CN215927930U - 一种降低风机叶频噪声的消声结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低风机叶频噪声的消声结构，包括外壳、套壳、电风机、通风固定管和复合谐振腔，所述外壳、套壳和通风固定管从外至内依次套设配合构成三层管状降噪结构，所述电风机与所述通风固定管的中部固定连接，所述通风固定管的管壁上设置有多个吸声孔且前后两端与所述外壳插接连接，所述套壳与所述外壳滑动连接，所述套壳的内壁上设置有多个大小不同的所述复合谐振腔，所述套壳与所述复合谐振腔配合构成可调谐振降噪结构，本发明中，共振腔在随着套壳旋转时改变相应的位置，从而将风扇旋转产生的叶频噪声进行抵消，可以有效的防止噪音污染从而影响工作人员的身体健康。

Description

一种降低风机叶频噪声的消声结构

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种降低风机叶频噪声的消声结构。

背景技术

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机是中国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，风力发电机，工业风机在运行中产生的噪声较大，对工作人员造成身体损伤，因此需要对风机进行降噪消声处理，从而降低噪音污染。

如申请号为CN202011022300.1公开的一种一种风机降噪结构，包括轴流风机，轴流风机外围设置有用于降低轴流风机噪声的降噪结构，降噪结构底部固定连接有支撑结构，支撑结构内设置有用于降低轴流风机振动的减振结构，降噪结构包括吸收轴流风机噪声的吸声组件和反射轴流风机噪声的反声组件，吸声组件设置在反声组件内侧，吸声组件包括第一吸声层、第二吸声层和第三吸声层，第一吸声层设置在第二吸声层的内侧，第二吸声层设置在第三吸声层内侧，第一吸声层上开设有若干个吸声孔，所述第三吸声层由多块弧板组成，多块所述弧板间隔设置，且以第二吸声层为中心阵列式分布，该装置可以通过多层设置的吸音层实现吸引隔音的效果，但是由于风机随着扇叶转动速度的提升，噪声的音频会产生变化，而该种吸音层只能被动的应对，不能主动调节和变化，导致在不同噪音频率的吸音效果不同。

如申请号为CN202010473105.4公开的一种风机降噪减震装置，包括水平设置的支撑安装板，支撑安装板的上端竖直设置有支撑安装筒，支撑安装板的正下方水平设置有移动安装板，移动安装板的下端四角均设置有转向轮架，转向轮架的下端均设置有移动导轮，所述支撑安装筒的内部设置有固定安装筒，支撑安装筒的内侧等角度设置有若干限位导向安装槽，通过筒状安装结构，并配合等角度设置的液压伸缩结构，对风机进行快速稳定挤压安装，再配合等角度设置的导向弹簧减震和橡胶形变复位抑制震动，使得装置的减震和降噪效果好，配合限位导向安装结构，使得装置能够进行互换性的安装，实现对于不同型号风机的支持，扩大装置的使用范围，该装置通过对振动的缓冲来实现降噪的目的，然而一方面不能应对不同频率噪声的问题，另一方面，该种缓冲结构对于风扇运行过程中产生的横向震动波有较好的缓冲作用，但是对于纵向震动波并没有较好的缓冲，仍然会因为振动引发噪声。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种降低风机叶频噪声的消声结构。

本发明的技术方案是：

一种降低风机叶频噪声的消声结构，包括外壳、套壳、电风机、通风固定管和复合谐振腔，所述外壳、套壳和通风固定管从外至内依次套设配合构成三层管状降噪结构，所述电风机与所述通风固定管的中部固定连接，所述通风固定管的管壁上设置有多个吸声孔且前后两端与所述外壳插接连接，所述套壳与所述外壳滑动连接，所述套壳的内壁上设置有多个大小不同的所述复合谐振腔，所述套壳与所述复合谐振腔配合构成可调谐振降噪结构。

优选的，所述外壳沿长轴方向设置有滑槽，所述外壳上且滑槽外的一侧固定设置有齿条，所述套壳的顶部设置有直角电机和移动齿轮，所述直角电机与所述滑槽滑动连接，所述直角电机与所述移动齿轮固定连接且驱动所述移动齿轮转动，所述移动齿轮与所述齿条啮合，所述直角电机、滑槽、移动齿轮和齿条构成套壳调整结构。

优选的，所述套壳包括基管和分隔筋，所述基管为中空管状结构且内壁设置有螺旋形状的所述分隔筋，所述分隔筋的螺旋间隙中可拆卸设置有多个所述复合谐振腔，所述复合谐振腔的尺寸从大到小沿所述套壳的中轴线依次排列设置。

优选的，所述电风机包括驱动电机、叶片轴、内环叶片、中继环和外环叶片，所述驱动电机与所述叶片轴固定连接，所述叶片轴和中继环同轴设置，多个所述内环叶片圆周设置且连接所述叶片轴和中继环，所述中继环的外部圆周设置有多个所述外环叶片，所述叶片轴、内环叶片、中继环和外环叶片构成多级叶片结构。

优选的，所述外环叶片数量多于所述内环叶片数量，每个所述外环叶片的叶片末端均设置有多个降噪锥。

优选的，所述外壳的前后两端均设置有限位环，所述通风固定管的前后两端均设置有气囊缓冲环，所述气囊缓冲环包括一体成型的弹性缓冲环和气囊环，所述气囊环为中空且内部填充有加压空气的环状结构，所述弹性缓冲环内端与所述气囊环固定连接且外端与所述限位环弹性插接连接，所述限位环和气囊缓冲环配合构成通风固定管缓冲结构。

优选的，所述通风固定管的中部固定设置有风机固定座，所述风机固定座为中心镂空的十字结构，所述驱动电机穿过所述风机固定座的中心，所述风机固定座的每一个分支的横截面均为流线型且流线型圆头的一端指向所述中继环。

优选的，所述复合谐振腔包括壳体、谐振膜和多孔吸波块，所述壳体为顶部开口的中空结构，所述壳体顶部开设有音波孔，所述壳体内部的中部设置有张紧的谐振膜，所述壳体内部的底部设置有多孔吸波块。

优选的，所述谐振膜的上表面阵列设置有多个空泡结构，所述复合谐振腔内还设置有谐振弹簧，所述谐振弹簧的上下端分别与对应的所述谐振膜和多孔吸波块固定连接。

优选的，所述外壳底部设置有多根缓冲支撑杆和多个支撑底座，每根所述缓冲支撑杆均为弹簧杆，每根所述缓冲支撑杆的上端与所述外壳固定连接且下端与对应的所述支撑底座配合弹性连接。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

本发明通过共振腔改变位置的方法，可以抵消不同叶片转动速度产生的振动，从而将风机运行时产生的叶频噪音降低或消除，同时通过气囊缓冲环可以将风扇运行中产生的振动进行缓冲和吸收，避免因风机高速运转时因叶片偏离轴心产生巨大的振动和共振噪声，防止噪音污染从而影响工作人员的身体健康。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的半剖结构示意图；

图3为套壳半剖结构示意图；

图4为风扇叶片结构示意图；

图5为气囊缓冲环结构示意图；

图6为复合谐振腔结构示意图；

图中：1-外壳，2-套壳，3-电风机，4-通风固定管，5-复合谐振腔；

11-滑槽，12-限位环，13-齿条，14-缓冲支撑杆，15-支撑底座；

21-基管，22-分隔筋，23-直角电机，24-移动齿轮；

31-叶片轴，32-内环叶片，33-中继环，34-外环叶片，35-降噪锥，36-驱动电机；

41-气囊缓冲环，411-弹性缓冲环，412-气囊环，42-吸声孔，43-风机固定座；

51-壳体，511-固定筋，512-音波孔，52-谐振膜，521-空泡结构，53-谐振弹簧，54-多孔吸波块。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

实施例一

参照图1和图2所示，一种降低风机叶频噪声的消声结构，包括外壳1、套壳2、电风机3、通风固定管4和复合谐振腔5，外壳1、套壳2和通风固定管4从外至内依次套设配合构成三层管状降噪结构，同时在每层的内壁上还设置有吸音的涂层和结构，电风机3与通风固定管4的中部固定连接，通风固定管4的管壁上设置有多个吸声孔42且前后两端与外壳1插接连接，套壳2与外壳1滑动连接，套壳2的内壁上设置有多个大小不同的复合谐振腔5，套壳2与复合谐振腔5配合构成可调谐振降噪结构。

本发明对风机产生的两种噪音进行抵消和吸收，分别是风机的叶片在转动过程中因快速切割空气产生的高频噪音和因加工精度不足或者安装维护导致叶片和轴心存在偏离进而在运行过程中产生的振动噪音，本装置可以对两种噪音进行多种方法的降噪，从而将噪声降到最低。

实施例二

参照图1和图2所示，与实施例一基本相同，所不同在于，外壳1沿长轴方向设置有滑槽11，外壳1上且滑槽11外的一侧固定设置有齿条13，套壳2的顶部设置有直角电机23和移动齿轮24，直角电机23与滑槽11滑动连接，直角电机23与移动齿轮24固定连接且驱动移动齿轮24转动，移动齿轮24与齿条13啮合，直角电机23、滑槽11、移动齿轮24和齿条13构成套壳2调整结构。

本装置的外壳1设置有声音采集装置和PLC控制器，PLC控制器和直角电机23电连接，PLC控制器接收声音采集装置采集的噪声信息，经过处理发送给直角电机23，控制套壳2的移动，从而有针对性的降低叶片产生的高频噪音。

实施例三

参照图1、图2和图3所示，与实施例二基本相同，所不同在于，套壳2包括基管21和分隔筋22，基管21为中空管状结构且内壁设置有螺旋形状的分隔筋22，分隔筋22的螺旋间隙中可拆卸设置有多个复合谐振腔5，复合谐振腔5的尺寸从大到小沿套壳2的中轴线依次排列设置。

分隔筋22的设置起到降噪的作用，音波冲击分隔筋22然后产生反射，由于套壳2内部设置有螺旋形状的分隔筋22，所以音波会在多次反射后被消耗掉能量，从而降低噪声。

实施例四

参照图1、图2、图3和图4所示，与实施例三基本相同，所不同在于，电风机3包括驱动电机36、叶片轴31、内环叶片32、中继环33和外环叶片34，驱动电机36与叶片轴31固定连接，叶片轴31和中继环33同轴设置，多个内环叶片32圆周设置且连接叶片轴31和中继环33，中继环33的外部圆周设置有多个外环叶片34，叶片轴31、内环叶片32、中继环33和外环叶片34构成多级叶片结构。

叶片轴31、内环叶片32、中继环33和外环叶片34构成多级叶片结构，多级叶片的设计会在中心和外周产生风速不一样的气流，四周的风速快于中心的风速会扰乱气流，从而产生气流先聚拢后发散的效果，出风口单位面积气流的通过量减小，从而降低了噪声。

实施例五

参照图1、图2、图3和图4所示，与实施例四基本相同，所不同在于，外环叶片34数量多于内环叶片32数量，每个外环叶片34的叶片末端均设置有多个降噪锥35，每个降噪锥35均沿该降噪锥35所在圆周的切线设置。

降噪锥35的可以将叶片边缘的涡流破碎，而叶片边缘的涡流就是噪声的来源，通过破碎涡流可以实现降噪的目的。

实施例六

参照图1、图2、图3、图4和图5所示，与实施例五基本相同，所不同在于，外壳1的前后两端均设置有限位环12，通风固定管4的前后两端均设置有气囊缓冲环41，气囊缓冲环41包括一体成型的弹性缓冲环411和气囊环412，气囊环412为中空且内部填充有加压空气的环状结构，弹性缓冲环411内端与气囊环412固定连接且外端与限位环12弹性插接连接，限位环12和气囊缓冲环41配合构成通风固定管4缓冲结构。

由于通风固定管4的前后两端均设置有气囊缓冲环41，风机运行中的振动会被气囊缓冲环41吸收，从而避免产生因振动造成的噪音。

实施例七

参照图1、图2、图3、图4和图5所示，与实施例六基本相同，所不同在于，通风固定管4的中部固定设置有风机固定座43，风机固定座43为中心镂空的十字结构，驱动电机36穿过所述风机固定座43的中心，风机固定座43的每一个分支的横截面均为流线型且流线型圆头的一端指向中继环33，流线型的造型可以有效地降低气流的阻碍，从而降低噪音。

实施例八

参照图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，与实施例七基本相同，所不同在于，复合谐振腔5包括壳体51、谐振膜52和多孔吸波块54，壳体51为顶部开口的中空结构，壳体51顶部开设有音波孔512，壳体51内部的中部设置有张紧的谐振膜52，壳体51内部的底部设置有多孔吸波块54。

复合谐振腔5的设计考虑了对不同频率噪声的降噪，复合谐振腔5的原理来源于赫姆霍兹共振腔，声音进入半封闭腔室后会发生多次反射，反射的过程中能量损耗并最终消失，本装置的复合谐振腔5通过谐振膜52和多孔吸波块54两种方式对音波能量进行吸收，谐振膜52对于中低频的音波具有较好的吸收作用，多孔吸波块54对中高频的音波具有较好的吸收作用，两者结合即可对大多数的音波进行吸收。

实施例九

参照图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，与实施例八基本相同，所不同在于，谐振膜52的上表面阵列设置有多个空泡结构521，复合谐振腔5内还设置有谐振弹簧53，谐振弹簧53的上下端分别与对应的谐振膜52和多孔吸波块54固定连接，壳体51的外壁上还固定设置有环状弹性的固定筋511，壳体51通过固定筋511与套壳2可拆卸连接。

空泡结构521类似于颗粒，音波在颗粒中间反射多次能量就会被吸收，从而降低噪音，谐振弹簧53的目的也是为了吸收振动产生的能量，从而将音波吸收。

实施例十

参照图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，与实施例九基本相同，所不同在于，外壳1底部设置有多根缓冲支撑杆14和多个支撑底座15，每根缓冲支撑杆14均为弹簧杆，每根缓冲支撑杆14的上端与外壳1固定连接且下端与对应的支撑底座15配合弹性连接。

缓冲支撑杆14与支撑底座15弹性连接可以进一步缓冲和吸收振动，缓冲支撑杆14与气囊缓冲环41结合可以有效地吸收振动能量从而减少和避免振动噪声的产生。

工作原理：

本发明对风机产生的两种噪音进行抵消和吸收，分别是风机的叶片在转动过程中因快速切割空气产生的高频噪音和因加工精度不足或者安装维护导致叶片和轴心存在偏离进而在运行过程中产生的振动噪音。

下面对两种噪音分别讨论：

1.针对加工精度或安装维护导致的振动噪音：本发明通过设置多重缓冲装置来实现降低噪音的目的，当叶片带动电风机3产生振动，进而带动通风固定管4产生振动，由于通风固定管4的前后两端均设置有气囊缓冲环41，振动会被气囊缓冲环41吸收，从而避免产生因振动造成的噪音，如果振动加剧，由于外壳1的底部还设置有缓冲支撑杆14，缓冲支撑杆14与支撑底座15弹性连接可以进一步缓冲和吸收振动，两者结合可以有效地吸收振动能量从而减少和避免振动噪声的产生。

2.针对风机叶片快速切割空气产生的噪音：本装置通过多种方式来实现降低噪音的目的：

本装置有外壳1、套壳2和通风固定管4三层隔音结构，同时在每层的内壁上还设置有吸音的涂层和结构，从而可以将噪音隔绝在内部，不向四周发散。

本装置还根据叶片转动的速度设计了套壳2来针对性的吸收和抵消中高频噪声，由于复合谐振腔5的尺寸从大到小沿套壳2的中轴线依次排列设置，所以可以通过移动套壳2来实现针对性的降噪，本装置的外壳1设置有声音采集装置和PLC控制器，PLC控制器和直角电机23电连接，PLC控制器接收声音采集装置采集的噪声信息，经过处理发送给直角电机23，控制套壳2的移动，从而有针对性的降低叶片产生的高频噪音。

本装置的叶片也经过特殊设计，叶片轴31、内环叶片32、中继环33和外环叶片34构成多级叶片结构，多级叶片的设计会在中心和外周产生风速不一样的气流，四周的风速快于中心的风速会扰乱气流，从而产生气流先聚拢后发散的效果，出风口单位面积气流的通过量减小，从而降低了噪声。

叶片的边缘还设置了降噪锥35，降噪锥35的可以将叶片边缘的涡流破碎，而叶片边缘的涡流就是噪声的来源，通过破碎涡流可以实现降噪的目的。

复合谐振腔5的设计也考虑了对不同频率噪声的降噪，复合谐振腔5的原理来源于赫姆霍兹共振腔，声音进入半封闭腔室后会发生多次反射，反射的过程中能量损耗并最终消失，本装置的复合谐振腔5通过谐振膜52和多孔吸波块54两种方式对音波能量进行吸收，谐振膜52对于中低频的音波具有较好的吸收作用，配合谐振弹簧53可以有效地将中低频音波吸收，多孔吸波块54对中高频的音波具有较好的吸收作用，两者结合即可对大多数的音波进行吸收。

分隔筋22的设置也可以起到降噪的作用，音波冲击分隔筋22然后产生反射，由于套壳2内部设置有螺旋形状的分隔筋22，所以音波会在多次反射后被消耗掉能量，从而降低噪声。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低风机叶频噪声的消声结构，包括外壳、套壳、电风机、通风固定管和复合谐振腔，其特征在于：所述外壳、套壳和通风固定管从外至内依次套设配合构成三层管状降噪结构，所述电风机与所述通风固定管的中部固定连接，所述通风固定管的管壁上设置有多个吸声孔且前后两端与所述外壳插接连接，所述套壳与所述外壳滑动连接，所述套壳的内壁上设置有多个大小不同的所述复合谐振腔，所述套壳与所述复合谐振腔配合构成可调谐振降噪结构。

2.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述外壳沿长轴方向设置有滑槽，所述外壳上且滑槽外的一侧固定设置有齿条，所述套壳的顶部设置有直角电机和移动齿轮，所述直角电机与所述滑槽滑动连接，所述直角电机与所述移动齿轮固定连接且驱动所述移动齿轮转动，所述移动齿轮与所述齿条啮合，所述直角电机、滑槽、移动齿轮和齿条构成套壳调整结构。

3.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述套壳包括基管和分隔筋，所述基管为中空管状结构且内壁设置有螺旋形状的所述分隔筋，所述分隔筋的螺旋间隙中可拆卸设置有多个所述复合谐振腔，所述复合谐振腔的尺寸从大到小沿所述套壳的中轴线依次排列设置。

4.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述电风机包括驱动电机、叶片轴、内环叶片、中继环和外环叶片，所述驱动电机与所述叶片轴固定连接，所述叶片轴和中继环同轴设置，多个所述内环叶片圆周设置且连接所述叶片轴和中继环，所述中继环的外部圆周设置有多个所述外环叶片，所述叶片轴、内环叶片、中继环和外环叶片构成多级叶片结构。

5.根据权利要求4所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述外环叶片数量多于所述内环叶片数量，每个所述外环叶片的叶片末端均设置有多个降噪锥。

6.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述外壳的前后两端均设置有限位环，所述通风固定管的前后两端均设置有气囊缓冲环，所述气囊缓冲环包括一体成型的弹性缓冲环和气囊环，所述气囊环为中空且内部填充有加压空气的环状结构，所述弹性缓冲环内端与所述气囊环固定连接且外端与所述限位环弹性插接连接，所述限位环和气囊缓冲环配合构成通风固定管缓冲结构。

7.根据权利要求4所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述通风固定管的中部固定设置有风机固定座，所述风机固定座为中心镂空的十字结构，所述驱动电机穿过所述风机固定座的中心，所述风机固定座的每一个分支的横截面均为流线型且流线型圆头的一端指向所述中继环。

8.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述复合谐振腔包括壳体、谐振膜和多孔吸波块，所述壳体为顶部开口的中空结构，所述壳体顶部开设有音波孔，所述壳体内部的中部设置有张紧的谐振膜，所述壳体内部的底部设置有多孔吸波块。

9.根据权利要求8所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述谐振膜的上表面阵列设置有多个空泡结构，所述复合谐振腔内还设置有谐振弹簧，所述谐振弹簧的上下端分别与对应的所述谐振膜和多孔吸波块固定连接，所述壳体的外壁上还固定设置有环状弹性的固定筋，所述壳体通过所述固定筋与所述套壳可拆卸连接。

10.根据权利要求1所述的一种降低风机叶频噪声的消声结构，其特征在于，所述外壳底部设置有多根缓冲支撑杆和多个支撑底座，每根所述缓冲支撑杆均为弹簧杆，每根所述缓冲支撑杆的上端与所述外壳固定连接且下端与对应的所述支撑底座配合弹性连接。

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