, обернутым акустически прозрачным материалом, причем каркас выполнен в виде перфорированного стакана с перфорированной боковой поверхностью 3 и перфорированным днищем, в верхней части которого закреплена перфорированная крышка 2, к которой присоединен элемент крепления 7 к потолку производственного здания в виде отрезка троса, а внутри каркаса 1 расположен, жестко закрепленный по оси стакана в его днище центральный стержень 4, на котором установлена с возможностью ее фиксации по высоте центрального стержня, по крайней мере, одна внутренняя перегородка 5, образующая между собой, крышкой и днищем стакана резонансные полости, по крайней мере, в одной из которых расположен звукопоглощающий материал 6, обернутый акустически прозрачным материалом, а перфорация выполнена щелевой, причем коэффициент перфорации боковой поверхности, днища, крышки 2 каркаса 1, а также внутренней перегородки 5 выполнен одинаковым и равным или более 0,3, а боковая поверхность 3 перфорированного стакана в сечении, перпендикулярном оси стакана, имеет форму прямоугольника или квадрата, при этом каркас выполнен 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. Внутренняя перегородка 5 выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации меньшим, чем коэффициент щелевой перфорации боковой поверхности, днища и крышки каркаса. В качестве звукопоглощающего материала используются 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, а в качестве акустически прозрачного материала, например стеклоткань типа Э3-100 или полимер типа «Повиден».The drawing shows a frontal section of the proposed sound absorber. The piece sound absorber consists of a rigid frame 1, suspended from the ceiling of an industrial building (not shown in the drawing), with a sound-absorbing material 6 located inside the frame, wrapped in an acoustically transparent material, and the frame is made in the form of a perforated glass with a perforated side surface 3 and a perforated bottom, in the upper part of which is fixed a perforated cover 2, to which a fastening element 7 is attached to the ceiling of the industrial building in the form of a piece of cable, and inside the frame 1 a central rod 4 is fixed, rigidly fixed along the axis of the glass in its bottom, on which is installed with the possibility of fixing it along the height of the central rod, at least one internal partition 5, which forms at least resonant cavities between each other, the cover and the bottom of the glass, in one of which is a sound-absorbing material 6, wrapped in an acoustically transparent material, and the perforation is slotted, and the perforation coefficient of the side surface, bottom, cover 2 of the frame 1, as well as the inner partition 5 made the same and equal to or more than 0.3, and the side surface 3 of the perforated glass in the section perpendicular to the axis of the glass has the shape of a rectangle or square, while the frame is made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a polymer protective and decorative coating Pural type 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. The inner partition 5 is made perforated with a perforation coefficient less than the coefficient of slotted perforation of the side surface, bottom and cover of the frame. As sound-absorbing material, slabs made of rockwool basalt type mineral wool or URSA type mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool lined with glass wool or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene are used, and as an acoustically transparent material, such as fiberglass type E3-100 or polymer type "Poviden."

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюминесодержащих 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.As a sound-absorbing material, plates based on aluminum-containing alloys are 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 within 10 ... 20 MPa.

В качестве звукопоглощающего материала используются элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 40...50%.As sound-absorbing material, elements of rigid porous sound-absorbing material are used, for example, foam aluminum or cermets, or metal foam, or a shell rock with a degree of porosity in the range of optimal values: 40 ... 50%.

В качестве звукопоглощающего материала используются элементы с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас.As sound-absorbing material, elements with layer and cross winding of porous threads wound on an acoustically transparent frame, such as a wire frame, are used.

В качестве звукопоглощающего материала используется крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,5...2,0 мм.As a sound-absorbing material, crumbs are used from 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 crumb lies in the optimal range of values: 0.5 ... 2.0 mm

Штучный звукопоглотитель работает следующим образом.Piece sound absorber works as follows.

Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглощающим материалом 6 полостями и незаполненными им. Звукопоглощение на низких и средних частотах происходит за счет акустического эффекта, построенного по принципу резонаторов Гельмгольца в образованных полостях внутри каркаса 1. 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 6 cavities filled with sound-absorbing material and unfilled with them. Sound absorption at low and medium frequencies occurs due to the acoustic effect constructed on the principle of Helmholtz resonators in the formed cavities inside the frame 1. Different volumes of resonant cavities serve to suppress sound vibrations in the required sound frequency range, usually large volumes to suppress noise in the low-frequency range, and small - in the field of medium and high frequencies.

Взаимодействие звуковых волн с полостями, заполненными звукопоглощающим материалом 6, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, при этом повышается коэффициент звукопоглощения.The interaction of sound waves with cavities filled with sound-absorbing material 6 leads to sound attenuation in the high-frequency range, while 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 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 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.

Claims (4)

1. Штучный звукопоглотитель, состоящий из жесткого каркаса, подвешиваемого к потолку производственного здания, с расположенным внутри каркаса звукопоглощающим материалом, обернутым акустически прозрачным материалом, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде стакана с перфорированной боковой поверхностью и перфорированным днищем, в верхней части которого закреплена перфорированная крышка, к которой присоединен элемент крепления к потолку производственного здания в виде отрезка троса, а внутри каркаса расположен жестко закрепленный по оси стакана в его днище центральный стержень, на котором установлена с возможностью ее фиксации по высоте центрального стержня, по крайней мере, одна внутренняя перегородка, образующая с другой или с другими перегородками, крышкой и днищем стакана резонансные полости, по крайней мере, в одной из которых расположен звукопоглощающий материал, обернутый акустически прозрачным материалом, а перфорация выполнена щелевой, с коэффициентом перфорации боковой поверхности, днища, крышки каркаса одинаковым и равным или превышающим 0,3, и с коэффициентом перфорации внутренней перегородки меньшим или равным коэффициенту перфорации боковой поверхности, днища, крышки каркаса, а боковая поверхность перфорированного стакана в сечении, перпендикулярном оси стакана, имеет форму прямоугольника или квадрата, при этом каркас выполнен из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или 25 мкм, или из алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.1. A piece sound absorber, consisting of a rigid frame suspended from the ceiling of an industrial building, with a sound-absorbing material located inside the frame, wrapped in acoustically transparent material, characterized in that the frame is made in the form of a glass with a perforated side surface and a perforated bottom, in the upper part of which is fixed perforated cover, to which the fastening element is attached to the ceiling of the industrial building in the form of a cable segment, and inside the frame is rigidly fixed along the axis of the glass in its bottom is a central rod, on which is mounted with the possibility of fixing it along the height of the central rod, at least one internal partition, which forms resonant cavities with another or with other partitions, the lid and the bottom of the glass, at least one of which is a sound-absorbing material wrapped in an acoustically transparent material, and the perforation is slotted, with a perforation coefficient of the side surface, bottom, frame cover of the same and equal to or greater than 0.3, and with a coefficient the perforation coefficient of the internal partition is less than or equal to the perforation coefficient of the side surface, bottom, cover of the frame, and the side surface of the perforated glass in the section perpendicular to the axis of the glass has the shape of a rectangle or square, while the frame is made of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0.7 mm with a polymer protective and decorative coating with a thickness of 50 microns or 25 microns, or from an aluminum sheet with a thickness of 1.0 mm and a coating thickness of 25 microns. 2. Штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют плиты из минеральной или базальтовой ваты, или из стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или из вспененного полимера из группы: полиэтилен или полипропилен, а в качестве акустически прозрачного материала - стеклоткань ЭЗ-100.2. The piece sound absorber according to claim 1, characterized in that as sound-absorbing material, plates of mineral or basalt wool, or of glass wool with glass fiber lining, or of foamed polymer from the group: polyethylene or polypropylene, and as an acoustically transparent material, are used fiberglass EZ-100. 3. Штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала используют элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала из группы: пеноалюминий, или металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости 40...50%.3. The piece sound absorber according to claim 1, characterized in that elements of a rigid porous sound-absorbing material from the group are used as sound-absorbing material: foam aluminum, or cermets, or shell rock with a degree of porosity of 40 ... 50%. 4. Штучный звукопоглотитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве звукопоглощающего материала использует крошку из твердых вибродемпфирующих материалов: эластомера или полиуретана, с размером фракций крошки 0,5...2,0 мм.4. The piece sound absorber according to claim 1, characterized in that it uses crumbs of solid vibration-damping materials: elastomer or polyurethane, with a size of fractions of crumbs of 0.5 ... 2.0 mm as a sound-absorbing material.