CN109209892A - 一种消声器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种消声器，属于机械技术领域。它解决了现有的消声器消声和气水分离的效果差的问题。本消声器，包括壳体，壳体上开设有进气口和出气口，壳体呈圆筒状且壳体能够用于盛装液体，进气口开设在壳体的侧壁上且进气方向沿壳体的切线方向，进气口靠近壳体底部设置，壳体内还设有分离筒，分离筒的上端侧壁上开设有连通壳体内腔和分离筒内腔的连通口，分离筒的上端端口与出气口相连通，分离筒的外壁和壳体的内壁之间还设有挡板，挡板位于进气口的上方且位于连通口的下方，挡板上还设有若干过气孔。本消声器通过多重的旋转撞击进行能量交换和气水分离，大大提升了消声的效果和气水分离的效果。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种消声器。
背景技术
目前，液环式真空泵的汽水分离器一般采用水箱侧置或上置方式，一般在水箱上部预留汽水分离空间，水箱上部开设排气孔，由于真空泵工作时从排气口排出的汽水混合物具有一定压力，极限压力下高达110～140dB(A)，在4×104Pa时也有90～100dB(A)，并以中、低频为主，该压力在释放时，会产生很大的噪音。并且液环式真空泵排出的气体中含有少量的水，所以普通的消声器都无法使用。
为此，中国专利申请(申请号：201120166849.8)公开了一种真空泵消声汽水分离器，包括外筒体和内筒体；所述外筒体和内筒体均为中空的圆柱体结构，内筒体套设在外筒体内；所述内筒体的上端部封闭并通过固定板连接在外筒体内，内筒体底部与外筒体连接成一体；所述内筒体底部上设置有一用于与真空泵排气口连接的进气管和一个排水口，内筒体侧壁的下部设置有排气通孔和排水通孔；所述外筒体的上端部设置有一排气管，外筒体底部上设置有一排水口。真空泵排出的气水混合体，通过进气管进入内筒体，由于内筒体上端部封闭，真空泵排气口排出的汽水混合物的压力在内筒体中得到释放，气、水在内筒体下部分离，水通过排水口排出，气体则通过内筒体上的排气通孔进入外筒体，并从外筒体上端的排气管排出。虽然上述的消声消声器能够一定程度上实现气水的分离，又能对噪声起到一定的屏蔽作用，但其仍存在以下缺陷：气、水是在压力得到释放后在内筒体的下部实现分离，分离的效果较差，并且分离后的气和水分别从下部的排水口和排气通孔中排出，而气水混合物也是从筒体的下部进入的，容易与分离后的气体产生混合，导致部分未被分离的气水混合物直接从排水口和排气通孔中国排出，分离的效果差。同时，噪声也仅仅是通过内筒和外筒的屏蔽来实现的，由于本身的材质、气体的相互干扰回流等因素，消声的效果也较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种消声器，本发明所要解决的技术问题是：如何提高消声的效果和气水分离的效果。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种消声器，包括壳体，所述壳体上开设有进气口和出气口，其特征在于，所述壳体呈圆筒状且壳体能够用于盛装液体，所述进气口开设在壳体的侧壁上且进气方向沿壳体的切线方向，所述进气口靠近壳体底部设置，所述壳体内还设有分离筒，所述分离筒的上端侧壁上开设有连通壳体内腔和分离筒内腔的连通口，所述分离筒的上端端口与所述出气口相连通，所述分离筒的外壁和壳体的内壁之间还设有挡板，所述挡板位于进气口的上方且位于连通口的下方，所述挡板上还设有若干过气孔。
本消声器一改常规的设计，通过在壳体内盛装液体，液体可以为水等，同时将进气口靠近壳体的底部设置，壳体盛装液体后，液面高度高于进气口的高度，并且使分离筒的下端伸入液体中，由于进气口的进气方向沿壳体侧壁的切线方向，这样，从进气口进入的气水混合物能够沿圆周方向运动，并且带动壳体内的液体一起旋转，在旋转中气体与液体发生剧烈碰撞，进行能量交换和气水分离，一部分声能转化为热能被液体带走实现消声，分离后的气体继续旋转向上运动脱离液体，由于分离筒的下端是伸入液体内的，因此，分离出的气体不会从分离筒内直接排出，而是继续绕着分离筒旋转向上运动并与挡板发生撞击，撞击的过程中声能进一步损失并转化为热能，气水也进一步分离，从而进一步达到了消声和气水分离的目的。进一步分离后，分离出来的水沿着分离筒和壳体的内壁向下滑落，气体通过过气孔继续向上运动并从分离筒侧壁上的连通口进入分离筒内，在分离筒内继续产生旋转，声能再次进一步损失并转化为热能，气水也进一步分离，分离出来的水沿分离筒的内壁向下滑落，气体从出气口中排出，从而通过三重的声能损耗和气水的分离，大大提升了消声的效果和气水分离的效果，并且消声并不是简单的屏蔽，而是从本质上消除了噪声。
在上述的消声器中，所述挡板上还设有一层缓冲层，所述挡板上的缓冲层上开设有若干与过气孔一一对应的通孔，和/或位于所述挡板下方的壳体内壁上还设有一层缓冲层。通过缓冲层的设计，气水混合物从进气口沿圆周方向进入壳体后，缓冲层能吸收能量，降低气水混合物与壳体内壁碰撞声音，同时也降低了气水的流动速度，流速降低的气水进入壳体内带动液体一起旋转，在旋转中气体与水发生充分的剧烈碰撞，进行能量交换和气水分离，一部分声能转化为热能被水带走，从而使得消声和气水分离的效果更好、更彻底。
在上述的消声器中，所述分离筒包括外筒和内筒，所述外筒的下端靠近壳体的底部设置，所述外筒的上端封闭，所述连通口开设在外筒上端的侧壁上，所述内筒固定插设在所述外筒内且所述内筒的外壁与外筒的内壁之间具有间隙，所述内筒的下端端口低于所述连通口，所述内筒的上端端口与所述出气口相连通。通过内筒和外筒的结构设计，并且，内筒的下端口低于连通口，使得气体从外筒侧壁上的连通口进入后，能够与内筒的外壁发生撞击，撞击的过程中声能进一步损失并转化为热能，气水也进一步分离，分离出来的水沿着内筒的外壁滑落，气体沿着内筒旋转向下经过间隙从内筒的下端口进入内筒中，再经出气口排出，进一步地提升了消声的效果和气水分离的效果。
在上述的消声器中，所述壳体内位于分离筒的上方还设有隔板，所述隔板与壳体的上端内壁之间形成出气腔，所述出气腔与所述出气口相连通，所述隔板上具有向下凸出且与所述出气腔连通的连接筒，所述连接筒的下端伸入内筒中且连接筒的下端端口低于内筒的上端端口。出气腔的设置，使得空气从内筒排出后先经出气腔降低流速，然后再从出气口中排出，从而进一步降低了气体产生的噪声。
在上述的消声器中，所述外筒的上端端面与所述隔板之间形成缓冲腔，所述内筒的内壁与所述连接筒的外壁之间具有间隙，所述内筒通过上述间隙与所述缓冲腔相连通，所述缓冲腔通过管路与所述壳体盛装有液体处的内腔连通。缓冲腔的设置，配合连接套和内筒的结构设置，使得部分气体能够继续在缓冲腔内进一步的旋转，进一步消耗声能，使得气水分离更为彻底，产生的水能够经管道流入壳体盛装有液体的内腔处。
在上述的消声器中，所述外筒的上端端面为锥面。锥面的设计，对水具有一个引流的作用。
在上述的消声器中，所述外筒从上到下依次包括上段、过渡段和下段，所述上段和下端均呈圆筒状，所述过渡段呈锥状，所述过渡段的大端与所述上段连通，小端与所述下段连通，所述下段的内径小于过渡段小端的内径。锥状的过渡段又对旋转上升的气体具有一个加压的作用，保证了气体能够与挡板发生充分的撞击，从而更充分的消耗声能和实现气水分离，同时对分离出来的水又具有一个向中间导流的作用，保证分离出来的水不会重新被带入旋转的气体中。而且下段的内径较小，使得进入外筒后气体不会从下段排出进入液体中。
在上述的消声器中，所述壳体的底部还设有出液口，所述出液口上设置有控制阀。出液口上控制阀的设计，便于壳体内液体的排放。
在上述的消声器中，所述壳体的下端侧壁上还开设有分别用于观察最高液位和最低液位的观察视窗一和观察视窗二，所述观察视窗二的口径大于观察视窗一的口径，所述观察视窗二靠近壳体的底部设置。观察视窗一和观察视窗二的设计，便于对壳体内液体的水位高低进行观察，便于及时加水或排水，保证正常的消声和气水分离。同时观察视窗二的口径设置的较大，便于维修和清洗。
在上述的消声器中，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述液体盛装在下壳体内，所述进气口开设在下壳体靠近底部的侧壁上，所述缓冲腔和出气腔均位于所述上壳体内，上述出气口开设在上壳体的顶部，所述上壳体和下壳体之间通过法兰密封连接。上壳体和下壳体的分体式设计，便于制作和安装。
与现有技术相比，本消声器具有以下优点：气水混合物沿壳体侧部进入能够沿圆周方向运动，并且带动壳体内的液体一起旋转，在旋转中气体与液体发生剧烈碰撞，进行能量交换和气水分离，一部分声能转化为热能被液体带走实现消声，同时再配合挡板以及独特结构的分离筒的设计，通过多重的旋转撞击进行能量交换和气水分离，大大提升了消声的效果和气水分离的效果，并且消声并不是简单的屏蔽，而是从本质上消除了噪声。
附图说明
图1是本消声器的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图中，1、壳体；1a、上壳体；1a1、出气口；1b、下壳体；1b1、进气口；1c、出气腔；1d、缓冲腔；1e、观察视窗一；1f、观察视窗二；2、液体；3、分离筒；3a、外筒；3a1、连通口；3b内筒；4、挡板；4a、过气孔；5、缓冲层；5a、通孔；6、隔板；6a、连接筒；7、控制阀。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和2所示，本消声器，包括呈圆筒状的壳体1，壳体1包括上壳体1a和下壳体1b，上壳体1a和下壳体1b之间通过法兰密封连接。上壳体1a的顶部开设有出气口1a1，下壳体1b靠近底部的侧壁上开设有进气口1b1且进气口1b1沿下壳体1b的切线方向设置，下壳体1b内盛装有液体2且液体2的液面高度高于进气口1b1的高度。
具体地说，壳体1内还设有分离筒3，分离筒3包括外筒3a和内筒3b，外筒3a的下端能够伸入液体2内，外筒3a的上端封闭。外筒3a从上到下依次包括上段、过渡段和下段，上段和下端均呈圆筒状，过渡段呈锥状，过渡段的大端与上段连通，小端与下段连通，下段的内径小于过渡段小端的内径，外筒3a上段的侧壁上开设有连通壳体1内腔和分离筒3内腔的连通口3a1。内筒3b固定插设在外筒3a内且内筒3b的外壁与外筒3a的内壁之间具有间隙，内筒3b的下端端口低于连通口3a1，内筒3b的上端端口与出气口1a1相连通。
分离筒3的外壁和壳体1的内壁之间还设有挡板4，所述挡板4位于液面的上方且位于连通口3a1的下方，挡板4上还设有若干过气孔4a。挡板4上还设有一层缓冲层5，挡板4上的缓冲层5上开设有若干与过气孔4a一一对应的通孔5a，和/或位于挡板4下方的壳体1内壁上。
使用时，进气口1b1与真空泵相连接，进入的气水混合物能够沿圆周方向运动，缓冲层5能吸收能量，降低气水混合物与壳体1内壁碰撞声音，同时也降低了气水的流动速度，流速降低的气水混合物带动液体2一起旋转，在旋转中气体与液体2发生剧烈碰撞，进行能量交换和气水分离，一部分声能转化为热能被液体2带走实现消声，分离后的气体继续旋转向上运动脱离液体2，由于分离筒3的下端是伸入液体2内的，因此，分离出的气体不会从分离筒3内直接排出，而是继续绕着分离筒3旋转向上运动并与挡板4发生撞击，撞击的过程中声能进一步损失并转化为热能，气水也进一步分离，从而进一步达到了消声和气水分离的目的。进一步分离后，分离出来的水沿着分离筒3和壳体1的内壁向下滑落，气体通过过气孔4a继续向上运动并从分离筒3侧壁上的连通口3a1进入分离筒3内，能够与内筒3b的外壁发生撞击，撞击的过程中声能进一步损失并转化为热能，气水也进一步分离，分离出来的水沿着内筒3b的外壁滑落，气体沿着内筒3b旋转向下经过间隙从内筒3b的下端口进入内筒3b中，再经出气口1a1排出，从而通过多重的声能损耗和气水的分离，大大提升了消声的效果和气水分离的效果，并且消声并不是简单的屏蔽，而是从本质消除了噪声。
更进一步地说，壳体1内位于分离筒3的上方还设有隔板6，隔板6与壳体1的上端之间形成出气腔1c，出气腔1c与出气口1a1相连通，隔板6上具有向下凸出且与出气腔1c连通的连接筒6a，使得空气从内筒3b排出后先经出气腔1c降低流速，然后再从出气口1a1中排出，从而进一步降低了气体产生的噪声。
外筒3a的上端端面为锥面，外筒3a的上端端面与隔板6之间形成缓冲腔1d，连接筒6a的下端伸入内筒3b中且连接筒6a的下端端口低于内筒3b的上端端口，内筒3b的内壁与连接筒6a的外壁之间具有间隙，内筒3b通过该间隙与缓冲腔1d相连通，缓冲腔1d通过管路与所述壳体1盛装有液体2处的内腔连通，使得部分气体能够继续在缓冲腔1d内进一步的旋转，进一步消耗声能，使得气水分离更为彻底，产生的水能够经管道流入壳体1盛装有液体2的内腔处。
壳体1的底部还设有出液口，出液口上设置有控制阀7，便于壳体1内液体2的排放。壳体1的下端侧壁上还开设有分别用于观察最高液位和最低液位的观察视窗一1e和观察视窗二1f，观察视窗二1f的口径大于观察视窗一1e的口径，观察视窗二1f靠近壳体1的底部设置，便于维修和清洗。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种消声器，包括壳体(1)，所述壳体(1)上开设有进气口(1b1)和出气口(1a1)，其特征在于，所述壳体(1)呈圆筒状且壳体(1)能够用于盛装液体(2)，所述进气口(1b1)开设在壳体(1)的侧壁上且进气方向沿壳体(1)的切线方向，所述进气口(1b1)靠近壳体(1)底部设置，所述壳体(1)内还设有分离筒(3)，所述分离筒(3)的上端侧壁上开设有连通壳体(1)内腔和分离筒(3)内腔的连通口(3a1)，所述分离筒(3)的上端端口与所述出气口(1a1)相连通，所述分离筒(3)的外壁和壳体(1)的内壁之间还设有挡板(4)，所述挡板(4)位于进气口(1b1)的上方且位于连通口(3a1)的下方，所述挡板(4)上还设有若干过气孔(4a)。
2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，所述挡板(4)上还设有一层缓冲层(5)，所述挡板(4)上的缓冲层(5)上开设有若干与过气孔(4a)一一对应的通孔(5a)，和/或位于所述挡板(4)下方的壳体(1)内壁上还设有一层缓冲层(5)。
3.根据权利要求1或2所述的消声器，其特征在于，所述分离筒(3)包括外筒(3a)和内筒(3b)，所述外筒(3a)的下端靠近壳体(1)的底部设置，所述外筒(3a)的上端封闭，所述连通口(3a1)开设在外筒(3a)上端的侧壁上，所述内筒(3b)固定插设在所述外筒(3a)内且所述内筒(3b)的外壁与外筒(3a)的内壁之间具有间隙，所述内筒(3b)的下端端口低于所述连通口(3a1)，所述内筒(3b)的上端端口与所述出气口(1a1)相连通。
4.根据权利要求3所述的消声器，其特征在于，所述壳体(1)内位于分离筒(3)的上方还设有隔板(6)，所述隔板(6)与壳体(1)的上端内壁之间形成出气腔(1c)，所述出气腔(1c)与所述出气口(1a1)相连通，所述隔板(6)上具有向下凸出且与所述出气腔(1c)连通的连接筒(6a)，所述连接筒(6a)的下端伸入内筒(3b)中且连接筒(6a)的下端端口低于内筒(3b)的上端端口。
5.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，所述外筒(3a)的上端端面与所述隔板(6)之间形成缓冲腔(1d)，所述内筒(3b)的内壁与所述连接筒(6a)的外壁之间具有间隙，所述内筒(3b)通过上述间隙与所述缓冲腔(1d)相连通，所述缓冲腔(1d)通过管路与所述壳体(1)盛装有液体(2)处的内腔连通。
6.根据权利要求5所述的消声器，其特征在于，所述外筒(3a)的上端端面为锥面。
7.根据权利要求3所述的消声器，其特征在于，所述外筒(3a)从上到下依次包括上段、过渡段和下段，所述上段和下端均呈圆筒状，所述过渡段呈锥状，所述过渡段的大端与所述上段连通，小端与所述下段连通，所述下段的内径小于过渡段小端的内径。
8.根据权利要求1或2所述的消声器，其特征在于，所述壳体(1)的底部还设有出液口，所述出液口上设置有控制阀(7)。
9.根据权利要求1或2所述的消声器，其特征在于，所述壳体(1)的下端侧壁上还开设有分别用于观察最高液位和最低液位的观察视窗一(1e)和观察视窗二(1f)，所述观察视窗二(1f)的口径大于观察视窗一(1e)的口径，所述观察视窗二(1f)靠近壳体(1)的底部设置。
10.根据权利要求1或2所述的消声器，其特征在于，所述壳体(1)包括上壳体(1a)和下壳体(1b)，所述液体(2)盛装在下壳体(1b)内，所述进气口(1b1)开设在下壳体(1b)靠近底部的侧壁上，所述缓冲腔(1d)和出气腔(1c)均位于所述上壳体(1a)内，上述出气口(1a1)开设在上壳体(1a)的顶部，所述上壳体(1a)和下壳体(1b)之间通过法兰密封连接。
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- 2018-11-02 CN CN201811300359.5A patent/CN109209892B/zh active Active
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