CN114017389A - 一种低噪离心风机蜗壳 - Google Patents

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蔡涛
霍慧
林志良
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Abstract

一种低噪离心风机蜗壳，属于离心风机部件，由蜗壳的顶板、底板、围板和钢环、集流器及固定螺栓组成。围板型线采用等边基方法设计，出口处带有2～5°倾角及3～8°扩张角。蜗舌位置可通过控制倾角、扩张角及蜗舌半径改变。蜗壳围板与蜗壳底板组成蜗壳的下半部分；蜗壳顶板沿叶轮外缘安装有降噪钢环，与集流器构成蜗壳的上半部分。蜗壳上下部分通过螺栓固定。蜗壳围板与降噪钢环配合，降低了风机的宽频噪声。带有倾角的蜗壳出口使蜗舌位置更加靠前，减轻了风机内的射流撞击，降低了风机的旋转噪声。现有技术相比，本发明提供了一种加工简单，安装方便的钣金式离心风机蜗壳，在保证风机能效不变的情况下，有效降低离心风机噪声2～3dB。

Description

一种低噪离心风机蜗壳
技术领域
本发明涉及通风设备技术，具体涉及一种离心风机蜗壳。
背景技术
离心风机作为日常生产生活中常用的流体机械设备，以其应用广泛，需求普遍而著名。然而，由于其内部高速且复杂的紊流流动，离心风机在工作中往往存在着比较严重的噪声污染。这极大的限制了离心风机的应用，它迫切需要生产厂商从设计及加工角度对离心风机噪声进行治理。2008年以后，国家开始在行业层面推广更严格的流体机械噪声标准，这更加提高了对离心风机噪声治理的需求。
目前常用的工业用离心风机蜗壳，普遍采用渐开螺旋线方法设计蜗壳围板型线。由于螺旋型线的选取各有差异且加工过程中蜗壳上下盖板设计冗余量大，市场上离心风机产品广泛存在蜗壳内部流动紊乱，泄露流大，噪声污染严重等问题。尽管近年来已有包括倾斜蜗舌、偏置蜗壳出口、吸声蜗壳盖板、进出口消声器等大量离心风机蜗壳降噪方案被提出，但由于成本高，加工技术难度大等缺点，难以被一般厂商所广泛使用。因此，很有必要开发一款加工制造难度简单，降噪效果好的离心风机蜗壳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低，加工技术简单的低噪离心风机蜗壳。该蜗壳通过等边基方法设计蜗壳围板型线并配合一个抑制蜗壳内部泄露流的降噪钢环，可以极大的改善蜗壳内部流动状况，降低由于紊流引起的气动噪声，从而达到对离心风机进的宽频噪声进行降噪处理的目的；与此同时，在蜗壳出口位置引入带倾角和扩张角的设计，使得蜗舌位置前移(远离叶轮)，从而降低离心风机叶轮出口射流与蜗舌的流动撞击，在旋转噪声方面进行进一步降噪。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低噪离心风机蜗壳由蜗壳上下两部分组成，并通过螺栓固定。所述蜗壳上半部分由降噪钢环，集流器及盖板组成，所述蜗壳下半部分由蜗壳底板组成。所述蜗壳的围板型线采等边基方法设计，蜗舌半径与叶轮半径比值为0.025～0.04，并且出口处带有2～5°倾角，及3～8°出口扩张角，蜗舌位置可通过控制倾角及扩张角而改变。所述钢环直径较离心风机所用叶轮大1-2mm，高度为4-15mm，厚度为2-5mm。
一种采用如上所述的低噪蜗壳，安装及应用方法如下：
(1)根据所用叶轮直径R0及风机设计流量，设计蜗壳围板型线，根据流量及降噪需求，合理选取蜗壳蜗舌半径与叶轮半径比值，蜗壳出口倾角及扩张角；
(2)根据叶轮直径及叶轮与上盖板之间的距离，设计降噪钢环；
(3)加工并焊机蜗壳上下部分；
(4)安装叶轮入蜗壳下半部分；
(5)安装蜗壳上半部分与装有叶轮的下半部分，使用螺栓固定。
附图说明
图1为本发明一种低噪蜗壳的结构示意图。
其中，1为蜗壳上半部分，其中2为进口集流器，3为降噪钢环，4为螺栓孔；5为蜗壳下半部分，其中6为蜗壳底板，7为蜗壳围板，8为螺栓孔，9为固定螺栓。
图2为本发明一种低噪蜗壳的蜗壳围板设计曲线图。
曲线采用等边基方法设计。根据风机所用叶轮与流量，确定边基尺寸d及型线R1,R2,R3,R4。出口处采用带倾角和扩张角的设计，其中倾角角度a控制在2～5°，扩张角b控制在3～8°左右。蜗舌半径r与叶轮半径R0比值控制在0.025～0.04左右。继续增大扩张角b和倾角a可进一步降低风机噪声，但会损失一部分风机效率。同样，继续增蜗舌半径r与叶轮半径R0比值也可进一步降低风机噪声，但也会损失一部分风机效率。
图3为本发明一种低噪蜗壳的上盖板示意图。
与传统蜗壳上盖板相比，本发明增添了一条降噪钢环。钢环直径R较离心风机所用叶轮R0大1-2mm。高度h为4-15mm。厚度d为2-5mm。。
图4为本发明一种低噪蜗壳的安装示意图
图5为本发明与传统蜗壳的噪声对比图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种低噪离心风机蜗壳，用于9-19型前弯离心风机，风机叶轮直径R0＝400mm。蜗壳结构如图1所示，1为蜗壳上半部分，其中2为进口集流器，3为降噪钢环，4为螺栓孔；5为蜗壳下半部分，其中6为蜗壳底板，7为蜗壳围板，8为螺栓孔，9为固定螺栓。曲线如图2所示，采用等边基方法设计。根据风机所用叶轮与流量，确定边基尺寸d及型线R1,R2,R3,R4。出口处采用带倾角和扩张角的设计，其中倾角角度a控制为3°，扩张角b控制为8°左右。蜗舌半径r与叶轮半径R0比值控制为0.03。蜗壳的上盖板如图3所示，降噪钢环。钢环直径R较离心风机所用叶轮直径R0大2mm。高度h为12mm。厚度d为3mm。风机安装图如图4所示。
本实施例低噪离心风机蜗壳应用于9-19型前弯离心风机中，其降噪性能如图5所示，对比原有设计，在小流量1000m3/h处降噪约2dB，设计流量1700m3/h处降噪约1.8dB左右，大流量2250m3/h处降噪约3dB左右
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，风机叶轮直径R0＝800mm。倾角角度a控制为5°，扩张角b控制为5°左右。蜗舌半径r与叶轮半径R0比值控制为0.025。蜗壳的上盖板钢环直径R较离心风机所用叶轮直径R0大2mm。高度h为10mm。厚度d为5mm。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，风机为后弯离心风机，叶轮直径R0＝400mm。倾角角度a控制为2°，扩张角b控制为3°。蜗舌半径r与叶轮半径R0比值控制为0.04。蜗壳的上盖板钢环直径R较离心风机所用叶轮直径R0大1mm。高度h为8mm。厚度d为2mm。

Claims (15)

1.一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，该蜗壳由蜗壳顶板、蜗壳底板、蜗壳围板和钢环，集流器及固定螺栓组成。
2.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳分成上下部分。
3.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳围板焊接于蜗壳底板之上，组成蜗壳的下半部分。
4.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述钢环焊接于蜗壳顶板，并与集流器焊接，构成蜗壳的上半部分。
5.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳的上半部分和下半部分，在周向均匀布有4-8个螺栓孔。
6.根据权利要求3，4所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳上下部分通过螺栓固定，以组成完整的蜗壳。
7.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳围板型线采用等边基方法设计,并且在出口处设有倾角和扩张角。
8.根据权利要求7所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳围板型线出口处，倾角为2～5°。
9.根据权利要求6所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳围板型线出口处，扩张角为3～8°。
10.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳蜗舌半径与所用叶轮半径比值为0.025～0.04。
11.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳蜗舌的位置可通过调节倾角和扩张角而改变。蜗舌位置随着倾角和扩张角的增大而远离叶轮，随着倾角和扩张角的减小而靠近叶轮。
12.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述蜗壳蜗舌位置还可通过蜗舌半径而改变。蜗舌位置随着蜗舌半径的增大而远离叶轮，随着蜗舌半径的减小而靠近叶轮。
13.根据权利要求1所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述钢环直径较离心风机所用叶轮直径大1-2mm。
14.根据权利要求13所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述钢环高度为4-15mm。
15.根据权利要求13所述的一种低噪离心风机蜗壳，其特征在于，所述钢环厚度为2-5mm。
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