RU2302560C1

RU2302560C1 - Low-noise fan

Info

Publication number: RU2302560C1
Application number: RU2006111636/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Геннадий Васильевич Львов (RU); Геннадий Васильевич Львов; Денис Владимирович Устимов (RU); Денис Владимирович Устимов; Елена Германовна Устимова (RU); Елена Германовна Устимова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-07-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; fans and ventilators.

SUBSTANCE: low-noise fan is made in form of frame on which shaft is installed on supports. Fitted on one end of shaft is fan impeller rigidly secured on shaft which is rotated by electric motor arranged on frame through V-belt drive. Skeleton made up of angle plates is rigidly attached to frame for fastening fan housing with inlet and outlet branch pipes through elastic gaskets. Housings of shaft support are installed on frame through elastic gaskets, and bearings of shaft are installed in housing of support through elastic bushings. Gaskets made of mats type KB-I or KB-2 or other vibration isolating material can be used as elastic vibration isolating gaskets. Bushings made of polyurethane or other vibration isolating elastomers can be used as elastic bushings.

EFFECT: improved efficiency of noise damping owing to increased sound absorption coefficient by increasing surfaces of sound absorption at preservation of overall dimensions of fan set.

6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению.The invention relates to fan building.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является вентилятор в малошумном исполнении по а.с. СССР №1633160, кл. F 04 D 17/00, 1989 г. [прототип], содержащий корпус со звукопоглощающим слоем и встроенный глушитель шума.The closest technical solution in terms of technical nature and the achieved result is a fan in low-noise design according to AS USSR No. 1633160, class F 04 D 17/00, 1989 [prototype], comprising a housing with a sound-absorbing layer and an integrated silencer.

Недостатком технического решения, принятого в качестве прототипа, является сравнительно невысокая эффективность шумоглушения за счет сравнительно невысокого коэффициента звукопоглощения.The disadvantage of the technical solution adopted as a prototype is the relatively low efficiency of sound attenuation due to the relatively low coefficient of sound absorption.

Технический результат - повышение эффективности шумоглушения за счет повышения коэффициента звукопоглощения путем увеличения поверхностей звукопоглощения при сохранении габаритных размеров вентиляционной установки.EFFECT: increased sound attenuation efficiency by increasing the sound absorption coefficient by increasing the sound absorption surfaces while maintaining the overall dimensions of the ventilation unit.

Это достигается тем, что в малошумном вентиляторе, выполненном в виде рамы, на которой в опорах установлен вал, на одном из концов которого расположено рабочее колесо вентилятора, жестко закрепленное валу, причем вал получает вращение через клиноременную передачу от электродвигателя, расположенного на раме, к раме жестко прикреплен каркас из уголков для крепления к нему через упругие прокладки корпуса вентилятора с входным и выходным патрубками, корпусы опор вала установлены на раме через упругие прокладки, а подшипники вала установлены в корпусах опор посредством упругих втулок, причем в качестве упругих виброизолирующих прокладок могут использоваться прокладки, изготовленные из ковриков типа КВ-1 или КВ-2 или другого виброизолирующего материала, а в качестве упругих втулок могут использоваться втулки из полиуретана или других виброизолирующих эластомеров.This is achieved by the fact that in the low-noise fan, made in the form of a frame on which a shaft is mounted in the bearings, at one end of which there is a fan impeller, rigidly fixed to the shaft, and the shaft receives rotation through a V-belt drive from an electric motor located on the frame, to the frame is rigidly attached to the frame from the corners for fastening to it through elastic gaskets of the fan casing with inlet and outlet pipes, the shaft support housings are mounted on the frame through the elastic gaskets, and the shaft bearings are installed in bearing housings by means of elastic bushings, moreover, gaskets made of rugs of the type KV-1 or KB-2 or other vibration-isolating material can be used as elastic vibration-isolating linings, and bushings made of polyurethane or other vibration-isolating elastomers can be used as elastic bushings.

На фиг.1 изображен общий вид малошумного вентилятора, на фиг.2 - его профильная проекция в разрезе.Figure 1 shows a General view of a low-noise fan, figure 2 - its profile projection in section.

Малошумный вентилятор выполнен в виде рамы 1, на которой в опорах 2 установлен вал 3, на одном из концов которого расположено рабочее колесо 4 вентилятора, жестко закрепленное валу 3, причем вал получает вращение через клиноременную передачу от электродвигателя (на чертеже не показано), расположенного на раме 1. К раме 1 жестко прикреплен каркас 5 из уголков для крепления к нему через упругие прокладки 6 корпуса вентилятора 7 с входным 8 и выходным 9 патрубками. Рабочее колесо 4 выполнено сборным, состоящим из диска 10, к которому крепятся лопатки 11. Корпусы опор 2 вала 3 установлены на раме 1 через упругие прокладки 12, а подшипники 13 вала установлены в корпусах опор 2 посредством упругих втулок 14. В качестве упругих виброизолирующих прокладок 6 и 12 могут использоваться прокладки, изготовленные из ковриков типа КВ-1 или КВ-2 или другого виброизолирующего материала. В качестве упругих втулок 14 могут использоваться втулки из полиуретана или других виброизолирующих эластомеров. Корпус вентилятора 7 может быть выполнен из шумопоглощающих полимерных материалов, либо из шумопоглощающих панелей (на чертеже не показано) в виде присоединенной с корпусу перфорированной стенки, имеющей перфорацию, а промежуток между корпусом 7 и стенкой заполнен звукопоглощающим материалом, например из минеральной ваты на базальтовой основе типа "Rockwool", или минеральной ваты типа "URSA", или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа "Повиден".The low-noise fan is made in the form of a frame 1, on which a shaft 3 is mounted in the supports 2, at one end of which a fan impeller 4 is located, rigidly fixed to the shaft 3, and the shaft receives rotation through a V-belt drive from an electric motor (not shown), located on frame 1. A frame 5 of corners is rigidly attached to frame 1 for attachment to it through elastic gaskets 6 of the fan casing 7 with input 8 and output 9 nozzles. The impeller 4 is made prefabricated, consisting of a disk 10, to which the blades are attached 11. The bodies of the bearings 2 of the shaft 3 are mounted on the frame 1 through the elastic gaskets 12, and the bearings 13 of the shaft are installed in the bodies of the bearings 2 by means of elastic bushings 14. As elastic vibration-isolating gaskets 6 and 12, gaskets made of rugs of the type KV-1 or KV-2 or other vibration-isolating material can be used. As elastic sleeves 14, sleeves made of polyurethane or other vibration-isolating elastomers can be used. The fan casing 7 can be made of sound-absorbing polymeric materials, or of sound-absorbing panels (not shown in the drawing) in the form of a perforated wall attached to the casing having perforations, and the gap between the casing 7 and the wall is filled with sound-absorbing material, for example, basalt-based mineral wool type Rockwool, or mineral wool type URSA, or basalt wool type P-75, or glass wool lined with glass wool, or foamed polymer, such as polyethylene or polypropylene, the absorbent element is lined with an acoustically transparent material over its entire surface, for example, fiberglass type EZ-100 or polymer like Poviden.

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5...10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа.As a sound-absorbing material, plates based on aluminum-containing alloys are used, followed by filling them with titanium hydride or air with a density in the range of 0.5 ... 0.9 kg / m ³ with the following strength properties: compressive strength in the range of 5 ... 10 MPa, bending strength within 10 ... 20 MPa.

Корпус 7 вентилятора и внутренняя перфорированная стенка могут быть выполнены из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа "Пурал" толщиной 50 мкм или "Полиэстер" толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм.The fan casing 7 and the inner perforated wall can be made of stainless steel or galvanized sheet 0.7 mm thick with a protective and decorative polymer coating of 50 μm thick or Polyester 25 μm thick, or aluminum sheet 1.0 mm thick and a coating thickness of 25 microns.

В качестве звукопоглощающего материала используются металлокерамика или композитные материалы со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 20...55%.As a sound-absorbing material, cermet or composite materials with a degree of porosity in the range of optimal values: 20 ... 55% are used.

В качестве звукопоглощающего материала используется элемент из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например металлопоролона, пеноалюминия или камня-ракушечника.As a sound-absorbing material, an element of rigid porous sound-absorbing material, for example, metal foam, foam aluminum or shell rock, is used.

Звукопоглощающий материал может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа "Агат", "Антивибрит", "Швим", помещенной в оболочку из звукопрозрачного материала, причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин: 0,2...3,5 мм (на чертеже не показан).Sound-absorbing material can be made in the form of crumbs from solid vibration-damping materials, such as elastomer, polyurethane, or plastic compound such as "Agate", "Anti-Vibrate", "Shvim", placed in a shell of sound-transparent material, and the size of the fractions of the crumb lies in the optimal range of values: 0.2 ... 3.5 mm (not shown in the drawing).

Малошумный вентилятор работает следующим образом.Silent fan operates as follows.

Звуковая энергия от лопаток рабочего колеса 4, пройдя через перфорированную стенку, закрепленную на корпусе 7, попадает на слои звукопоглощающего материала. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглощающего материала, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Коэффициент перфорации перфорированной стенки принимается равным или более 0,25. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглощающего материала предусмотрена стеклоткань, например типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.Sound energy from the blades of the impeller 4, passing through a perforated wall mounted on the housing 7, falls on the layers of sound-absorbing material. The transition of sound energy into thermal energy (dissipation, energy dissipation) occurs in the pores of sound-absorbing material, which is a model of Helmholtz resonators, where energy losses occur due to friction of the mass of air in the resonator’s neck, which oscillates with the excitation frequency, against the wall of the mouth itself, which has view of a branched network of pores of a sound absorber. The perforation coefficient of the perforated wall is taken to be equal to or more than 0.25. To prevent the eruption of soft sound-absorbing material, a fiberglass fabric, for example, type EZ-100, is located between the sound absorber and the perforated wall.

Предложенная авторами установка является эффективным способом борьбы с производственными шумами.The installation proposed by the authors is an effective way to combat industrial noise.

Claims

1. A low-noise fan, made in the form of a frame on which a shaft is mounted in bearings, at one end of which a fan impeller is located, rigidly fixed to the shaft, the shaft receiving rotation through a V-belt drive from an electric motor located on the frame, characterized in that the frame is rigidly attached to the frame from the corners for fastening to it through elastic gaskets of the fan casing with inlet and outlet pipes, and the shaft support housings are mounted on the frame through the elastic gaskets, and the shaft bearings are installed in the support housings by means of elastic bushings, moreover, gaskets made of rugs of the KV-1 or KV-2 type or other vibration-isolating material can be used as elastic vibration-insulating linings, and bushings made of polyurethane or other vibration-isolating elastomers can be used as elastic bushings.

2. The low-noise fan according to claim 1, characterized in that the fan casing is made of sound-absorbing polymeric materials or of sound-absorbing panels in the form of a perforated wall attached to the casing having perforation, and the gap between the casing and the wall is filled with sound-absorbing material, for example, mineral wool on a basaltic basis such as "Rockwool".

3. The low-noise fan according to claim 1, characterized in that plates based on aluminum-containing alloys are used as sound-absorbing material, followed by filling them with titanium hydride or air.

4. The low-noise fan according to claim 1, characterized in that cermet or composite materials with a degree of porosity in the optimum range of 20-55% are used as sound-absorbing material.

5. The low-noise fan according to claim 1, characterized in that as the sound-absorbing material of the casing panels, an element of a rigid porous sound-absorbing material, for example, metal foam, aluminum foam or a shell rock, is used.

6. The low-noise fan according to claim 1, characterized in that the sound-absorbing material of the casing panels is made in the form of crumbs of solid vibration-damping materials, and the size of the fractions of the crumbs lies in the optimal range of values of 0.2-3.5 mm