Звукопоглощающий элемент

(51) БРЕТЕНИ ИСАНИ ПАТЕНТУ 4. Бюл.Кизеве(54) (57) 1. ЗВУКОПОГЛОЩАЮ 14 ИЙЭЛЕМЕНТ, включающий две расположенные одна над другой пластмассовые пленки, одна из которых выполнена в виде ячеистой структуры скубкообразными углублениями, обращенными основаниями в сторону источника звука, а другая - покровная - выполнена плоской и гермеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. 2 азо 16ВапрЬуз 1 Ка 11 зсВапй, 4, )сар.Ге 16, 1971,тично пере рывает полости углублений, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона частот звукопоглощения,ячеистая структура состоит из 3групп, имеющих разное вытянутоеочертание оснований кубкообразных элементов, при этом отношение длины к ширине составляетв одной группе 1,2:1-2:1, в другой 2,2:1-3:1 и в третьей 3,2:25:1,2, Элемент по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что основания углублений снабжены отдельными элементами из металла или стекла, окруженными пленкой основания3. Элемент по п.2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что основания углублений выполнены с равномерно или неравномерно распределенными в них выступами,4. Элемент по п.3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что покровная пленка выполнена профилированной, а с обратной стороны - самоклеющейся.Изобретение относится к строительной акустике и касается звукопоглощающего конструктивного элемента, применяемого в качестве полной или частичной обшивки замкнутых помещений, в частности внутренних помещений кожухов машин, аппаратов и приборов, палаток, несущихвоздушных павильонов, а также промышленных, конторских и жилых помещений, и при этом настраивается на 10максимум резонанса создаваемого вэтих замкнутых помещениях спектрашумов, так что наиболее интенсивнопоглощаются самые сильные шумы.При применении звукопоглощающего 15элемента для облицовки и соответственно обшивки палаток, в особенности выставочных, смотровых, хозяйственных и зрелищных павильонов, а также несущих воздушных павильонов егоособым преимуществом является небольшой вес и возможность светопроницаемого исполнения.Кроме того, предлагаемый звукопоглощающий конструктивный элементможет применяться для полной иличастичной обшивки акустических экранов, в особенности находящихся наоткрытом пространстве, например бе-.,тонных акустических экранов на автострадах или в тирах,Известен звукопоглощающий элемент, включающий две расположенныеодна над другой пластмассовые пленки, одна из которых выполнена в видеячеистой структуры с кубкообразнымиуглублениями, обращенными основаниями в сторону источника звука, а другая - покровная - выполнена плоскойи герметично перекрывающей полостиуглублений 1 1, 40Этот элемент имеет ограниченныйдиапазон частот звукопоглощения, внем не предусмотрена возможностьнастройки на определенные частотызвукопоглощения. 45Цель изобретения - расширение диапазона частот звукопоглощения,.Указанная цель достигается тем,что в звукопоглощающем элементе,включающем две расположенные однанад другой пластмассовые пленки,одна из которых выполнена в видеячеистой структуры с кубкообразнымиуглублениями, обращенными основаниями в сторону источника звука, а другая - покровная - выполнена плоской55и герметично перекрывает полостиуглубления, ячеистая структура состоит из 3 групп, имеющих разное вьпянутое очертание оснований кубкообразных элементов, при этом отношение 60длины к ширине составляет в однойгруппе 1,2:1-2:1, в другой 2,2:1-3:1и в третьей 3,2:2-5:1,Основания углублений снабженыотдельными элементами из металла или стекла, окруженными пленкой основания.Основания углублений выполнены сравномерно или неравномерно распределенными в них выступами,Покровная пленка выполнена профилированной, а с обратной стороны -самоклеющейся,На фиг. 1 показан элемент, разрез; на фиг. 2 - то же, в плане;на фиг. 3 - то же, аксонометрия;на фиг. 4 - компановка углубленИйс равными вытянутыми основаниями; наФиг. 5 - то же, с различной ширинойоснования; на Фиг. 6 - график изменения коэффициента звукопоглощениясогласно выполнению по фиг, 4 и 5;на Фиг, 7 - кубкообразное углубление, основание которого утяжеленоотдельными шариками, разрез; нафиг. 8 - график изменения коэффициента звукопоглощения согласновыполнению по фиг. 7, когда дно углублений выполнено гладким, со стеклянными шариками и свинцовыми шариками; на фиг. 9 - кубкообразное углубление с равной покровной пленкой,разрез; на Фиг. 10 - то же, свыемками в основании углублений; нафиг. 11 - график изменения коэффициента звукопоглощения согласновыполнению по фиг, 9 и 10.Звукопоглощающий элемент включает две расположенные одна над друго пластмассовые пленки, одна изкоторых 1 выполнена в виде ячеистойструктуры с кубкообразными углублениями 2, обращенными основаниями всторону источника 3 звука, а другаяпокровная 4 - выполнена плоской игерметично перекрывающей полостиуглубЛений. Очертания оснований 5углублений могут быть различными,Число собственных частот квадратной пластины основания относительноограничено. Эти собственные колебания можно представить путем уравне -нияА = А агап - п х а 1 и - и.у,Й и1 П,На а где А - отклонение пластины; А щ, - амплитуда при собственномколебании;а - боковая длина квадратнойпластины;х и у - координаты пластины, причемодин угол пластины находитсяв нулевой точке системыкоординат, в то время какпримыкающие к нему стороныпростираются вдоль х и уосей соответственно; щ и и - целые числа, которые большеили равны 1,Из-за симметрии у квадратных пластин возникают собственные колебания(ш, и) и (и, в) при той же самой частоте.И, наоборот, собственные колебания прямоугольных пластин можно представить путем уравнения 5А=Авапих вал - и у (2) где а означает длину, а Ь - ширину прямоугольной пластины, в то время как прочие знаки формулы имеют такое же значение, как и в уравнении (1)У прямоугольных пластин в противоположность квадратным собственные колебания (ш, п) и (и, в ) лежат на различных частотах, так что в целом 15 создается значительно больше собственных колебаний прямоугольных пластин, что улучшает звукопоглощение, так как звукопоглощение при резонансных частотах имеет максимум, Вследствие этого выгодно, когда основания кубкообразных выемок у звукопоглощающих элементов являются прямоугольными, если предусмотрены две или более группы различных по величи не прямоугольных оснований кубкообразных выемок, в особенности с различными отношениями длины а к ширине Ь. 30 Для наглядного представления действий, возникающих при применении различных по величине прямоуголь. ников в качестве оснований кубкообразных выемок, на фиг. 5 представлены две кривые звукопоглощения 1 и З 5 11, из которых кривая 1 относится к звукопоглощению компановки по фиг. 4, а кривая 11 - к звукопоглощению компановки по фиг. 5.Как показано на фиг. б, при ком пановке согласно Фиг. 5, коэффициент звукопоглощения которой по частоте представлен кривой 11, получается более широкая кривая поглощения по сравнению с компановкой согласно фиг. 4, кривая звукопоглощения 1 которой имеет лишь один максимум.Вышеизложенное действительно в принципе также и для других форм поверхностей, так что в целом мож 50 но сказать, что следует отдать предпочтение вытянутым основаниям, например, в форме эллипса по сравнению с поверхностями в Форме окружности, так как первые имеют бальшее число собственных колебаний, чем последние.Рассогласование, т.е. изменение собственных частот отдельных оснований, может происходит также в ре зультате того, что можно, как показано на фиг. 7, размещать отдельныее тела б, предпочтительно шарики, на имеющих форму пленок основаниях 5 кубкообразных углублений 2. б 5 На фиг, 7 показан частичный раз- рез через форму глубокой вытяжки 7, в которой расположенные друг возле друга кубкообразные углубления выполнеьы из пластмассовой пленки 8. Один из многих вакуумных каналов, входящих в область формы глубокой вытяжки, на которых образуются основания 5 при глубокой вытяжке, обозначен цифрой 9. Особенно предпочтительный способ закрепления отдельных тел б например стеклянных или свинцовых шарИков, на основании 5 кубкообразного углубле ния 2 состоит в том, что отдельные тела 6 перед проведением глубокой вытяжки размещают в областях Формы глубокой вытяжки 7, в которых при процессе глубокой вытяжки возникают осйования 5 кубкообразных углублений 2, Когда при процессе глубокой вытяжки образуются кубкообразные углубления 2, а в упомянутых областях размещены отдельные тела б, пластмассовая пленка 8 вследствие.образованного посредством вакуумных каналов 9 разрежения укладывается вокруг отдельных тел 6 с геометрическим замыканием, так что эти отдельные тела б более чем наполовину охватываются пластмассовой пленкой 8.На фиг. 8 представлен коэффициент звукопоглощения различных звукопоглощающих элементов.Штрихпунктирная кривая 111 показывает характер коэффициента звуко- поглощения элемента, у которого основания кубкообразных углублений гладкие и не утяжелены отдельными телами. Основания в этом случае прямоугольные.Представленные сплошными линиями кривая 17 и штриховыми линиями ;кривая Ч соответственно показывают влияние утяжеления донных поверхостей отдельными телами, Кривая тЪ показывает коэффициент эвукопогло,щения при утяжелении донных поверхностей стеклянными шариками, а кривая 7 - коэффициент звукопоглощения при утяжелении донных поверхностей свинцовыми шариками, В результате этого в целом получается увеличение коэффициента звукопоглощения и расширение полезного диапазона частот в сторону более низких частот. При свинцовых шариках, как это четко показывает кривая Ч, значительно улучшается звукопоглощение в диапазоне частот 400-1 200 Гц, т.е, коэф" фициент звукопоглощения сильно увеличивается, кроме того, коэффицпе ,звукопоглощения на более высоких. частотах 1200-3500 Гц преобладает над коэффициентом звукопогло цеия элемента, у которого основаниякубкообразных углублений не утяжелены. Только выше 3500 Гц коэффициент звукопоглощения падает согласно кривой Ч ниже коэффициента звукопоглощения кривой 111.Как видно из кривой 1 Ч, хотя 5утяжеление путем стеклянных шариков и не дает в описанном примереисполнения такого сильного увеличения коэффициента звукопоглощения в диапазоне более низких частот, 10как это имеет место при утяжеленииоснований свинцовыми шариками, чтопонятно из-эа меньшего веса стеклянных шариков, зато в целом практически создается увеличение коэффициента звукопоглощения в результате утяжеления стеклянными шариками в диапазоне частот от 400 до почти5000 Гц и упрощения формы кривойкоэффициента звукопоглощения по час Ототе, т.е. различия между максимумоми минимумом кривой 1 Ч меньше, чеммежду максимумом и минимумом кривой 111, что означает меньшую зависимость коэффициента звукопоглоще ,ния от соответствующей звуковойчастоты.Кроме того, имеется дальнейшаявозможность увеличения числа резонансных частот и этим самым достижения широкополосного поглощения за счет того, что отдельные основания кубкообразных углублений рассогласованы друг с другом путем выдавленных выступов, так что имеются, следовательно, две или более групп35кубкообразных углублений 2, которые отличаются тем, что их основания 5 выполнены с различно расположенными выступами 10. Для сравнения представлено кубкообразное углубление 2 с 4 О гладким основанием 5 одинакового размера. Оба кубкообразных углубления прикрыты покровной пленкой 4 фиг. 9 и 10 ). На фиг.11 коэффициент звукопоглощения конструктивного элемента скубкообразными углублениями 2, основания 5 которых гладкие, представлен изображенной сплошными линиямикривой 1 Ч в то время как коэффициент звукопоглощения элемента,у которого основания 5 кубкообразных углублений 2 выполнены с выдав"ленными выступами 10 показан кривойЧ 11. В отдельности в основе кривых Ч 1 и Ч 11 лежат следующие примерные формы кубкообразных выемок.В обоих случаях основания 5 углублений 2 являются квадратными.В основаниях 5 формы согласнофиг. 10 выполнены выступы, распределенные неравномерно. Основания 5различных кубкообразных углублений 2 одного и того же элемента отличаются тем, что размещение выдавленных выступов 10 было различнымот одного основания к другому.Как видно из фиг. 11, в результате такого выполнения и размещения выдавленныхвыступов 10 в основаниях 5 достигается значительноболее равномерное прохождение кривой коэффициента звукопоглощенияв интересующем диапазоне частот 5005000 Гц по сравнению с гладкимидонными поверхностями,Покровная пленка 4, как это пока;зано на фиг, 10, для придания жесткости может быть профилированной,например гофрами 11. Кроме того,обратная сторона покровной пленки 4может быть самоприклеивающейся изсоображений монтажа,Пленки 1 и 4 могут быть прозрачными или цветными,Использование предлагаемогозвукопоглощающего элемента позволитрасширить диапазон частот звукопоглощения и повысить коэффициентзвукопоглощения.ОР ЯЮ Йслголта, / иг. 1 Составитель Е, ЧернявскаяРедактор С. Квятковская Техред Л.Коцюбняк Корректор А.Тяско Заказ 1 002/57 ВНИИПИ по 11 3035, 8го, комитета СССРий и откр.ытийаушская наб., д. Подпис ТиражарственизобретЖ,ела скв Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ктная,