一种高速高压离心鼓风机降噪结构及其降噪方法
阅读说明：本技术 一种高速高压离心鼓风机降噪结构及其降噪方法 (Noise reduction structure and noise reduction method of high-speed high-pressure centrifugal blower ) 是由 桂云峰 张勇 杨崎峰 杜海英 李毅 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高速高压离心鼓风机降噪结构及其降噪方法,包括上箱体、下箱体和连接风筒,所述上箱体的底端通过连接风筒竖直连接在下箱体的顶端,在上箱体的前侧设置有出风口,在下箱体的后侧设置有进风口,在下箱体内具有谐振腔体、出风消音腔体、第一过滤板和多层消音通道板,由进风口至出风消音腔体之间的谐振腔体内依次设置所述第一过滤板和消音通道板,在所述上箱体内的左右两侧壁及顶部安装有1/4波长管,在所述上箱体的前侧内壁上且沿出风口外围设置有导流板。本发明通过将高速风流由下箱体向上箱体流动的路径中被逐渐减弱,高速空气在高速流动过程中不仅增加消声管道长度,同时在谐振腔体内严格控制了空气的流速,能够达到良好的抑制消音降噪效果。(The invention discloses a noise reduction structure of a high-speed high-pressure centrifugal blower and a noise reduction method thereof, and the noise reduction structure comprises an upper box body, a lower box body and a connecting air duct, wherein the bottom end of the upper box body is vertically connected to the top end of the lower box body through the connecting air duct, an air outlet is arranged at the front side of the upper box body, an air inlet is arranged at the rear side of the lower box body, a resonant cavity, an air outlet noise reduction cavity, a first filter plate and a plurality of layers of noise reduction channel plates are arranged in the lower box body, the first filter plate and the noise reduction channel plates are sequentially arranged in the resonant cavity between the air inlet and the air outlet noise reduction cavity, 1/4 wave-length tubes are arranged on the left side wall and the right side wall and the top in the upper box body, and a guide plate is arranged on the inner wall of the front side of the upper box body and along the periphery of the air outlet. According to the invention, high-speed wind flow is gradually weakened in a path of flowing from the lower box body to the upper box body, so that the length of the silencing pipeline is increased in the high-speed air flowing process, and meanwhile, the flow speed of the air is strictly controlled in the resonant cavity, and good silencing and noise reduction effects can be achieved.)
技术领域
本发明属于高速高压鼓风机降噪技术领域，特别涉及鼓风机消声降噪技术领域，尤其涉及一种高速高压离心鼓风机降噪结构及其降噪方法。
背景技术
高速高压鼓风机在高速运行时产生的高频气动噪声较大，需要将噪声降到合理的范围之内，然而降噪处理所采用的降噪消声材料的要求比较高，而且治理降噪消声的装置本身的体积比较大，占用空间多，对于鼓风机整机的性能影响较大。目前治理设备噪音的装置有减震降噪、吸音降噪、隔音降噪以及综合降噪等装置，其结构型式可分为阻性消音、抗性消音和阻抗复合式消声三类。减震降噪技术是从噪声控制角度研究隔振降噪，只是研究如何降低空气噪音和机械噪音，将振源(即声源)与基础或其他物体的近于刚性连接改成弹性连接，防止或减弱振动能量的传播；吸音降噪技术是利用吸声技术在噪声传播途径上进行控制是一种传统常用而且有效的装置，声波在传播过程中遇到各种固体障碍物时，一部分声波反射，另一部分声波进入到固体障碍物内部被吸收，还有很少一部分能透射到固体障碍物的另一侧在噪声传播途径上进行控制是一种传统常用而且有效的装置，声波在传播过程中遇到各种固体障碍物时，一部分声波反射，另一部分声波进入到固体障碍物内部被吸收，还有很少一部分能透射到固体障碍物的另一侧；隔音降噪技术是噪声控制工程中常用的技术措施，利用墙体各种板材及构件作为屏蔽物或利用维护结构，把噪声控制在一定范围之内，使噪声在空气中的传播受阻而不能顺利通过，从而达到降低噪声的目的。上述降噪装置所采用的结构较复杂，所采用的材料主要为隔音棉(橡胶板、发泡橡胶板、阻尼板等)、消音棉(聚酯纤维、离心玻璃棉、岩棉、矿棉、植物纤维等)和多孔隔音材料(如镀锌网孔板，不锈钢网孔板等)，这些材料降噪系数都比较低(不大于0.8)。因此，现有降噪装置很难解决和消除高频气动噪声较大的问题，鉴于此，高速高压鼓风机降噪是一个亟待解决的关键技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速高压离心鼓风机降噪结构及其降噪方法，本发明通过将高速风流由下箱体向上箱体流动的路径中被逐渐减弱，高速空气在高速流动过程中不仅增加消声管道长度，还增大了消声面积，严格控制空气的流速，能够达到良好的抑制消音降噪效果前提下，既能通风又能降噪同时，减少了空间环境，节约了成本。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种高速高压离心鼓风机降噪结构，所述降噪结构包括降噪箱本体，该降噪箱本体包括上箱体、下箱体和连接风筒，所述上箱体的底端通过连接风筒竖直连接在下箱体的顶端，在上箱体的前侧设置有出风口，在下箱体的后侧设置有进风口，在下箱体内具有谐振腔体、出风消音腔体、第一过滤板和多层消音通道板，所述下箱体内分隔为谐振腔体和出风消音腔体，由进风口至出风消音腔体之间的谐振腔体内依次设置所述第一过滤板和消音通道板，在所述上箱体内的左右两侧壁及顶部安装有1/4波长管，在所述上箱体的前侧内壁上且沿出风口外围设置有导流板，在所述上箱体的前侧外壁且沿出风口的出风方向设置有出风连接管。
上述方案进一步优选，在消音通道板远离第一过滤板的一侧设置有第二过滤板，在入风口处还设置有格栅网，所述第二过滤板将所述下箱体内分隔为谐振腔体和出风消音腔体，所述第二过滤板位于所述连接风筒下端的竖直方向后侧，所述第一过滤板和第二过滤板设置在所述下箱体的谐振腔体内，其中，所述第一过滤板的上端和第二过滤板的上端分别连接在下箱体的顶端内壁上，所述第一过滤板的下端和第二过滤板的下端分别连接在下箱体的底端内壁上。
上述方案进一步优选，所述连接风筒的数量为1个或2个以上，在下箱体的谐振腔体内部且由顶端至底端竖直方向间隔分布多层所述消音通道板，相邻的每层消音通道板之间形成消音通风道。
上述方案进一步优选，每层消音通道板为倒V形消音通道板或人字形消音通道板，每层倒V形消音通道板或人字形消音通道板之间形成V形或人字形的消音通风道。
上述方案进一步优选，在下箱体的前侧内壁上设置有吸音元件。
上述方案进一步优选，所述上箱体包括上箱外壳体和沿所述上箱外壳体的四周内壁呈间隙设置上箱内壳体，在上箱外壳体的内部底端与上箱内壳体的外部底端之间分隔设置有相互连通的缓冲消音腔体，该缓冲消音腔体的底部通过连接风筒与所述下箱体的出风消音腔体顶部连通，所述上箱内壳体的底部通过出风通道口与所述缓冲消音腔体连通，在上箱内壳体的左右两侧壁及顶部呈间隔分布安装有多个所述1/4波长管，在缓冲消音腔体的上方且沿出风口外围设置所述导流板，该导流板的前侧贯穿于上箱内壳体的前侧壁后连接于上箱外壳体的前侧内壁上，所述该导流板的后侧与所述上箱内壳体的后侧壁紧密接触。
上述方案进一步优选，所述1/4波长管的一端开口、一端封闭，所述1/4波长管的封闭端垂直接触在上箱外壳体的内侧壁上，该1/4波长管的开口端向沿上箱内壳体的左右侧壁及顶部垂直伸向中心方向。
上述方案进一步优选，所述导流板为向上开口的U形导流板、V形导流板或弧形导流板，所述缓冲消音腔体的顶部镂空，所述导流板的下端位于缓冲消音腔体的顶部上方，该导流板的上端开口沿出风口外围向上延伸接近上箱内壳体的内部顶端。
上述方案进一步优选，所述冲消音腔体的顶部密封，且在缓冲消音腔体的顶部两端设置有出风通道口，所述导流板的下端与所述冲消音腔体的顶部外壁固定连接。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种高速高压离心鼓风机的降噪方法，包括以下步骤：将上箱体的前侧与高速高压离心鼓风机与连接出风口连接，并使高速空气流沿进风口依次进入出风消音腔体和谐振腔体，其中，进入进风口的高速空气流的流速不大于7米/秒；高速空气流进入出风消音腔体内经过格栅网、第一过滤板进行过滤，过滤后的高速空气流再经过多层消音通道板形成的V形板或人字形的消音通风道内初步降噪；初步降噪的高速空气流经谐振腔体、多个连接风筒向上送入缓冲消音腔体进行再次消音降噪，高速空气流从导流板的外侧壁继续向上流动，分别与上箱内壳体的左右两侧壁及顶部呈间隔分布安装的1/4波长管接触进行消音降噪，高速空气流最后从导流板的内侧壁向下流动并从出风口排出，进入高速高压离心鼓风机。
综上所述，本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
本发明的降噪结构可将进入下箱体的低频噪音进行吸附，而上箱体可以俘获和抵抗大部分高频噪音，使原气流高频噪音受到阻抗而降低，高速空气流由下箱体向上箱体流动的路径中被逐渐减弱，使中高频噪音降噪达到理想效果；高速风流(空气)流经的路径不仅增加消声管道长度，还增大了消声面积，严格控制降噪结构内空气的流速，能够达到良好的消音降噪效果。
附图说明
图1是本发明的一种高速高压离心鼓风机降噪结构的前视结构示意图；
图2是本发明的一种高速高压离心鼓风机降噪结构的后视结构示意图；
图3是本发明的一种高速高压离心鼓风机降噪结构的内部整体结构示意图；
图4是本发明的一种高速高压离心鼓风机降噪结构的侧视结构示意图；
图5是本发明的下箱体的结构示意图；
图6是本发明的上箱体的第一实施例结构示意图；
图7是本发明的上箱体的第二实施例结构示意图；
附图中，上箱外壳体100，上箱内壳体101，缓冲消音腔体102，凸出部102a，出风通道口103，降噪箱本体200，上箱体1，下箱体2，连接风筒3，出风口10，1/4波长管11，导流板12，出风连接管13，进风口20，谐振腔体21，出风消音腔体21a，第一过滤板22，消音通道板23，第二过滤板24，消音通风道25，吸音元件26。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
结合图1、图2、图3和图4所示，根据本发明的一种高速高压离心鼓风机降噪结构，所述降噪结构包括降噪箱本体200，该降噪箱本体200包括上箱体1、下箱体2和连接风筒3，所述连接风筒3的数量为1个或2个以上，所述连接风筒3的数量优选为4个，所述上箱体1的底端通过连接风筒3竖直连接在下箱体2的顶端，下箱体2的高速空气流经多个连接风筒3流入上箱体1过程中，使高速空气流在连接风筒3内进行减振消除噪音的作用，在上箱体1的前侧设置有出风口10，在下箱体2的后侧设置有进风口20，该出风口10连接高速高压离心鼓风机入口处，高速高压离心鼓风机吸入的高频空气流经进风口20送入下箱体2进行消音减噪后，再通过连接风筒3送入上箱体1内进行再次消音降噪，高速空气流从出风口10流出进入高速高压离心鼓风机向外送出；在所述上箱体1内的左右两侧壁及顶部安装有1/4波长管11，从而形成类似于1/4波长管阵列，用于消除中高频噪音，在所述上箱体1的前侧内壁上且沿出风口10外围设置有导流板12，在所述上箱体1的前侧外壁且沿出风口10的出风方向设置有出风连接管13，可通过出风连接管13与高速高压离心鼓风机的入口进行连接，1/4波长管的均匀分布运用在上箱体1内，1/4波长管对相应频段的噪音产生相抵抗的声音，可以俘获和抵抗大部分高频噪音，使原气流高频噪音受到阻抗而降低，其中一部分低频噪音返回并进入下箱体2的过程中被吸附，另一部分沿导流板12进入出风口10被送入压离心鼓风机；在本发明中，如图4和图5所示，在下箱体2内具有谐振腔体21、出风消音腔体21a、第一过滤板22和多层消音通道板23，所述下箱体2内分隔为谐振腔体21和出风消音腔体21a，由进风口20至出风消音腔体21a之间的谐振腔体21内依次设置所述第一过滤板22和消音通道板23，在消音通道板23远离第一过滤板22的一侧设置有第二过滤板24，在入风口20处还设置有格栅网(未图示)，高频高速空气流从进风口20进入后，经过格栅网和第一过滤板22进行过滤，再经多层层消音通道板23进行阻挡后形成弯曲变向流动，使高速空气流所产生的噪音得到减弱，从而达到的降噪治理效果；所述第二过滤板24将所述下箱体2内分隔为谐振腔体21和出风消音腔体21a，所述第二过滤板24位于所述连接风筒3下端的竖直方向后侧，所述第一过滤板22和第二过滤板24设置在所述下箱体2的谐振腔体21内，其中，所述第一过滤板22的上端和第二过滤板24的上端分别连接在下箱体2的顶端内壁上，所述第一过滤板22的下端和第二过滤板24的下端分别连接在下箱体2的底端内壁上，高频高速空气流从进风口20进入后在出风消音腔体21a内经过过滤板过滤和消音通道板23进行降速，并送入谐振腔体21内，谐振腔体21的体积为出风消音腔体21a的体积4倍以上，从而将高频高速空气流谐振腔体21内进行存储和缓冲降速，所述上箱体1的体积小于下箱体2的谐振腔体21的体积，从谐振腔体21送出的空气流在上箱体内作进一步降噪，本发明的上箱体1和下箱体2主要材质为碳钢结构，根据声学振动要求，材料厚度为2mm～3mm，且带加强筋，防止腔体自身振动影响整体噪音的控制，根据鼓风机箱体结构，本发明的降噪结构(消声器)安装在鼓风机箱体内，安装简易，先装入下箱体1，再装入上箱体2，其次装入连接风筒3即可。
在本发明中个，如图4和图5所示，在下箱体2的谐振腔体21内部且由顶端至底端竖直方向间隔分布多层所述消音通道板23，相邻的每层消音通道板23之间形成消音通风道25，每层消音通道板23为倒V形消音通道板或人字形消音通道板，每层倒V形消音通道板或人字形消音通道板之间形成V形或人字形的消音通风道25，空气流在每层消音通道板23之间的消音通风道2内以V形或人字形进行高速弯折流动，在消音通道板23产生摩擦和改变流动方向，产生的噪音在传播途径中被减弱，使中高频噪音的降噪治理达到理想效果。所述消音通道板23为硅晶砂板，所述该硅晶砂板的厚度为25mm～45mm，在硅晶砂板的表面均匀分布设置有消音盲槽，通过采用硅晶砂板适合中高频噪音治理，不仅吸附了低频噪音，也使中高频噪音降噪达到理想效果；在下箱体2的前侧内壁上设置有吸音元件26，所述吸音元件26(吸音材料)为玻璃纤维、硅晶板或吸引棉等吸音原件，使高频噪音在下箱体2的谐振腔体21内得到减振，而达到消音降噪的效果。
在本发明中，如图3和图6，所述上箱体1包括上箱外壳体100和沿所述上箱外壳体100的四周内壁呈间隙设置上箱内壳体101，在上箱外壳体100的内部底端与上箱内壳体101的外部底端之间分隔设置有相互连通的缓冲消音腔体102，该缓冲消音腔体102的底部通过连接风筒3与所述下箱体2的出风消音腔体21a顶部连通，所述缓冲消音腔体102的前侧和上箱外壳体100的下端前侧具有向上箱外壳体100的前侧方向一体成型凸起的凸出部102a，该凸出部102a的与下箱体2的前侧壁平齐，在缓冲消音腔体102的内部宽度形成大于上箱内壳体101下端的内部宽度，从而增大了其体积，容纳更多的空气体积，对高速空气流起到了一定的减噪降速的作用。，在上箱内壳体101的左右两侧壁及顶部呈间隔分布安装有多个所述1/4波长管11，在缓冲消音腔体102的上方且沿出风口10外围设置所述导流板12，该导流板12的前侧贯穿于上箱内壳体101的前侧壁后连接于上箱外壳体100的前侧内壁上，所述导流板12的后侧与所述上箱内壳体101的后侧壁紧密接触，从而将导流板12前后两侧通过上箱外壳体100的前后内侧壁进行封堵，使高速空气流沿导流板12内导向流动。
本发明中，如图3和图6所示，所述1/4波长管11的一端开口、一端封闭，所述1/4波长管11的封闭端垂直接触在上箱外壳体100的内侧壁上，该1/4波长管11的开口端向沿上箱内壳体101的左右侧壁及顶部垂直伸向中心方向，所述1/4波长管11的开口端向沿上箱内壳体101中心方向垂直延伸的长度不超过6mm，也就是说1/4波长管11的开口端向沿上箱内壳体101的方向凸出的长度不超过6mm，高速空气流进入至上箱内壳体101的1/4波长管11内时，1/4波长管11对相应频段的噪音产生相抵抗的声音，分别对2000Hz、4000Hz、6000Hz频率段的噪音进行处理，从而消除了原噪音的声级。对原噪音的声级处理后返回并沿导流板12导向流入进风口20，以及处理后返回上箱内壳体101的缓冲消音腔体102和下箱体2的过程中被俘获和抵消，使原气流高频噪音受到阻抗而降低，使高速空气流在流动过程所产生的噪音得到进一步减弱，从而达到的降噪治理效果。
在本发明实施例中，如图3和图6所示，所述导流板12为向上开口的U形导流板、V形导流板或弧形导流板，所述缓冲消音腔体102的顶部镂空，所述导流板12的下端位于缓冲消音腔体102的顶部上方，该导流板12的上端开口沿出风口10外围向上延伸接近上箱内壳体101的内部顶端，该导流板12的上端与上箱内壳体101的顶端内壁之间的距离根据高速空气流的流量大小进行设置，由于导流板12前后两侧通过上箱外壳体100的前后内侧壁进行封堵，使高速空气流沿导流板12内导向流动，当高速空气流从下箱体2流出并经缓冲消音腔体102流出后，在导流板12的外部两侧向上流动并与1/4波长管11接触进行消音降噪处理，使高速空气流由至导流板12的上端开口向下运动，再向导流板12的内部空间运动至出风口10处排出。
在本发明实施例中，如图3和图7所示，所述冲消音腔体102的顶部密封，且在缓冲消音腔体102的顶部两端设置有多个出风通道口103，所述上箱内壳体101的底部通过出风通道口103与所述缓冲消音腔体102连通，所述导流板12的下端与所述冲消音腔体102的顶部外壁固定连接，由于缓冲消音腔体102的顶部两端设置有空气流出的出风通道口103，高速空气流只能从而导流板12下端两侧的缓冲消音腔体102上的通孔出风通道口103流出，高速空气流在缓冲消音腔体102内进行消音减振，而导流板12前后两侧通过上箱外壳体100的前后内侧壁进行封堵，当高速空气流从下箱体2流出并经缓冲消音腔体102两端的流出后，在导流板12的外部两侧向上流动并与1/4波长管11接触进行消音降噪处理，使高速空气流由至导流板12的上端开口向下运动，再向导流板12的内部空间运动至出风口10处排出，高速空气流沿导流板12外部和内部导向流动过程中，使高速空气在流动过程中不断与1/4波长管11接触进行消音降噪处理。
根据本发明的另一个方面，结合图1至图6，本发明提供一种高速高压离心鼓风机的降噪方法，主要利用一种高速(50000r/min)高压(80KPa)离心鼓风机降噪结构进行降噪，其主要包括以下步骤流程：将上箱体1的前侧与高速高压离心鼓风机与连接出风口10连接，并使高速空气流沿进风口20依次进入出风消音腔体21a和谐振腔体21；高速空气流进入出风消音腔体21a内经过格栅网、第一过滤板22进行过滤后，过滤后经过高速空气流再经过多层消音通道板23形成的V形板或人字形的消音通风道25内初步降噪；初步降噪的高速空气流经谐振腔体21、多个连接风筒3向上送入缓冲消音腔体102进行再次消音降噪，风呈U形、V形或弧形的导流板12的外侧壁继续向上流动，分别与上箱内壳体101的左右两侧壁及顶部呈间隔分布安装的1/4波长管11接触进行消音降噪后，最后呈U形、V形或弧形的导流板12的内侧壁向下流动并从出风口10排出，进入高速高压离心鼓风机。本发明中的高速(50000r/min以上)高压(80KPa以上)离心鼓风机降噪方法，具有通风量大，内部阻力小，具备阻性和抗性的特点，当外部空气通过第一过滤板22进行粗效过滤、然后进入V形消音通道板或人字形消音通道板23，然后通过第二过滤板24进行精细过滤，再进入下箱体2内的谐振腔体21腔，这样可以清洁从进风口20的空气，消除部分进风噪音，阻隔内部噪音向外扩散，干净空气进入下箱体2的谐振腔体21，下箱体2的谐振腔体21的体积大，下箱体2的谐振腔体21内装有吸音元件20(吸音材料)，对不同频率和不同波长的声音进行吸附，起到大部分的降噪作用，进入干净的高速空气通过连接风筒3再进入上箱体1，高速空气在上箱体1内沿导流板12的外部空间与内部空间导向流动，上箱体1的两侧内壁及顶部内壁上安装有1/4波长管11，沿导流板12的外部空间导向流动的高速空气与1/4波长管11接触进行消音降噪后，根据噪音频率设计至少安装有3种1/4波长管，上箱体1内又对不同区段波长进行分级处理，主要分别对2000Hz、4000Hz和6000Hz频率段的噪音进行处理，对主要的噪音源起阻抗作用，1/4波长管对相应频段的噪音产生相抵抗的声音，从而消除了原噪音的声级，此1/4波长管11的安装是可以替换，特别适合中高频噪音治理，根据不同的风机及噪音频率更换1/4波长管11后，即可达到理想的降噪效果。本发明的降噪结构(消声器)安装在鼓风机箱体内，安装简易，先装入下箱体1，再装入上箱体2，其次装入连接风筒3即可，从下箱体2的进风口20进风后，高速风流向上流动进入上箱体1，不仅增加消声管道长度，增大了消声面积，严格控制消结构内空气的流速(进入进风口20的高速空气流的空气流速不大于7米/秒)，比现有的风机蜗壳进气口流速降低了1/5，针对高速高压离心鼓风机结构进行初步试验，降噪值可达30-35dB(A)，能够达到良好的抑制消音降噪效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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