RU203338U1

RU203338U1 - SOUND ISOLATING PANEL WITH DISTRIBUTED WAVEGUIDE ABSORBER

Info

Publication number: RU203338U1
Application number: RU2020121592U
Authority: RU
Inventors: Юрий Андреевич Бурьян; Григорий Серафимович Русских; Элина Айваровна Романенко
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-03-31

Abstract

Предложена полезная модель, состоящая из слоев, расположенных параллельно относительно друг друга. Внешний слой выполнен в виде тонкого металлического листа, средний слой, выполняющий роль поглощающей прокладки, выполнен из пористой резины, и третий слой, являющийся распределённым волноводным поглотителем, выполнен из полиуретана с металлическими включениями в виде шариков. Полезная модель относится к транспортному машиностроению, промышленной и архитектурной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению, и может быть применена при проектировании строительных конструкций и звукоизолирующих устройств. Полезная модель позволяет получить высокие показатели звукоизоляции в широком диапазоне частот при использовании в различных областях техники.A useful model is proposed, consisting of layers located parallel to each other. The outer layer is made in the form of a thin metal sheet, the middle layer, which acts as an absorbing pad, is made of porous rubber, and the third layer, which is a distributed waveguide absorber, is made of polyurethane with metallic inclusions in the form of balls. The utility model relates to transport engineering, industrial and architectural acoustics, in particular to broadband noise suppression, and can be used in the design of building structures and soundproofing devices. The utility model makes it possible to obtain high performance of sound insulation in a wide frequency range when used in various fields of technology.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, промышленной и архитектурной акустике, в частности к широкополосному шумоглушению и может быть применена при проектировании строительных конструкций и звукоизолирующих устройств. Полезная модель также относится к производству вибродинамических и звукоизолирующих эластомерных материалов, которые применяются при создании защитных ограждений вблизи промышленных установок и приборов с высоким уровнем вибрационных и звуковых колебаний.The utility model relates to transport engineering, industrial and architectural acoustics, in particular to broadband noise suppression and can be used in the design of building structures and soundproofing devices. The utility model also relates to the production of vibration-dynamic and sound-insulating elastomeric materials, which are used to create protective fences near industrial installations and devices with a high level of vibration and sound vibrations.

Известна звукоизолирующая панель (патент RU2472649 С1, МПК B60R 13/08, B64C 1/40, B64G 1/58, G10K 11/168, опубл. 20.01.2013, Бюл. №2), выполненная из чередующихся слоев вулканизированной и невулканизированной резины. Невулканизированная резина обложена со всех сторон вулканизированной резиной, при этом слои вулканизированной и невулканизированной резины могут располагаться по спирали.Known soundproof panel (patent RU2472649 C1, IPC B60R 13/08, B64C 1/40, B64G 1/58, G10K 11/168, publ. 20.01.2013, bull. No. 2), made of alternating layers of vulcanized and unvulcanized rubber. Uncured rubber is lined with vulcanized rubber on all sides, while layers of vulcanized and unvulcanized rubber can be arranged in a spiral.

В процессе работы при возникновении звуковых колебаний, вибраций и эксплуатационных смещений предлагаемая панель звукоизолирующая обеспечивает повышенную звукоизоляцию за счет рассеивания и поглощения звуковой волны, падающей на верхний слой вулканизованной резины, и прохождения звуковой волны в слои невулканизованной резины, где происходит поглощение звука за счет высоких внутренних механических потерь энергии колебаний (широкий гистерезис).During operation, in the event of sound vibrations, vibrations and operational displacements, the proposed sound-insulating panel provides increased sound insulation due to the scattering and absorption of the sound wave falling on the upper layer of vulcanized rubber, and the passage of the sound wave into the layers of unvulcanized rubber, where sound absorption occurs due to high internal mechanical losses of vibration energy (wide hysteresis).

Недостатком данного изобретения является сужение областей применения, обусловленное особенностью вулканизированной резины - свойством разрушаться со временем под воздействием света. Поступление кислорода к невулканизированной резине также будет приводить к деструкции из-за изменений механических свойств материала в связи с реакцией окисления.The disadvantage of this invention is the narrowing of the areas of application due to the peculiarity of vulcanized rubber - the property of being destroyed over time under the influence of light. Oxygen supply to uncured rubber will also lead to degradation due to changes in the mechanical properties of the material due to the oxidation reaction.

Задачей полезной модели является расширение областей применения и повышение эффективности панели.The task of the utility model is to expand the areas of application and increase the efficiency of the panel.

Технический результат применения полезной модели заключается в расширении возможностей применения панели и увеличении срока эксплуатации при сохранении показателей звукоизоляции.The technical result of using the utility model is to expand the possibilities of using the panel and increase the service life while maintaining the sound insulation performance.

На фиг. представлена схема многослойной звукоизолирующей панели.FIG. the diagram of a multilayer sound-insulating panel is presented.

Технический результат достигается тем, что панель звукоизолирующая с распределенным волноводным поглотителем состоит из слоев: внешний слой выполнен в виде тонкого металлического листа 1, следующий средний слой является поглощающей прокладкой, выполненной из пористой резины 2, третий слой выполнен из полиуретана 3 с металлическими включениями в виде шариков 4. Третий слой является распределённым волноводным поглотителем, обеспечивающим высокий уровень рассеяния акустической энергии. Внешний металлический лист выполняет функцию отражения звуковых волн, а также защищает средний слой от воздействия внешних факторов - например, света.The technical result is achieved by the fact that a soundproof panel with a distributed waveguide absorber consists of layers: the outer layer is made in the form of a thin metal sheet 1, the next middle layer is an absorbing pad made of porous rubber 2, the third layer is made of polyurethane 3 with metal inclusions in the form balls 4. The third layer is a distributed waveguide absorber providing a high level of acoustic energy dissipation. The outer sheet metal serves as a reflection of sound waves and also protects the middle layer from external factors such as light.

Пористая резина может быть получена двумя способами - вспениванием при вулканизации или вырубкой/вырезом воздушных полостей. Применение полиуретана в составе конструкции отвечает требованиям экологичности - отсутствует выделение вредных веществ в окружающую среду и специфический запах. Также достоинством полиуретана является высокий уровень звукоизоляции при небольшой толщине. Наличие металлических шариков увеличивает вес конструкции, вместе с тем и прогнозируемую звукоизоляцию в зонах действия закона масс и закона упругости.Porous rubber can be obtained in two ways - by foaming during vulcanization or by punching / cutting out air pockets. The use of polyurethane as part of the structure meets the requirements of environmental friendliness - there is no release of harmful substances into the environment and a specific smell. Also, the advantage of polyurethane is a high level of sound insulation with a small thickness. The presence of metal balls increases the weight of the structure, along with the predicted sound insulation in the areas of the law of mass and the law of elasticity.

Работа устройства заключается в следующем - звуковая волна, попадая на поверхность панели, частично отражается от металлического листа 1, частично проходит в средний звукопоглощающий слой 2. Проходящие волны возбуждают структурные колебания, которые демпфируются в пористом слое 2, при этом энергия колебаний переходит в тепловую энергию. В зоне распределенного волноводного поглотителя возникает дополнительный эффект снижения передачи колебаний за счет поглощения, демпфирования и многократного переотражения звуковых волн от металлических шариков 4.The operation of the device is as follows - a sound wave, falling on the surface of the panel, is partially reflected from the metal sheet 1, partially passes into the middle sound-absorbing layer 2. The transmitted waves excite structural vibrations, which are damped in the porous layer 2, while the vibration energy is converted into thermal energy ... In the zone of the distributed waveguide absorber, an additional effect of reducing the transmission of vibrations occurs due to absorption, damping and multiple re-reflection of sound waves from metal balls 4.

Для оценки характеристик распределенного волноводного поглотителя колебательной энергии проводится оценка уровня пористости и определяется модуль объемной упругости. Данная задача решена авторами для волноводного звукоизолятора из пористой резины с металлическими включениями и опубликована в научной статье (Бурьян Ю.А., Русских Г.С. К вопросу об определении характеристик пористой резины для волнового звукоизолятора // Омский научный вестник. - 2019. Т.3. №1. - С.-15-19).To assess the characteristics of a distributed waveguide absorber of vibrational energy, the level of porosity is assessed and the modulus of bulk elasticity is determined. This problem was solved by the authors for a waveguide sound insulator made of porous rubber with metal inclusions and published in a scientific article (Buryan Yu.A., Russkikh G.S. To the question of determining the characteristics of porous rubber for a wave sound insulator // Omsk Scientific Bulletin. - 2019. T .3. No. 1. - S.-15-19).

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет получить высокие показатели звукоизоляции в широком диапазоне частот при использовании в различных областях техники. Вид звукоизоляционной характеристики - картину распределения резонансных частот можно регулировать путем подбора размера и количества пор, а также количества металлических включений.Thus, the claimed technical solution makes it possible to obtain high sound insulation values in a wide frequency range when used in various fields of technology. The type of sound insulation characteristics - the picture of the distribution of resonant frequencies can be adjusted by selecting the size and number of pores, as well as the number of metal inclusions.

Claims

Sound-insulating panel, consisting of layers located parallel to each other, characterized in that the outer layer is made in the form of a thin metal sheet, and the middle layer, which acts as an absorbing pad, is made of porous rubber, and the third layer, which is a distributed waveguide absorber, is made made of polyurethane with metallic inclusions in the form of balls.