專利名稱：具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種離心風(fēng)機(jī)，特別是涉及一種具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前離心風(fēng)機(jī)都是由風(fēng)機(jī)與蝸殼組成，其離心風(fēng)機(jī)的噪聲公害問(wèn)題不僅引起了環(huán)保部門的關(guān)注，而且也引起了風(fēng)機(jī)制造廠和使用單位的高度重視。為了消除風(fēng)機(jī)的噪聲人們?cè)陲L(fēng)機(jī)的蝸殼上敷設(shè)編織性纖維吸聲材料，這樣可以達(dá)到一定的吸聲效果。但是，蝸殼內(nèi)所敷設(shè)的纖維性吸聲材料一般在有限厚度條件下(通常由于風(fēng)機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)、尺寸所限)只適用于中、高頻噪聲的降噪，不易降低風(fēng)機(jī)的低頻峰值噪聲，另一方面纖維性吸聲材料很容易被風(fēng)吹出，纖維性吸聲材料吸入人體對(duì)人體健康是有害的。因此探尋降低離心葉輪機(jī)械氣動(dòng)輻射噪聲的方法、發(fā)展高效低噪聲離心風(fēng)機(jī)已成為急待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于通過(guò)對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行敷設(shè)柔性管束穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)處理，以期降低離心葉輪機(jī)械噪聲中占主導(dǎo)地位的的兩類主要輻射噪聲(葉輪與蝸舌相互作用產(chǎn)生的葉片通過(guò)頻率及其諧波旋轉(zhuǎn)離散噪聲和渦流寬帶噪聲)，拓寬吸聲頻帶，增強(qiáng)對(duì)風(fēng)機(jī)中、低頻噪聲的吸聲量，同時(shí)克服了纖維性吸聲材料被風(fēng)吹出，且對(duì)人身健康和環(huán)境污染的缺點(diǎn)；從而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、降噪效果好的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，包括一安裝有風(fēng)機(jī)葉輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、蝸殼、外殼，風(fēng)機(jī)外殼通過(guò)法蘭與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相聯(lián)，其特征是還包括在蝸殼上設(shè)置管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)；所述的管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)包括一由穿孔板、底板和兩側(cè)板三者組成封閉空腔、及置于所述的封閉空腔內(nèi)的管子排列成的管束，每一根管子與穿孔板上的小孔直徑相同，且每一根管子的一開(kāi)口端插入穿孔板上的孔洞內(nèi)；并與之固定，另一端為開(kāi)口端或封閉端，直接放置于封閉空腔內(nèi)，其長(zhǎng)度至少為所述的封閉空腔的腔深的0.5倍。
其中離心風(fēng)機(jī)的蝸殼作為穿孔板，所述的穿孔板、底板和兩側(cè)板三者組成封閉空腔其腔深D＝10～500mm。
所述的穿孔板厚度t＝0.5～10mm，穿孔板上的小孔的排列一般為三角形排列或正方形排列，其小孔孔徑d＝0.4～20mm，穿孔率σ＝0.5％～50％。
所述的管束為彎曲的柔性管束或可彎曲的硬質(zhì)管，柔性管束的長(zhǎng)度不受穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)腔深的限制(可設(shè)計(jì)成長(zhǎng)短不一，以調(diào)諧共振頻率和改變不同頻率下的吸聲系)，其管束長(zhǎng)度可遠(yuǎn)大于腔深。該結(jié)構(gòu)利用管腔耦合共振吸聲原理，增大其吸聲系數(shù)和聲阻，同時(shí)拓寬其吸聲頻帶。柔性管束的長(zhǎng)度不受穿孔板腔深的限制。若管束為柔性管束(如橡膠管、塑料管等)，則管束開(kāi)口端一般無(wú)需固定；若管束為可彎曲的硬質(zhì)管(如金屬管、玻璃管及有機(jī)玻離管、陶瓷管等)，則管束開(kāi)口端及管束中間位置為避免管束振動(dòng)，可以適當(dāng)方式加以固定。
所述的空腔內(nèi)各管子與穿孔板的各個(gè)小孔相連，其連接方式可為粘接、焊接卡合、鑲嵌和通過(guò)固定件連接均可。
本實(shí)用新型提供的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)(包括管束式微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu))的離心風(fēng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，其突出特點(diǎn)在于可以減小穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)共振腔腔深的尺寸，并能實(shí)現(xiàn)保持較高的吸聲性能。穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)空腔深度的減小，就為管束式穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)在離心風(fēng)機(jī)這種吸聲空間受到限制的環(huán)境中的應(yīng)用提供了條件和可能。
通過(guò)對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行敷設(shè)柔性管束穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)處理，以期降低離心風(fēng)機(jī)的輻射噪聲。離心風(fēng)機(jī)蝸殼上安裝的管束穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)如圖1所示。
本實(shí)用新型的吸聲原理是應(yīng)用柔性管束穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行的吸聲處理，柔性管束穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)將細(xì)長(zhǎng)管共振和空腔共振結(jié)合起米，細(xì)長(zhǎng)管束內(nèi)透入聲波后，一方面，空氣分子振動(dòng)時(shí)在管束內(nèi)與管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，空氣中的粘滯阻尼使聲能變?yōu)闊崮埽涣硪环矫?，?xì)長(zhǎng)管束本身有一定的共振頻率，當(dāng)入射聲波的頻率與管束共振頻率接近時(shí)引起共振，管束內(nèi)空氣柱往復(fù)振動(dòng)，聲能被粘滯阻尼轉(zhuǎn)化為熱能；再一方面，空腔系統(tǒng)本身亦存在共振頻率，從管束透入空腔的聲波頻率與空腔共振頻率一致時(shí)，再次引起共振，管束內(nèi)空氣柱再次往復(fù)振動(dòng)，聲能又被粘滯阻尼轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉。由于管束較長(zhǎng)，可遠(yuǎn)大于穿孔板腔深，管束內(nèi)參與往復(fù)運(yùn)動(dòng)并受到粘滯阻尼的空氣柱較傳統(tǒng)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)小孔內(nèi)的空氣柱要多，聲阻要大，并且受到兩個(gè)共振頻率的激勵(lì)，不僅其吸收系數(shù)較傳統(tǒng)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)要大，而且其吸聲頻帶也要寬。該吸聲結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)管束一方面增加了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻，提高了吸聲系數(shù)，另一方面使得共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率向低頻方向移動(dòng)，從而增加了低頻吸聲效果。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的應(yīng)用柔性管束穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)離心式通風(fēng)機(jī)的機(jī)匣包括蝸舌部位進(jìn)行聲學(xué)處理，離心風(fēng)機(jī)大大地降低離心葉輪機(jī)械噪聲中占主導(dǎo)地位的的兩類主要輻射噪聲，拓寬吸聲頻帶，增強(qiáng)對(duì)風(fēng)機(jī)中、低頻噪聲的吸聲量，細(xì)長(zhǎng)管束的嵌入一方面大大增加了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻，提高了吸聲系數(shù)，另一方面使得共振頻率向低頻移動(dòng)，同時(shí)細(xì)長(zhǎng)管束的管共振與穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的腔共振相互耦合作用從而拓寬了傳統(tǒng)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶。利用柔性管束可對(duì)共振峰和吸聲頻帶進(jìn)行調(diào)制。從風(fēng)機(jī)降噪前后頻譜對(duì)比不難看出不僅旋轉(zhuǎn)離散噪聲分量得到降低，而且渦流寬帶噪聲也得到抑制。同時(shí)由于風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)側(cè)曲率和蝸舌曲率半徑保持不變，因此原型風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性能開(kāi)未受到較大的影響。同時(shí)克服了纖維性吸聲材料被風(fēng)吹出對(duì)人和環(huán)境造成的污染；該離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、降噪效果好，如圖3-5所示。


圖1.本實(shí)用新型的管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)示意圖圖2.本實(shí)用新型的蝸殼上設(shè)置管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的剖面圖圖3.本實(shí)用新型進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理前后，離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口上方45°方向1m處測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程噪聲譜對(duì)比；圖中—實(shí)線為處理前(進(jìn)氣口)圖中.......虛線為處理后(進(jìn)氣口)
圖4.本實(shí)用新型進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理前后，離心風(fēng)機(jī)出口上方45°方向1m處測(cè)點(diǎn)1/3倍頻程噪聲譜對(duì)比；圖中—實(shí)線為處理前(排氣口)圖中.......虛線為處理后(排氣口)圖5.本實(shí)用新型進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理前后，離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能對(duì)比；圖中—實(shí)線為處理前圖中.......虛線為處理后圖面說(shuō)明如下1-穿孔板(離心風(fēng)機(jī)蝸殼) 2-管子3-風(fēng)機(jī)葉輪 4-風(fēng)機(jī)外殼5-錐臺(tái) 6-底板7-小孔具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例按圖1的管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)和圖2所示的離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)制作，用離心風(fēng)機(jī)蝸殼做為穿孔板1，穿孔板1與底板6的兩側(cè)用側(cè)板密封，穿孔板1厚度t＝0.5或10mm，穿孔板1上所穿的小孔7孔徑d＝0.4～20mm均可以，穿孔率σ＝0.5％～50％；其中小孔7的排列為三角形排列。細(xì)長(zhǎng)管2用橡膠管，橡膠管的直徑與小孔7孔徑d＝0.4～20mm相同，每一根管子2的一開(kāi)口端套在穿孔板1上的孔洞上的錐臺(tái)5上，并與之黏結(jié)固定，另一端為開(kāi)口端，直接放置于封閉空腔內(nèi)，其長(zhǎng)度為封閉空腔的腔深的0.5倍。風(fēng)機(jī)葉輪3同電機(jī)軸相連、風(fēng)機(jī)外殼4通過(guò)法蘭與電機(jī)相聯(lián)，穿孔板1與風(fēng)機(jī)外殼4之間的腔深D＝10～500mm，該空腔深度隨蝸殼彎曲而有所變化。
實(shí)施例2小型離心通風(fēng)機(jī)的電機(jī)輸入功率為60W，轉(zhuǎn)速為630轉(zhuǎn)/分。風(fēng)量400m3/h，葉輪直徑為180mm.葉片數(shù)為57。管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)為柔性細(xì)長(zhǎng)管2內(nèi)徑di＝2.2mm，柔性長(zhǎng)管用塑料管，其長(zhǎng)度l＝450mm，穿孔板厚度t＝1.2mm，小孔孔徑d＝2.2mm，穿孔率σ＝3.5％，其中小孔的排列為正方形排列；由于離心風(fēng)機(jī)方形外殼內(nèi)蝸殼的曲率變化，因此空腔深度D是變化的，從10mm到110mm。
分別在半消聲室內(nèi)和風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行一系列聲學(xué)和氣動(dòng)性能試驗(yàn)研究。對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理前后，離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口上方45°方向1m處測(cè)點(diǎn)的1/3倍頻程噪聲譜對(duì)比分別如圖3和圖4所示。離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口上方45°方向1m處測(cè)點(diǎn)的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)由原先44.5dBA降至41.8dBA，管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)嵌入引起的降噪量為2.7dB。離心風(fēng)機(jī)出口上方45°方向1m處測(cè)點(diǎn)的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)由原先44.0dBA降至41.9dBA，管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)嵌入引起的降噪量為2.1dB。
原型離心風(fēng)機(jī)的聲功率級(jí)為50.1dBA，在對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理后，離心風(fēng)機(jī)的聲功率級(jí)降至47.6dBA。
通過(guò)風(fēng)機(jī)降噪前后頻譜對(duì)比不難看出對(duì)離心風(fēng)機(jī)蝸殼進(jìn)行敷設(shè)管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)處理后，不僅旋轉(zhuǎn)離散噪聲分量得到降低，而且渦流寬帶噪聲也得到一定程度的抑制。同時(shí)由于風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)側(cè)曲率和蝸舌曲率半徑保持不變，因此原型風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性能并未受到較大的影響，如圖5所示。
權(quán)利要求1.一種具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，包括一安裝有風(fēng)機(jī)葉輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、蝸殼、外殼，風(fēng)機(jī)葉輪同電機(jī)軸相連、外殼通過(guò)法蘭與電機(jī)相聯(lián)，其特征是還包括在蝸殼上設(shè)置管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)包括一由穿孔板、底板和兩側(cè)板三者組成封閉空腔、及設(shè)置于所述的封閉空腔內(nèi)的管子排列成的管束，每一根管子與穿孔板上的小孔直徑相同，且每一根管子的一開(kāi)口端插入穿孔板上的孔洞內(nèi)；并與之固定，另一端為開(kāi)口端或封閉端，直接放置于封閉空腔內(nèi)，其長(zhǎng)度至少為所述的封閉空腔的腔深的0.5倍。
3.按權(quán)利要求2所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是其穿孔板、底板和兩側(cè)板三者組成封閉空腔的腔深D＝10～500mm。
4.按權(quán)利要求2所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的穿孔板厚度為0.5～10mm，穿孔板上的小孔的排列為三角形排列或正方形排列，其小孔孔徑為0.4～20mm，穿孔率σ0.5％～50％。
5.按權(quán)利要求2所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的管束為彎曲的柔性管束或可彎曲的硬質(zhì)管，柔性管束的長(zhǎng)度不受穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)腔深的限制。
6.按權(quán)利要求2、5所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的管束包括橡膠管、塑料管柔性管束，管束一端與穿孔板上的小孔連接，另一端為開(kāi)口端，無(wú)需固定。
7.按權(quán)利要求2、5所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的管束為可彎曲金屬管、玻璃管、有機(jī)玻璃管或陶瓷管的硬質(zhì)管，管束一端與穿孔板上的小孔連接，另一端固加以固定。
8.按權(quán)利要求2所述的具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)，其特征是所述的管束一端與穿孔板上的小孔連接，其連接方式為粘接、焊接、卡合、鑲嵌或通過(guò)固定件連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的離心風(fēng)機(jī)。它包括一安裝有風(fēng)機(jī)葉輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、蝸殼、外殼，風(fēng)機(jī)葉輪同電機(jī)軸相連、外殼通過(guò)法蘭與電機(jī)相聯(lián)，還包括在蝸殼上設(shè)置管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。該管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)由穿孔板、底板和側(cè)板三者組成封閉空腔及管束構(gòu)成；該穿孔板上開(kāi)有小孔，每個(gè)小孔上連接一根管子，另一段為開(kāi)口端，直接放置于封閉空腔內(nèi)，管束與穿孔板小孔直徑相同。本實(shí)用新型的細(xì)長(zhǎng)管束的嵌入一方面大大增加了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的聲阻，另一方面使得共振頻率向低頻移動(dòng)，同時(shí)細(xì)長(zhǎng)管束的管共振與穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的腔共振相互耦合作用拓寬了穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶。
文檔編號(hào)F04D29/66GK2527764SQ0127979
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2001年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月30日
發(fā)明者呂亞?wèn)|, 余永祥, 田靜 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所