CN102312819B - 可压缩流体排放消声器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包括管状主体的噪音消减装置，该管状主体具有敞开的第一端、与第一端相对的第二端、和位于第一端和第二端之间的空腔。管状主体的第二端被设置为与第一端相对。第二端具有至少一个开口，该开口的直径小于第一端开口的直径。

Description

可压缩流体排放消声器

技术领域

一般而言，本发明涉及空气压缩机领域，具体地说，涉及一种降低压缩空气进入压缩机组件中的空气储存罐的噪声的设备和方法。

背景技术

压缩机组件通常具有临时储存在加压流体储罐中的可压缩流体源。通常，将电动马达或内燃机与压缩机单元连接以驱动压缩机。压缩机单元往往包括活塞组件或压缩机泵，其压缩流体并迫使流体进入用于临时储存的流体压力罐。

类似地，空气压缩机组件向空气储存罐提供加压空气源。很多可移动的空气压缩机包括安装到空气储存罐的压缩机。压缩机压缩空气，随后将压缩空气储存在空气储存罐中。压缩机单元压缩来自大气的空气。可用空气储存罐中的加压空气操作空气动力工具，例如操作射钉工具、套筒驱动工具、材料成型工具、打磨工具、喷涂工具、充气夹具和充气轮胎等等。

在空气压缩机组件中，由于储存罐内侧与储存罐外侧的压力和温度不同，往往使空气储存罐内侧的空气中的水和其他液体冷凝。可通过设置在空气储存罐下部位置附近的冷凝物移除装置移除积存在空气储存罐内的水和其他液体。然而，压缩机的任何倾斜，例如，从一个位置到另一位置的移动过程中导致的倾斜，可能使水进入压缩机的空气吸入口。在空气储存罐顶部表面附近的空气吸入口中设置止回阀以防止从罐里流出的水或液体冷凝物流向压缩机。然而，由于接触冷凝物，止回阀可能受到腐蚀。

这类空气压缩机组件的一个长期未解决的问题是将压缩空气从压缩机排放到空气储存罐时往往产生很大的噪音。震动和噪音降低了压缩机运转的舒适性。特别是，接受来自于压缩机的加压空气的空气储存罐可能产生很大的震动。震动是由高流速空气撞击产生的冲击波冲击空气压缩机罐的内壁产生的。接着冲击波在罐外侧产生噪音。这种噪音包括由空气从压缩机流经连接管并冲击储存罐的内壁时高流速空气撞击引起的响声和撞击声。噪音与金属球轴承撞击空金属罐内侧的声音相似。

人们期望能提供在空气压缩机运转期间降低来自储存罐的噪音和震动的设备和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降低如空气进入储存罐时压缩流体的噪音的设备和方法。本说明书所公开的设备和方法允许使用者有效地减小由空气进入储存罐引起的空气储存罐的震动和噪音。

在本发明一示例性实施例中，空气压缩机组件包括空气压缩机和适于储存加压空气的空气储存罐，该空气储存罐的上表面具有吸入口。在压缩机与空气储存罐之间设有噪音消减构件，该噪音消减构件能够降低从压缩机传送到空气储存罐的加压空气引起的噪音。噪音消减构件俘获加压空气的高流速冲击并以较低速度排放空气，从而使空气更连贯地流动。

至少包括以下优点：减小由压缩机导致的空气脉动引起的储存罐震动，从而降低噪音。空气脉动是由来自压缩机的空气的停止推动和进行推动(stop-and-go push)产生的。对于使用者而言，减小空气储存罐的震动和噪音能使压缩机的运转更舒适和更积极地体验。另外，还降低了由空气储存罐产生的环境噪音。

从说明书、附图和权利要求中将显现出其它优点和特征。

应理解的是，前面的概括性描述和随后的详细描述都只是示例性的和解释性的，而不是对所要求保护的本发明的限制。被加入说明书中并构成说明书的一部分的附图图解说明了本发明的一实施方式，其与发明内容的描述一起用来解释本发明的原理。

附图说明

借助参考附图，所属领域技术人员将能更好地理解本发明的一些优点。在附图中，相同的附图标记表示全部视图中的相应部件。

图1示出了压缩机组件的第一实施例；

图2是可压缩流体排放消音器的第一实施例的截面图；

图3是可压缩流体排放消音器的第二实施例的截面图；

图4是在空气压缩机组件的第一种配置中的可压缩流体排放消音器的截面图；

图5是在空气压缩机组件的第二种配置中的可压缩流体排放消音器的截面图；

图6是在空气压缩机组件的第三种配置中的可压缩流体排放消音器的截面图；

图7是在空气压缩机组件的第四种配置中的可压缩流体排放消音器的截面图；

图8是本发明第二实施例中的可压缩流体排放消音器的截面图；

图9是本发明第三实施例中的可压缩流体排放消音器的截面图。

具体实施方式

现在将详细描述本发明当前的一些优选实施方式，附图示出了所述优选实施方式的一些实例。

大致参考图1，对本发明一示例性实施例的空气压缩机组件10进行描述。如图1所示，空气压缩机组件10包括安装到压缩空气储存罐14的压缩机12、马达(未示出)和空气排放管11。空气储存罐14设有用于储存一定压力下的如空气之类的流体的罐或容器。

空气储存罐14中设有与压力总管或压力管道适配的排放口(未示出)，允许压缩空气从储罐14排出，以便向如射钉工具、套筒驱动工具、材料成型工具、打磨工具、喷涂工具、充气夹具和充气轮胎等空气动力工具提供动力。

很多种压缩机组件具有带壁的储存罐，所述壁具有足够的柔性以传递噪音。包括立式储罐压缩机、卧式储罐压缩机、双储罐压缩机、水平对置型压缩机(pancakecompressors)等在内的、用于将空气从第一压力加压到第二较高压力的这类压缩机组件可以实现本发明的原理。例如，在图1所示的一个实施例中，空气压缩机组件10的压缩空气储存罐14可以包括扁平椭圆形(flattened oval)或“水平对置型”储罐。在不超出本发明的范围和构思的前提下，空气储存罐也可以有多种不同形状和定位。

可将压缩机内侧的压力开关组件安装到压力总管13，以便通过交替地起动和停止压缩机12定期地向罐14内补充空气来调节空气储存罐14内部的压力。当储罐14内的压力达到预先设定的低压点，或“冲入压力(kick-inpressure)”时，压力开关组件启动压缩机12，以对罐14重新加压。由压缩机12产生的压缩空气流过空气排放管11进入空气储存罐14。当储罐14内的压力达到预先设定的高压点，或“冲出压力(kick-out pressure)”时，压力开关组件使压缩机12停止运转，以防止储罐14过加压。在这种方式中，压缩空气储存罐14内压缩空气的压力将维持在通常适合用于向一个或多个空气动力工具提供动力的范围内。在运转中，马达的旋转驱动压缩机12，借此开始向位于储存罐14上的吸入口18提供压缩空气。

当空气压缩机12运转以向空气储存罐14内补充空气时，由于活塞的运动，空气脉动地进入罐14而产生噪音和震动。本发明的消音构件可降低加压空气进入空气罐的噪音。

图2示出的消音构件为可压缩流体排放消音器20的形式，其包括管状主体22，该主体具有用于接收压缩流体的敞开的第一端15和用于排放压缩流体的限流的第二端17。压缩流体排放消音器20与空气储存罐14的吸入口18连接。吸入口18接收如空气之类被压缩机12压缩的流体。消音器20用于减小如空气进入储存罐时的加压流体的震动及因此由震动引起的噪音。压缩流体排放消音器20的管状主体22具有空腔23，该空腔由在第一端处的入口24和在与第一端相对的第二端处的出口26限定。消音器20的出口26将加压空气排放到罐14内。

图2中的管状主体22的入口24的直径比出口26的直径大，由此形成用于正从压缩机12传送到空气储存罐14内部的空气的限流流动路径。由于出口26比吸入口小，出口起到吸入口24下游的限流器件的作用。形成消音器20的管状主体22的容积和出口的尺寸被确定为减小从压缩机12进入空气储存罐14内的高速空气流的脉动，结果可减小储罐壁震动和储罐噪音。

管状主体22的第二端可具有任意形状，包括，但不限于，图中示出的倒圆的U型。例如，管状主体的第二端可为图4所示的扁平形。消音器出口26还具有侧壁27，该侧壁平行于流体流动方向。另外，虽然图2示出了形成管状主体第二端处的出口26的单一孔，但是管状主体22的出口端可具有多个孔。

消音器20可由任何材料制成，包括，但不限于，铝、黄铜和电镀钢板、或者由塑料模制而成。另外，虽然示出的消音器为管状，但是消音器可以为任何形状，包括球形。

如图2所示，例如，消音器20在其第一端还可容纳单向或止回阀30。止回阀可以是具有用于流体进入的入口部分和用于流体排出的出口部分的本体形式。止回阀30防止空气从空气储存罐14回流到压缩机12。止回阀包括本体上的阀座29和盘28，盘28可朝阀座运动以与阀座接触，从而关闭该阀，和远离阀座运动以开启阀。借助弹簧32将盘28沿朝向阀座29的方向偏压，以关闭该阀。止回阀30的入口部分设置在连接压缩机12和空气储存罐14的空气排放管11内。可将止回阀30至少部分地插入管状主体22的第一端内的入口24中。止回阀30的出口部分设置在管状主体22的入口24中。消音器20形成环绕被插入空气储存罐14的止回阀30的那部分封闭的空气容积。

还如图2所示，消音器20可以如下地穿过吸入口18安装到空气储存罐14。通过焊缝36可将具有带螺纹的内表面35的焊接法兰34固定到空气储存罐14。可将具有带螺纹的外表面的止回阀30拧进焊接法兰34内。通过压配合或将法兰的上端压配合或卷边压接于止回阀的表面，可将消音器20连接到止回阀30。将消音器连接到止回阀的其它连接方法包括铜焊和用环氧树脂粘接。

焊接法兰34、54可由钢铸造，焊缝36、56可由钢合金或任何适合将法兰焊接到空气储存罐的材料制成。可供选择的是，焊接法兰34、54和焊缝36、56可由适合的材料任意组合制成，适合的材料包括，但不限于，铝、铜、黄铜、塑料和钢。可通过任何适合的结合方式使焊接法兰和焊缝结合。

在本发明的第二实施例中，如图3所示，可将消音器40直接焊接到空气储存罐14。消音器40包括具有位于第一端处的入口44和位于与第一端相对的第二端处的出口46的管状主体42。入口44的直径大于出口46的直径。消音器40一体地连接到空气储存罐14。例如，如图3所示，通过吸入口18处的焊缝56，将管状主体42焊接到空气储存罐14的内壁上。消音器40的出口46限制从压缩机12被传送到空气储存罐14的空气的流动。

可供选择的是，消音器的上部外表面可以是可被拧在焊接法兰的内螺纹表面上的带螺纹的表面。消音器的上部内表面也可以是被拧在焊接法兰34的外螺纹表面上的带螺纹的表面。

如图3所示，在消音器40的第二端内的出口46具有呈喇叭形的开口52，该开口延伸超出消音器管状主体的底部表面。喇叭形开口52可具有任意结构，例如，像图3所示的凸内侧面。消音器40的第二端可通过冲孔、钻孔或任何适于在管的底部形成孔的方法形成。

可以沿在压缩机的出口和通向空气储存罐的入口之间的路径设置消音器。例如，可将消音器20形成为使得限流部分位于管状主体22入口的下游和空气储存罐14内的加压空气入口的上游。或者，如图2、3和4所示，例如，可将消音器20完全设置在空气储存罐14内。

如图5示意地示出的另一可供选择的方案那样，可将消音器520设置在压缩机512的头部513内。在图5所示的配置中，消音器520具有处于管状主体522的第二端处的限流出口526。限流出口526被设置在空气排放管511的入口的上游或该入口内。空气排放管511将压缩机空气输送到空气储存罐514。

在另一可选配置中，图6示出了将消音器620完全设置在连接压缩机612和空气储存罐614的空气排放管611内的方案。消音器620在空气储存罐614和压缩机612的头部613两者的外侧，且限流出口626直接位于止回阀630的上游。

图7示出了本发明的第二实施例，其中排放管711用作限流出口。消音器720设置在压缩机712的头部713内。在这种配置中，消音器空腔723下游的空气排放管711的直径明显小于消音器空腔的直径。严格说来，空气排放管711可减缓来自压缩机的空气的高速冲击，致使空气以较低的或连续的流动进入空气储存罐，由此减小罐714中的震动和噪音。

图8和9分别示出了本发明的第三和第四实施例，其中可压缩流体排放消音器的止回阀部分抑制进入空气储存罐的加压空气的高速冲击。在图8和9所示的实施例中，止回阀用作用于消音器的限流构件。

在图8中，例如止回阀830位于消音器820的消音器空腔823的下游。止回阀具有与流体流动一致的入口832和通道834。入口832和通道834的尺寸被确定为可降低进入空气储存罐814的高速空气的速度。从压缩机812传送的加压空气经过排放管811进入消音器820，并从消音器/止回阀结合部排出，通过止回阀830中的限流出口826。然后，加压空气进入空气储存罐814。

在图9所示的第四实施例中，消音器920可用于从压缩机912传送到空气储存罐914的加压空气的空气排放管。消音器空腔923从压缩机延伸到止回阀930用作限流构件。加压空气从消音器/止回阀结合部经过出口926排出并进入空气储存罐914。

可采用多于一个的本发明的消音器，可沿压缩机与空气储存罐之间的路径串联地设置这些消音器。

消音器还能保护止回阀免受由空气储存罐中的冷凝物引起的腐蚀。压缩机的倾斜，例如，在从一个位置运动到另一位置的过程中导致的倾斜，可能使水或其它冷凝物进入空气压缩机内。止回阀起到阻止流体从空气储存罐流向压缩机的作用。然而，如果止回阀与水或其它液态冷凝物接触，随着时间的流逝，止回阀将被侵蚀。图1-4中示出的上面描述的那些实施例中，消音器2的管状主体22中空腔23的长度可抑制液态冷凝物从空气储存罐14进入止回阀30。

图中示出的是通过空气储存罐的顶部或上部表面插入的消音器。也可通过储罐的底部或下部表面将消音器插入空气储存罐内。在这种配置中，消音器可被插在高的水或冷凝物管路上方。

虽然基于这些优选实施例已对本发明进行了描述，但是对所属领域技术人员来说，作出某些改型、变换和选择一些结构都是显而易见的，都应落入本发明的构思和范围内。

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119，本申请要求享有于2010年6月1日提交的美国临时申请US 61/350,226号的优先权，该申请的全部内容通过引用加入本申请中。

Claims (12)

1.一种噪音消减装置，包括：

管状主体，具有敞开的第一端、与第一端相对的第二端、和位于第一端与第二端之间的空腔，所述第二端与第一端相对且具有至少一个开口，该至少一个开口具有小于所述第一端中开口直径的直径；

其中所述第二端中的至少一个开口与所述第一端中的开口相对；

其中，所述空腔是空的，且其中，所述管状主体第二端中的至少一个开口具有呈喇叭形的壁，

且其中，所述第一端中的开口用于接收来自空气压缩机的压缩流体，所述第二端中的至少一个开口限制从所述空气压缩机被传送到储存罐的压缩流体的流动，且所述管状主体焊接到所述储存罐的内壁上。

2.根据权利要求1所述的噪音消减装置，其中，所述管状主体的第二端是扁平的。

3.根据权利要求1所述的噪音消减装置，其中，所述管状主体第二端中的至少一个开口具有至少小于所述第一端开口直径50％的直径。

4.根据权利要求1所述的噪音消减装置，其中，所述管状主体的第二端具有多个开口。

5.一种压缩机组件，包括：

压缩机，具有安装于其上的头部部分、在所述头部部分中的排放口和连接到所述头部部分中的排放口的排放管；

储存罐，具有连接到排放管的吸入口以便接收来自压缩机的加压流体；

止回阀，设置在压缩机和储存罐之间；和

消音器，设置在压缩机和储存罐的内壁之间，该消音器包括管状主体，该管状主体具有处于第一端中的开口、与第一端相对的第二端、和位于第一端与第二端之间的空腔，所述第二端具有至少一个开口，该开口具有小于所述第一端中开口直径的直径；

其中，所述空腔是空的，且其中，所述管状主体第二端中的至少一个开口具有呈喇叭形的壁。

6.根据权利要求5所述的压缩机组件，其中，所述消音器被替换为设置在压缩机的头部部分内。

7.根据权利要求5所述的压缩机组件，其中，所述消音器被设置在排放管内。

8.根据权利要求5所述的压缩机组件，其中，所述消音器被设置在压缩机头部与止回阀之间。

9.根据权利要求8所述的压缩机组件，其中，所述消音器被设置在排放管与止回阀之间。

10.根据权利要求5所述的压缩机组件，其中，所述储存罐的吸入口处于冷凝物管路的外侧。

11.根据权利要求5所述的压缩机组件，其中，所述消音器被替换为设置在储存罐内，且第一端中的开口界定出止回阀的流体出口部分并被卷边压接到该流体出口部分。

12.一种制造空气压缩机中的噪音消减装置的方法，该方法包括：

提供空气压缩机，该压缩机通过排放管可运转地连接到空气储存罐，排放管具有用于接收来自压缩机的加压空气的接收端和用于将压缩空气排放到空气储存罐中的吸入口中的排放端；和

将噪音消减装置焊接到空气储存罐中的吸入口，该噪音消减装置包括：

管状主体，其具有敞开的第一端、与第一端相对的第二端、和位于第一端与第二端之间的空腔，第二端与第一端相对且具有至少一个开口，该至少一个开口具有小于所述第一端中开口直径的直径；

其中所述第二端中的至少一个开口邻近与所述第一端中的开口直接相对的位置；

且其中，所述空腔是空的，且其中，所述管状主体第二端中的至少一个开口具有呈喇叭形的壁。