CN113883062A - 螺杆压缩机用消音吸收器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺杆压缩机用消音吸收器，包括主筒体、第一插管、第二插管和液体喷枪；主筒体具有内腔，内腔中设有隔板，隔板将内腔分隔成第一腔室和第二腔室，第二腔室位于第一腔室的下游，第二腔室的长度与第一腔室的长度不同，隔板开设有通孔；第一插管穿过主筒体的顶端伸入第一腔室内，第二插管穿过隔板，第二插管的上部和下部分别位于第一腔室和第二腔室中；液体喷枪穿过主筒体的侧面伸入第一腔室内，液体喷枪的出口正对第一插管的底部管口。与现有的消音器相比，本发明具有更好的消音降噪性能，同时能强化螺杆压缩机脱酸性气体效果。
Description
技术领域
本发明涉及消音器，尤其涉及用于螺杆压缩机的消音器。
背景技术
机械噪音与气体噪音是螺杆压缩机在运行过程中的主要噪音形式，气体噪音主要包括吸排气噪音和空气动力噪音。螺杆压缩机入口主要是中低频噪音，一般采用扩张式抗性消音器进行降噪，但此类消声器存在有多个通过频率的结构缺点，即使在采用多节腔串联的情况下，消音器对某些频段的噪音消音效果仍然比较差。加之很多工况下压缩机采用变频电机或汽轮机等变转速设备驱动，导致消音器无法有效消除压缩机吸排气基频与倍频下的噪音。
无油螺杆压缩机在压缩过程中可喷液运行，液体在压缩过程中主要起到降温、降噪、密封、冲洗等作用，喷液不仅可以选择软化水、柴油、液态烃类等，在脱酸性气体装置也可以选择吸收液作为喷液，发明名称为“一种火炬气压缩与脱硫工艺”、授权公告号为CN104307341A的中国发明专利采用MDEA溶液作为压缩机喷液，在压缩单元实现部分脱硫，但将压缩与脱硫工艺进行整合存在不足：压缩过程中脱硫的效果不理想，不能有效降低后端脱硫和再生装置的负荷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种螺杆压缩机用消音吸收器，与现有的消音器相比，其具有更好的消音降噪性能，同时能强化螺杆压缩机脱酸性气体效果。
本发明实施例提供了一种螺杆压缩机用消音吸收器，包括主筒体、第一插管、第二插管和液体喷枪；主筒体具有内腔，内腔中设有隔板，隔板将内腔分隔成第一腔室和第二腔室，第二腔室位于第一腔室的下游，第二腔室的长度与第一腔室的长度不同，隔板开设有通孔；第一插管穿过主筒体的顶端伸入第一腔室内，第二插管穿过隔板，第二插管的上部和下部分别位于第一腔室和第二腔室中；液体喷枪穿过主筒体的侧面伸入第一腔室内，液体喷枪的出口正对第一插管的底部管口。
本发明至少具有以下优点和特点：
1、本实施例通过在主筒体内串联设置长度不同的第一腔室和第二腔室，有效消除了螺杆压缩机基频与倍频处的噪音；
2、将第一插管伸入第一腔室内的长度设为第一腔室的长度的1/2或1/4，将第二插管伸入第一腔室内的长度为第一腔室的长度的1/4或1/2，第二插管伸入第二腔室内的长度为第二腔室的长度的1/2或1/4，能有效消除特定通过频率的低谷，让消音器的频率响应特性曲线平直；
3、由于第一腔室的内径相对于第一插管的内径有所扩大，从而降低了气体流速，增大了液体喷枪的雾化喷液与介质气的传质时间，强化了传质与传热效果；
4、雾化喷液使声波在气液混合介质内的传播速度大幅下降，同时声波在气体及液滴间发生反复折射及反射，有效减小了噪音。由此，本发明实施例利用螺杆压缩机可喷液运行的特点，在同一设备中较好地耦合了消音与酸性气体吸收两个过程。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的螺杆压缩机用消音吸收器的外观示意图。
图2示出了根据本发明实施例的螺杆压缩机用消音吸收器的剖面示意图。
图3为图1的A-A剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的结构设计更加清楚明白，以下结合图1、图2、图3及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图3。根据本发明实施例的螺杆压缩机用消音吸收器包括主筒体1、第一插管21、第二插管22和液体喷枪3。
主筒体1包括筒体本体1a、第一封头1b和第二封头1c，筒体本体1a为圆柱形，筒体本体1a的侧面设有吊耳17和喷枪安装法兰18。筒体本体1a的顶端和底端分别与第一封头1b和第二封头1c连接，并共同限定内腔10。内腔10中设有隔板13，隔板13将内腔10分隔成第一腔室11和第二腔室12，第二腔室12位于第一腔室11的下游，第二腔室12的长度L2与第一腔室11的长度L1不同。隔板13开设有多个通孔130。
第一插管21穿过第一封头1b伸入第一腔室11内，第二插管22穿过隔板13，第二插管22的上部221和下部222分别位于第一腔室11和第二腔室12中。可选地，第一插管21与第一封头1b焊接连接，第二插管22与隔板13焊接连接。并且，第一插管21伸入第一腔室11内的那一部分的侧面设有多条沿周向均匀分布的第一加强筋213，多条第一加强筋213的顶部与第一腔室11的顶壁焊接相连。第二插管22的上部221的侧面设有多条沿周向均匀分布的第二加强筋223，第二插管22的下部222的侧面设有多条沿周向均匀分布的第三加强筋224，多条第二加强筋223的底部与隔板13的顶面焊接相连，多条第三加强筋224的顶部与隔板13的底面焊接相连。第一插管21和第二插管22通过加强筋加强固定，避免了第一插管21和第二插管22因振动而松脱。可选地，第一加强筋213、第二加强筋223和第三加强筋224的数量均为四条。
液体喷枪3穿过主筒体1的侧面伸入第一腔室11内，液体喷枪1的出口朝上，并正对第一插管21的底部管口。液体喷枪3包括枪体31和雾化喷头32，枪体31穿过主筒体1的侧面伸入第一腔室11内，枪体31的中心轴线垂直于主筒体1的中心轴线。枪体31位于主筒体1之外的那一端设有喷枪进口法兰311，用于连接外部的液体输送管道。枪体31的侧面设有喷枪固定法兰312，喷枪固定法兰312与喷枪安装法兰18通过螺栓相连，以将液体喷枪3固定安装在主筒体1上。雾化喷头32与枪体31伸入第一腔室11内的一端相连。可选地，雾化喷头32与枪体31采用螺纹加点焊的方式固定连接。雾化喷头32的出口正对第一插管21的底部管口。在本实施例中，雾化喷头32为实心锥型雾化喷头，实心锥型雾化喷头的中心轴线与第一插管21的中心轴线共线。雾化喷头32喷出的雾化喷液与第一插管21输出的酸性气逆向接触，可获得更好的雾化效果，有效增加气液接触面积，从而强化传质效果。当所需喷液量较大时，在枪体31上可设置多个雾化喷头。
在实际应用时，本实施例的螺杆压缩机用消音吸收器安装于螺杆压缩机入口位置。第一插管21的顶部设有入口连接法兰211，入口连接法兰211用于连接酸性气进气管路。主筒体1的下端设有与第二腔室12连通的出口连接法兰14，出口连接法兰14用于连接螺杆压缩机的入口。
酸性气进入本实施例的螺杆压缩机用消音吸收器后，在第一腔室11内由于管径扩大，管道中的声波在截面突变处发生反射而与入射的声源部分抵消，达到消音的目的，同时酸性气与雾化喷头喷出的雾化的脱硫喷液逆向接触，进行初步的吸收。然后气液两相介质通过第二插管22与隔板13上的多个通孔130进入第二腔室12，进行进一步的消音与吸收。最后，通过第二腔室12的气液两相介质一并进入螺杆压缩机。
在隔板13上开设通孔130能够防止液体在第一腔室11积聚。在本实施例中，开设在隔板13上的多个通孔130沿周向均匀分布，第一腔室11聚集的液体可通过均匀分布的通孔130进入第二腔室12，有效防止液体在第一腔室11积聚。
进一步地，在本实施例的螺杆压缩机用消音吸收器中，第一插管21伸入第一腔室11内的长度为第一腔室11的长度L1的1/2或1/4。第二插管22伸入第一腔室11内的长度(即上部221的长度)为第一腔室的长度L1的1/4或1/2，第二插管22伸入第二腔室12内的长度(即下部222的长度)为第二腔室的长度L2的1/2或1/4。即，当第一插管21伸入第一腔室11内的长度为第一腔室11的长度L1的1/2时，第二插管22伸入第一腔室11内的长度为第一腔室的长度L1的1/4，而第二插管22伸入第二腔室12内的长度可以是第二腔室的长度L2的1/2或1/4；而当当第一插管21伸入第一腔室11内的长度为第一腔室11的长度L1的1/4时，第二插管22伸入第一腔室11内的长度为第一腔室的长度L1的1/2，而第二插管22伸入第二腔室12内的长度可以是第二腔室的长度L2的1/2或1/4。
以下结合一具体的应用实例对本申请实施例的螺杆压缩机用消音吸收器的消音原理以及工作过程进行更详细的的说明。
本实施例的主筒体1设有两节扩张室(即第一腔室11和第二腔室12)，声波在管道截面的突然扩张(或收缩)，造成通道内声阻抗突变，使声波传播方向发生改变，在管道内发生反射、干涉等现象，从而达到消声的目的。扩张式消音器的消音量和上限频率计算公式分别为
其中，TL为扩张式消音器的消音量，fu为扩张式消音器的上限频率，
为消音器扩张比，S1为第一插管21的截面积，S2为第一腔室11的截面积，S3为第二插管22的截面积，
f为声音频率，c为声速，l2为扩张室长度，D为扩张室内径。
单节扩张室的主要缺点是在kl＝nπ处传声损失为零(l为扩张室的长度)，即存在很多通过频率。本实施例采用两节扩张室串联的方式，两节扩张室的长度不同，通过的频率不同，同时增加插入式内接管(即第一插管21和第二插管22)，扩张室中插入长度为扩张室长度的l/2或l/4的管可分别消除n为奇数或偶数的通过频率。
在本应用实例中，噪声来源的设计基础是：声速c为640m/s，基频为70.7Hz。要消除的主要噪音频率分别为4倍频和8倍频，也就是283Hz和565Hz。参考图2所示，本应用实例的消音吸收器的入口连接法兰211与出口连接法兰14的尺寸为DN400mm，第一腔室11和第二腔室12的内径为DN800mm，根据式(2)可知上限频率为976Hz。第一腔室11是针对消除4倍频而设计的，腔室长度L1为1133mm，第一插管21为第一腔室11的长度L1的1/2，即566mm，第二插管221为第一腔室11的长度L1的1/4，即283mm，根据式(1)，第一腔室11可以消除频率为283Hz、566Hz和849Hz下的噪音。第二腔室12是针对消除8倍频而设计的，腔室长度L2为566mm，第二插管的下部222为第二腔室12的长度L2的1/2，即283mm，根据式(1)，本应用实例的消音吸收器可以消除频率为283Hz、566Hz、849Hz下的噪音，即，该消音吸收器可消除螺杆压缩机正常运行时所产生的283Hz、566Hz、849Hz三个主要频率下的噪音。
在本应用实例中，雾化喷头32位于第一腔室11的中心，雾化喷头32的出口朝上喷出的吸收液持续生成实心锥形喷雾，与从第一插管21上方进气口进入的酸性气体完成充分的逆向接触，随后，完成初步吸收的气液两相介质通过第二插管22和均匀分布在隔板13上的多个圆形通孔130进入第二腔室12，进行进一步的吸收过程，从而实现脱除酸性气体的效果。同时，由于喷液使得原本接近干燥的介质气中存在一定的液滴和水雾，声波会在气体和液滴间来回发生折射和反射，声波在气液两相流中的传播速度会大幅度降低，所以喷液的存在增加了消音吸收器的消音降噪的效果。最后，气液两相介质通过第二腔室12进入螺杆压缩机内，进行压缩过程。
本发明实施例通过在主筒体内串联设置第一腔室和第二腔室、增加内插管消除扩张式抗性消音器存在通过频率的缺点，并在消音吸收器内巧妙地结合雾化喷头，选择合适的喷液，既可以作为螺杆压缩机的喷液介质，为螺杆压缩机降温、降噪等，又可以作为脱除酸性气体的吸收液，强化压缩单元脱除酸性气体效果的同时增强了入口消音器的降噪效果。本发明实施例有利于压缩与脱除酸性气体单元的工艺整合优化，通过强化压缩单元脱除酸性气体的效果，有效降低后端脱酸性气体工艺和再生装置的负荷，有望促进扩大螺杆压缩机在脱硫、脱碳等装置中的广泛应用。
Claims (9)
1.一种螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，包括主筒体、第一插管、第二插管和液体喷枪；
所述的主筒体具有内腔，所述内腔中设有隔板，所述隔板将所述内腔分隔成第一腔室和第二腔室，所述第二腔室位于所述第一腔室的下游，第二腔室的长度与第一腔室的长度不同，所述隔板开设有通孔；
所述第一插管穿过所述主筒体的顶端伸入所述第一腔室内，所述第二插管穿过所述隔板，第二插管的上部和下部分别位于所述第一腔室和所述第二腔室中；
所述液体喷枪穿过所述主筒体的侧面伸入所述第一腔室内，所述液体喷枪的出口正对所述第一插管的底部管口。
2.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述第一插管伸入所述第一腔室内的长度为第一腔室的长度的1/2或1/4。
3.如权利要求1或2所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述第二插管伸入所述第一腔室内的长度为第一腔室的长度的1/4或1/2，所述第二插管伸入所述第二腔室内的长度为第二腔室的长度的1/2或1/4。
4.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述液体喷枪包括枪体和雾化喷头，所述枪体穿过所述主筒体的侧面伸入所述第一腔室内；所述雾化喷头与所述枪体伸入所述第一腔室内的一端相连，所述雾化喷头的出口正对所述第一插管的底部管口。
5.如权利要求4所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述雾化喷头为实心锥型雾化喷头。
6.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述第一插管伸入所述第一腔室内的那一部分的侧面设有多条沿周向均匀分布的第一加强筋，所述多条第一加强筋的顶部与所述第一腔室的顶壁相连；
所述第二插管的上部的侧面设有多条沿周向均匀分布的第二加强筋，所述第二插管的下部的侧面设有多条沿周向均匀分布的第三加强筋，所述多条第二加强筋的底部与所述隔板的顶面相连，所述多条第三加强筋的顶部与所述隔板的底面相连。
7.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述隔板设有多个通孔，所述多个通孔沿周向均匀分布。
8.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述第一插管的顶部设有入口连接法兰，所述入口连接法兰用于连接酸性气进气管路。
9.如权利要求1所述的螺杆压缩机用消音吸收器，其特征在于，所述主筒体的下端设有与所述内腔连通的出口连接法兰，所述出口连接法兰用于连接所述螺杆压缩机的入口。
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