Патент на изобретение №2347041

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГИИ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для снижения уровня шума в жилых общественных и производственных помещениях, преимущественно для повышения звукоизоляции ограждающих конструкций. Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включает двухслойную пластину, имеющую отверстия для крепления ее к поверхности, с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний первого слоя, меньшим, чем у второго слоя, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у первого слоя, причем весь внутренний объем одного или более отверстий заполнен материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у первого слоя. Первый слой выполнен в виде шумопоглощающего пакета, состоящего из каркаса в виде перфорированной передней и сплошной задней стенок с бортиками, собранных в пакет посредством вибродемпфирующих крышек. Отношение толщины s’ каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s’/b=0,1…0,15, отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s’ каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s’=0,4…1,0. Внутри каркаса расположен звукопоглощающий элемент, а указанные стенки выполнены из нержавеющей стали, или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. Технический результат – снижение энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для снижения уровня шума в жилых общественных и производственных помещениях, преимущественно для повышения звукоизоляции ограждающих конструкций.

Известно устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающее двухслойную пластину, состоящую из слоев, выполненных из различных материалов (патент РФ №2140498, Е04В 1/82, 1999 г. – прототип).

Известное устройство недостаточно снижает энергию акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, ввиду жесткого крепления его к поверхности гвоздями или шурупами.

Технический результат от использования предлагаемого устройства заключается в достижении большего снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности.

Это достигается тем, что в устройстве для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающее двухслойную пластину, имеющую отверстия для крепления ее к поверхности, с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний первого слоя, меньшим, чем у второго слоя, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у первого слоя, причем весь внутренний объем одного или более отверстий заполнен материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у первого слоя, в качестве второго слоя, обращенного к твердой поверхности, 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, или металлокерамика, или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, а первый слой выполнен в виде шумопоглощающего пакета, состоящего из каркаса в виде перфорированной передней и сплошной задней стенок с бортиками, собранных в пакет посредством вибродемпфирующих крышек, причем внутри каркаса расположен звукопоглощающий элемент, а стенки выполнены 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, причем отношение высоты h каркаса шумопоглощающего пакета к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0…2,0; а отношение толщины s’ каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s’/b=0,1…0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s’ каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s’=0,4…1,0. Каждый слой из первого или второго слоя имеют, по крайней мере один, подслой с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у второго слоя, а крепление подслоев и слоев осуществляется посредством мягких вибродемпфирующих мастик или с помощью крепежных элементов, входящих в отверстия, заполненные вибродемпфирующей мастикой, и перфорацию передней стенки шумопоглощающего пакета.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, на фиг.2 – шумопоглощающий элемент.

Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, содержит двухслойные пластины, состоящие из первого слоя 1 и второго слоя 2, имеющих сквозные отверстия 3, заполненные материалом 4. Первый слой 1 двухслойной пластины, наиболее удаленной от твердой поверхности, состоит из подслоев 5. Второй слой 2 любой двухслойной пластины может содержать вкрапления 6 с повышенной плотностью. Устройство прикреплено к поверхности 7 шурупами 8.

В качестве второго слоя 2, обращенного к твердой поверхности 7, 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, или металлокерамика, или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, а первый слой 1 выполнен в виде шумопоглощающего пакета, состоящего из каркаса в виде перфорированной передней 9 и сплошной задней 10 стенок с бортиками 11, собранных в пакет посредством вибродемпфирующих крышек 12, причем внутри каркаса расположен звукопоглощающий элемент 13, а стенки выполнены 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. Отношение высоты h каркаса шумопоглощающего пакета к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: h/b=1,0…2,0; а отношение толщины s’ каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s’/b=0,1…0,15; а отношение толщины s звукопоглощающего элемента 13 к толщине s’ каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/ s’=0,4…1,0. Каждый слой из первого 1 или второго слоя 2 имеют, по крайней мере один, подслой с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний, большим, чем у второго слоя, а крепление подслоев и слоев осуществляется посредством мягких вибродемпфирующих мастик или с помощью крепежных элементов, входящих в отверстия, заполненные вибродемпфирующей мастикой, и перфорацию передней стенки шумопоглощающего пакета.

Устройство работает следующим образом.

Акустические колебания, исходящие от поверхности 7, проходя через каждый слой 1 и 2 каждой двухслойной пластины, частично отражаются от них и частично поглощаются ими, снижая энергию акустических колебаний от пластины к пластине. Основными элементами, поглощающими поток энергии акустических колебаний, являются вторые слои 2, выполненные из звукопоглощающего материала. Основными элементами, отражающими поток энергии акустических колебаний, являются первые слои 1, выполненные из материала с высокой плотностью. Отверстия 3, выполненные в двухслойных пластинах при их изготовлении и заранее заполненные вибропоглощающим (с высоким коэффициентом потерь энергии акустических колебаний) материалом 4, обеспечивают возможность крепления устройства к поверхности с высокой степенью виброразвязывания поверхности и устройства. Использование в двухслойных пластинах первых слоев 1 различной толщины приводит к ослаблению резонансных явлений на частотах собственных колебаний этих слоев. Аналогичный эффект достигается использованием в двухслойных пластинах вторых слоев 2 различной толщины. Дополнительное ослабление амплитуды колебаний на частотах волнового совпадения достигается повышением коэффициента акустических потерь всего устройства за счет применения звукопоглощающего материала. Выполнение первого слоя двухслойной пластины, наиболее удаленной от поверхности, из двух подслоев, смещенных друг относительно друга, дает возможность повысить звукоизоляцию за счет перекрытия сквозных щелей между соседними устройствами при их монтаже на поверхности, площадь которой превышает площадь одного слоя двухслойной пластины. Одновременно достигается более ровное сопряжение соседних устройств. Использование во втором слое 2 вкраплений повышенной плотности понижает деформативность устройства в направлении нормали к поверхности от внешних нагрузок.

Формула изобретения

1. Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности, включающее двухслойную пластину, имеющую отверстия для крепления ее к поверхности, с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний первого слоя меньшим, чем у второго слоя, обращенного к твердой поверхности, а стенки одного или более отверстий покрыты материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний большим, чем у первого слоя, причем весь внутренний объем одного или более отверстий заполнен материалом с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний большим, чем у первого слоя, отличающееся тем, что первый слой выполнен в виде шумопоглощающего пакета, состоящего из каркаса в виде перфорированной передней и сплошной задней стенок с бортиками, собранных в пакет посредством вибродемпфирующих крышек, а отношение толщины s’ каркаса в сборе к его ширине b находится в оптимальном отношении величин: s’/b=0,1…0,15, отношение толщины s звукопоглощающего элемента к толщине s’ каркаса в сборе находится в оптимальном отношении величин: s/s’=0,4…1,0, причем внутри каркаса расположен звукопоглощающий элемент, а указанные стенки выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием толщиной 50 мкм или толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.

2. Устройство для снижения энергии акустических колебаний, исходящих от твердой поверхности по п.1, отличающееся тем, что каждый слой из первого или второго слоя имеет, по крайней мере, один подслой с коэффициентом потерь энергии акустических колебаний большим, чем у второго слоя, а крепление подслоев и слоев осуществляется посредством мягких вибродемпфирующих мастик или с помощью крепежных элементов, входящих в отверстия, заполненные вибродемпфирующей мастикой, и перфорацию передней стенки шумопоглощающего пакета.

РИСУНКИ