RU2578227C1 - Sound absorbing element - Google Patents

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: invention relates to industrial acoustics and can be used for machine drive noise reduction, for lining of manufacturing facilities and for other sound-absorbing structures. Sound absorbing element comprises a smooth and perforated surfaces between which there is a multilayer sound absorbing structure of a complex shape, which represents an alternation of solid and hollow sections. Solid sections are formed by smooth prismatic surfaces located perpendicular to the smooth and perforated surfaces and fixed to the smooth surface, as well as by two surfaces of a complex shape connected with them and inclined relative to the smooth prismatic surfaces, having a smooth surface on one side, and a toothy, or wavy surface on the other, or composed by spherical sections surface shape; at that, tops of teeth or protrusions are turned inside these surfaces, while the surfaces themselves are fixed on the perforated surface, and attached to the smooth surface there are prominent sound absorbing elements, for example, in the form of tetrahedrons.

EFFECT: invention allows to improve efficiency of sound absorption and reliability of the structure on the whole.

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 the reliability of the structure as a whole.

Это достигается тем, что в звукопоглощающем элементе, содержащим 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 spherical, with the vertices the teeth or protrusions face these surfaces, and the surfaces themselves are fixed on a perforated surface, and embossed sound-absorbing surfaces are attached 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 a serrated, or 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.

В качестве звукопоглощающего материала 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 пеноалюминий.A material based on aluminum-containing alloys was 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: 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 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.

Материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, 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, agate, antivibrate, and shvim plastic compounds, 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 "Poviden" type polymer.

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. Затем звуковая энергия попадает на сплошной профилированный слой 3 из звукопоглощающего материала, образованного сферическими поверхностями, образующими цельный куполообразный профиль, и фокусирующий отраженный звук на мягкий звукопоглотитель 4. 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 о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети микропор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной поверхности 2 принимается равным или более 0,25.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. Then, the sound energy enters the continuous profiled layer 3 of sound-absorbing material formed by spherical surfaces forming a solid dome-shaped profile, and focusing the reflected sound onto a soft sound absorber 4. Here, the sound energy is converted into heat (dissipation, energy dissipation), 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. The perforation coefficient of the perforated surface 2 is taken to be equal to or more than 0.25.

Claims (1)

Звукопоглощающий элемент, содержащий 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, отличающийся тем, что 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, при этом в качестве звукопоглощающего материала 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 пеноалюминий, или 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, а материал перфорированной поверхности выполнен из твердых, декоративных вибродемпфирующих материалов, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем внутренняя поверхность перфорированной поверхности, обращенная в сторону звукопоглощающей конструкция, облицована акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа Э3-100 или полимером типа «Повиден», а пустотелые участки заполнены звукопоглощающим материалом, например строительно-монтажной пеной. A sound-absorbing element containing smooth and perforated surfaces, 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 serrated, 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 a 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: compressive strength 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 or bases 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 such as "Agate", "Anti-vibration", "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 E3-100 or polymer like Poviden, and the hollow areas are filled enes absorbing material, such as the construction and assembly foam.

Images