CN220185366U - 一种低噪声罗茨鼓风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低噪声罗茨鼓风机，其设有机壳，机壳的上端设有进气口，机壳的下端一侧设有排气口，机壳的内部设有一套叶轮，叶轮的外表面的凹槽段与机壳远离进气口和排气口的内壁之间形成封闭腔，位于机壳的一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部，机壳降噪延伸部继续向内侧延伸设有隔断，位于机壳的另一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向又延伸设有机壳降噪延伸部，机壳降噪延伸部继续向内侧又延伸设有隔断，隔断上间隔设有多个降噪回流口。其解决了现有的罗茨鼓风机排气时噪声较大的技术问题。本实用新型的罗茨风机结构简单噪声低。

Description

一种低噪声罗茨鼓风机

技术领域

本实用新型涉及一种罗茨鼓风机降噪的技术领域，特别是涉及一种低噪声罗茨鼓风机。

背景技术

罗茨鼓风机是一种容积式强制输气设备，由于其结构简单，使用维修方便，不需要内部润滑，在使用压力范围内排气量几乎不变，容积效率高，具有输送介质不含油等特性，因此在国民经济各部门得到广泛应用。

作为容积式输气设备，罗茨鼓风机排气时由于高压气体回流冲击所产生的气体动力性噪声较大，也成为其一大缺点。

目前，罗茨鼓风机降噪的主要方法，是采用在罗茨鼓风机的进出口加装消声器来降低气动性噪声，消声器一般分为阻式消声器和抗式消声器。阻式消声器主要依靠内部的吸声材料进行消声，吸声材料对中高频噪声吸收效果较好，但是对低频噪声吸声系数较低。抗式消声器的消声对消声的频率范围又有选择性，且消声频率范围相对较窄，难以适应罗茨鼓风机多转速的需求。

实用新型内容

本实用新型就是针对现有的罗茨鼓风机排气时噪声较大，同时阻式消声器吸声材料对中高频噪声吸收效果较好，对低频噪声吸声系数较低，抗式消声器消声频率范围相对较窄的技术问题，提供一种低噪声罗茨鼓风机，进一步改善罗茨鼓风机排气时由于高压气体回流冲击所产生的气体动力性噪声较大的技术问题。

为此，本实用新型的技术方案是，一种低噪声罗茨鼓风机，设有机壳，机壳的上端设有进气口，机壳的下端一侧设有排气口，机壳的内部设有一套叶轮，叶轮的外表面的凹槽段与机壳远离进气口和排气口的内壁之间形成封闭腔，位于机壳的一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部，机壳降噪延伸部继续向内侧延伸设有隔断，位于机壳的另一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向又延伸设有机壳降噪延伸部，机壳降噪延伸部继续向内侧又延伸设有隔断，隔断上间隔设有多个降噪回流口。

优选地，两侧的隔断相连接处设有回流高压气体释放口。

优选地，机壳的两侧内腔体设有的机壳降噪延伸部和隔断分别对称。

优选地，每个隔断上间隔设有6个降噪回流口，此时风机转速1450r/min，风机叶轮为两叶片。

优选地，降噪回流口的宽度为10mm-12mm，相邻两个降噪回流口之间的间距距离为10mm-12mm，回流高压气体释放口的宽度为降噪回流口的宽度的两倍。

优选地，降噪回流口沿叶轮轴向方向的开口长度比叶轮的长度短。

优选地，叶轮的外圆周表面与机壳降噪延伸部和隔断的内壁表面设有渐变间隙结构。

优选地，渐变间隙位于隔断的最末端的间隙最大，设置成5mm-8mm。

本实用新型的有益效果是，由于位于机壳的一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部，机壳降噪延伸部继续向内侧又延伸设有隔断，隔断上间隔设有多个降噪回流口，改变了高压气体回流的冲击频率，其气动性噪声的中心频率，该中心频率进入了中高频噪声的频率范围，阻式消声器的消声效果得到了很大的提升。

可以根据电机的转速和罗茨风机叶轮的叶片的个数，计算合适的降噪回流口的数量，从而改变气动性噪声的中心频率值，使该频率值落入中高频噪声的频率范围，从而提升阻式消声器的消声效果，降低罗茨风机运转时的噪声。

又因为回流高压气体释放口的设计，比降噪回流口的宽度大，当回流高压气体回流至原封闭腔中，原封闭腔内部的压力达到平衡，压力又开始升高时，回流高压气体释放口可以快速将原封闭腔内部的压力释放，随着高压气体排出，在降低罗茨风机的噪声的同时，又保证罗茨风机的运转效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例示意图；

图2是本实用新型的一种实施例的剖视示意图；

图3是图1中Z处放大图；

图4是降噪回流口部分的俯视示意图；

图5是降噪回流口和回流高压气体释放口的结构布局示意图；

图6是叶轮的外圆周表面与机壳降噪延伸部和隔断的内壁表面的渐变间隙结构示意图。

图中符号说明：

1.机壳；2.排气口；3.高压气体；4.回流高压气体；5.叶轮；6.封闭腔；7.隔断；8.降噪回流口；9.机壳降噪延伸部；10.进气口；11.回流高压气体释放口；12.原封闭腔；13.叶轮外工作表面的轨迹线；14.渐变间隙。

具体实施方式

我们知道，罗茨鼓风机气动性噪声的产生是由风机排气口2的高压气体3回流冲击产生的。高压气体3的回流不是连续的，而是随着每次叶轮5与机壳1组成的封闭腔6与排气口2连通后，排气口2的高压气体3就会回流到压力低的原封闭腔12部分，随着叶轮5的不断旋转，高压气体3便一次次的回流冲击，高压气体3的回流的冲击频率就构成了排气口2的气体的气动性噪声的中心频率。

如图1-6是本实用新型一种低噪声罗茨鼓风机的实施例，图2中可以看到，该低噪声罗茨鼓风机，设有机壳1，机壳1的上端设有进气口10，机壳1的下端一侧设有排气口2，机壳1的内部设有一套叶轮5，叶轮5的外表面的凹槽段与机壳1远离进气口10和排气口2的内壁之间形成封闭腔6，位于机壳1的一侧内腔底端向机壳1的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部9，机壳降噪延伸部9继续向内侧延伸设有隔断7，位于机壳1的另一侧内腔底端向机壳1的内腔中心方向又延伸设有机壳降噪延伸部9，机壳降噪延伸部9继续向内侧又延伸设有隔断7，隔断7上间隔设有多个降噪回流口8。

图5中可以看到，两侧的隔断7相连接处设有回流高压气体释放口11。

该实施例中，机壳1的两侧内腔体设有的机壳降噪延伸部9和隔断7分别对称，这样对称的结构，能够更平稳地改善回流高压气体4回流时的中心频率，从而改善罗茨风机工作时的气动性噪声的中心频率，达到平稳控制中心频率的目的。

我们通过一个实例来说明本实用新型的应用方法，我们以罗茨鼓风机的一个工况为例，计算其气动性噪声的中心频率，假设风机转速1450r/min,风机叶轮5为两个叶片，则风机每转一圈，高压气体3回流的次数为4次，则气动性噪声的中心频率f＝1450*4/60＝96Hz。其明显处于低频噪声范围之内。吸声材料对于低频噪声的吸声系数是较低的，而对于中高频噪声的吸声系数较高，因此，阻式消声器对罗茨鼓风机排气口的降噪效果就不理想。

通过在机壳1的排气口2处增加隔断7，使封闭腔6与排气口2连通的时候，高压气体3的回流不是一次性的，而是随着封闭腔6与机壳1排气口2上的开口依次接触，回流高压气体4也是一次次的对封闭腔6内的气体进行回流冲击，这样就人为的提高了回流冲击的次数，回流冲击的次数直接决定排气口噪声的中心频率。

针对以上例子，我们在每个隔断7上间隔设有6个降噪回流口8，这样，原排气噪声的中心频率F为以上示例的中心频率f的6倍，也就是576Hz,这个频率已经进入了中高频噪声的频率范围，阻式消声器的消声效果将得到很大的提升，能够有效降低罗茨鼓风机排气口的噪声。因为在噪声频谱中，350Hz以下称为低频，350Hz-1000Hz称为中频，1000Hz以上称为高频，600Hz基本在中频范围的中间，所以阻式消声器的消声效果就有改善，就能有效降低罗茨鼓风机排气口的噪声。

该实施例中，在每个隔断7上间隔设有6个降噪回流口8，可以很好地满足风机转速1450r/min，风机叶轮5为两叶片的罗茨风机使用。

经过实验验证，该实施例中，降噪回流口8的宽度为10mm-12mm，相邻两个降噪回流口8之间的间距距离为10mm-12mm，回流高压气体释放口11的宽度为降噪回流口8的宽度的两倍，这样的设计最优化，能够达到极佳的降噪效果。

本实施中，降噪回流口8沿叶轮5轴向方向的开口长度比叶轮5的长度短，一般单边短4mm-5mm，整体长度短10mm左右，保证高压气体3平稳工作，回流高压气体4能够按照设置的流体运转通道平稳回流和排出。

本实施例中，由于位于机壳1的一侧内腔底端向机壳1的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部9，机壳降噪延伸部9继续向内侧又延伸设有隔断7，隔断7上间隔设有多个降噪回流口8，改变了高压气体回流的冲击频率，其气动性噪声的中心频率，该中心频率进入了中高频噪声的频率范围，阻式消声器的消声效果得到了很大的提升。

本实施中，又因为回流高压气体释放口11的设计，比降噪回流口8的宽度大，当回流高压气体4回流至原封闭腔12中，原封闭腔12内部的压力达到平衡，压力又开始升高时，回流高压气体释放口11可以快速将原封闭腔12内部的压力释放，随着高压气体3排出，在降低罗茨风机的噪声的同时，又保证罗茨风机的运转效率。

该实施中的例子，可以根据电机的转速和罗茨风机叶轮5的叶片的个数，计算合适的降噪回流口8的数量，从而改变气动性噪声的中心频率值，使该频率值落入中高频噪声的频率范围，从而提升阻式消声器的消声效果，降低罗茨风机运转时的噪声。

因此，在特定的罗茨风机的参数下，要进行计算后，确定降噪回流口8的数量，从而达到降噪的结构设计。

这里给出计算方法如下：

步骤(1)：(风机转速*风机叶轮的叶片的数量*2倍)/60，得出数值1；也就是将风机转速*风机叶轮的叶片的数量*2倍得出的数值与60的比值，得出数值1的值；

步骤(2)：中高频的目标频率值(Hz)/数值1，得出数值2；也就是中高频的目标频率值(单位Hz)与数值1的比值，得出数值2的值；

步骤(3)：将步骤(2)的得数取整，得出数值3，该数值3即为每个隔断上间隔设有的降噪回流口的数量，该步骤的数值取整数时，是大于该数值取整。例如，如果得出的数值为6.2，则取整数值为7，如果得出的数值为5.8，则取整数值为6。

步骤(2)中的目标频率值一般取高于500Hz值，这样调整后的噪声频率就进入到希望的中高频噪声的频率范围，达到吸声降噪的效果，和可以根据选择的消声器的性能特点，确定中高频的目标频率值，例如可以选择计算时为550Hz、600Hz、800Hz、1000Hz等等数值，只要最后根据计算和实验测试达到降噪的目标值，就可以确定定型这样的设计。

图6中还可以看到，叶轮5的外圆周表面与机壳降噪延伸部9和隔断7的内壁表面的设计是渐变间隙结构，图中可以看到叶轮外工作表面的轨迹线13，该轨迹线13与机壳降噪延伸部9和隔断7的内壁表面之间设有渐变间隙14，该渐变间隙14位于隔断7的最末端的间隙最大，一般设置成5mm-8mm之间，而靠近机壳降噪延伸部9的内表面的渐变间隙14最小，也就是说，当叶轮5运刚刚转到靠近机壳降噪延伸部9的内表面时，渐变间隙14最小，当远离隔断7的最末端时的间隙最大，这种渐变间隙14的设置，可以消除叶轮5在运转时与机壳降噪延伸部9和隔断7之间的配合产生的微气流振动，也可以消除回流高压气体4在快速回流到原封闭腔12和释放到排气口2的转换时，产生的微气流振动，也有利于降低罗茨风机运转时产生的额外的振动噪声。

该实施例通过简单的在罗茨鼓风机机壳1的结构上增加一些设计，从而改变罗茨鼓风机噪声频谱特性，从而实现罗茨鼓风机更好的降噪，其方法简单，结构简单，制造成本低，是一种适合的降噪方法，具有极高的推广价值。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种低噪声罗茨鼓风机，其特征是：设有机壳，所述机壳的上端设有进气口，所述机壳的下端一侧设有排气口，所述机壳的内部设有一套叶轮，所述叶轮的外表面的凹槽段与机壳远离进气口和排气口的内壁之间形成封闭腔，位于所述机壳的一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向延伸设有机壳降噪延伸部，所述机壳降噪延伸部继续向内侧延伸设有隔断，位于所述机壳的另一侧内腔底端向机壳的内腔中心方向又延伸设有机壳降噪延伸部，所述机壳降噪延伸部继续向内侧又延伸设有隔断，所述隔断上间隔设有多个降噪回流口。

2.根据权利要求1所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：两侧的隔断相连接处设有回流高压气体释放口。

3.根据权利要求1所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：所述机壳的两侧内腔体设有的机壳降噪延伸部和隔断分别对称。

4.根据权利要求1所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：每个隔断上间隔设有6个降噪回流口，此时风机转速1450r/min，所述叶轮为两叶片。

5.根据权利要求2所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：所述降噪回流口的宽度为10mm-12mm，相邻两个降噪回流口之间的间距距离为10mm-12mm，所述回流高压气体释放口的宽度为降噪回流口的宽度的两倍。

6.根据权利要求1所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：所述降噪回流口沿叶轮轴向方向的开口长度比叶轮的长度短。

7.根据权利要求1所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：所述叶轮的外圆周表面与机壳降噪延伸部和隔断的内壁表面设有渐变间隙结构。

8.根据权利要求7所述的一种低噪声罗茨鼓风机，其特征在于：所述渐变间隙结构位于隔断的最末端的间隙最大，设置成5mm-8mm。