消音结构及电机的制作方法

1.本发明涉及消音技术领域，特别涉及一种消音结构及电机。


背景技术：

2.目前，电机的进风口处的消音结构采用径向进气，在消音结构内部转为轴向出气。也就是说，消音结构采用竖直方向进气，采用水平方向出气，因此气流平顺性较差，进而引起较高的气动噪声。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种消音结构及电机，可以在实现消音的同时改善气流平顺性。
4.根据第一方面，本发明实施例提供的消音结构包括直筒型的壳体以及设置在所述壳体内部的消音棉，所述壳体沿轴向的一端为进气端，所述壳体沿轴向的另一端为出气端，以使气体的进气方向和出气方向相同。
5.在一个实施例中，所述壳体内部的消音棉包括设置在所述壳体的内壁上的消音棉。
6.在一个实施例中，所述壳体的内径的尺寸为600mm~650mm，所述壳体的厚度为2mm~4mm，所述壳体内壁上的消音棉的厚度为30mm、50mm或80mm，所述消音棉的横截面与所述壳体的横截面之间的面积比值为25%~30%。
7.在一个实施例中，所述壳体内部具有栅格结构，所述栅格结构用于将从所述进气端进入的气体导流至所述出气端。
8.在一个实施例中，所述壳体内部的消音棉包括设置在所述栅格结构的侧壁上的消音棉。
9.在一个实施例中，所述栅格结构以所述壳体的中心轴为中心，将所述壳体的内部空间分割为多个子空间，且每一个所述子空间从所述进气端延伸至所述出气端。
10.在一个实施例中，所述壳体为横截面为圆形的直筒，所述栅格结构将所述壳体的内部空间均匀分割为多个子空间，每一个所述子空间的横截面为扇形。
11.在一个实施例中，所述壳体的所述进气端设置有网格状盖体，所述网格状盖体在径向方向上均匀设置有多个条状主筋板，所述多个条状主筋板与将所述壳体的内部空间划分为多个子空间的栅格结构的位置重合，每一个条状主筋板的宽度为28mm~32mm。
12.在一个实施例中，所述网格状盖体的外周设置有圆圈状主筋板，所述圆圈状主筋板的外半径和内半径之差为12mm~16mm。
13.在一个实施例中，所述网格状盖体上具有多个网眼，且在第一区域内的各个网眼中，距离所述网格状盖体的圆心越近的网眼的尺寸越大；其中，所述第一区域为在以所述网格状盖体的圆心为圆心，以第二半径为半径的圆形区域，所述第二半径小于第一半径，所述第一半径为所述网格状盖体的半径。
14.在一个实施例中，在第二区域内的各个网眼中，距离所述壳体越近的网眼的尺寸越大，所述第二区域为所述网格状盖体上除了所述第一区域之外的其它区域。
15.在一个实施例中，所述网格状盖体上的所述多个网眼为通过多个副筋板分割而形成，每一个副筋板的宽度为3mm~5mm。
16.根据第二方面，本发明实施例提供的电机包括第一方面提供的消音结构，且所述消音结构设置在所述电机的进风口处。
17.本发明实施例提供的消音结构及电机，组合或者各自具有如下技术效果：
18.（1）消音结构包括壳体和设置在壳体内部的消音棉，消音棉起到消音的作用。由于壳体为直筒型，且壳体沿轴向的一端为进气端，壳体沿轴向的另一端为出气端，可见进气端和出气端的方向是一致的，这样气体从进气端进入壳体内部，经过消音棉之后，从出气端排出，进气和出气的方向一致且在一条直线上，壳体内部不存在气流折弯和较大的动量变化，气流平顺性更好，从而可以降低气动噪声，而且还可以减少总压损失和静压损失。
19.（2）在一个实施例中，在壳体内部设置栅格结构，栅格结构具有中心轴，该中心轴即壳体的中心轴，而且栅格结构会把壳体的内部空间分割为多个子空间，每一子空间都从进气端延伸到出气端，这样每一个子空间都会把气流从进气端导向至出气端。栅格结构的存在不仅不会导致壳体内部的气流发生弯折，还会起到导向的作用，而且由于栅格结构的侧壁上可以设置消音棉，因此还可以提高消音的效果。
20.（3）在一个实施例中，在网格状盖体上有多个网眼，网格状盖体的圆心位于壳体的中心轴上，以网格状盖体的圆心为圆心且以第二半径为半径的圆形区域为第一区域，第二半径小于网格状盖体的半径。可见，第一区域为网格状盖体上的部分圆形区域。在第一区域内的各个网眼中，越靠近网格状盖体的圆心，网眼的尺寸越大，因为越靠近圆心的位置的网眼，与栅格结构的中心轴附近的各个侧壁上的消音棉的距离越近，将网眼的尺寸设置的越大，这样可以提高消音的效果。
21.（4）网格状盖体上除了所述第一区域之外的其它区域为第二区域，在第二区域的各个网眼中，距离壳体内壁越近，网眼的尺寸越大，因为网眼距离壳体内壁越近，网眼与壳体内壁上的消音棉的距离越近，这样可以提高消音效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明一个实施例中消音结构的侧视图；
24.图2是本发明一个实施例中壳体内栅格结构的俯视图；
25.图3是本发明一个实施例中噪音测点的布局示意图；
26.图4是本发明一个实施例中网格状盖体的主视图。
27.附图标记：10壳体11进气端
12出气端13栅格结构1、2、3、4噪音测点14圆圈状主筋板15条状主筋板16副筋板17网眼
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.第一方面，本发明实施例提供一种消音结构，参见图1，该消音结构包括直筒型的壳体10以及设置在所述壳体10内部的消音棉，所述壳体10沿轴向的一端为进气端11，所述壳体10沿轴向的另一端为出气端12，以使气体的进气方向和出气方向相同。
30.也就是说，消音结构包括壳体10和设置在壳体10内部的消音棉，消音棉起到消音的作用。由于壳体10为直筒型，且壳体10沿轴向的一端为进气端11，壳体10沿轴向的另一端为出气端12，可见进气端11和出气端12的方向是一致的，这样气体从进气端11进入壳体10的内部，经过消音棉之后，从出气端12排出，进气和出气的方向一致且在一条直线上，壳体10的内部不存在气流折弯和较大的动量变化，气流平顺性更好，从而可以降低气动噪声，而且还可以减少总压损失和静压损失。
31.其中，图1中箭头的方向为气体的流向。
32.在一个实施例中，所述壳体内部的消音棉包括设置在所述壳体的内壁上的消音棉。
33.也就是说，消音棉可以设置在壳体的内壁上，例如，利用消音棉将壳体内壁包覆起来，这样消音棉可以吸收进入壳体内部的一部分噪音，实现消音。
34.在一个实施例中，所述壳体的内径的尺寸为600mm~650mm，所述壳体的厚度为2mm~4mm，所述壳体内壁上的消音棉的厚度为30mm、50mm或80mm，所述消音棉的横截面与所述壳体的横截面之间的面积比值为25%~30%。
35.例如，壳体的内径的尺寸为639mm，壳体的厚度为3mm，消音棉的厚度选择50mm，设置消音棉后的内径是639-50*2=539mm，消音棉的横截面与壳体的横截面之间的面积比值为28%。
36.其中，消音棉的横截面与壳体的横截面之间的面积比值为25%~30%，这个范围的面积占比有利于有效降低噪音值。
37.在一个实施例中，所述壳体内部具有栅格结构，所述栅格结构用于将从所述进气端进入的气体导流至所述出气端。
38.也就是说，栅格结构设置在壳体内部，作用是对从进气端进入的气体进行导向，使得气体顺利的从出气端流出，可以进一步提高气流的平顺性。
39.在一个实施例中，所述壳体内部的消音棉包括设置在所述栅格结构的侧壁上的消音棉。
40.也就是说，消音棉可以设置在栅格结构的侧壁上，例如，将消音棉包覆在栅格结构的侧壁上，这样气流在经过栅格结构时，栅格结构侧壁上的消音棉可以吸收一部分噪音，提高消音效果。
41.可见，在本发明实施例提供的消音结构中，可以在壳体内壁上设置消音棉，也可以在栅格结构的侧壁上设置消音棉。
42.在一个实施例中，所述栅格结构以所述壳体的中心轴为中心，将所述壳体的内部空间分割为多个子空间，且每一个所述子空间从所述进气端延伸至所述出气端。
43.也就是说，栅格结构具有中心轴，该中心轴即壳体的中心轴，而且栅格结构会把壳体的内部空间分割为多个子空间，每一子空间都从进气端延伸到出气端，这样每一个子空间都会把气流从进气端导向至出气端。
44.这里提供了一种栅格结构的具体结构，在该结构中，栅格结构的存在不仅不会导致壳体内部的气流发生弯折，还会起到导向的作用，而且由于栅格结构的侧壁上可以设置消音棉，因此还可以提高消音的效果。
45.进一步的，所述壳体为横截面为圆形的直筒，所述栅格结构将所述壳体的内部空间均匀分割为多个子空间，每一个所述子空间的横截面为扇形。
46.也就是说，壳体为直筒状，且壳体的横截面是圆形，那栅格结构可以将壳体的内部空间均匀分为为多个子空间，每一个子空间的横截面为扇形。可知，各个子空间对应的各个扇形的横截面的尺寸是一致的。这样每一个子空间中可以流入的气流量是相同的，由于可以在栅格结构的侧壁上包覆消音棉，这样各个子空间的消音效果是相同的，实现了均匀消音，避免因为存在消音效果不好的子空间而导致整个消音结构的消音效果下降的问题发生。
47.参见图2，可以看出栅格结构13将壳体10的整个内部空间划分为了8个子空间，每一个子空间的大小相同，每一个子空间的横截面为扇形。
48.可理解的是，图2仅仅是俯视图，栅格结构并不是仅仅存在于壳体的端面，而是从壳体的进气端延伸至出气端。进入到一个子空间内的气体在壳体内部流动时，不会进入到另一个子空间，从而起到分流导向的作用。
49.在一个实施例中，所述壳体的所述进气端可以设置有网格状盖体，所述网格状盖体在径向方向上均匀设置有多个条状主筋板，所述多个条状主筋板与将所述壳体的内部空间划分为多个子空间的栅格结构的位置重合，每一个条状主筋板的宽度为28mm~32mm。
50.例如，栅格结构将壳体的整个内部空间划分为了8个子空间，而在网格状盖体上设置有8个条状主筋板，这8个条状主筋板将网格状盖体分为了8个扇形区域，这8个扇形区域和壳体的内部空间中的8个子空间的扇形横截面是重合的，因此8个条状主筋板与将所述壳体的内部空间划分为多个子空间的栅格结构的位置重合。
51.其中，设置条状主筋板的目的是为了保证足够的强度。
52.其中，条状主筋板的宽度可以设置为30mm，栅格结构的侧壁上的消音棉的厚度可以选择50mm，宽度可以选择30mm，可以有效的吸收进气噪声。
53.也就是说，在壳体的进气端可以覆盖一个网格状盖体，该网格状盖体不会影响气
体进入进气端，而且还会对壳体内部的消音棉起到一定的保护作用。
54.在一个实施例中，所述网格状盖体的外周设置有圆圈状主筋板，所述圆圈状主筋板的外半径和内半径之差为12mm~16mm。
55.其中，圆圈状主筋板可以进一步增强网格状盖体的强度，圆圈状主筋板的外半径和内半径之差可以选择14mm，这样既可以增强网格状盖体的强度，也可以保证足够多的进气面积。
56.进一步的，所述网格状盖体上具有多个网眼，且在第一区域内的各个网眼中，距离所述网格状盖体的圆心越近的网眼的尺寸越大；其中，所述第一区域为在以所述网格状盖体的圆心为圆心，以第二半径为半径的圆形区域，所述第二半径小于第一半径，所述第一半径为所述网格状盖体的半径。
57.也就是说，在网格状盖体上有多个网眼，网格状盖体的圆心位于壳体的中心轴上，以网格状盖体的圆心为圆心且以第二半径为半径的圆形区域为第一区域，第二半径小于网格状盖体的半径。可见，第一区域为网格状盖体上的部分圆形区域。在第一区域内的各个网眼中，越靠近网格状盖体的圆心，网眼的尺寸越大，因为越靠近圆心的位置的网眼，与栅格结构的中心轴附近的各个侧壁上的消音棉的距离越近，将网眼的尺寸设置的越大，这样可以提高消音的效果。
58.进一步的，在第二区域内的各个网眼中，距离所述壳体越近的网眼的尺寸越大，所述第二区域为所述网格状盖体上除了所述第一区域之外的其它区域。
59.也就是说，网格状盖体上除了所述第一区域之外的其它区域为第二区域，在第二区域的各个网眼中，距离壳体内壁越近，网眼的尺寸越大，因为网眼距离壳体内壁越近，网眼与壳体内壁上的消音棉的距离越近，这样可以提高消音效果。
60.在一个实施例中，所述网格状盖体上的所述多个网眼为通过多个副筋板分割而形成，每一个副筋板的宽度为3mm~5mm。
61.其中，副筋板既包括径向的副筋板，也包括周向的副筋板，从而两个方向的副筋板交叉形成了多个网眼。副筋板的宽度选择为4mm。
62.参见图4，网格状盖体上设置有圆圈状主筋板14、条状主筋板15、副筋板16，多个副筋板16交叉形成了网眼17。
63.例如，通过以上结构的消音结构，可以将进气面积提升8% ，占消音器截面积的56% ，降低了进口流速和噪音值。
64.参见图3，在距离进气端1米的位置设置噪音测点1，在距离出气端1米的位置设置噪音测点2，在消音结构上方1米的位置设置噪音测点3，在消音结构下方1米的位置设置噪音测点4。在进气端的进气流量为3.2m3/s。以此场景为例，对比本发明实施例提供的消音结构和现有技术中的消音结构。
65.（1）通过测试和仿真计算，得到各个噪音测点的噪音值如下表1所示，可见采用本发明实施例提供的噪音结构相对于现有方案中的噪音结构来说，可以使得各个噪音测点的噪音值下降15db以上。
66.表1噪音测点噪音测点1噪音测点2噪音测点3噪音测点4现有方案61.7db68.1db70.9db67.1db
本发明实施例43.1db46.9db55.8db51.8db
67.而且，分别采用现有方案中的消音结构和本发明实施例中的消音结构，对上述4个噪音测点的噪音频谱图进行对比，可以得知本发明实施例提供的消音结构的消音效果是更好的。
68.进一步的，现有的消音结构和本发明实施例中消音结构在进口流速和最大流速等方面的对比可以参见下表2。
69.表2噪音测点现有的消音结构本发明实施例中消音结构空气流动速度3.23.2进口面积0.1650.178进口速度19.418.0最大速度23.319.4
70.从上述表2可以看出，本发明实施例降低了进口速度和内部的最大速度，提升了进口面积，这非常有利于噪音的吸收，从而提高消音效果。
71.（2）参见下表3，本发明实施例提供的消音结构可以将总压损失由 144pa 降低到 47pa ，静压损失由 37pa 降低到
ꢀ‑
60pa，这是因为部分动压转化为了静压，提高了出口静压值。
72.表3压力进口静压出口动压出口静压出口动压总压损失静压损失现有方案37pa245pa0pa138pa144pa37pa本发明实施例-60pa245pa0pa138pa47pa-60pa
73.基于以上表1和表3，可知本发明实施例提供的消音结构相对于现有技术中的消音结构，不仅可以降低气动噪音，而且还可以减少总压损失和静压损失。
74.第二方面，本发明实施例提供一种电机，该电机包括第一方面提供的消音结构，且所述消音结构设置在所述电机的进风口处，从而使得电机具有消音效果。
75.可理解的是，本发明实施例提供的装置中有关内容的解释、具体实施方式、有益效果、举例等内容可以参见第一方面提供的方法中的相应部分，此处不再赘述。
76.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
77.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种消音结构，其特征在于，包括直筒型的壳体以及设置在所述壳体内部的消音棉，所述壳体沿轴向的一端为进气端，所述壳体沿轴向的另一端为出气端，以使气体的进气方向和出气方向相同；其中，所述壳体内部具有栅格结构，所述栅格结构用于将从所述进气端进入的气体导流至所述出气端；所述栅格结构以所述壳体的中心轴为中心，将所述壳体的内部空间分割为多个子空间，且每一个所述子空间从所述进气端延伸至所述出气端；所述壳体为横截面为圆形的直筒，所述栅格结构将所述壳体的内部空间均匀分割为多个子空间，每一个所述子空间的横截面为扇形；所述壳体的所述进气端设置有网格状盖体，所述网格状盖体在径向方向上均匀设置有多个条状主筋板，所述多个条状主筋板与将所述壳体的内部空间划分为多个子空间的栅格结构的位置重合，每一个条状主筋板的宽度为28mm~32mm；所述网格状盖体上具有多个网眼，且在第一区域内的各个网眼中，距离所述网格状盖体的圆心越近的网眼的尺寸越大；其中，所述第一区域为在以所述网格状盖体的圆心为圆心，以第二半径为半径的圆形区域，所述第二半径小于第一半径，所述第一半径为所述网格状盖体的半径；在第二区域内的各个网眼中，距离所述壳体越近的网眼的尺寸越大，所述第二区域为所述网格状盖体上除了所述第一区域之外的其它区域。2.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述壳体内部的消音棉包括设置在所述壳体的内壁上的消音棉。3.根据权利要求2所述的消音结构，其特征在于，所述壳体的内径的尺寸为600mm~650mm，所述壳体的厚度为2mm~4mm，所述壳体内壁上的消音棉的厚度为30mm、50mm或80mm，所述消音棉的横截面与所述壳体的横截面之间的面积比值为25%~30%。4.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述网格状盖体的外周设置有圆圈状主筋板，所述圆圈状主筋板的外半径和内半径之差为12mm~16mm。5.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述网格状盖体上的所述多个网眼为通过多个副筋板分割而形成，每一个副筋板的宽度为3mm~5mm。6.一种电机，其特征在于，包括权利要求1~5任一项所述的消音结构，且所述消音结构设置在所述电机的进风口处。

技术总结
本发明实施例提供了一种消音结构及电机，所述消音结构包括直筒型的壳体以及设置在所述壳体内部的消音棉，所述壳体沿轴向的一端为进气端，所述壳体沿轴向的另一端为出气端，以使气体的进气方向和出气方向相同。本发明实施例可以在实现消音的同时改善气流平顺性，进而可以降低气动噪声。可以降低气动噪声。可以降低气动噪声。


技术研发人员：王克新 宋彦伟 吴玉红
受保护的技术使用者：西门子（天津）传动设备有限责任公司
技术研发日：2023.08.14
技术公布日：2023/9/19