CN115234524A - 一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蒸汽喷射压缩器技术领域，具体涉及一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器。本发明通过在接收室、混合室和扩散室利用内套管和支撑管构成环形内腔和外腔，在环形内腔内填充吸声材料，并在内套管壁面开设小孔，建立了阻抗复合式的吸声结构，可有效降低设备运行过程中产生的噪音，保障现场运行维护人员的人身健康。本发明在拉伐尔喷嘴、接收室、收缩段、混合段和扩散段中均采用螺栓连接，可根据设备运行需要进行拆卸，对吸声材料进行更换，防止由于吸声材料老化导致设备降噪效果减弱。
Description
技术领域
本发明属于蒸汽喷射压缩器技术领域，具体涉及一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器。
背景技术
蒸汽喷射压缩器是发电厂空冷机组的乏汽供热系统节能增效领域的新兴技术。基于气体动力学原理，采用高压抽汽作为动力，为抽取低压乏汽进行升压，从而提升乏汽的品质，回收余热能量。蒸汽喷射压缩器运行过程中，高压抽气通过喷嘴进行增速降压，在喷嘴出口处形成低压区，并形成超音速的主流区。低压乏汽在入口与低压区的压差以及主流区的携带作用下，被吸入蒸汽喷射压缩器内。在此过程之中，由于喷嘴出口气流速度极高，气流内部扰动极强，振动效果剧烈，将产生较大的噪音。与此同时，高、低压蒸汽合过程涉及的边界层分离和激波等物理现象会强化气流内部搅浑，使噪音进一步加剧，严重影响设备运行现场人员的人身健康。
针对蒸汽喷射压缩器导致的噪音污染问题，目前通常采取的方法多为增设保温层，对噪音源进行简单隔离。但该方法并未从设备本体角度解决运行噪音问题，效果甚微。此外，采用保温层进行降噪，保温材料厚度将达到数倍于设备本体尺寸的程度，使设备在外观和成本上的表现大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于提供可方便拆卸并保证设备长期降噪效果的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器。
一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，包括喷嘴、接收室、收缩室、混合室、扩散室、低压乏汽进气接管；所述喷嘴与收缩室分别从接收室左右两侧伸入接收室内；所述低压乏汽进气接管从接收室底部伸入接收室内；所述喷嘴、收缩室、混合室、扩散室同轴布置；所述接收室、混合室、扩散室内均设有同轴布置的内套管和支撑管；所述内套管表面开设有通孔；所述的支撑管套在内套管外侧，支撑管与内套管形成环形内腔，支撑管与接收室、混合室、扩散室的外壳体形成环形外腔；所述环形内腔内填充有吸声材料；所述环形外腔为空腔，不填充任何材料；
蒸汽喷射压缩器运行过程中，高压抽气从喷嘴进入接收室，低压乏汽从低压乏汽进气接管进入接收室，随后依次通过收缩室、混合室、扩散室，经过充分混合达到目标参数后排出，在此过程中声波会通过内套管表面的通孔进入吸声材料之中，噪音得以降低；所述接收室、混合室和扩散室可拆卸，用于更换吸声材料。
进一步地，所述喷嘴与接收室一侧端板、收缩室与接收室另一侧端板、混合室与扩散室之间均采用法兰和螺栓进行连接，便于拆卸。
进一步地，所述收缩室与接收室之间设有多组调节法兰，通过更改调节法兰的数量和厚度，改变喷嘴出口到收缩室入口之间的距离，进而调节蒸汽喷射压缩器的引射能力。
进一步地，所述混合室与扩散室的外壳体外侧均安装有法兰，两组法兰之间通过螺栓进行对接，并通过石墨垫片进行密封；所述接收室两侧端板和收缩室的法兰端板上均开有圆形槽，内套管与支撑管两端部分插入圆形槽中，圆形槽内填有盘根，用于压紧内套管和支撑管，防止发生振动和松动。。
进一步地，所述混合室与扩散室对接端的环形内腔和环形外腔内设有内垫板；所述环形外腔中的内垫板两端分别与支撑管和混合室、扩散室的外壳体连接；所述环形内腔中的内垫板两端分别与内套管和支撑管连接；所述内垫板用于固定支撑管，保持环形外腔径向尺寸，并控制环形内腔和环形外腔的径向间隙满足要求。
进一步地，所述支撑管表面沿圆周方向均匀开设有方形通孔；声波通过吸声材料后通过方形通孔进入环形外腔，在共振效应作用下声能继续减弱，噪音强度进一步下降。
进一步地，所述内套管表面开设的通孔为圆形小孔，圆形小孔使得声波通过时的摩擦加剧，声能耗损增加，降低噪音；所述圆形小孔对蒸汽的节流效果可使声波振动频率提升至人耳无法识别的高频声段，减小噪音对人体的损伤；所述圆形小孔与环形外腔构成亥姆霍兹共振器，通过共振效应降低声能，强化降噪效果。
进一步地，所述低压乏汽进气接管外围设有挡管；所述挡管一端与接收室的外壳体连接，另一端与接收室内的支撑管接触；所述挡管将低压乏汽进气接管与接收室的环形外腔隔离，防止低压乏汽直接进入接收室的环形外腔中，保证接收室的降噪效果。
进一步地，所述喷嘴采用拉伐尔喷嘴，在拉伐尔喷嘴的出口边缘沿圆周方向等间距切割出若干缺口，使拉伐尔喷嘴出口边缘呈锯齿形；当高压抽气流出拉伐尔喷嘴时，将在锯齿形边缘处产生阵列流向涡，强化了高压抽气与低压乏汽的混合，降低喷射气流的速度峰值，从而减小强烈脉动湍流引起的噪声。
进一步地，所述吸声材料为铝纤维吸声板，由铝制网板包覆铝纤维毡制成；所述铝纤维毡内部具有细小微孔，可使声波在穿透其间时发生频繁反射，相互抵消，以此降低噪音强度。
本发明的有益效果在于：
本发明通过在接收室、混合室和扩散室利用内套管和支撑管构成环形内腔和外腔，在环形内腔内填充吸声材料，并在内套管壁面开设小孔，建立了阻抗复合式的吸声结构，可有效降低设备运行过程中产生的噪音，保障现场运行维护人员的人身健康。本发明在拉伐尔喷嘴、接收室、收缩段、混合段和扩散段中均采用螺栓连接，可根据设备运行需要进行拆卸，对吸声材料进行更换，防止由于吸声材料老化导致设备降噪效果减弱。
附图说明
图1为本发明中一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器的整体结构示意图。
图2为本发明中拉伐尔喷嘴的三维示意图。
图3为本发明中环形内腔和环形外腔的示意图。
图4为本发明中支撑管的三维示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明的目的在于解决现有技术层面上的不足，提供一种从设备本体结构上进行降噪设计，可方便拆卸以保证设备长期降噪效果的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器。
一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，包括喷嘴1、接收室2、收缩室9、混合室10、扩散室12、低压乏汽进气接管16；所述喷嘴1与收缩室9分别从接收室2左右两侧伸入接收室2内；所述低压乏汽进气接管16从接收室2底部伸入接收室2内；所述喷嘴1、收缩室9、混合室10、扩散室12同轴布置；所述接收室2、混合室10、扩散室12内均设有同轴布置的内套管3和支撑管5；所述内套管3表面开设有通孔；所述的支撑管5套在内套管3外侧，支撑管5与内套管形成环形内腔19，支撑管5与接收室2、混合室10、扩散室12的外壳体形成环形外腔18；所述环形内腔19内填充有吸声材料4；所述环形外腔18为空腔，不填充任何材料；
蒸汽喷射压缩器运行过程中，高压抽气从喷嘴1进入接收室2，低压乏汽从低压乏汽进气接管16进入接收室2，随后依次通过收缩室9、混合室10、扩散室12，经过充分混合达到目标参数后排出，在此过程中声波会通过内套管3表面的通孔进入吸声材料4之中，噪音得以降低；所述接收室2、混合室10和扩散室12可拆卸，用于更换吸声材料4。
实施例1：
喷嘴1与接收室2一侧端板、收缩室9与接收室2另一侧端板、混合室10与扩散室12之间均采用法兰和螺栓进行连接，可根据设备的运行需要进行拆卸，更换吸声材料4，防止设备过长时间运行后由于吸声材料4老化导致减噪效果下降。
实施例2：
收缩室9与接收室2之间设有多组调节法兰8，通过更改调节法兰8的数量和厚度，改变喷嘴1出口到收缩室9入口之间的距离，进而调节蒸汽喷射压缩器的引射能力。
实施例3：
混合室10与扩散室12的外壳体外侧均安装有法兰，两组法兰之间通过螺栓进行对接，并通过石墨垫片14进行密封；接收室2两侧端板和收缩室9的法兰端板上均开有圆形槽，内套管3与支撑管5两端部分插入圆形槽中，圆形槽内填有盘根7，用于压紧内套管3和支撑管5，防止发生振动和松动。。
实施例4：
混合室10与扩散室12对接端的环形内腔19和环形外腔18内设有内垫板13；环形外腔18中的内垫板13两端分别与支撑管5和混合室10、扩散室12的外壳体连接；环形内腔19中的内垫板13两端分别与内套管3和支撑管5连接；内垫板13用于固定支撑管5，保持环形外腔18径向尺寸，并控制环形内腔19和环形外腔18的径向间隙满足要求。
实施例5：
支撑管5表面沿圆周方向均匀开设有方形通孔；声波通过吸声材料4后通过方形通孔进入环形外腔18，在共振效应作用下声能继续减弱，噪音强度进一步下降。
实施例6：
内套管3表面开设的通孔为圆形小孔，圆形小孔使得声波通过时的摩擦加剧，声能耗损增加，降低噪音；圆形小孔对蒸汽的节流效果可使声波振动频率提升至人耳无法识别的高频声段，减小噪音对人体的损伤；圆形小孔与环形外腔18构成亥姆霍兹共振器，通过共振效应降低声能，强化降噪效果。
实施例7：
低压乏汽进气接管16外围设有挡管15；挡管15一端与接收室2的外壳体连接，另一端与接收室2内的支撑管5接触；挡管15将低压乏汽进气接管16与接收室2的环形外腔18隔离，防止低压乏汽直接进入接收室2的环形外腔18中，保证接收室2的降噪效果。
实施例8：
喷嘴1采用拉伐尔喷嘴，在拉伐尔喷嘴的出口边缘沿圆周方向等间距切割出若干缺口，使拉伐尔喷嘴出口边缘呈锯齿形；当高压抽气流出拉伐尔喷嘴时，将在锯齿形边缘处产生阵列流向涡，强化了高压抽气与低压乏汽的混合，降低喷射气流的速度峰值，从而减小强烈脉动湍流引起的噪声。
实施例9：
如图1所示，本发明提供了一种可拆卸式的低噪声蒸汽喷射压缩器，其主要组成部分包括拉伐尔喷嘴1、接收室2、收缩室9、混合室10和扩散室12。拉伐尔喷嘴1、接收室2、收缩室9、混合室10和扩散室12均安装在同一轴线上，内腔相通。拉伐尔喷嘴1与接收室2的一侧端板通过法兰11和螺栓17进行连接。低压乏汽进气接管16伸入接收室2一定长度，二者通过焊接连接。收缩室9与接收室2的另一侧端板通过螺栓17连接，二者之间设有一定数量的调节法兰9。混合室10一端的外壳体与收缩室9的法兰端焊接连接，另一端通过法兰11和螺栓17与扩散室12的直段相连。蒸汽喷射压缩器运行过程中，高压抽气和低压乏汽分别由拉伐尔喷嘴1和低压乏汽进气接管16进入接收室2，随后依次通过收缩室9、混合室10和扩散室12，经过充分混合达到目标参数后排出。
如图2所示，拉伐尔喷嘴1的出口边缘沿圆周方向等间距切割出若干缺口，使喷嘴出口边缘呈锯齿形。当高压抽气流出拉伐尔喷嘴1时，将在锯齿形边缘处产生阵列流向涡，强化其于低压乏汽的混合，降低喷射气流的速度峰值，从而减小强烈脉动湍流引起的噪声。
如图1，3所示，接收室2、混合室10和扩散室12内均布置有内套管3和支撑管5，二者均与外壳体6同轴布置。支撑管5位于内套管3和外壳体6之间，将内套管3与外壳体6之间的空腔分为环形外腔18和环形内腔19。接收室2两侧端板和收缩室9的法兰端板上均开有圆形槽，内套管3与支撑管5两端部分插入圆形槽中。圆形槽内填有盘根7，用于压紧内套管3和支撑管5，防止其发生振动和松动。
如图1所示，内套管3与支撑管5之间的环形内腔19内填充吸声材料4。吸声材料4为铝纤维吸声板，由铝制网板包覆铝纤维毡制成。铝纤维毡内部具有无数细小微孔，可使声波在穿透其间时发生频繁反射，相互抵消，以此降低噪音强度。支撑管5与外壳体6之间的环形外腔18为空腔，不填充任何材料。
如图1所示，内套管3表面按一定规律开设有圆形通孔。蒸汽喷射压缩器运行过程中，声波会通过圆形通孔进入吸声材料4之中，经过吸声材料4内部无数小孔的多次反射抵消后，能量减弱，噪音得以降低。内套管3表面小孔使得声波通过时的摩擦加剧，声能耗损增加，降低噪音，小孔对蒸汽的节流效果可使声波振动频率提升至人耳无法识别的高频声段，减小噪音对人体的损伤；内套管3表面小孔与环形外18腔构成亥姆霍兹共振器，通过共振效应继续降低声能，强化降噪效果。
如图4所示，支撑管5表面沿圆周方向均匀开设有4个方形通孔。声波通过吸声材料4后通过该方形通孔进入环形外腔18，在共振效应作用下声能继续减弱，噪音强度进一步下降。方形通孔为声波穿过吸声材料后进入环形外腔提供通道。此外，方形通孔便于在填充吸声材料4时进行观察和操作，保证吸声材料4敷设均匀。
如图1所示，接收室2与收缩室9之间设有若干调节法兰8，调节法兰8的厚度和数量可根据拉伐尔喷嘴1出口与收缩室9入口距离的变化范围进行调整。
如图1所示，混合室10和扩散室12的外壳体6外焊有法兰11,可通过螺栓17进行对接，由此可实现对混合室10和扩散室12的拆装，从而对吸声材料4进行及时更换。法兰11之间设有石墨垫片14用于密封。
如图1所示，混合室10和扩散室12对接端的环形内腔19和环形外腔18内设有内垫板13，其长度根据环形内腔19与环形外腔18的径向间隙决定。环形外腔18中的内垫板13的两端分别与支撑管5和外壳体6焊接连接，环形内腔19中的内垫板13的两端分别与内套管3和支撑管5焊接连接。内垫板13用于对支撑管5起到固定作用，保持环形外腔18径向尺寸，并控制环形内腔19和环形外腔18的径向间隙满足要求。
如图1所示，低压乏汽进汽接管16伸入环形外腔18的外围，设有与之同轴安装的挡管15，用于将低压乏汽进汽接管16与环形外腔18隔离，防止低压乏汽直接进入环形外腔18，影响声波在腔内的能量释放，保证设备的降噪效果。挡管15一端与外壳体6相焊接，一端与支撑管5接触，可对支撑管5起到一定的支撑作用。
本发明通过在接收室、混合室和扩散室利用内套管和支撑管构成环形内腔和外腔，在环形内腔内填充吸声材料，并在内套管壁面开设小孔，建立了阻抗复合式的吸声结构，可有效降低设备运行过程中产生的噪音，保障现场运行维护人员的人身健康；本发明在拉伐尔喷嘴、接收室、收缩段、混合段和扩散段中均采用螺栓连接，可根据设备运行需要进行拆卸，对吸声材料进行更换，防止由于吸声材料老化导致设备降噪效果减弱；本发明中拉伐尔喷嘴具有锯齿形的出口边缘，可通过降低高速气流喷射产生的噪音，从本质上消除噪音源，充分降低设备的噪音水平；本发明中吸声材料为铝纤维吸声板，其在吸水条件下仍可保持良好的吸声效果，且具有强度高、耐腐蚀和耐高温等优点，能够满足设备长期运行的降噪需求，减小由于频繁更换吸声材料产生的额外成本。
本发明能够通过拉伐尔喷嘴出口的锯齿形边缘能够强化气流混合，抑制喷流噪声。内套管壁面开设的小孔可使声波通过时的摩擦加剧，抵消声能；内套管与外壳体之间的空腔与内套管壁面小孔可构成亥姆霍兹共振器，强化降噪效果。吸声材料选择的铝纤维吸声板，可利用其内部的无数细小微孔，使声波发生多次发射，降低声能。支撑管可固定吸声材料，表面开设方形通孔，可使声波通过吸声材料后进入空腔进一步释放声能，减小噪音，并且方便更换吸声材料。接收室、混合室和扩散室均采用螺栓连接，可进行随意拆卸，及时更换吸声材料。综合以上多种方法，最终实现降低蒸汽喷射压缩器运行噪音，保证设备降噪能力长期有效的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：包括喷嘴(1)、接收室(2)、收缩室(9)、混合室(10)、扩散室(12)、低压乏汽进气接管(16)；所述喷嘴(1)与收缩室(9)分别从接收室(2)左右两侧伸入接收室(2)内；所述低压乏汽进气接管(16)从接收室(2)底部伸入接收室(2)内；所述喷嘴(1)、收缩室(9)、混合室(10)、扩散室(12)同轴布置；所述接收室(2)、混合室(10)、扩散室(12)内均设有同轴布置的内套管(3)和支撑管(5)；所述内套管(3)表面开设有通孔；所述的支撑管(5)套在内套管(3)外侧，支撑管(5)与内套管形成环形内腔(19)，支撑管(5)与接收室(2)、混合室(10)、扩散室(12)的外壳体形成环形外腔(18)；所述环形内腔(19)内填充有吸声材料(4)；所述环形外腔(18)为空腔，不填充任何材料；
蒸汽喷射压缩器运行过程中，高压抽气从喷嘴(1)进入接收室(2)，低压乏汽从低压乏汽进气接管(16)进入接收室(2)，随后依次通过收缩室(9)、混合室(10)、扩散室(12)，经过充分混合达到目标参数后排出，在此过程中声波会通过内套管(3)表面的通孔进入吸声材料(4)之中，噪音得以降低；所述接收室(2)、混合室(10)和扩散室(12)可拆卸，用于更换吸声材料(4)。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述喷嘴(1)与接收室(2)一侧端板、收缩室(9)与接收室(2)另一侧端板、混合室(10)与扩散室(12)之间均采用法兰和螺栓进行连接，便于拆卸。
3.根据权利要求2所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述收缩室(9)与接收室(2)之间设有多组调节法兰(8)，通过更改调节法兰(8)的数量和厚度，改变喷嘴(1)出口到收缩室(9)入口之间的距离，进而调节蒸汽喷射压缩器的引射能力。
4.根据权利要求2所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述混合室(10)与扩散室(12)的外壳体外侧均安装有法兰，两组法兰之间通过螺栓进行对接，并通过石墨垫片(14)进行密封；所述接收室(2)两侧端板和收缩室(9)的法兰端板上均开有圆形槽，内套管(3)与支撑管(5)两端部分插入圆形槽中，圆形槽内填有盘根(7)，用于压紧内套管(3)和支撑管(5)，防止发生振动和松动。
5.根据权利要求4所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述混合室(10)与扩散室(12)对接端的环形内腔(19)和环形外腔(18)内设有内垫板(13)；所述环形外腔(18)中的内垫板(13)两端分别与支撑管(5)和混合室(10)、扩散室(12)的外壳体连接；所述环形内腔(19)中的内垫板(13)两端分别与内套管(3)和支撑管(5)连接；所述内垫板(13)用于固定支撑管(5)，保持环形外腔(18)径向尺寸，并控制环形内腔(19)和环形外腔(18)的径向间隙满足要求。
6.根据权利要求1所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述支撑管(5)表面沿圆周方向均匀开设有方形通孔；声波通过吸声材料(4)后通过方形通孔进入环形外腔(18)，在共振效应作用下声能继续减弱，噪音强度进一步下降。
7.根据权利要求6所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述内套管(3)表面开设的通孔为圆形小孔，圆形小孔使得声波通过时的摩擦加剧，声能耗损增加，降低噪音；所述圆形小孔对蒸汽的节流效果可使声波振动频率提升至人耳无法识别的高频声段，减小噪音对人体的损伤；所述圆形小孔与环形外腔(18)构成亥姆霍兹共振器，通过共振效应降低声能，强化降噪效果。
8.根据权利要求1所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述低压乏汽进气接管(16)外围设有挡管(15)；所述挡管(15)一端与接收室(2)的外壳体连接，另一端与接收室(2)内的支撑管(5)接触；所述挡管(15)将低压乏汽进气接管(16)与接收室(2)的环形外腔(18)隔离，防止低压乏汽直接进入接收室(2)的环形外腔(18)中，保证接收室(2)的降噪效果。
9.根据权利要求1所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述喷嘴(1)采用拉伐尔喷嘴，在拉伐尔喷嘴的出口边缘沿圆周方向等间距切割出若干缺口，使拉伐尔喷嘴出口边缘呈锯齿形；当高压抽气流出拉伐尔喷嘴时，将在锯齿形边缘处产生阵列流向涡，强化了高压抽气与低压乏汽的混合，降低喷射气流的速度峰值，从而减小强烈脉动湍流引起的噪声。
10.根据权利要求1所述的一种可拆卸式低噪声蒸汽喷射压缩器，其特征在于：所述吸声材料(4)为铝纤维吸声板，由铝制网板包覆铝纤维毡制成；所述铝纤维毡内部具有细小微孔，可使声波在穿透其间时发生频繁反射，相互抵消，以此降低噪音强度。
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