CN113847810B - 一种低噪音风冷散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低噪音风冷散热装置，包括风机，进风通道与出风通道，所述进风通道设置为迷宫式风道，所述进风通道的出口端与所述风机的入口端连通，所述出风通道包括消声筒，导流筒与喇叭口，所述消声筒一端与所述风机的出口端连通，所述消声筒另一端与所述导流筒连接，所述消声筒侧壁上设置有若干呈球形的空腔，所述空腔通过通孔与所述消声筒连通，所述通孔的孔径小于所述空腔的内径，所述导流筒连接在所述消声筒与所述喇叭口之间，所述导流筒的内径是大于所述消声筒的内径的，所述导流筒内设置有活动的导流组件。本发明在风机入口及出口分别设置具有消音降噪效果的进风通道与出风通道，降低高速气体发出的气动噪声。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种低噪音风冷散热装置。
背景技术
回转窑，是一种用于水泥生产，冶金，中草药烘干等行业中使用的机械设备， 回转窑一般包括有筒体、传动装置，托、挡轮支撑装置，窑衬，窑尾密封，窑头及燃料装置等部分。回转窑在工作过程中，窑体自身热量会急剧上升，此时需要外部散热组件对其进行散热，现有的散热方式包括水冷以及风冷散热。风冷散热对窑体不会造成腐蚀，是厂家广泛采用的散热方法。在对转动的窑体进行风冷散热时，因为风道中气体流速较快等原因，导致风道会发出轰隆隆的噪音，对现场工作人员的身心健康造成伤害，因此，需要对现有的风冷散热组件进行降噪设计。
发明内容
基于此，有必要针对现有的回转窑用散热组件噪音大，影响操作人员身心健康的情况，提供一种低噪音风冷散热装置。
一种低噪音风冷散热装置，包括风机，进风通道与出风通道，所述进风通道设置为迷宫式风道，所述进风通道的出口端与所述风机的入口端连通，所述出风通道包括消声筒，导流筒与喇叭口，所述消声筒一端与所述风机的出口端连通，所述消声筒另一端与所述导流筒连接，所述消声筒侧壁上设置有若干呈球形的空腔，所述空腔通过通孔与所述消声筒连通，所述通孔的孔径小于所述空腔的内径，所述导流筒连接在所述消声筒与所述喇叭口之间，所述导流筒的内径是大于所述消声筒的内径的，所述导流筒内设置有活动的导流组件。
优选的，所述导流筒内还设置有吸声材料，所述吸声材料位于所述导流组件与所述消声筒相邻一侧。
优选的，所述导流组件包括导流片，横杆与连杆，若干所述导流片平行间隔设置在两条所述横杆之间，所述连杆一端与所述横杆连接，所述连杆另一端通过密封轴承与所述导流筒侧壁活动连接。
优选的，所述导流组件的数量为三组。
优选的，所述进风通道内设置有若干共振片，所述进风通道的侧壁上设置有若干管孔，所述进风通道外侧套设有共振壳体，所述共振壳体与所述管孔是连通的。
优选的，所述共振片包括支杆与U型弹片，所述支杆一端与所述进风通道的内侧壁连接，所述支杆另一端与所述U型弹片闭合端连接。
优选的，所述共振壳体包括外壳体与两块活动板，所述外壳体是中空的且套设在所述进风通道的外侧，两块所述活动板安装在所述外壳体内，所述活动板外侧与所述外壳体内壁抵接，所述活动板内侧与所述进风通道抵接，所述活动板相邻一侧均设置有电磁铁，所述活动板相邻一侧通过弹簧连接。
优选的，所述喇叭口背离所述导流筒的一侧设置有若干翅片，若干翅片沿气流方向间隔设置。
优选的，所述翅片上设置有微孔。
优选的，所述吸声材料是多孔海绵。
本发明的有益之处在于：1、进风通道设计为迷宫式，降低风速及其势能，降低高速进气气体在进风通道中发出轰隆隆的噪音；2、风机的出风通道为三段式直筒设计，风阻低，对出风风速阻抗小，高速气体吹拂在窑体表面，带走热量，散热效果佳，且在消声筒的内壁上设置有若干球形空腔，有效吸收高速气体产生的声波噪音，降低出风口的噪音；3、导流筒的内径大于消声筒的内径，扩容，增大对窑体散热面积，且适当降低出风风速，降低气动噪声；4、导流筒内设导流组件，调整出风口气体流向，针对窑体局部进行风冷散热，提高散热效果。
附图说明
图1为其中一实施例一种低噪音风冷散热装置立体示意图；
图2为一种低噪音风冷散热装置俯视示意图；
图3为进风通道结构示意图；
图4为出风通道结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1~4所示，一种低噪音风冷散热装置，包括风机1，进风通道2与出风通道3，所述进风通道2设置为迷宫式风道，所述进风通道2的出口端与所述风机1的入口端连通，所述出风通道3包括消声筒31，导流筒32与喇叭口33，所述消声筒31一端与所述风机1的出口端连通，所述消声筒31另一端与所述导流筒32连接，所述消声筒31侧壁上设置有若干呈球形的空腔311，所述空腔311通过通孔312与所述消声筒31连通，所述通孔312的孔径小于所述空腔311的内径，所述导流筒32连接在所述消声筒31与所述喇叭口33之间，所述导流筒32的内径是大于所述消声筒31的内径的，所述导流筒32内设置有活动的导流组件4。具体的，在本实施例中，使用时，将风机1安装在回转窑窑体（图中未示出）下方，风机1外罩隔音罩，隔离风机1的电机发出的嗡嗡声，在风机1的入风口处加装有进风通道2，进风通道2是设计为迷宫式风道，避免外界气流直灌进入风机1入口，抗性消声，降低气体流速，进而降低气流的气动噪声。需要说明的是，迷宫式风道中的障碍板为吸声障板，使得声波从一个小室绕行到另一个小室，增加了吸声效果，特别适用于气流流动产生的低频率噪声范围。进一步的，出风通道3为三段式设计，包括消声筒31，导流筒32与喇叭口33，出风通道3为直筒式设计，对风机1加压后的高速气流阻力小，高速气流吹拂在运转的窑体表面，带走热量，确保风冷散热效率高。高速气体流经消声筒31时，会产生气动噪声，在消声筒31的侧壁上设置有若干空腔311，并且空腔311通过通孔312与消声筒31连通，气动噪声的声波通过通孔312进入空腔311内，声波能量在空腔311内消耗，实现了声能向热能转换的设计目的。需要说明的是，将通孔312的孔径设计得小于空腔311的内径，缩窄通孔312的孔径的目的在于过滤波长较短的声波，根据波长公式，波长=波速/频率，波速一般是340米/秒。可知，波长越短，频率越高，而人耳听到的声音的波长:0.017--17米，频率范围：是20HZ--20KHZ，声波的频率越高我们听到的声音就越尖，刺耳，因为高速气体从风机1的出口处喷出时，因为流速快，气动噪声尖锐，通孔312设计在消声筒31侧壁上，对气流流速影响小，降噪效果好。在消声筒31的出气端设置有导流筒32，导流筒32的内径是大于消声筒31的内径的，横截面增大，使得进入导流筒32的气体流速降低，进入导流筒32的气体发出的噪声降低，在导流筒32内设导流组件4，利用导流组件4对气流进行分流，便于根据窑体转速调节为分散风冷，集中风冷或者直吹式风冷三种模式，对窑体的风冷效果更佳。在导流筒32的端部设置喇叭口33，喇叭口33用于收束气流，防止气流从导流筒32中流出直接朝四面八方溢散开来，不能对导流筒32上方的窑体进行集中风冷。
如图4所示，所述导流筒32内还设置有吸声材料322，所述吸声材料322位于所述导流组件4与所述消声筒31相邻一侧。具体的，在导流筒32内设置吸声材料322，对进入导流筒32的气流进行吸声降噪处理。具体的，吸声材料322是多孔海绵，多孔海绵对气流的阻力小，使得气流能够顺利通过，气流产生的气动噪声声波在多孔海绵中转换为热能消耗掉，进一步降低出风通道3发出的噪声。
如图1~2所示，所述导流组件4包括导流片41，横杆42与连杆43，若干所述导流片41平行间隔设置在两条所述横杆42之间，所述连杆43一端与所述横杆42连接，所述连杆43另一端通过密封轴承与所述导流筒32侧壁活动连接。具体的，在本实施例中，使用时，操作人员人工转动或者直接使用电机带动连杆43转动，进而带动对应的导流片41倾斜，当若干导流片41向同一方向倾斜时，经过导流片41的气体的流向发生改变，进而实现分散风冷，集中风冷或者直吹式风冷三种模式的风冷。需要说明的是，当窑体速度低于第一阈值时，采用分散风冷模式，即位于边部的导流片41的朝向相互背离，气流呈V型吹拂在窑体表面上，增大气体与窑体的接触面积，使得散热面积更广；当窑体速度高于第二阈值时，采用集中风冷，即将位于边部的导流片41的朝向相互靠拢，气流集中呈束状吹拂在窑体表面，对窑体底部进行集中风冷，散热效果极佳；当窑体速度位于第一阈值与第二阈值之间时，采用直吹式风冷，即将全部导流片41调整为竖直状态，使得经过导流片41的气体均竖直向吹拂在窑体表面。
具体的，所述导流组件4的数量为三组。三组导流组件4之间互不干涉，便于操作人员人工手动或者自动调节各组导流组件4中的导流片41的朝向，以匹配窑体转速。
如图3所示，所述进风通道2内设置有若干共振片21，所述进风通道2的侧壁上设置有若干管孔22，所述进风通道2外侧套设有共振壳体23，所述共振壳体23与所述管孔22是连通的。具体的，需要说明的是，当气体高速流动产生的声波频率与共振片21的固有频率相同时，就会产生共振现象，这时共振片21振幅达到最大，并且进入管孔22中空气柱往复运动的速度最大，摩擦损失最大，吸收的声能也达到最大值。
如图3所示，所述共振片21包括支杆221与U型弹片222，所述支杆221一端与所述进风通道2的内侧壁连接，所述支杆221另一端与所述U型弹片222闭合端连接。具体的，在本实施例中，U型弹片222是薄钢片，当气流在迷宫式风道内高速流动时，声波引起U型弹片222震颤，使得部分声能化为热能散失掉，使得噪声衰减。
如图3所示，所述共振壳体23包括外壳体231与两块活动板232，所述外壳体231是中空的且套设在所述进风通道2的外侧，两块所述活动板232安装在所述外壳体231内，所述活动板232外侧与所述外壳体231内壁抵接，所述活动板232内侧与所述进风通道2抵接，所述活动板232相邻一侧均设置有电磁铁2321，所述活动板232相邻一侧通过弹簧2322连接。具体的，在两块活动板232相邻一侧设置电磁铁2321，通电时，电磁铁2321相互磁吸，靠拢，弹簧2322被压缩，两块活动板232之间的共振空腔体积减小，两侧的共振空腔体积增大，即可根据在进风通道2内的气体流速改变共振空腔的体积，便于匹配因为迷宫式风道改变了流速及流向的气体产生的不同频率的噪声，消音效果更佳。需要说明的是，为了测算进风通道2内的气体流速，在进风通道2内设置有风速传感器，利用风速传感器获知不同段的气体流速，便于后台控制器调节电磁铁2321输入电流大小，控制两块活动板232之间的间距，调控三个共振空腔的体积大小。需要说明的是，为了限制活动板232运动范围，可以在共振壳体23内侧壁上设置挡止块，避免因为弹簧2322失效或者其他原因，导致共振空腔过小，不能很好的消化管孔22处传递出来的声波能。
如图1、2、4所示，所述喇叭口33背离所述导流筒32的一侧设置有若干翅片331，若干翅片331沿气流方向间隔设置。具体的，在喇叭口33处设置翅片331，因为翅片331靠近窑体，窑体上的热量热辐射给喇叭口33，使得喇叭口33自身温度上升，设置翅片331，提高喇叭口33的散热面积，降温效果更佳。
如图1、2、4所示，所述翅片331上设置有微孔3311。具体的，在翅片331上设置有微孔3311，吸声，吸收出气口气流产生的声波，提高降噪效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：包括风机，进风通道与出风通道，所述进风通道设置为迷宫式风道，所述进风通道的出口端与所述风机的入口端连通，所述出风通道包括消声筒，导流筒与喇叭口，所述消声筒一端与所述风机的出口端连通，所述消声筒另一端与所述导流筒连接，所述消声筒侧壁上设置有若干呈球形的空腔，所述空腔通过通孔与所述消声筒连通，所述通孔的孔径小于所述空腔的内径，所述导流筒连接在所述消声筒与所述喇叭口之间，所述导流筒的内径是大于所述消声筒的内径的，所述导流筒内设置有活动的导流组件，所述导流筒内还设置有吸声材料，所述吸声材料位于所述导流组件与所述消声筒相邻一侧，所述导流组件包括导流片，横杆与连杆，若干所述导流片平行间隔设置在两条所述横杆之间，所述连杆一端与所述横杆连接，所述连杆另一端通过密封轴承与所述导流筒侧壁活动连接，所述进风通道内设置有若干共振片，所述进风通道的侧壁上设置有若干管孔，所述进风通道外侧套设有共振壳体，所述共振壳体与所述管孔是连通的。
2.如权利要求1所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述导流组件的数量为三组。
3.如权利要求1所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述共振片包括支杆与U型弹片，所述支杆一端与所述进风通道的内侧壁连接，所述支杆另一端与所述U型弹片闭合端连接。
4.如权利要求3所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述共振壳体包括外壳体与两块活动板，所述外壳体是中空的且套设在所述进风通道的外侧，两块所述活动板安装在所述外壳体内，所述活动板外侧与所述外壳体内壁抵接，所述活动板内侧与所述进风通道抵接，所述活动板相邻一侧均设置有电磁铁，所述活动板相邻一侧通过弹簧连接。
5.如权利要求1所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述喇叭口背离所述导流筒的一侧设置有若干翅片，若干翅片沿气流方向间隔设置。
6.如权利要求5所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述翅片上设置有微孔。
7.如权利要求1所述的一种低噪音风冷散热装置，其特征在于：所述吸声材料是多孔海绵。
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