CN107532600B - 减噪设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种减噪设备，包括反向空气流电机外壳。壳体承载并支撑电机，且通风风扇通过由电机驱动的可旋转轴旋转。带有进气端口的下部平台承载部分地封闭通风风扇的通风护罩。内部支撑件安装在下部平台与壳体之间。外部外壳具有基本上封闭电机并由下部平台支撑的侧壁。通风风扇的旋转通过进气端口抽吸入环境空气，然后环境空气在壳体与电机之间行进，随后穿过侧壁端口。

Description

减噪设备

技术领域

本发明总体上涉及一种包括具有耦接接口的电机轴的电机操作设备。具体而言，本发明提供了一种包括改进的空气流特征以减小电机在高旋转速度下的噪声的电机操作设备。

背景技术

一些设备通常使用电机来以高运行速度旋转设备的部件。一些设备构造要求设备的一部分与电机/电机底座去耦接以便于其使用。这种设备的实例为消费类及工业用混合器、搅拌机等，其中容器或碗具有与电机轴耦接的固定件。

将电机轴耦接至容置部件的问题在于由于公差大，装置可略微不对准。轴周围的结构与容置部件的对准性差也可导致不对准。

当前设备的另一个问题是首先将冷却空气抽吸通过电机并抽吸到电机上方，然后通过风扇排出。传统通风设备通过从底座部分“拉动”空气并通过设计进入设备底座内的合适端口区域排放该空气进行热管理。这意味着通风风扇排气周边产生的噪声频谱被直接引入排气通道并转移至外部环境。此外，这种现有技术构造首先通过风扇从电机转移加热的空气。已知了引导加热的空气通过风扇会减小气团空气流量，因此需要电机做更多的功，然后需要更多空气流来进行冷却。电机所需做的该额外的功进而使风扇产生更多噪声。该问题的现有技术解决方案包括精心设计的空气通道挡板(baffling)以及增加消音材料来实现低系统噪声输出，这增加了构造的复杂性和成本。

电机轴与容置部件不对准以及热管理差会导致轴和/或容置部件过早损害，并阻止设备获得更高的旋转速度。因此，本领域需要提高空气管理特征并且解决或改进不对准问题。

发明内容

根据以上所述，本发明的第一方面是提供一种减噪设备。

本发明的另一个方面是提供一种设备，包括：支撑底座的平台，平台具有至少一个进气端口；由平台承载的电机，电机使通过该至少一个进气端口抽吸入空气的通风风扇旋转；围绕电机的底座，底座具有外部外壳，外部外壳带有至少一个外壳端口，其中通风风扇通过电机从平台转移空气并将空气排出该至少一个外壳端口。

本发明的再另一个方面是提供一种反向空气流设备，包括：电机，其具有可旋转轴；壳体，其承载并支撑电机；通风风扇，其通过可旋转轴而旋转；下部平台，其承载部分地封闭通风风扇的风扇护罩，下部平台具有至少一个进气端口；内部支撑件，其安装在下部平台与壳体之间；以及外部外壳，其基本封闭电机并由下部平台支撑，外部外壳具有至少一个侧壁端口，其中通风风扇旋转，通过进气端口抽吸入环境空气，然后环境空气在壳体与电机之间行进，随后穿过侧壁端口。

附图说明

结合以下描述、所附权利要求以及附图，本发明的这些和其它特征和优点将变得更好理解，在附图中：

图1是根据本发明的概念的设备的局部示意图；

图2是根据本发明的概念的可容置在可旋转部件的袋内的多面球的示意图；

图3是根据本发明的概念的沿图2中的线3-3截取的多面球的端视图；

图4是根据本发明的概念的沿图2中的线4-4截取的袋的端视图；以及

图5是根据本发明的概念的反向空气流电机外壳的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，特别参考图1-2，可看到提供减噪特征的设备总体以附图标记10表示。设备包括底座12，底座12承载电机14。电机14可通过向电机提供电力的电线16由主电源供电，或电机可由单独的电源或许多电池(未示出)供电。从电机14延伸有轴20，轴20可在任何方向上旋转。

多面球22固定至轴20的端部并由附接件26容置。如文中所用，术语“球”是指大体为圆形的形状，球的一侧截顶并固定至轴，球的相对侧可截顶或不截顶。在一些实施方案中，附接件26可以是容器，例如搅拌机中使用的混合碗或储罐，其中附接件26包括可旋转部件28。可旋转部件28配置成容置多面球22。

如图2至4最佳所示，多面球22包括主体34，主体34提供容置在可旋转部件28内的前端38，和固定至轴20且与前端38相对的后端。主体34包括至少两个从后端36延伸至前端38的圆形侧面40。可使用任何数量的侧面。在所示实施方案中，球22为准六边形构造，提供了六个圆形侧面。每一个圆形侧面40均在球的位于后端36与前端38之间的大约中点处提供了顶点42。每一个圆形侧面在边缘39处与相邻圆形侧面相交。球22，尤其是圆形侧面40提供了半径适合容置袋的尺寸的圆形弯曲部分。

可旋转部件28包括由设备10用来执行其所需功能的桨叶或叶板。可旋转部件28提供了用于容置多面球22的袋50。袋50包括底部表面52和多面壁54，其中多面壁54的侧面的数量与球22所提供的圆形侧面的数量匹配。在本实施方案中，每一个壁54可设置成相对于底部52大致成直角。多面壁54的成角度构造与球22的侧面40所提供的构造相似。球22在尺寸上设定成可容置在袋50内。每一个侧面40的顶点42的尺寸设定成当球容置在袋内时，顶点42紧邻壁54。在一些实施方案中，顶点42可与相应的壁54摩擦配合。

在一些实施方案中，球22与袋50的位置可切换。换言之，袋50可与电机轴20一体成形，而多面球22可与可旋转部件28一体成形。这种构造提供了相同优点。

应理解，在设备操作期间，当轴20转动时，球22的圆形侧面与袋50的壁54接合。略微成角度地将轴和关联的球22插入袋50的能力会容置二者之间的不对准，同时仍会将所需的扭转力从轴提供给可旋转部件28。已发现，这种构造会提供所需的扭转性能，同时还会减少从轴产生的噪声，如所示和描述的多面球不会如此。

现在参考图5，可看到，反向空气流电机外壳总体以附图标记100表示。电机外壳100包括承载电机14的底座12，电机轴20从电机14延伸。在该实施方案中，轴20可提供可容置在附接件26内的多面球22或一些其它构造中。应理解，设备10可不提供球22，而是仅提供与外壳100关联的特征。

底座12包括下部平台102，下部平台102可包括平台底部104，从平台底部104延伸有平台侧壁106。平台侧壁106支撑平台底座108，平台底座108可支撑和/或承载电机14。平台侧壁106可提供至少一个进气端口110。技术人员还将理解，在一些实施方案中，可穿过平台底部104设置进气端口110或进气端口110可延伸穿过平台底部104，其中平台底部104可通过由任何可用表面支撑的多个支脚112抬升。

通风风扇120(可看作电机14的一部分)附接至轴20的一端，该端与附接件的承载多面球22或承载附接件的其它特征件的端部相对。通风风扇120在接近其中央处包括风扇孔122，风扇孔122可与轴20对准。风扇提供了多个径向叶片124，其中孔122设置在径向叶片124内的中心处。风扇护罩130部分地封闭风扇120，并安装至平台底座108的底面。风扇护罩还可包括可安装至平台底座108的风扇端板132。风扇护罩130可提供设置在中心处的护罩开口134，护罩开口134与风扇孔122对准。在本实施方案中，至少一个板孔136可延伸穿过风扇端板132。技术人员将理解，虽然风扇端板132可提供减噪优点，但外壳100内的其它结构特征件也会减少通风风扇120产生的噪声。如所示，护罩130基本上延伸入下部平台102的整个宽度。然而应理解，在一些实施方案中，护罩可设置在任何所需的深度处，或可与平台底座108齐平。换言之，护罩开口134可处于与平台底座108相同的平面内。

电机14包括一对相对的碳刷138，该对碳刷138设置成与转子140接触，这在本领域是众所周知的。转子140固定地附接至轴20，轴20延伸穿过电机芯142。可使用刷支架144将刷138保持在位。电机绕组146与芯隔开并围绕芯，这在本领域也是众所周知的。轴承148布置在轴的每一端周围并靠近每一端，以可旋转地支撑轴并当刷138被供电时允许轴旋转。刷支架144还可保持轴承148，且也可在结构上由风扇端板132支撑。在一些实施方案中，刷支架144可由端板132支撑或承载，而在其它实施方案中，刷支架144可由平台底座108支撑或承载。并且在其它实施方案中，端板132和底座108的组合可支撑或承载刷支架144，且因此支撑或承载电机14的其它部分。

壳体150隔开并支撑电机14的部件，且可从刷支架144和/或风扇端板132延伸。壳体150承载可延伸贯穿壳体150的至少一个紧固件151。壳体150可与电机芯142隔开以在二者之间形成壳体通道152。端部支架154可在电机的与端板132相对的端部固定在壳体150周围并安装至壳体150。支架154还起到利用轴20将轴承148保持在操作位置的作用。该至少一个紧固件151有效地将刷支架144、壳体150和端部支架154彼此固定。端部支架154可提供贯穿端部支架154的至少一个支架开口156，该至少一个支架开口156可径向定向。换言之，该至少一个支架开口156延伸穿过端部支架并与壳体通道152相邻。在所示实施方案中，端部支架154可保持在电机外壳100内。

电机外壳100内可保持有内部支撑件160。内部支撑件160可包括平台支腿162，平台支腿162可附接至平台底座108或其它附近结构，或由其支撑或保持与其紧邻。与平台支腿162相对的一端设有壳体支腿164，壳体支腿164可附接至电机壳体150，或由其支撑或保持与其紧邻。如所示，壳体支撑件166从壳体支腿164径向地延伸并从壳体有效地延伸。平台支撑件168可基本上垂直地从壳体支撑件166延伸并连接至平台支腿162。应理解，内部支撑件160相对于平台底座108可为电机提供结构性支撑。支撑件160还可提供声障，以帮助消除电机14和/或通风风扇124操作产生的噪声。内部支撑件160基本上围绕电机14的下半部分，同时还提供结构性支撑，该结构性支撑使穿过壳体的空气流保持大体为轴向方向，而使内部支撑件与外部外壳170之间的空气流保持与大体为与轴向方向相反，如下所述。

电机外壳100可包括外部外壳170，外部外壳170可从端部支架154径向延伸并围绕或基本上封闭内部支撑件160，且进一步由平台底座108支撑。外部外壳170包括具有外壳端部174的外壳侧壁172，外壳端部174带有贯穿外壳端部174的轴开口176。外壳端部174可与端部支架154的合适朝向表面相邻和/或处于接触位置关系。在任何情况下，应理解轴20均延伸穿过轴开口176。外部外壳可设有至少一个外壳端口178。在一个实施方案中，外壳侧壁172可提供端口178。在所示实施方案中，外壳端口178(其也可被称为侧壁端口)靠近内部支撑件160并置。然而，侧壁端口178可沿着外壳侧壁172并围绕外壳端部174的外周边设置在任意位置，该外壳端部的外周边径向地远离(radially removed from)端部支架154。

内部支撑件160和外部外壳170共同提供用于将离开电机壳体150的空气引导至周围环境的通道。在所示实施方案中，外部外壳连同内部外壳共同将从支架开口156经过的空气流朝端口178输送。壳体支撑件166、外壳端部174、壳体150以及侧壁172的上部部分形成与端部支架孔156相邻的腔179。从支架开口156离开并携带关联噪声频谱的空气偏离形成腔的各个表面，且因此用于减少噪声。平台支撑件、平台支腿和/或平台底座以及侧壁172的下部部分形成可以是环形形状的室180。室180与腔179和侧壁端口178相邻。在被收集在腔179内之后，来自风扇124的空气流被引导入室内然后被引导至周围环境。

操作时，轴20旋转操作上述设备。同时，轴的旋转导致通风风扇120旋转，通风风扇120的旋转产生图5中由放大箭头表示的空气流。风扇120的旋转导致空气通过进气端口或端口110以及通过护罩开口134被吸入。随后，空气行进穿过风扇孔122，然后被叶片124径向排入风扇护罩130内。孔136延伸穿过风扇端板132，且允许通风空气然后行进穿过电机壳体开口和/或芯与壳体之间的通道152，如图5所示。技术人员将理解，轴的旋转以及流过电机内的电气部件的电流产生热量，而流动的通风空气转移热量并通过支架开口156排出热量。然后，该空气在外部外壳170的内表面与内部支撑件160的外表面之间的腔179和室180内行进，直至穿过侧壁端口178。

本反向空气流电机外壳100使空气流以及关联的噪声频谱在相反方向流通，从而实现减噪的益处。与现有技术的构造相比，在本发明中，空气被通风风扇“推动”入电机外壳。系统通风或冷却空气和噪声频谱被引导入外壳内部，且冷却空气对外壳内部部件进行热管理，并随后通过外壳部分端口区域排放至周围环境。设备外壳和相关结构还充当消声器，从而减少了引入周围环境的噪声量。无需增加噪声消减材料或额外的空气通道挡板便可实现减噪。如此，本平台和外壳构造具有双重目的，即容纳部件以及抑制风扇噪声。技术人员将理解，如果需要，则可利用进一步的噪声消减策略(例如使用隔音材料)来进一步地减少噪声。就外壳的双重作用(即，容纳部件以及消减噪声)而言，公开的构造允许在无需增大外壳尺寸的情况下消减噪声。风扇进气特征件产生的冷却风扇噪声显著少于排放周边噪声。该事实使得反向空气流构造的噪声平台低于传统通风设备系统，在传统通风设备系统中，排放噪声直接暴露于环境空气。

因此，可看到本发明的目的通过上述结构及其方法得以实现。虽然根据专利法规仅给出并详细描述了最佳模式和优选实施方案，但应理解本发明并不局限于此。因此，为了理解本发明的真正范围和广度，应参考所附权利要求。

Claims (17)

1.一种减噪设备，包括：

平台(102)，具有平台底部(104)和平台底座(108)，所述平台(102)支撑底座(12)，所述平台具有至少一个进气端口；

电机，由所述平台底座(108)承载，所述电机使具有多个径向叶片且在中央处包括风扇孔的通风风扇旋转，所述通风风扇通过所述至少一个进气端口抽吸空气；以及

风扇护罩，部分地封闭所述通风风扇并具有护罩开口，其中，所述风扇护罩延伸入所述平台(102)内，所述底座围绕所述电机，所述底座(12)具有外部外壳，该外部外壳带有至少一个外壳端口，其中，所述通风风扇的旋转从所述至少一个进气端口抽吸空气，通过所述护罩开口，进入所述风扇孔，并且从所述多个径向叶片径向地排出空气，使得空气流过所述电机并从所述至少一个外壳端口流出。

2.根据权利要求1所述的减噪设备，还包括：

壳体，封闭所述电机的一部分，其中，所述壳体提供用于供空气通过所述至少一个外壳端口从所述平台穿过的通道。

3.根据权利要求2所述的减噪设备，还包括：

刷支架，布置在所述电机的一端处；

端部支架，布置在所述电机的相对端处；以及

至少一个紧固件，将所述刷支架、所述壳体和所述端部支架彼此连接。

4.根据权利要求3所述的减噪设备，还包括：

风扇端板，设置在所述通风风扇与所述刷支架之间，所述风扇端板具有贯穿所述风扇端板的至少一个板孔，其中，通过所述风扇护罩抽吸入的空气穿过所述至少一个板孔。

5.根据权利要求4所述的减噪设备，还包括：

内部支撑件，设置在所述壳体与所述底座和所述平台中的至少一个之间，所述内部支撑件和所述底座在它们二者之间形成室，其中所述至少一个外壳端口与所述室相邻。

6.根据权利要求2所述的减噪设备，还包括：

内部支撑件，设置在所述壳体与所述底座和所述平台中的至少一个之间，其中，空气通过所述通道流动至所述内部支撑件的外部并穿过所述至少一个外壳端口。

7.根据权利要求4所述的减噪设备，其中，所述通风风扇具有多个径向叶片及定位在中央处的风扇孔，所述风扇孔与所述护罩开口对准，所述通风风扇的旋转通过所述至少一个进气端口抽吸空气，通过所述护罩开口进入所述风扇孔，并且其中，所述多个径向叶片径向地排出空气。

8.根据权利要求1所述的减噪设备，其中，所述风扇孔与所述护罩开口对准。

9.一种反向空气流设备，包括：

电机，具有可旋转轴；

壳体，承载并支撑所述电机；

通风风扇，通过所述可旋转轴而旋转，所述通风风扇具有多个径向叶片且具有在中央处的风扇孔；

下部平台，承载部分地封闭所述通风风扇的风扇护罩，所述风扇护罩具有设置在中央的护罩开口，所述护罩开口与所述风扇孔对准，其中所述护罩开口面向所述下部平台的平台底部，所述下部平台具有至少一个进气端口；

风扇端板，设置在所述通风风扇与所述电机之间，所述风扇端板具有至少一个板孔；

内部支撑件，安装在所述下部平台与所述壳体之间；以及

外部外壳，基本上封闭所述电机并由所述下部平台支撑，所述外部外壳具有至少一个侧壁端口，

其中，所述通风风扇的旋转通过所述进气端口抽吸入环境空气，然后空气在所述壳体与所述电机之间行进，随后穿过所述至少一个侧壁端口。

10.根据权利要求9所述的反向空气流设备，还包括：

刷支架，由所述壳体支撑并保持所述电机的一端；

端部支架，布置在所述电机的相对端处；以及

至少一个紧固件，将所述刷支架、所述壳体和所述端部支架彼此连接。

11.根据权利要求10所述的反向空气流设备，其中，所述内部支撑件和所述外部外壳在这二者之间形成室，其中，所述侧壁端口延伸入所述室。

12.根据权利要求10所述的反向空气流设备，其中，所述端部支架具有贯穿该端部支架的至少一个支架开口，空气穿过该至少一个支架开口从所述壳体与所述电机之间到达所述侧壁端口。

13.根据权利要求12所述的反向空气流设备，其中，所述端部支架和所述外部外壳在这二者之间形成腔，其中，空气从所述支架开口进入所述腔，然后穿过所述侧壁端口。

14.根据权利要求10所述的反向空气流设备，其中，所述端部支架和所述外部外壳在这二者之间形成腔，其中，所述内部支撑件和所述外部外壳在这二者之间形成室，使得所述腔与所述室相邻。

15.根据权利要求14所述的反向空气流设备，其中，所述端部支架具有贯穿该端部支架的至少一个支架开口。

16.根据权利要求15所述的反向空气流设备，其中，来自所述通风风扇的空气流动通过所述至少一个板孔，在所述壳体与所述电机之间流动，穿过所述至少一个支架开口、所述腔、所述室，然后从所述至少一个侧壁端口流出。

17.根据权利要求10所述的反向空气流设备，其中，在所述可旋转轴的与所述通风风扇相对的一端处设置适于驱动可旋转部件的多面球。

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