Мембранный поглотитель звуковой энергии

Полезная модель относится к акустике и может быть использована на транспорте в промышленности и других областях для звукопоглощения, а также может применяться при изготовлении поглотителей звуковой энергии типа сэндвич. Мембранный поглотитель звуковой энергии, выполнен в виде пластины (1) с выступами (2), соединенными перемычками (3). Ось, проходящая через центры выступов (2) в вертикальном направлении расположена под углом относительно вертикальной оси, при этом расстояние между центрами выступов (2) выполнено изменяющимся по направлению от центра пластины к периферии. Перемычки (3) выполнены выпуклыми, а вся поверхность пластины (1) перфорирована сквозными отверстиями (4). Технический результат заключается в повышении эффективности поглощения звуковой энергии. 7 з.п.ф-лы; 3 илл.

Полезная модель относится к акустике и может быть использована на транспорте в промышленности и других областях для звукопоглощения, а также может применяться при изготовлении поглотителей звуковой энергии типа сэндвич.

Известен автомобильный звукопоглощающий лист, выполненный из полимерного материала с выступами, которые расположены по поверхности пластины равномерно. Выступы имеют цилиндрическую форму диаметром 20 мм и высотой 7 мм (патент WO2010092968, МПК В32В 27/06, B60R 13/08, опубл. 19.08.2010).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является используемый в автомобильной технике для подавления шумов конструктивный элемент, выполненный преимущественно из пластмассы в виде пластины с выступами, расположенными на пластине равномерно и соединенными вогнутыми перемычками, которые соединяют выступы по диагонали (патент DE19527181, МПК B60R 13/08; B62D 25/02, опубл. 01.02.1996)

Недостатком известных технических решений является то, что они не обеспечивают достаточно эффективного поглощения звуковой энергии, из-за равномерного расположения выступов и перемычек, не обеспечивающих отражения широкого спектра акустических волн, а лишь определенной частоты, что приводит к снижению коэффициента звукового поглощения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности поглощения звуковой энергии.

Для решения поставленной задачи в мембранном поглотителе звуковой энергии, выполненном в виде пластины с выступами, соединенными перемычками, ось, проходящая через центры выступов в вертикальном направлении расположена под углом относительно вертикальной оси, при этом расстояние между центрами выступов выполнено изменяющимся по направлению от центра пластины к периферии, кроме того, перемычки выполнены выпуклыми, а вся поверхность пластины перфорирована.

Расстояние между центрами выступов по направлению от центра пластины к периферии может быть выполнено изменяющимся с определенной периодичностью. Выступы могут иметь сферическую форму, а перемычки в поперечном сечении могут иметь форму кругового сегмента. Радиус сферической поверхности выступов может лежать в пределах от 1,0 до 2,0 мм, а радиус кругового сегмента перемычек может лежать в пределах от 0,5 до 0,9 мм. Угол наклона оси, проходящей через центры выступов в вертикальном направлении относительно вертикальной оси, может составлять от 1 до 5 градусов. Поглотитель может быть выполнен из алюминиевой фольги.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что ось, проходящая через центры выступов в вертикальном направлении расположена под углом относительно вертикальной оси, при этом расстояние между центрами выступов выполнено изменяющимся по направлению от центра пластины к периферии, перемычки выполнены выпуклыми, а вся поверхность пластины перфорирована, в заявленной совокупности позволили повысить эффективность поглощения звуковой энергии. Это достигается за счет неравномерного расположения выступов с перемычками, близкого к хаотичному, позволяющего расширить диапазон отражаемых звуковых частот и, как следствие, повысить коэффициент звукового поглощения.

Выполнение пластины с перфорацией способствует проникновению звуковой энергии в отверстия и является дополнительным источником поглощения звуковой энергии.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:

фиг.1 - мембранный поглотитель звуковой энергии, общий вид;

фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Мембранный поглотитель звуковой энергии выполнен из алюминиевой фольги в виде пластины 1 с выступами 2, соединенными перемычками 3.

Расстояние между центрами выступов выполнено изменяющимся по направлению от центра пластины к периферии, при этом расстояние может изменяться с определенной периодичностью.

Выступы 2 могут быть расположены на пластине в виде групп, в которых расстояние между центрами выступов увеличивается или уменьшается по направлению от центра пластины к периферии. Изменение расстояния между центрами выступов может происходить в следующем порядке: вверх от центра пластины - 8, 6, 7, 8, 6, 7, 8...(мм); вниз от центра пластины - 7, 6, 8, 7, 6, 8...(мм); вправо от центра пластины - 7, 8, 9; 7, 8, 9...(мм); влево от центра пластины - 8, 9, 7, 8, 9, 7(мм).

Ось, проходящая через центры выступов 2 в вертикальном направлении, расположена под углом относительно вертикальной оси. Величина угла составляет от 1 до 5 градусов. Угол наклона обеспечивает большую неравномерность расположения на пластине выступов 2 с перемычками 3, что способствует более эффективному отражению звуковой энергии и, как следствие, поглощению звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Величина угла в интервале от 1 до 5 градусов является предпочтительной. Экспериментальные исследования показали, что при угле наклона более 5° при выдавливании выступов и перемычек происходят разрывы поверхности алюминиевой фольги.

Выступы 2 могут иметь сечение прямоугольной, конусной и любой другой формы. Предпочтительной является сферическая форма, так как выпуклые поверхности выступов способствуют рассеянию отраженных волн, и, как следствие, поглощению звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Перемычки 3 в поперечном сечении имеют форму кругового сегмента, выпуклая поверхность которого также способствует рассеянию отраженных волн, и, как следствие, поглощению звуковой энергии в широком диапазоне частот.

Радиус сферической поверхности выступов лежит в пределах от 1 до 2 мм, а радиус кругового сегмента лежит в пределах от 0,5 до 0,9 мм.

В результате проведения экспериментальных исследований были определены предпочтительные величины радиуса R выступов и радиуса r перемычек.

Из приведенной таблицы видно, что значения R=1,5 мм и r=0,7 мм являются оптимальными, обеспечивающими наибольший коэффициент поглощения звука. При значениях R>2 мм, а r>0,9 мм и R<1 мм, а r<0,5 мм коэффициент звукового поглощения уменьшается, и, как следствие, приводит к уменьшению эффективности поглощения звуковой энергии.

Вся поверхность пластины перфорирована сквозными отверстиями 4. Отверстия 4 расположены равномерно, при этом расстояние между отверстиями по вертикали может составлять 5 мм, а по горизонтали 10 мм. Наличие перфорации способствует проникновению звуковой энергии в отверстия и является дополнительным источником поглощения звуковой энергии.

Мембранный поглотитель звуковой энергии работает следующим образом.

При воздействии звука на поглотитель часть звуковых волн отражается поверхностью выступов и перемычек, а другая часть звуковой энергии поглощается перфорированными отверстиями, вследствие чего повышается эффективность поглощения звуковой энергии.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность поглощения звуковой энергии.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.

1. Мембранный поглотитель звуковой энергии, выполненный в виде пластины с выступами, соединенными перемычками, отличающийся тем, что ось, проходящая через центры выступов в вертикальном направлении, расположена под углом относительно вертикальной оси, при этом расстояние между центрами выступов выполнено изменяющимся по направлению от центра пластины к периферии, кроме того, перемычки выполнены выпуклыми, а вся поверхность пластины перфорирована.

2. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.1, отличающийся тем, что расстояние между центрами выступов по направлению от центра пластины к периферии выполнено изменяющимся с определенной периодичностью.

3. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.1, отличающийся тем, что выступы имеют сферическую форму.

4. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.1, отличающаяся тем, что перемычки в поперечном сечении имеют форму кругового сегмента.

5. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.3, отличающийся тем, что радиус сферической поверхности выступов лежит в пределах от 1,0 до 2,0 мм.

6. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.4, отличающийся тем, что радиус сферической поверхности перемычек лежит в пределах от 0,5 до 0,9 мм.

7. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.1, отличающийся тем, что угол наклона оси, проходящей через центры выступов в вертикальном направлении относительно вертикальной оси, составляет от 1 до 5º.

8. Мембранный поглотитель звуковой энергии по п.1, отличающийся тем, что пластина выполнена из алюминиевой фольги.