RU2530434C1

RU2530434C1 - Kochetov's acoustic panel

Info

Publication number: RU2530434C1
Application number: RU2013138648/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-10-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: acoustic panel consists of at least two sound absorbing sections. Each section comprises walls from corrugated perforated material with sound absorbing elements being placed between them. The walls of the corrugated material are provided with slotted perforation made of stainless steel or a galvanized steel sheet 0.7 mm thick with a polymer protective and decorative coating such as Pural 50 mcm thick or Polyester 25 mcm thick , or of an aluminium sheet 1.0 mm thick and coating 25 mcm thick. Each of the sound absorbing elements is made as perforated plates with the layers of sound reflecting material being placed between them. The layers of sound absorbing materials with different density arranged in two layers are laid in the centre between the layers of sound reflecting material. The layers of sound reflecting material are made from complex profile composed of evenly distributed hollow tetrahedrons, allowing for the reflection of acoustic waves incident in all directions, and being installed respectively at the perforated plates.

EFFECT: improved acoustic characteristics in the range of low, medium and high frequencies, and provision for dust repulsion.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной акустике, в частности к широкополосному и низкочастотному 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 and low-frequency sound attenuation, and can be used in all sectors of the economy when attenuating production equipment by sound absorption.

Наиболее близкой к изобретению является акустическая панель по а.с. СССР №881234, E04B 1/84, 1980 г. (прототип), состоящая из звукопоглощающих элементов, каждый из которых содержит стенки из гофрированного материала, между которыми проложен звукопоглотитель, а звукопоглощающие элементы подвешены, например, на тросах за крючья.Closest to the invention is an acoustic panel as USSR No. 881234, E04B 1/84, 1980 (prototype), consisting of sound-absorbing elements, each of which contains walls of corrugated material, between which a sound absorber is laid, and sound-absorbing elements are suspended, for example, on ropes by hooks.

Недостатком известных акустических панелей является то, что они обеспечивают шумоглушение преимущественно на высоких частотах, что не позволяет использовать их в помещениях, где необходимо широкополосное шумоглушение, включающее низкие и инфразвуковые частоты.A disadvantage of the known acoustic panels is that they provide noise attenuation mainly at high frequencies, which does not allow their use in rooms where broadband noise attenuation, including low and infrasonic frequencies, is required.

Технический результат - улучшение акустических характеристик в области низких, средних и высоких частот, обеспечение при этом пылеотталкивания.The technical result is an improvement in acoustic characteristics in the low, medium and high frequencies, while ensuring dust repulsion.

Это достигается тем, что в акустической панели, состоящей из, по крайней мере, двух звукопоглощающих секций, каждая из которых содержит стенки из гофрированного перфорированного материала, между которыми расположены звукопоглощающие элементы, при этом стенки гофрированного материала выполнены с щелевой перфорацией 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, а звукопоглощающие секции подвешены на тросах за крючья, каждый из звукопоглощающих элементов выполнен в виде перфорированных пластин, между которыми симметрично расположены слои звукоотражающего материала, а в центре, между слоями звукоотражающего материала, находятся слои звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных пластин, причем перфорированная пластина может быть выполнена из пластмассовой, например капроновой, или металлической сетки с мелкой ячейкой.This is achieved by the fact that in an acoustic panel consisting of at least two sound-absorbing sections, each of which contains walls of corrugated perforated material, between which sound-absorbing elements are located, while the walls of the corrugated material are made with slotted perforation made of stainless steel or galvanized a sheet 0.7 mm thick with a polymeric protective and decorative coating of the Pural type 50 μm thick or Polyester 25 μm thick, or an aluminum sheet 1.0 mm thick and a coating thickness of 25 m km, and the sound-absorbing sections are hung on ropes by hooks, each of the sound-absorbing elements is made in the form of perforated plates between which layers of sound-reflecting material are symmetrically located, and in the center, between the layers of sound-reflecting material, are layers of sound-absorbing materials of different densities, located in two layers, moreover, the layers of sound-reflecting material are made of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting the sound falling in all directions kovye waves, and which are located respectively at the perforated plates, the perforated plate can be made of plastic, such as caproic, or metal mesh with small mesh.

На фиг.1 изображены акустические панели и их расположение в помещении, общий вид, на фиг.2 - схема звукопоглощающего элементаFigure 1 shows the acoustic panels and their location in the room, a General view, figure 2 is a diagram of a sound-absorbing element

Акустическая панель (фиг.1) состоит, по крайней мере, из двух звукопоглощающих секций 1, каждая из которых содержит стенки из гофрированного перфорированного материала 2, между которыми расположены звукопоглощающие элементы 3. Стенки гофрированного материала 2 выполнены с щелевой перфорацией 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. Звукопоглощающие секции 1 подвешены, например, на тросах 4 за крючья 5.The acoustic panel (figure 1) consists of at least two sound-absorbing sections 1, each of which contains walls of corrugated perforated material 2, between which sound-absorbing elements 3 are located. Walls of corrugated material 2 are made with slotted perforation made of stainless steel or galvanized a sheet 0.7 mm thick with a polymeric protective and decorative coating of the Pural type 50 microns thick or Polyester 25 microns thick, or an aluminum sheet 1.0 mm thick and a coating thickness 25 microns. Sound-absorbing sections 1 are suspended, for example, on cables 4 by hooks 5.

Каждый из звукопоглощающих элементов 3 (фиг.2) выполнен в виде перфорированных 6 и 11 пластин, между которыми симметрично расположены слои 7 и 10 звукоотражающего материала, а в центре, между слоями 7 и 10 звукоотражающего материала, находятся слои 8 и 9 звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных 6 и 11 пластин, причем перфорированная пластина может быть выполнена из пластмассовой, например капроновой, или металлической сетки с мелкой ячейкой.Each of the sound-absorbing elements 3 (Fig. 2) is made in the form of perforated 6 and 11 plates, between which layers 7 and 10 of sound-reflecting material are symmetrically located, and in the center, between layers 7 and 10 of sound-reflecting material, there are layers 8 and 9 of sound-absorbing materials of different densities arranged in two layers, the layers of sound-reflecting material made of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting sound waves incident in all directions, and which are located with respectively, for perforated 6 and 11 plates, and the perforated plate can be made of plastic, for example kapron, or metal mesh with a small cell.

В качестве материала звукоотражающих слоев 7, 10 может быть применен материал 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, например пеноалюминия.As the material of the sound-reflecting layers 7, 10, a material based on aluminum-containing alloys can be 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 материала звукоотражающих слоев 7, 10 могут быть применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.As the material of the sound-reflecting layers 7, 10, sound-insulating plates based on glass staple fiber of the “Shumostop” type with a material density of 60 ÷ 80 kg / m ³ can be used.

В качестве звукопоглощающего материала слоев 8 и 9 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, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден», или жесткий пористый шумопоглощающий материал, например металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45%, или крошка 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.As sound-absorbing material of layers 8 and 9, 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 are used, the sound-absorbing element over its entire surface lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer type "Poviden", or a rigid porous noise-absorbing material, such as cermet, or stone shell with a degree of porosity in the range optimal values of 30 ... 45%, or crumbs of solid vibration damping materials, such as 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 .

Акустическая панель работает следующим образом.The acoustic panel works as follows.

Звуковая энергия от оборудования, находящегося в помещении, или другого излучающего интенсивный шум объекта, пройдя через стенки из гофрированного перфорированного материала 2 и перфорированные пластины 6 и 11 звукопоглощающих элементов 3, попадает на слои 7 и 10 звукоотражающего материала сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, которые падают затем на слои 8 и 9 мягкого звукопоглощающего материала разной плотности, расположенные в два слоя (например, выполненного из базальтового или стеклянного волокна). В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходят на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. 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. Кроме того, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4…1,0.Sound energy from equipment located in the room, or other object emitting intense noise, passing through walls of corrugated perforated material 2 and perforated plates 6 and 11 of sound-absorbing elements 3, falls on layers 7 and 10 of a sound-reflecting material of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedra, allowing to reflect sound waves incident in all directions, which then fall on layers 8 and 9 of soft sound-absorbing material of different densities located in two layers (for example, made of basalt or glass fiber). In fibrous absorbers, the dissipation of the energy of air vibrations and its transformation into heat occur at several physical levels. Firstly, due to the viscosity of the air, and there is a lot of it in the interfiber space, the oscillation of air particles inside the absorber leads to friction. 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 resonator neck oscillating with the frequency of excitation on the neck wall, which has the form of a branched sound absorber pore network. In addition, there is air friction on fibers, the surface of which is also large. Thirdly, the fibers rub against each other and, finally, energy dissipation occurs due to the friction of the crystals of the fibers themselves. This explains that at medium and high frequencies the sound absorption coefficient of fibrous materials is in the range of 0.4 ... 1.0.

Предложенное авторами техническое решение является эффективным средством для борьбы с шумом в производственных цехах различных отраслей народного хозяйства, а также мобильных транспортных средств, и средством защиты окружающей среды от шумов.The technical solution proposed by the authors is an effective means to combat noise in the production halls of various sectors of the national economy, as well as mobile vehicles, and a means of protecting the environment from noise.

Claims

1. Акустическая панель, состоящая из, по крайней мере, двух звукопоглощающих секций, каждая из которых содержит стенки из гофрированного перфорированного материала, между которыми расположены звукопоглощающие элементы, при этом стенки гофрированного материала выполнены с щелевой перфорацией 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, а звукопоглощающие секции подвешены на тросах за крючья, отличающаяся тем, что каждый из звукопоглощающих элементов выполнен в виде перфорированных пластин, между которыми симметрично расположены слои звукоотражающего материала, а в центре между слоями звукоотражающего материала находятся слои звукопоглощающего материалов разной плотности, расположенные в два слоя, причем слои звукоотражающего материала выполнены сложного профиля, состоящего из равномерно распределенных пустотелых тетраэдров, позволяющих отражать падающие во всех направлениях звуковые волны, и которые расположены соответственно у перфорированных пластин, причем перфорированная пластина может быть выполнена из пластмассовой, например капроновой, или металлической сетки с мелкой ячейкой.1. An acoustic panel consisting of at least two sound-absorbing sections, each of which contains walls of corrugated perforated material, between which sound-absorbing elements are located, while the walls of the corrugated material are made with slotted perforation of stainless steel or galvanized sheet with a thickness of 0, 7 mm with a polymeric 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, and sound-absorbing with the sections are hung on ropes by hooks, characterized in that each of the sound-absorbing elements is made in the form of perforated plates, between which layers of sound-reflecting material are symmetrically located, and in the center between the layers of sound-reflecting material are layers of sound-absorbing materials of different densities located in two layers, the layers sound-reflecting material is made of a complex profile, consisting of uniformly distributed hollow tetrahedrons, which allow reflecting sounds falling in all directions waves, and which are respectively located at the perforated plates, and the perforated plate can be made of plastic, for example kapron, or metal mesh with a small cell.

2. Акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала звукоотражающих слоев может быть 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 пеноалюминия.2. The acoustic panel according to claim 1, characterized in that the material based on aluminum-containing alloys can be used as the material of the sound-reflecting layers, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ s 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.

3. Акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала звукоотражающих слоев могут быть применены звукоизоляционные плиты на базе стеклянного штапельного волокна типа «Шумостоп» с плотностью материала, равной 60÷80 кг/м³.3. The acoustic panel according to claim 1, characterized in that as the material of the sound-reflecting layers can be applied soundproofing boards based on glass staple fiber type "Shumostop" with a density of material equal to 60 ÷ 80 kg / m ³ .

4. Акустическая панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве звукопоглощающего материала слоев 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, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «повиден», или жесткий пористый шумопоглощающий материал, например металлокерамика, или камень-ракушечник со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30…45%, или крошка 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. 4. The acoustic panel according to claim 1, characterized in that as the sound-absorbing material of the layers, slabs of rockwool based mineral wool or Rockwool type mineral wool or URSA mineral wool or P-75 basalt wool or glass wool with lining with glass wool, and the sound-absorbing element over its entire surface is lined with an acoustically transparent material, such as fiberglass type EZ-100 or polymer type “visible”, or a rigid porous sound-absorbing material, such as cermet, or stone shell with the degree of porosity, which is in the range of optimal values of 30 ... 45%, or crumbs of solid vibration damping materials, such as elastomer, polyurethane, or plastic compounds such as "Agate", "Anti-Vibrate", "Shvim", and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of 0 , 3 ... 2.5 mm.