CN114458638B - 轴流风机风筒降噪结构 - Google Patents

轴流风机风筒降噪结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通风设备技术领域，特别涉及轴流风机风筒降噪结构；其包括设置有安装部的风筒外壳；还包括整体为圆筒形的降噪单元；降噪单元包括降噪格栅以及降噪网；展开的降噪格栅矩形阵列有断面为正方形的降噪格孔；展开的降噪网矩形阵列有断面为长方形降噪网孔；降噪格栅、降噪网层叠交替设置且相互固定，降噪单元固定在风筒外壳内，且与风筒外壳之间设置有间隙。本发明达到的效果为，噪音经过相互错开的降噪格孔、降噪网孔时，容易被反射、吸收而被减小，从而能够实现减小噪音。

Description

轴流风机风筒降噪结构
技术领域
本发明涉及通风设备技术领域，特别涉及轴流风机风筒降噪结构。
背景技术
轴流风机是国民经济领域重要的工业产品之一，它在厂房、矿井、交通隧道、车辆、船舶以及建筑物的通风、冷却、气体交换等工业及生活领域起着至关重要的作用。随着现代生产生活中对环境条件要求的不断提高，风机噪声性能越来越引起社会的关注。降低风机噪声，已经成为了风机行业开发高性能风机的主要指标之一。
目前对于轴流风机噪声的研究，主要将其分为气动噪声和机械噪声。对于气动噪声，目前主流的治理方法是通过改进叶轮叶片设计，包括叶片前后锯齿状加工，叶顶开槽处理，改变动静叶间距，动叶附加导叶，改变动静叶安装角等措施，抑制或者破坏叶顶间隙涡生成，推迟叶片背面附面层的分离，从而达到降低噪声的目的。对于机械噪声，由于其主要成因是齿轮或皮带传动所产生的冲击和摩擦，以及气动力周期性作用风筒及排气管产生的振动，目前一般采取的降噪措施是在零部件间加装隔音垫片，添加基础隔振装置等。
实际风机的运行过程中，由于叶轮叶片的转动，产生周期性的气动力，引起气动噪声的同时，也对风机风筒、管道及其它零部件施加周期性的气动力，引起流道的周期性振动及变形。这种周期性振动及变形反过来又施加在管道内的气流上，产生复杂的流固耦合效应及气固耦合噪声。
综上，现有技术至少存在以下技术问题：
鉴于目前对于风机降噪的社会需求日益提高，从风筒开始对噪声进行吸声及降噪，从风机内部对噪声治理，将从源头对噪声进行抑制。
发明内容
本发明的一个目的在于，解决或者缓解上述技术问题。
本发明采取的手段为，轴流风机风筒降噪结构，其包括设置有安装部的风筒外壳；还包括整体为圆筒形的降噪单元；降噪单元包括降噪格栅以及降噪网；展开的降噪格栅矩形阵列有断面为正方形的降噪格孔；展开的降噪网矩形阵列有断面为长方形降噪网孔；降噪格栅、降噪网层叠交替设置且相互固定，降噪单元固定在风筒外壳内，且与风筒外壳之间设置有间隙。
本发明达到的效果为，噪音经过相互错开的降噪格孔、降噪网孔时，容易被反射、吸收而被减小，从而能够实现减小噪音。
进一步的技术方案，还包括锚块，降噪格栅、降噪网均为一层且降噪格栅位于外侧，锚块固定在降噪格栅上且与风筒外壳内壁连接。
进一步的技术方案，风筒外壳内径为四百毫米；降噪格栅厚度为三毫米；降噪格栅的降噪格孔的高度、宽度均为五毫米；降噪格孔的开孔间距为一毫米；降噪网的厚度为零点五毫米；降噪网的降噪网孔的高度零点五毫米、宽度为八毫米，降噪网孔的开孔间距为二毫米。
能够实现远场噪声的至少2dB的降噪效果。
进一步的技术方案，风筒外壳内径为六百毫米；降噪格栅厚度为四毫米；降噪格栅的降噪格孔的高度、宽度均为十毫米；降噪格孔的开孔间距为零点五毫米；降噪网的厚度为一毫米；降噪网的降噪网孔的高度为二毫米、宽度为二十毫米，降噪网孔的开孔间距为四毫米。
进一步的技术方案，风筒外壳内径为二百毫米；降噪格栅厚度为二毫米；降噪格栅的降噪格孔的高度、宽度均为五毫米；降噪格孔的开孔间距为一毫米；降噪网的厚度为一毫米；降噪网的降噪网孔的高度为一点五毫米、宽度为十毫米，降噪网孔的开孔间距为三毫米。
进一步的技术方案，锚块为至少三个，锚块设置有单向结构；单向结构与风筒外壳的内壁连接，使得降噪单元易于沿风筒外壳的轴心线单向运动。
降噪单元能够在不受到风筒外壳内腔限制的空间预制，便于降噪单元的制造、安装，也便于对现有的风筒外壳进行改造。
进一步的技术方案，锚块断面存在前侧边缘以及后侧边缘，后侧边缘位于前侧边缘、前侧边缘关于竖直平面镜像对称所形成的假想边缘之间；风筒外壳的内径小于等于，锚块到风筒外壳的轴心线的最大距离。
进一步的技术方案，降噪单元包括第一降噪单元以及第二降噪单元；第一降噪单元的端面与第二降噪单元的端面相抵；第一降噪单元的单向结构、第二降噪单元的单向结构、均朝向第一降噪单元与第二降噪单元相抵的面。
能够提高第一降噪单元、第二降噪单元均稳定在风筒外壳内的可能性。
进一步的技术方案，第一降噪单元的轴向长度之和、第二降噪单元的轴向长度之和均为风筒外壳的轴向长度的一半。
能够确保第一降噪单元、第二降噪单元均稳定在风筒外壳内。
进一步的技术方案，安装部包括安装筒以及连接体；安装筒通过连接体与风筒外壳固定连接，降噪单元设置有与外界连通的让位口，连接体与让位口侧壁贴合。
便于通过敲击等插入降噪单元的同时，能够防止降噪单元绕风筒外壳的轴心线旋转。
综上，本发明能够达到以下技术效果，
1、噪音经过相互错开的降噪格孔、降噪网孔时，容易被反射、吸收而被减小，从而能够实现减小噪音。
2、能够实现远场噪声的至少2dB的降噪效果。
3、降噪单元能够在不受到风筒外壳内腔限制的空间预制，便于降噪单元的制造、安装，也便于对现有的风筒外壳进行改造。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构的立体示意图。
图2是根据本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构的立体分解示意图。
图3是根据本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构的前视示意图。
图4是沿D-D线的剖视图。
图5是沿E-E线的剖视图；线条一LINE1表示第一降噪单元28与第二降噪单元29相抵的面。
图6是图4中A部分的局部放大图；箭头一ARR1表示第一降噪单元28易于单向运动的方向；箭头二ARR2表示第二降噪单元29易于单向运动的方向；线条一LINE1表示第一降噪单元28、第二降噪单元29之间的接触面。
图7是图6中B部分的局部放大图；线条二LINE2表示前侧边缘232关于竖直平面镜像对称所形成的假想边缘。
图8是图5中C部分的局部放大图。
图9是根据本发明的实施例的降噪格栅21展平状态时的示意图。
图10是根据本发明的实施例的降噪网22展平状态时的示意图。
图11是根据本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构的降噪效果的附图。
图12是GBT 2888-2008 风机和罗茨风机噪声测量方法中的“图30”。
箭头一ARR1；箭头二ARR2；线条一LINE1；线条二LINE2；风筒外壳1；安装部11；安装筒111；连接体112；降噪单元2；降噪格栅21；格栅孔高211；格栅孔宽212；格栅孔间距213；格栅厚214；降噪网22；网孔高221；网孔宽222；网孔间距223；网厚224；锚块23；单向结构231；前侧边缘232；后侧边缘233；让位口24；第一降噪单元28；第二降噪单元29；风机9；旋转动力件91；风机叶轮92。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
作为具体的实施例，本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构，其包括设置有安装部11的风筒外壳1。安装部11用于将风机9，通常是风机9的旋转动力件91固定在风筒外壳1内。作为具体的实施方式之一，旋转动力件91为电机，其旋转轴心线大致与风筒外壳1的轴心线重合。
作为具体的实施例，本发明的实施例的轴流风机风筒降噪结构，还包括整体为圆筒形的降噪单元2。
降噪单元2包括降噪格栅21以及降噪网22；展开的降噪格栅21矩形阵列(高度方向以及宽度方向的阵列)有断面为正方形的降噪格孔(附图未标出)；展开的降噪网22矩形阵列(高度方向以及宽度方向的阵列)有断面为长方形降噪网孔(附图未标出)。作为具体的实施方式之一，降噪格栅21、降噪网22均为冲孔的金属平板、冲孔后卷为圆筒形，两者相互套装从而形成整体为圆筒形的降噪单元2。该情况下，降噪格栅21、降噪网22均仅存在一条、平行于圆筒形的降噪单元2的轴心线的焊缝(附图未画出)。
进一步优选地，降噪格栅21、降噪网22层叠交替设置且相互固定，比如，降噪格栅21、降噪网22、降噪格栅21、降噪网22依次层叠设置，相邻的两个之间焊接实现相互固定，依次类推。
降噪单元2固定在风筒外壳1内，且与风筒外壳1之间设置有间隙。
工作原理为，风机9产生的噪音，经过相互错开的降噪格孔、降噪网孔后，部分噪音穿透风筒外壳1传出，部分噪音从降噪单元2、风筒外壳1之间的间隙传出。相比于无降噪单元2、噪音直接穿透风筒外壳1传出的现有技术，噪音经过相互错开的降噪格孔、降噪网孔时，容易被反射、吸收而被减小，从而能够实现减小噪音。
作为具体的实施方式之一，还包括锚块23，比如锚块23焊接固定在最外侧的降噪格栅21上。当降噪格栅21、降噪网22均为一层且降噪格栅21位于外侧时，锚块23固定(比如焊接)在降噪格栅21上且与风筒外壳1内壁连接(比如焊接)。比如，锚块23展平时为二毫米宽、二十毫米长的矩形、厚一点五毫米的块状物。锚块23绕风筒外壳1的轴心线等距地设置六个形成一圈锚块23，然后沿风筒外壳1的轴心线设置十圈锚块23，共计六十个锚块23。
进一步优选地，在设置了锚块23，且降噪格栅21、降噪网22均设置一层时，降噪网22的降噪网孔的尺寸小于降噪格栅21的降噪格孔的尺寸，降噪格栅21的降噪格孔的尺寸小于相邻的锚块23之间的间距。
作为具体的实施方式之一，降噪格栅21、降噪网22均为金属制成，比如常规的不锈钢等，能够确保风筒外壳1的强度外，制造生产也比较容易。风筒外壳1内径为四百毫米；降噪格栅21厚度(格栅厚214)为三毫米；降噪格栅21的降噪格孔的高度(格栅孔高211)、宽度(格栅孔宽212)均为五毫米；降噪格孔的开孔间距(格栅孔间距213)为一毫米；降噪网22的厚度(网厚224)为零点五毫米；降噪网22的降噪网孔的高度(网孔高221)为零点五毫米、宽度(网孔宽222)为八毫米，降噪网孔的开孔间距(网孔间距223)为二毫米。对于HTF-I-10A轴流风机的使用，采用GBT 2888-2008 风机和罗茨风机噪声测量方法的图30对应的测试方法，测量其远场噪声的降噪效果如图11所示。与没有降噪单元2的结构相比，在小流量35000m3/h时降噪约2dB，设计流量40000 m3/h时降噪约5.5dB左右，大流量45000m3/h时降噪约4dB左右。换言之，由实验数据能够看出，能够实现远场噪声的至少2dB的降噪效果。
作为具体的实施方式之一，风筒外壳1内径为六百毫米；降噪格栅21厚度(格栅厚214)为四毫米；降噪格栅21的降噪格孔的高度(格栅孔高211)、宽度(格栅孔宽212)均为十毫米；降噪格孔的开孔间距(格栅孔间距213)为零点五毫米；降噪网22的厚度(网厚224)为一毫米；降噪网22的降噪网孔的高度(网孔高221)为二毫米、宽度为二十毫米，降噪网孔的开孔间距(网孔间距223)为四毫米。锚块23绕风筒外壳1的轴心线等距地设置十二个形成一圈锚块23，然后沿风筒外壳1的轴心线间隔十五毫米设置一圈锚块23。
作为具体的实施方式之一，风筒外壳1内径为二百毫米；降噪格栅21厚度(格栅厚214)为二毫米；降噪格栅21的降噪格孔的高度(格栅孔高211)、宽度(格栅孔宽212)均为五毫米；降噪格孔的开孔间距(格栅孔间距213)为一毫米；降噪网22的厚度(网厚224)为一毫米；降噪网22的降噪网孔的高度(网孔高221)为一点五毫米、宽度为十毫米，降噪网孔的开孔间距(网孔间距223)为三毫米。锚块23绕风筒外壳1的轴心线等距地设置四个形成一圈锚块23，然后沿风筒外壳1的轴心线设置十圈锚块23，共计四十个锚块23。
作为具体的实施方式之一，锚块23为至少三个，锚块23设置有单向结构231；单向结构231与风筒外壳1的内壁连接，使得降噪单元2易于沿风筒外壳1的轴心线单向运动。比如，单向结构231为弹簧(该实施例附图未画出)，所述弹簧与风筒外壳1的内壁相抵，所述弹簧的轴心线倾斜相对风筒外壳1的轴心线倾斜。所述弹簧提供的排斥弹力，使得降噪单元2易于沿风筒外壳1的轴心线单向运动。安装降噪单元2时，通过敲击等能够使得具有锚块23的降噪单元2逐渐进入风筒外壳1，相比于由外到内依次焊接锚块23、降噪格栅21、降噪网22、受到风筒外壳1内腔空间的限制，焊接比较麻烦，降噪单元2能够在不受到风筒外壳1内腔限制的空间预制，便于降噪单元2的制造、安装，也便于对现有的风筒外壳1(无降噪单元2的风筒外壳1)进行改造。
作为具体的实施方式之一，锚块23断面存在前侧边缘232以及后侧边缘233，后侧边缘233位于前侧边缘232、前侧边缘232关于竖直平面(换言之，垂直于风筒外壳1的轴心线的平面)镜像对称所形成的假想边缘之间。比如，前侧边缘232、后侧边缘233分别位于直角三角形的斜边、直角边上，使得锚块23的断面为锯齿状。风筒外壳1的内径小于等于锚块23到风筒外壳1的轴心线的最大距离。
作为具体的实施方式之一，降噪单元2包括第一降噪单元28以及第二降噪单元29；第一降噪单元28的端面与第二降噪单元29的端面相抵；第一降噪单元28的单向结构231和第二降噪单元29的单向结构231均朝向第一降噪单元28与第二降噪单元29相抵的面(如图5、6所示的LINE1表示的面)换言之，如图6所示，第一降噪单元28的单向结构231朝向右；第一降噪单元28的单向结构231朝向左。第一降噪单元28与第二降噪单元29相抵的面可以垂直于风筒外壳1的轴心线，也可以相对于风筒外壳1的轴心线倾斜。风机9运行时，会导致降噪单元2振动，第一降噪单元28、第二降噪单元29因单向结构231均存在相互靠近的趋势，两者相互靠近的趋势相互抵消，从而能够提高第一降噪单元28、第二降噪单元29均稳定在风筒外壳1内的可能性。需要说明的是，第一降噪单元28、第二降噪单元29均可以为多个。
作为具体的实施方式之一，第一降噪单元28的轴向长度之和、第二降噪单元29的轴向长度之和均为风筒外壳1的轴向长度的一半。比如，第一降噪单元28为一个时，第一降噪单元28的轴向长度之和等于单个第一降噪单元28的轴向长度；第一降噪单元28为两个时，两个第一降噪单元28的断面贴合，第一降噪单元28的轴向长度之和等于两个第一降噪单元28的轴向长度的和，依次类推。对于第二降噪单元29的轴向长度之和的解释同上，以下不再赘述。风机9运行时，使降噪单元2振动，第一降噪单元28、第二降噪单元29因单向结构231均存在相互靠近的趋势，但是两者相互靠近的趋势完全相互抵消，从而能够确保第一降噪单元28、第二降噪单元29均稳定在风筒外壳1内。
作为具体的实施方式之一，安装部11包括安装筒111以及连接体112；安装筒111通过连接体112与风筒外壳1固定连接，降噪单元2设置有与外界连通的让位口24，连接体112与让位口24侧壁贴合(换言之，连接体112插入让位口24，使得连接体112让位口24侧壁贴合)。便于通过敲击等插入降噪单元2的同时，能够防止降噪单元2绕风筒外壳1的轴心线旋转。
如在本发明中使用用语：第一、第二等，不表示任何顺序、量或重要性，仅是用于区分。
如在本发明中使用用语：一个、一种等，不表示数量的限制，而是表示至少一个提到的对象的存在。
如在本发明中使用指示方位或位置的用语：顶部、底部、侧部、纵向、横向、中间、中心、外、内、水平、竖直、左、右、上方、下方等，意指反映相对位置，而非绝对位置。
如在本发明中使用的用语：大致、整体、近似、相近等，是为了指出存在特征但允许一定偏差的限定用语。允许一定偏差的量可取决于特定背景而变化；例如，针对尺寸的偏差、可取决于的特定背景包括但不限于尺寸公差的国家标准。

Claims (6)

1.轴流风机风筒降噪结构，其包括设置有安装部(11)的风筒外壳(1)；
其特征是，还包括整体为圆筒形的降噪单元(2)；降噪单元(2)包括降噪格栅(21)以及降噪网(22)；展开的降噪格栅(21)矩形阵列有断面为正方形的降噪格孔；展开的降噪网(22)矩形阵列有断面为长方形降噪网孔；降噪格栅(21)、降噪网(22)层叠交替设置且相互固定，降噪单元(2)固定在风筒外壳(1)内，且与风筒外壳(1)之间设置有间隙；还包括锚块(23)，降噪格栅(21)、降噪网(22)均为一层且降噪格栅(21)位于外侧，锚块(23)固定在降噪格栅(21)上且与风筒外壳(1)内壁连接；
风筒外壳(1)内径为四百毫米；降噪格栅(21)厚度为三毫米；降噪格栅(21)的降噪格孔的高度、宽度均为五毫米；降噪格孔的开孔间距为一毫米；降噪网(22)的厚度为零点五毫米；降噪网(22)的降噪网孔的高度零点五毫米、宽度为八毫米，降噪网孔的开孔间距为二毫米；
或者；
风筒外壳(1)内径为六百毫米；降噪格栅(21)厚度为四毫米；降噪格栅(21)的降噪格孔的高度、宽度均为十毫米；降噪格孔的开孔间距为零点五毫米；降噪网(22)的厚度为一毫米；降噪网(22)的降噪网孔的高度为二毫米、宽度为二十毫米，降噪网孔的开孔间距为四毫米；
或者；
风筒外壳(1)内径为二百毫米；降噪格栅(21)厚度为二毫米；降噪格栅(21)的降噪格孔的高度、宽度均为五毫米；降噪格孔的开孔间距为一毫米；降噪网(22)的厚度为一毫米；降噪网(22)的降噪网孔的高度为一点五毫米、宽度为十毫米，降噪网孔的开孔间距为三毫米。
2.根据权利要求1所述的轴流风机风筒降噪结构，其特征是，锚块(23)为至少三个，锚块(23)设置有单向结构(231)；单向结构(231)与风筒外壳(1)的内壁连接，使得降噪单元(2)易于沿风筒外壳(1)的轴心线单向运动。
3.根据权利要求2所述的轴流风机风筒降噪结构，其特征是，锚块(23)断面存在前侧边缘(232)以及后侧边缘(233)，后侧边缘(233)位于前侧边缘(232)、前侧边缘(232)关于竖直平面镜像对称所形成的假想边缘之间；风筒外壳(1)的内径小于等于，锚块(23)到风筒外壳(1)的轴心线的最大距离。
4.根据权利要求2所述的轴流风机风筒降噪结构，其特征是，降噪单元(2)包括第一降噪单元(28)以及第二降噪单元(29)；第一降噪单元(28)的端面与第二降噪单元(29)的端面相抵；第一降噪单元(28)的单向结构(231)、第二降噪单元(29)的单向结构(231)均朝向第一降噪单元(28)与第二降噪单元(29)相抵的面。
5.根据权利要求4所述的轴流风机风筒降噪结构，其特征是，第一降噪单元(28)的轴向长度之和、第二降噪单元(29)的轴向长度之和均为风筒外壳(1)的轴向长度的一半。
6.根据权利要求2所述的轴流风机风筒降噪结构，其特征是，安装部(11)包括安装筒(111)以及连接体(112)；安装筒(111)通过连接体(112)与风筒外壳(1)固定连接，降噪单元(2)设置有与外界连通的让位口(24)，连接体(112)与让位口(24)侧壁贴合。
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