一种具有高效导叶的风机框架结构的制作方法

1.本实用新型涉及风机框架结构的技术领域，具体涉及一种具有高效导叶的风机框架结构。


背景技术：

2.轴流风机用途非常广泛，可用于工厂、仓库、办公室、住宅内等场所的通风换气，轴流风机的使用场合包括且不限于上述设施。目前常规的风机导叶是等角度均匀分布的，并且导叶是单独安装在风机出风口或是进风口，虽然可以有效的导通气流，但是在叶轮转速较高时会产生额外的噪音，并会增加轴流风机的能耗，使得风机整机噪音和能耗大幅增加。
3.轴流风机通过电机驱动叶轮转动，在安装电机的过程中，通常是在轴流风机内设置电机安装座，将电机放置在电机安装座上，并通过螺栓将电机的底座锁定在电机安装座上，从而完成电机的固定。如公告号为cn203847444u的中国实用新型专利公开了一种级高压轴流风机的电机安装结构，包括风机机壳、电机及带导叶的支撑法兰盘，导叶焊接在风机机壳内，电机的法兰盘与支撑法兰盘固定连接，电机外壳与风机机壳之间设有均布的径向的槽形支撑板，电机外壳设有与槽形支撑板相对应的安装座，槽形支撑板的上侧板与风机机壳螺栓连接，槽形支撑板的下侧板与安装座螺栓连接，槽形支撑板上设有多个小孔，小孔的直径是2～3mm，下侧板与安装座之间设有多层垫片，上侧板、下侧板的安装孔是长条形孔。本实用新型的优点是：适用于核级的大型直联的高压轴流风机，在地震加速度较大的情况下，仍能保障电机前后轴承在各个方向的受力均衡，提高电机的使用寿命，降低风机的噪声。但在上述已公开实用新型中，需要将电机移动至准确的位置后才能上紧螺栓，而轴流风机中所使用的电机往往重量较大，造成难以安装电机的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种具有高效导叶的风机框架结构，其包括外桶、内桶和导叶，该具有高效导叶的风机框架结构具有方便安装电机的优点。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：
6.一种具有高效导叶的风机框架结构，包括外桶、内桶和多个导叶，所述导叶和内桶均设置于外桶内，所述内桶设有安装槽，所述导叶两端分别与外桶的内壁和内桶的外壁固定连接，所述内桶设有多个锁定机构，多个所述锁定机构环绕设置于内桶侧壁，多个所述锁定机构以内桶为中心圆周均匀分布，所述锁定机构包括螺栓和螺栓头锁块，所述螺栓穿设于内桶侧壁，所述螺栓螺纹连接有与内桶侧壁卡接的螺母，所述螺栓头锁块与螺栓连接，所述螺栓头锁块位于安装槽内。通过这样的设置：能起到对电机限位的功能，达到方便定位和安装电机的作用，具有方便安装电机的优点。通过调节电机的安装位置和角度，保证电机处在正确的位置和角度上，保证轴流风机的工作效率，起到降低轴流风机能耗的效果，也能起到控制轴流风机噪音的效果。
7.作为优选，所述锁定机构共设置有2个螺栓和2个螺栓头锁块，同一所述锁定机构中的2个螺栓沿内桶的轴向排布。通过这样的设置：起到调节电机角度的作用。实现调节电机角度的功能，进一步方便电机的安装。
8.作为优选，所述内桶侧壁设有多个通槽，所述通槽连通有供螺栓穿过的活动槽，所述通槽的宽度大于活动槽的宽度，所述螺栓头锁块的宽度大于通槽的宽度且小于活动槽的宽度。通过这样的设置：起到方便安装螺栓、螺栓头锁块和电机的效果，具有方便安装电机的优点。
9.作为优选，所述活动槽沿内桶的轴向延伸。通过这样的设置：起到方便在内桶的轴向上调节电机安装位置的作用，起到方便调节电机安装位置的效果，具有方便安装电机的优点。
10.作为优选，多个所述导叶环绕设置于内桶的外周，多个所述导叶以绕安装座按旋转角度不等的方式圆周分布，多个相邻导叶夹角沿同一的圆周方向逐渐增大或减小。通过这样的设置：能够防止噪音谐波的出现，破坏多个导叶之间的噪音干涉，使噪音的频率分布均匀，能有效减小基频处的噪音强度。使轴流风机结构更为紧凑，能起到减小轴流风机体积的效果，起到方便运输、安装和使用轴流风机的作用。
11.作为优选，所述导叶圆周排布的角度差ψ＝(360
°
/n)-a*θ，其中n为导叶数量，a为大于3且小于6的比例系数，θ大于1
°
且小于10
°
。通过这样的设置：既能够方便设计不等距导叶，也能够使导叶的角度设计更合理，也能起到提高轴流风机声品质的效果。
12.作为优选，所述内桶内轴心与外桶的轴心重合。通过这样的设置：提高轴流风机的工作效率。
13.作为优选，所述外桶一端设有喇叭口。通过这样的设置：使得风机的吹风距离更远，同时提高轴流风机的高压区的风量。
14.作为优选，所述导叶倾斜设置。通过这样的设置：提高轴流风机的工作性能，并能够降低导叶产生的噪音。
15.作为优选，所述锁定机构共设置4个。通过这样的设置：起到提高电机稳定性的作用。
16.相对于现有技术，本实用新型取得了有益的技术效果：
17.1、将电机放入安装槽内，并通过螺栓头锁块卡住电机，能起到对电机限位的功能，达到方便定位和安装电机的作用，具有方便安装电机的优点。
18.2、在对电机限位后，转动螺母，通过螺母带动与其螺纹连接的螺栓和螺栓头锁块移动，并通过螺栓头锁块带动电机调节位置和角度，从而实现在小范围的位置和角度内对电机进行微调的作用，起到方便安装电机的效果，通过调节电机的安装位置和角度，保证电机处在正确的位置和角度上，保证轴流风机的工作效率，起到降低轴流风机能耗的效果，也能起到控制轴流风机噪音的效果。
19.3、通过将多个导叶以角度不等的方式圆周分布，使角度不同的导叶上产生的噪音频率不同，并能够防止噪音谐波的出现，破坏多个导叶之间的噪音干涉，使噪音的频率分布均匀，能有效减小基频处的噪音强度。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例一种具有高效导叶的风机框架结构的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例内桶、导叶和外桶的结构示意图；
22.图3是本实用新型实施例关于图2中a部的局部放大示意图；
23.图4是本实用新型实施例内桶、锁定机构和电机的结构示意图。
24.其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
25.11、外桶；12、导叶；13、喇叭口；21、内桶；22、安装槽；23、通槽；24、活动槽；31、螺栓；32、螺栓头锁块；33、螺母；41、电机；42、滑道；43、叶轮。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
27.参考图1，一种具有高效导叶的风机框架结构，包括外桶11、内桶21和多个导叶12，导叶12和内桶21均设置于外桶11内。
28.参考图2和图3内桶21设有安装槽22，内桶21设有4个锁定机构，4个锁定机构环绕设置于内桶21侧壁，4个锁定机构以内桶21为中心圆周均匀分布，锁定机构包括2个螺栓31和2个螺栓头锁块32，螺栓31穿设于内桶21侧壁，螺栓31螺纹连接有与内桶21侧壁卡接的螺母33，螺栓头锁块32与螺栓31连接，螺栓头锁块32位于安装槽22内。同一锁定机构中的2个螺栓31沿内桶21的轴向排布。内桶21侧壁设有多个通槽23，通槽23 连通有供螺栓31穿过的活动槽24，通槽23的宽度大于活动槽24的宽度，螺栓头锁块32 的宽度大于通槽23的宽度且小于活动槽24的宽度。活动槽24沿内桶21的轴向延伸。内桶21内轴心与外桶11的轴心重合，外桶11一端设有喇叭口13。
29.参考图4，安装槽22用于安装电机41，将电机41安装在安装槽22内，并在电机41 的输出轴上安装叶轮43，通过电机41带动叶轮43转动，从而实现吹风的功能。电机41固定连接有供螺栓头锁块32卡入的滑道42，滑道42沿内桶21的轴向延伸。通过将螺栓头锁块32卡入滑道42内。通过螺栓头锁块32在滑道42内滑动，能够调节电机41安装位置的作用，起到方便调节电机41位置的效果。
30.参考图2，导叶12两端分别与外桶11的内壁和内桶21的外壁固定连接，多个导叶12 环绕设置于内桶21的外周，导叶12倾斜设置。多个导叶12以绕安装座按旋转角度不等的方式圆周分布，多个相邻导叶12夹角沿同一的圆周方向逐渐增大或减小。导叶12圆周排布的角度差ψ＝(360
°
/n)-a*θ，其中n为导叶12数量，a为大于3且小于6的比例系数，θ大于1
°
且小于10
°
。在本实施例中，n＝12，θ＝5
°
，a＝5.4，导叶12圆周排布的角度差ψ＝(360
°
/n)-5.4*5＝3
°
。
31.通过对不等距角度差的计算和噪音仿真，不等距角度导叶12在采用以下几组不同的参数后会有比较好的降噪效果：
32.第一组不等距角度导叶：当导叶数量n＝12、叶片的不等距角度差θ＝5、系数a＝5.4时，不等距角度差ψ＝(360
°
/12)-5.4*5
°
＝3
°
；
33.第二组不等距角度导叶：当导叶数量n＝12、叶片的不等距角度差θ＝5、系数a＝
4.9时，不等距角度差ψ＝(360
°
/12)-4.9*5
°
＝5.5
°
；
34.第三组不等距角度导叶：当导叶数量n＝12、叶片的不等距角度差θ＝5、系数a＝5.7时，不等距角度差ψ＝(360
°
/12)-5.7*5
°
＝1.5
°
。
35.不等距角度导叶12和圆周均匀分布的等距导叶12经过软件仿真测试后得到以下测试数据，具体测试数据如表1所示：
36.表1等距导叶和不等距角度导叶160hz-2000hz频率段的噪声频谱
[0037][0038][0039]
在软件仿真测试中，采用不等距角度的导叶的噪声总值均小于等距导叶的噪声总值，且在相同导叶数量、相同叶片的不等距角度差的条件下，当导叶不等距角度为3
°
时噪声总值最小。导叶不等距角度为3
°
时噪声总值为67db，而在相同条件下的等距导叶的噪声总值为69db。
[0040]
在不等距导叶12和等距导叶12的仿真对照测试中，噪音值较高的频率上，即500hz 和800hz的频率，采用了不等距导叶12后，原本噪音值较高的频率明显降低，虽然在其他的一部分频段中不等距导叶12的噪声要比等距导叶12的噪声高，但最终得到效果是不等距导叶12的噪声总值要低于等距导叶12的噪声总值。从而通过仿真测试可知，采用了不等距导叶12的设置，能够起到降低轴流风机总的噪音值的效果，减小在基频处的噪声大小，能够起到提高轴流风机声品质的作用。
[0041]
在导叶12装配到轴流风机上后，运转轴流风机，经过实测，等距分布安装导叶12的整机噪音值为86.5d(b)a，采用角度差为3
°
的不等距分布安装导叶12的整机噪音值变为85.8d(b)a，整机噪音值减小0.7d(b)a。采用不等距导叶12的设置，能起到降低轴流风机整
机噪音的作用，减小轴流风机噪音对人的干扰能力大幅降低，也能起到提高轴流风机声品质的效果。
[0042]
将电机41放入安装槽22内后，将螺栓头锁块32和螺栓31从内桶21外部穿过通槽23，然后将螺栓31从通槽23移动到活动槽24内，并通过螺栓31带动螺栓头锁块32卡入滑道 42内，从而起到方便将螺栓头锁块32移动到电机41上的效果，进而起到方便安装电机41 的效果。在安装槽22内调整电机41的位置，螺栓头锁块32能适应性地在滑道42内滑动，防止电机41被螺栓头锁块32卡住，起到方便调节电机41位置的功能。电机41的位置调节完毕后，通过扭紧螺母33，使螺栓头锁块32与电机41抵紧，从而能够实现锁定电机41 安装位置的功能，完成电机41的安装。
[0043]
本实施例具有以下优点：
[0044]
将电机41放入安装槽22内，并通过螺栓头锁块32卡住电机41，能起到对电机41限位的功能，达到方便定位和安装电机41的作用，具有方便安装电机41的优点。在对电机 41限位后，转动螺母33，通过螺母33带动与其螺纹连接的螺栓31和螺栓头锁块32移动，并通过螺栓头锁块32带动电机41调节位置和角度，从而实现在小范围的位置和角度内对电机41进行微调的作用，起到方便安装电机41的效果，通过调节电机41的安装位置和角度，保证电机41处在正确的位置和角度上，保证轴流风机的工作效率，起到降低轴流风机能耗的效果，也能防止电机41晃动和减小空气流动产生的噪音，起到控制轴流风机噪音的效果。通过扭紧螺母33，使螺栓头锁块32与电机41抵紧，通过螺栓头锁块32与电机41 之间的摩擦力，从而实现电机41的安装和固定。
[0045]
同一锁定机构内设有2个螺栓31，能够通过调节同一锁定机构内的2个螺栓31和螺栓头锁块32的位置，带动电机41偏转，从而起到调节电机41角度的作用。实现调节电机41 角度的功能，进一步方便电机41的安装。
[0046]
将电机41放入安装槽22内后，再将通过通槽23和活动槽24将螺栓头锁块32移动至电机41上，从而不需要移动电机41即可实现螺栓头锁块32与电机41的卡接，从而起到方便安装螺栓31、螺栓头锁块32和电机41的效果，具有方便安装电机41的优点。
[0047]
活动槽24与滑道42均沿内桶21的轴向延伸，从而能够在内桶21的轴向移动电机41 和螺栓31，进而起到方便在内桶21的轴向上调节电机41安装位置的作用，起到方便调节电机41安装位置的效果，具有方便安装电机41的优点。
[0048]
通过电机41带动叶轮43转动，驱动空气流动并使空气经过导叶12，利用导叶12调整气流的径向速度和轴向速度，将径向速度转化为径压，达到提高出风速度的作用，起到提高轴流风机的工作效率的效果。
[0049]
转动的叶轮43驱使空气流动，使空气沿进风端向出风端的方向流动，并使空气在流动的过程中具有径向速度，会在多个导叶12上产生干涉噪音。通过将多个导叶12以角度不等的方式圆周分布，使角度不同的导叶12上产生的噪音频率不同，并能够防止噪音谐波的出现，破坏多个导叶12之间的噪音干涉，使噪音的频率分布均匀，能有效减小基频处的噪音强度。
[0050]
导叶12两端分别与内桶21和外桶11固定，从而能通过导叶12给内桶21和电机41 提供支撑力，从而不需要安装额外的支撑件对电机41提供支撑力，使轴流风机结构更为紧凑，能起到减小轴流风机体积的效果，起到方便运输、安装和使用轴流风机的作用。
[0051]
通过将导叶12角度差设置为ψ＝(360
°
/n)-a*θ，能够通过计算得出不等距导叶12的角度差，既能够方便设计不等距导叶12，也能够使导叶12的角度设计更合理，进一步降低叶片基频的噪音峰值，使基频的声能分布到较宽的频带范围内，并且可以使基频的峰值转移到低频部分，从而使风扇噪音对人的干扰能力大幅降低，也能起到提高轴流风机声品质的效果。
[0052]
通过使内桶21和外桶11的轴心重合，使该框架结构更紧凑合理，在保证轴流风机体积的同时，提高轴流风机的工作效率。
[0053]
通过在外桶11的进风端设置喇叭口13，能起到集流的作用，使得风机的吹风距离更远，同时提高轴流风机的高压区的风量。
[0054]
通过倾斜设置的导叶12，使空气在流动的方向与导叶12倾斜的方向接近，从而减小导叶12对空气造成的阻力，提高轴流风机的工作性能，并能够降低导叶12产生的噪音。
[0055]
通过4个锁定机构分别在电机41的不同位置和方向上锁定电机41，起到提高电机41 稳定性的作用。
[0056]
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。