CN117569998A - 一种压缩机缓冲罐 - Google Patents
一种压缩机缓冲罐 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117569998A CN117569998A CN202311763558.0A CN202311763558A CN117569998A CN 117569998 A CN117569998 A CN 117569998A CN 202311763558 A CN202311763558 A CN 202311763558A CN 117569998 A CN117569998 A CN 117569998A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ellipsoidal
- medium
- corrugated pipe
- connecting pipe
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 48
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 22
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 6
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical group C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 230000001743 silencing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
- F04B39/0055—Pulsation and noise damping means with a special shape of fluid passage, e.g. bends, throttles, diameter changes, pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压缩机缓冲罐,涉及压缩机技术领域,具体为一种压缩机缓冲罐,包括周向内壁呈椭球曲面的椭球壳体,所述椭球壳体内部构成椭球腔;介质在椭球腔的第一焦点处分散射流形成多股介质流束,各股介质流束与椭球壳体内壁碰撞、反射后,介质流束的流动方向和路线发生改变,且各股介质流束在第二焦点处聚集,各股介质流束经椭球腔被迫改变流动路线,使各股介质流束的流动速度降低;各股介质流束的叠加、抵消,使介质的喘振得到减弱,达到对气流压力脉动自行削弱、抑制气流脉动的效果;同时,椭球壳体内椭球腔发挥空气式阻尼器的作用实现压力缓冲,以降低对压缩机自身的不利影响、实现对相应管路的有效减震。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域,具体为一种压缩机缓冲罐。
背景技术
压缩机在天然气增压集输、采气、注气、轻烃回收和脱硫增压等方面得到广泛的应用。缓冲罐是减小气流脉动最常用的结构,它对改善压缩机气路系统的振动起到了重要的作用。这是因为,往复式压缩机的工作特点是吸排气气流呈现间歇性和周期性,因此不可避免的要激发进出口管道内流体呈现脉动状态,使管内流体参数随位置及时间作周期性变化,如压力、速度、密度,即所谓气流脉动。气流脉动流体沿着管道输送时,遇到弯头、异径管、分支管、阀门、盲板等元件就会产生随着时间周期性变化的激振力,受激振力的影响,管道便产生机械振动。
就高压往复式压缩机组在地下储气库项目中的应用来说,储气库注气工艺是将气源管线来气通过过滤、计量后增压输送至井场注入地下,输送高压天然气压力为20-52MPa不等,注气工艺的关键设备即是提供气动力的高压往复式压缩机组。高压往复式压缩机组布置于压缩机房内,由于压缩机产生的气流脉动,导致设备及管路的振动及噪声问题严重,夏季,压缩机房内的噪声及高温(60℃以上),对压缩机组的运行以及人员检维修造成严重影响。缓冲罐是减小压缩机气流脉动最常用的结构,它对改善压缩机气路系统的振动起到了重要的作用。但存在的问题是,缓冲罐通常体积较大,而且脉动气流会导致缓冲罐出现振动,当气流脉动的激励频率接近或等于缓冲罐的固有频率时,常发生缓冲罐体绕出口接管的水平扭振和缓冲罐体进口侧与缓冲罐尾侧的上下摆振。长期振动作用下,出口接管与缓冲罐体连接处易发生开裂失效,导致压缩机停机,甚至发生天然气泄漏威胁现场工作人员和装备的安全。目前,针对缓冲罐的共振失效,主要是通过在出口接管与缓冲罐体连接处加补强圈的被动保护方式,尚未有专门针对缓冲罐共振的主动控制装置。
现有公开中国发明授权专利“一种压缩机缓冲罐共振控制装置”公开号:CN112833273B,该专利包括四组缓冲罐连接刚度控制机构,每一组缓冲罐连接刚度控制机构由左支座、旋转接头、右支座、拉杆、调节螺母、拉板、U型套构成。左支座和右支座通过螺栓安装在压缩机底座上。通过改变由左支座和右支座在压缩机底座上的安装位置,可以调节拉杆与水平方向的夹角,从而改变缓冲罐在水平方向和竖直方向的受力,进一步改变缓冲罐与压缩机底座连接刚度,从而改变缓冲罐的固有频率。本发明解决了缓冲罐固有频率与激励频率接近或相等导致缓冲罐共振的问题,降低了出口接管与缓冲罐体连接处开裂的风险。但是,该专利,并未从缓冲罐内部的脉动气流本身消除脉动方面进行考虑,而是被动地接受脉动气流与缓冲罐之间的相互作用。解决问题的思路不同。而且该专利与缓冲罐的连接刚度控制机构,一当压缩机的运行参数发生改变,就需要对其进行重新配置,连接刚度控制机构需要沿罐体轴线对称布置,且需要改变左支座和右支座在压缩机底座上的安装位置,包括需要调节拉杆与水平方向的夹角等工序,在空间局促狭小的情况下,上述布置存在不方便甚至需要对其他设备进行布局调整等问题。而且这种压缩机缓冲罐包括有罐体,在所述罐体上分别设有与一、二级气缸连接的进气管和排气管。这种压缩机缓冲罐在使用过程中存在如下问题:由于缓冲罐只有罐体和进、排气管,造成压气体的气流稳定性差,压缩机振动大、噪音大的问题。
脉动产生的源头是设置在压缩机内的各级压缩机气缸。现有技术,如上所述,一般都采用增加管道支撑来达到使管道或使缓冲罐不产生明显振动的目的,但这些方法均不能很好地从气流脉动本身去控制,忽略了气流脉动对压缩机气缸的气阀、管道和缓冲罐等设施的影响,从而使压缩机气缸的可靠性、经济性下降;有的压缩机气缸虽然设置了缓冲罐,但是如果体积过小起不到效果,如果体积较大,占用较大空间,或远离压缩机气缸起不到效果,且经济效果差。而压缩机房内则往往空间狭小。因此需要在经济和效益之间找到平衡。研发高效的缓冲罐并减小其体积、降低其造价,这始终是行业关注的技术问题与研究课题。
综上所述,针对上述现有技术中压缩机缓冲罐存在的问题,问题一、压缩机缓冲罐体积较大;问题二、压缩机振动大、噪音大;特提出本申请予以解决。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种压缩机缓冲罐,解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种压缩机缓冲罐,包括周向内壁呈椭球曲面的椭球壳体,所述椭球壳体内部构成椭球腔,所述椭球壳体的两端分别固定连接有第一挡板和第二挡板,所述第一挡板的中部固定连接有入口接管,所述入口接管与椭球壳体内的椭球腔连通,且入口接管的介质流出端端口位于椭球腔的第一焦点处;所述第二挡板的中部固定连接有出口接管,所述出口接管与椭球壳体内的椭球腔连通,且出口接管的介质流入端端口位于椭球腔的第二焦点处,所述出口接管的内部设置有缓冲组件,所述缓冲组件包括通过弹性变形吸收脉动的波纹管;所述入口接管内介质经流动到达椭球腔第一焦点处时,介质分散成多股介质流束,介质流束遇椭球壳体内壁反射到达椭球腔第二焦点处,且各股介质流束在椭球腔第二焦点处聚集冲击波纹管。
可选的,所述缓冲组件还包括阻尼隔板,所述阻尼隔板固定安装在波纹管的一端,且阻尼隔板位于第二焦点处,所述波纹管的另一端固定安装在出口接管的介质流出端内壁上。
可选的,所述阻尼隔板呈锥状,且阻尼隔板的锥状尖端朝向来流介质流束,所述阻尼隔板上开设有阻尼孔。
可选的,所述缓冲组件还包括活塞,所述活塞位于椭球腔第二焦点处,所述活塞与出口接管内壁滑动连接,所述活塞的一侧壁与波纹管的一端固定连接,所述波纹管的另一端通过第一法兰盘与出口接管的介质流出端固定安装。
可选的,所述波纹管侧壁的各个波纹节上开设有多列沿轴向排布的通孔,所述波纹管与出口接管之间构成用于扩大消脉频带、用于缓冲的环形空腔。
可选的,所述缓冲组件还包括底板,所述底板固定安装在波纹管的自由端,所述波纹管的固定端通过第二法兰盘与出口接管的介质流入端固定连接,所述波纹管的固定端端口位于椭球腔的第二焦点处,所述波纹管侧壁的各个波纹节上开设有由介质流入端端口向介质流出端端口逐渐增加数量的通孔。
可选的,所述底板整体呈圆盘状,且底板由圆周至圆心分别包括第二凹凸段和第一凹凸段。
可选的,所述出口接管的介质流出端通过螺栓安装有第一法兰盘,所述第一法兰盘的中心孔处固定连接有十字支撑条,所述十字支撑条上固定连接有弹簧,所述弹簧远离十字支撑条的一端与底板的一侧壁抵接。
(三)有益效果
本发明提供了一种压缩机缓冲罐,具备以下有益效果:
1、该一种压缩机缓冲罐,通过椭球壳体、入口接管、出口接管的配合设置,使该一种压缩机缓冲罐具备了削减抑制脉动气流的效果,介质在椭球腔的第一焦点处分散射流形成多股介质流束,各股介质流束与椭球壳体内壁碰撞、反射后,介质流束的流动方向和路线发生改变,且各股介质流束在第二焦点处聚集,各股介质流束经椭球腔被迫改变流动路线,使各股介质流束的流动速度降低;各股介质流束的叠加、抵消,使介质的喘振得到减弱,达到对气流压力脉动自行削弱、抑制气流脉动的效果;同时,椭球壳体内椭球腔发挥空气式阻尼器的作用实现压力缓冲,以降低对压缩机自身的不利影响、实现对相应管路的有效减震。
2、该一种压缩机缓冲罐,通过椭球壳体、出口接管、缓冲组件的配合设置,使该一种压缩机缓冲罐具备了削减脉动气流的效果,当各股介质流束聚焦于第二焦点处时,各股介质流束聚集冲击缓冲组件,介质(指气流、气体)进入波纹管内腔,利用汇聚的脉动气流来驱动缓冲组件,即汇聚气流冲击波纹管,使得波纹管产生伸缩运动,并使波纹管管体在脉动气流作用下受迫振动,波纹管振动损耗传来的振动能量,一方面通过波纹管的振动耗减振动能量,另一方面波纹管振动产生的惯性力又反作用到内部的脉动气流本身上,从而通过吸振与隔振的联合作用,减弱气流脉动、降低气流脉动通过管路的传递。
3、本申请所示缓冲罐能够改善压缩机气路系统的振动,使压缩机气流的喘振得到削弱,本缓冲罐整体结构简单,安装使用维护方便,大大降低了制造成本。本发明所示缓冲罐可以多个串联使用,可实现可在排气时实现对气流脉动的多次消减,减震降噪效果更好。若与现有缓冲罐配合使用,在达到抑制气体脉动的同时,可减少现有缓冲罐的整体长度和体积,既可实现内部管道的支撑的减少同时也节约了材料成本。
4、本申请所示压缩机缓冲罐可以在压缩机出口处使用,这样当压缩机发出的噪声声波传到本缓冲罐内部,通过在椭球壳体内腔第一焦点发射介质流束、介质流束在第二焦点聚焦的特性,这样当声波被反射回来,在第二焦点处通过聚焦叠加作用,根据1/4相位差波峰波谷相互抵销的原理,实现压力脉动的削弱(衰减)。波纹管实现压力缓冲,阻尼隔板上的阻尼孔实现对介质的节流。本发明还可用于空气压缩机一级气缸与二级气缸之间的缓冲罐,由于本缓冲罐的出口端的喘振被衰减得很小,故可使得压缩机本身也运转稳定且噪音小。
5、本申请所示缓冲罐,外形美观,装配工艺简单,波纹管更换、调试方便,容易实现密封,便于后期维护。其整体体积较小,节约了材料成本。在狭小区域布置装配,方便实际使用
附图说明
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,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种压缩机缓冲罐实施例一的剖视结构示意图;
图2为本发明一种压缩机缓冲罐实施例一中的波纹管的立体结构示意图;
图3为本发明一种压缩机缓冲罐实施例一中的阻尼隔板的正视结构示意图;
图4为本发明一种压缩机缓冲罐实施例二的剖视结构示意图;
图5为本发明一种压缩机缓冲罐实施例二中的波纹管的立体结构示意图;
图6为本发明一种压缩机缓冲罐实施例三的剖视结构示意图;
图7为本发明一种压缩机缓冲罐实施例三中的波纹管的立体结构示意图;
图8为本发明一种压缩机缓冲罐实施例三中的底板的剖视结构示意图;
图9为本发明一种压缩机缓冲罐实施例三中的法兰盘的立体结构示意图。
图中:1、椭球壳体;2、第一挡板;3、第二挡板;4、入口接管;5、出口接管;6、波纹管;601、通孔;7、阻尼隔板;8、活塞;9、底板;901、第一凹凸段;902、第二凹凸段;10、第一法兰盘;11、弹簧。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
请参阅图1至图3,本发明提供技术方案:一种压缩机缓冲罐,包括周向内壁呈椭球曲面的椭球壳体1,椭球壳体1内部构成椭球腔,椭球壳体1的两端分别固定连接有第一挡板2和第二挡板3。第一挡板2与第二挡板3对椭球壳体1两端进行封堵,使椭球壳体1内部构成椭球腔。第一挡板2的中部固定连接有入口接管4,入口接管4与椭球壳体1内的椭球腔连通,且入口接管4的介质流出端端口位于椭球腔的第一焦点处。第二挡板3的中部固定连接有出口接管5,出口接管5与椭球壳体1内的椭球腔连通,且出口接管5的介质流入端端口位于椭球腔的第二焦点处,出口接管5的内部设置有缓冲组件,缓冲组件包括通过弹性变形吸收脉动的波纹管6,波纹管6对介质进行缓冲降振。
入口接管4内介质经流动到达椭球腔第一焦点处时,介质分散成多股介质流束,介质流束遇椭球壳体1内壁反射到达椭球腔第二焦点处,且各股介质流束在椭球腔第二焦点处聚集冲击波纹管6。
缓冲组件还包括阻尼隔板7,阻尼隔板7固定安装在波纹管6的一端,且阻尼隔板7位于第二焦点处,波纹管6的另一端固定安装在出口接管5的介质流出端内壁上。阻尼隔板7呈锥状,且阻尼隔板7的锥状尖端朝向来流介质流束,阻尼隔板7上开设有阻尼孔。各股介质流束在椭球腔第二焦点处聚集并冲击阻尼隔板7,进而冲击位于阻尼隔板7一侧的波纹管6。
其中,入口接管4的介质流入端用于与压缩机来流管路配合安装连通。出口接管5的介质流出端用于与介质流出管路配合安装连通。阻尼隔板7用于对气流进行节流,以达到稳压稳流的作用。阻尼隔板7只能与波纹管6搭配使用,通过波纹管6的弹性变形实现对介质流束(指分散的气流流束)的压力缓冲,抑制气流压力脉动,改善缓冲罐出流接管后端的内部流态,减小水力损失,提高压缩机运行的稳定性,提高压缩机机组的整体效率。
阻尼隔板7固定安装在波纹管6的一端,阻尼隔板7与波纹管6构成弹簧-质量系统,阻尼隔板7在气流冲击后将作用力传递到波纹管6上,当处于零初始条件的弹簧-质量系统受到气流的恒定激振力时,可以将激振力看做一系列等值脉冲力的叠加,即该弹簧-质量系统在恒定气流的恒定作用力激励下,做正弦曲线的简谐运动(机械振动),亦即阻尼隔板7的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律的振动。
由于阻尼隔板7处于椭球腔的第二焦点处,气流对该阻尼隔板7的激励为一恒定激励,亦即气流对阻尼隔板7施加一恒定的激振力,对阻尼隔板7的作用力的大小,随阻尼隔板7前后的动量变化而变化。气流通过阻尼隔板7上的阻尼孔时产生节流作用,因此阻尼隔板7前后的动量是不等的,存在动量差。也就是说,气流在出口接管5的介质流入端处,由于气流的聚焦作用,阻尼隔板7上承受的激振力最大,阻尼隔板7上承受的最大激振力传递给波纹管6,波纹管6收缩,产生反弹力,反弹力随着波纹管6的收缩逐渐增大,在最大反弹力作用下,波纹管6反过来开始伸长,当伸长到最长,在最大反弹力作用下又开始收缩,使得波纹管6反复出现收缩-伸长-收缩-伸长,如此循环下去。由于阻尼隔板7前后受动量的改变,迫使其不会因受力平衡而静止,从而使得波纹管6能够产生周而复始的伸缩运动。因此,改变波纹管6的刚度,就可改变波纹管6的运动频率,通过对波纹管6的材质、形状、大小等参数进行优化调整,使得其固有频率落在气流脉动的频率范围内,从而使得波纹管6能够与压缩机排气脉动发生共振。波纹管6的刚度可选,本弹簧-质量系统的固有频率就可调节。波纹管6运动产生的惯性力又反作用于脉动气流,削减并改善气流的脉动状况。
实施例二
请参阅图4至图5,本实施例与实施例一的区别在于:缓冲组件还包括活塞8,活塞8位于椭球腔第二焦点处,活塞8与出口接管5内壁滑动连接,活塞8的一侧壁与波纹管6的一端固定连接,波纹管6的另一端通过第一法兰盘10与出口接管5的介质流出端固定安装。活塞8的中部呈中空的孔状。波纹管6侧壁的各个波纹节上开设有多列沿轴向排布的通孔601,波纹管6与出口接管5之间构成用于扩大消脉频带、用于缓冲的环形空腔。
由于活塞8处在椭球腔的第二焦点的位置处,活塞8在第二焦点处承受最大激振力。波纹管6与活塞8固定连接,波纹管6与活塞8配合构成弹簧-质量系统,脉动气流对活塞8的作用力通过活塞8传递到了波纹管6上,原理同实施例一。通过对波纹管6的材质、形状、大小等参数进行优化调整,使得其固有频率落在气流脉动的频率范围内,从而使得波纹管6能够与压缩机排气脉动发生共振。波纹管6的刚度可选,该弹簧-质量系统的固有频率就可调节。波纹管6运动产生的惯性力又反作用于脉动气流,削减并改善气流的脉动状况。
本实施例二,应强调的一技术层面是,由于波纹管6管体上开设有通孔601,气流可通过通孔601进入环形空间,随着波纹管6不断地进行伸缩运动,随着气流不断地通过通孔601进入环形空腔,这种动态作用,使得消脉频带较宽,削脉后的气流又从环形空腔通过通孔601流出。本实施例二消除低频脉动频带宽、缓冲效果好,形成了一个低频宽带的消声效果。并达到了自适应抑制振动的效果,这是其显著的技术特性之一。
通过利用波纹管6提供缓冲,同时波纹管6与出口接管5之间形成的环形空腔,该环形空腔亦作为消脉的容腔,脉动气流通过波纹管6管体上的通孔601进入该容腔,脉动气流方向改变,气体波形改变,脉动气体的波动相互叠加、抵销,消脉效果好。
活塞8可由刚性较大的材料或高阻尼材料制成,活塞8的优选材料为POM材质(聚甲醛,可用压缩、注射、挤出、吹塑等方法成型,制品质轻,坚硬,有刚性和弹性,尺寸稳定,摩擦系数小,可在广泛的温度范围-50℃至105℃和湿度范围内使用,在大负荷和长时间循环应力下可保持性能不变)。
实施例三
请参阅图6至图9,本实施例与实施例一的区别在于:缓冲组件还包括底板9,底板9固定安装在波纹管6的自由端,波纹管6的固定端通过第二法兰盘与出口接管5的介质流入端固定连接,波纹管6的固定端端口位于椭球腔的第二焦点处,波纹管6侧壁的各个波纹节上开设有由介质流入端端口向介质流出端端口逐渐增加数量的通孔601。
具体地,底板9整体呈圆盘状,且底板9由圆周至圆心分别包括第二凹凸段902和第一凹凸段901。
进一步具体地,出口接管5的介质流出端通过螺栓安装有第一法兰盘10,第一法兰盘10的中心孔处固定连接有十字支撑条,十字支撑条上固定连接有弹簧11,弹簧11远离十字支撑条的一端与底板9的一侧壁抵接。其中,弹簧11的直径大小,与底板9的第二凹凸段902的直径同相同,弹簧11的一端与第二凹凸段902对应卡固。弹簧11用于防止波纹管6长期工作出现疲劳损耗,利于延长波纹管6的使用寿命。
椭球壳体1内部的椭球腔容积较大,椭球腔根据空气式阻尼器原理实现压力缓冲,同时,气流聚集利于产生“气弹簧”作用,椭球腔气体形成“气弹簧”被压缩而储能,在舒张周期“气弹簧”扩张而释放能量。在“气弹簧”的作用下,在介质流束在第二焦点处的聚焦的作用下,使得介质流束在出口接管5的介质流入端(也是波纹管6的进口端)出现偏摆,使得进入波纹管6的气流波动现象加剧,波动气流在波纹管6内腔流动,在薄壁波纹管6的内壁皱褶(波纹节)上产生压缩反冲力,在这种反冲力作用下整个波纹管6变得不稳定,波纹管6的至少一部分或整个管体周期性地作挥鞭式抽摆挥绕运动,从而扭结而产生共振、振动。波纹管6具有一定的柔韧性,其末端作为自由端,类似橡胶软管,因此波纹管6能够像橡胶软管一样产生类似甩鞭式的抖动。可理解为波纹管6的管体由于内部流体流动具有动量,由于波纹管6皱褶(波纹节)作用流动受阻而转化的能量,以抖动方式交替地彼此间使皱褶(波纹节)打开和收缩。
波纹管6的管体末端部上开设有通孔601。通孔601的面积总和不大于波纹管6介质流入端端口的截面积。通过改变波纹管6管体后端部的通孔601的大小及分布状况,从而改变波纹管6的自由端的受力,也就改变了波纹管6运动的频率;通过改变波纹管6的刚度,波纹管的运动频率亦随之改变。这使得波纹管6管体末端上开设的通孔601的大小及孔洞分布形态可选,波纹管6的刚度可选。通过改变上述因素,就可改变波纹管6运动的频率。使得波纹管6的固有频率落在气流脉动的频率范围内,从而使得波纹管6能够与压缩机排气脉动发生共振。
当脉动气流聚焦于第二焦点处时,波纹管6进口处气流冲击力汇聚,冲击气流进入波纹管6内腔,汇聚的气流冲击波纹管6管底,使得波纹管6产生伸缩运动,并使波纹,6管体在脉动气流作用下被迫振动,波纹管6振动损耗传来的振动能量,一方面通过波纹管6的振动耗减振动能量,另一方面波纹管6振动产生的惯性力又反作用到内部的脉动气流本身上,从而通过吸振与隔振的联合作用,减弱气流脉动和通过管路的传递。
本申请所示缓冲罐具备消声效果:辐射声波与入射声波叠加于整个出口接管5内的声场中,从而重构了出口接管5内的声场,波纹管6具有弹性形变性能,其多个皱褶(波纹节)可吸收衰减大部分脉动气流噪声的振动。就波纹管6内腔结构来说,波纹管6的各个波纹节内腔均构成膨胀腔,可以抑制噪声沿膨胀腔的轴线方向传播,声波能量在波纹管6的各个膨胀腔内由于粘性耗散作用,转化为热能,从而实现噪声抑制。
因为波纹管6各皱褶弹性板低频段多阶模态皆参与了管道声辐射及声场重构,低频段消声效果优于相同几何构型扩张腔式消声器。利用波纹管6上述结构的消声频带特性,在消声效果上可以相互叠加,形成了一个低频宽带的消声效果。并达到了自适应抑制振动的效果。
为了保证波纹管6的振动幅度,应对波纹管6的材质、形状、大小等参数进行优化调整,使得其固有频率落在气流脉动的频率范围内,从而使得波纹管6能够与压缩机排气脉动发生共振。
使用时,从椭球腔的第一焦点处散布射流的各个介质流束在碰撞椭球壳体1内壁后改变方向和路线,在椭球腔的第二焦点处产生聚焦作用,使得气流速度得到有效降低且压力增高;气流进入波纹管6内,在波纹管6内腔经历多个皱褶(波纹节)时,进行反复多次的碰撞,气流从波纹管6管体上的通孔601流出时,与出口接管5的内壁再次发生碰撞并再次改变流动方向,该波纹管6管体末端部上开设的通孔601,可很好地实现气体的节流效果。实现对脉动气体的节流及缓冲减弱。
该缓冲罐罐体的数量可以根据实际情况增减,即可以根据实际的装配区域面积大小决定罐体的安装数量,使得本申请所示缓冲罐可以适用于狭小区域的安装使用,不受装配区域大小的限制,同时设置多个缓冲罐组合,还可以增大缓冲罐与气体的接触面积,更好地对气体进行缓冲。
由于本波纹管6的振动能够使得气流产生附加脉动流,从而带来更加复杂的传热传质特性,具体说就是,流体的脉动能破坏边界层的发展,引起波纹管6壁面剪切应力的变化,抑制污垢的形成,从而有效降低热阻,进一步达到强化传热的目的,能显著强化对流输送、提升传热效果的高效节能手段,可以实现高效的散热和传热功能。本发明利用波纹管6管体独特的内腔壁面增大与气体的接触面积,利用波纹管6的振动产生的附加脉动流动,对于压缩机管路高温脉动气流的快速高效降温非常有益。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种压缩机缓冲罐,其特征在于:包括周向内壁呈椭球曲面的椭球壳体(1),所述椭球壳体(1)内部构成椭球腔,所述椭球壳体(1)的两端分别固定连接有第一挡板(2)和第二挡板(3),所述第一挡板(2)的中部固定连接有入口接管(4),所述入口接管(4)与椭球壳体(1)内的椭球腔连通,且入口接管(4)的介质流出端端口位于椭球腔的第一焦点处;
所述第二挡板(3)的中部固定连接有出口接管(5),所述出口接管(5)与椭球壳体(1)内的椭球腔连通,且出口接管(5)的介质流入端端口位于椭球腔的第二焦点处,所述出口接管(5)的内部设置有缓冲组件,所述缓冲组件包括通过弹性变形吸收脉动的波纹管(6);
所述入口接管(4)内介质经流动到达椭球腔第一焦点处时,介质分散成多股介质流束,介质流束遇椭球壳体(1)内壁反射到达椭球腔第二焦点处,且各股介质流束在椭球腔第二焦点处聚集冲击波纹管(6)。
2.根据权利要求1所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述缓冲组件还包括阻尼隔板(7),所述阻尼隔板(7)固定安装在波纹管(6)的一端,且阻尼隔板(7)位于第二焦点处,所述波纹管(6)的另一端固定安装在出口接管(5)的介质流出端内壁上。
3.根据权利要求2所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述阻尼隔板(7)呈锥状,且阻尼隔板(7)的锥状尖端朝向来流介质流束,所述阻尼隔板(7)上开设有阻尼孔。
4.根据权利要求1所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述缓冲组件还包括活塞(8),所述活塞(8)位于椭球腔第二焦点处,所述活塞(8)与出口接管(5)内壁滑动连接,所述活塞(8)的一侧壁与波纹管(6)的一端固定连接,所述波纹管(6)的另一端通过第一法兰盘(10)与出口接管(5)的介质流出端固定安装。
5.根据权利要求4所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述波纹管(6)侧壁的各个波纹节上开设有多列沿轴向排布的通孔(601),所述波纹管(6)与出口接管(5)之间构成用于扩大消脉频带、用于缓冲的环形空腔。
6.根据权利要求1所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述缓冲组件还包括底板(9),所述底板(9)固定安装在波纹管(6)的自由端,所述波纹管(6)的固定端通过第二法兰盘与出口接管(5)的介质流入端固定连接,所述波纹管(6)的固定端端口位于椭球腔的第二焦点处,所述波纹管(6)侧壁的各个波纹节上开设有由介质流入端端口向介质流出端端口逐渐增加数量的通孔(601)。
7.根据权利要求6所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述底板(9)整体呈圆盘状,且底板(9)由圆周至圆心分别包括第二凹凸段(902)和第一凹凸段(901)。
8.根据权利要求6所述的一种压缩机缓冲罐,其特征在于:所述出口接管(5)的介质流出端通过螺栓安装有第一法兰盘(10),所述第一法兰盘(10)的中心孔处固定连接有十字支撑条,所述十字支撑条上固定连接有弹簧(11),所述弹簧(11)远离十字支撑条的一端与底板(9)的一侧壁抵接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311763558.0A CN117569998A (zh) | 2023-12-20 | 2023-12-20 | 一种压缩机缓冲罐 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311763558.0A CN117569998A (zh) | 2023-12-20 | 2023-12-20 | 一种压缩机缓冲罐 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117569998A true CN117569998A (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89860938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311763558.0A Pending CN117569998A (zh) | 2023-12-20 | 2023-12-20 | 一种压缩机缓冲罐 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117569998A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117780598A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 广州艾玛压缩机有限公司 | 一种用于压缩机缓冲罐共振的控制装置 |
-
2023
- 2023-12-20 CN CN202311763558.0A patent/CN117569998A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117780598A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 广州艾玛压缩机有限公司 | 一种用于压缩机缓冲罐共振的控制装置 |
CN117780598B (zh) * | 2024-02-27 | 2024-04-23 | 广州艾玛压缩机有限公司 | 一种用于压缩机缓冲罐共振的控制装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117569998A (zh) | 一种压缩机缓冲罐 | |
CA2733280C (en) | Pulsation attenuation | |
CN108612711B (zh) | 用于液压管路系统的消振装置 | |
CN101614231B (zh) | 具有广谱滤波效果的液压系统减振消声器 | |
CN114718696B (zh) | 一种重型车辆排气消音系统 | |
CN201496347U (zh) | 一种宽频液压系统减振消声器 | |
CN103353042B (zh) | 压力自适应低频宽带弹性共振消声装置 | |
CN210920340U (zh) | 管道阻尼减振结构 | |
CN109945004B (zh) | 一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器 | |
CN209294637U (zh) | 一种频率可调且可承压的共振式水消声器 | |
CN112539299A (zh) | 管道阻尼减振结构 | |
CN203892791U (zh) | 扩管式消音器 | |
RU211847U1 (ru) | Комбинированное устройство гашения низкочастотного шума и колебаний давления | |
RU2312232C2 (ru) | Глушитель шума газового потока | |
CN201502421U (zh) | 柴油发电机组中发动机防噪音结构 | |
CN101832396A (zh) | 低振动噪声阀门 | |
RU2505734C2 (ru) | Гаситель пульсаций давления в газопроводе | |
CN109780361B (zh) | 一种管路宽频流体压力脉动消减器 | |
US8079441B2 (en) | Muffler | |
KR102621589B1 (ko) | 소음기 | |
CN114382981B (zh) | 充液管路主被动消声装置 | |
CN212202399U (zh) | 一种压缩机缓冲降噪排气管 | |
CN218864518U (zh) | 减震装置及斯特林制冷机 | |
CN220931354U (zh) | 一种空调管路降噪装置 | |
CN219061829U (zh) | 一种降噪型涡轮增压器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |