CN207847952U - 一种变压吸附制氧系统用消音器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能够将变压吸附制氧系统中的真空泵或罗茨风机等大型噪音设备的高频噪音降低至60分贝以下的消音器。包括消音筒，所述消音筒由不锈钢外筒、不锈钢多孔板制成的内筒和吸声填料层构成；所述吸声填料层设在所述外筒和所述内筒之间；所述内筒的孔隙率为25％～40％，孔径为5‑8mm，所述内筒的筒壁为褶皱结构，相邻两个褶皱之间的夹角为40°～50°。

Description

一种变压吸附制氧系统用消音器

技术领域

本实用新型涉及变压吸附制氧机设备技术领域，具体涉及一种能够将变压吸附制氧系统中的真空泵或罗茨风机等大型噪音设备的高频噪音降低至60分贝以下的消音器。

背景技术

制氧机分离空气主要由两个填满分子筛的吸附塔组成，在常温条件下，将压缩空气经过过滤，除水干燥等净化处理后进入吸附塔，在吸附塔中空气中的氮气等被分子筛所吸附，而使氧气在气相中得到富集，从出口流出贮存在氧气缓冲罐中，而在另一塔已完成吸附的分子筛被迅速降压，解析出已吸附的成分，两塔交替循环，即可得到纯度为≥90％的廉价的氧气。整个系统的阀门自动切换均由一台电脑自动控制。

正是由于变压吸附制氧器能够在相对较低成本下制备出纯度较高的氧气，所以被各大生产行业广泛使用。但是，变压吸附制氧系统中的真空泵，罗茨风机，分子筛在运行时均会产生非常大的噪声，噪声源实测大于400分贝，造成生产时对周边环境的影响非常大，导致生产无法正常运行。

目前有一部分厂家为了降低噪音，采用了一些方案，但是降低噪音的效果不明显，最低依然在生产中会达到120分贝以上。

中国专利CN103807996B公开了一种消音器，该方案在一定程度上能降低高频噪音，达到降低噪音的效果，但是其结构较为复杂，对于机械设备往往无法直接使用。鉴于目前国家对于绿色环保的大力倡导，亟待一项能够有效解决降音除燥的方案解决该问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种能够将变压吸附制氧系统中的真空泵或罗茨风机等大型噪音设备的高频噪音降低至60分贝以下的消音器。

为了达到上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：

一种变压吸附制氧系统用消音器，包括消音筒，所述消音筒由不锈钢外筒、不锈钢多孔板制成的内筒和吸声填料层构成；所述吸声填料层位于所述外筒和所述内筒之间；

所述内筒的孔隙率为25％～40％，孔径为5-8mm，所述内筒的筒壁为褶皱结构，相邻两个褶皱之间的夹角为40°～50°。

进一步地，所述消音筒的出风口面积为进风口面积的75％-80％，所述进风口面积为所述消音筒的净通道截面积的40％～60％。

进一步地，还包括降音筒，所述降音筒包括降音外筒和降音内筒，二者之间填充有所述吸声填料层；

所述降音内筒为所述多孔板结构，其进风口与所述降音外筒一致，其余侧面均通过所述多孔板封闭；所述降音筒的出风口与所述消音筒的进风口垂直连通。

进一步地，所述褶皱的纵向截面为三角形结构，其底部最大宽度为10-20mm，所述褶皱高度为20-40mm。

进一步地，所述吸声填料层的厚度≤所述外筒与所述内筒之间的宽度。

进一步地，所述外筒的厚度为2～3mm，所述内筒的厚度为1～1.5mm。

进一步地，还包括控制装置和震动传感器，所述震动传感器安装在所述消音筒外壁上，实时检测所述消音筒由于受到噪音气流冲击所产生的振动频率，并将检测到信息传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述振动频率的变化调整所述消音筒的进风口的进风量。

本实用新型提供的变压吸附制氧系统用消音器，能够显著降低甚至消除变压吸附制氧系统中的真空泵和罗茨风机等大型噪音设备产生的高频噪音，实测效果为能够直接将产生噪声降至60分贝以下，达到国家绿色环保生产作业的要求，从根本上解决了生产企业与周边居民由于噪音污染产生的矛盾。

附图说明

图1是本实用新型提供的消音筒的结构示意图；

图2是消音筒和降音筒的复合结构主视图；

图3是图2的侧视图；

1.消音筒，2.降音筒，3.外筒，4.内筒，5.吸声填料层，6.进风口，7.出风口。

具体实施方式

本实用新型一个实施例的一种变压吸附制氧系统用消音器，如图1所示，包括消音筒1，该消音筒1的主体结构由不锈钢板制成，包括外筒3和多孔内筒4，在外筒3和内筒4之间填充有吸声填料层5，该吸声填料层5能够直接将进入消音器内的噪音空气中的高频噪音直接吸收转化为热能消耗掉。设置内筒4上的孔隙率为25％～40％，孔径为5-8mm，根据空气动力学原理，设置内筒4的筒壁为褶皱结构，增大降噪面积和空间，同时该褶皱并未垂直于内筒4壁设筒置，而是设置相邻两个褶皱之间的夹角为40°～50°，通过该夹角设置，由于每个褶皱空间与水平面的夹角均不同，使得形成的每个消音空间均具有不同的固有频率，从而进入一个消音空间的噪音就很难再继续进入另一个空间继续噪音传播，只能滞留在该空间内来回反射，在于空间避免的来回撞击和摩擦中消耗掉原有的声能，达到将噪音中的高频噪音和中、低频噪音几乎完全消除的效果。

而且，本方案中所公开的倾斜褶皱夹角结构，在实测中能够缩短声能消耗的时间，减小噪音的声能对于消音器壁面的冲击而导致消音器产生的震动。在实测中发现，在有限空间内，不仅要增多消音空间的数量，同时，还要保证每个消音空间的频率完全不同，促进消音效果。而在褶皱结构设计中，可以设置结构完全相同的方形褶皱空间，也可以设置各种不规则形状的褶皱空间，优选采用三角形褶皱能够在有限空间内实现最大数量的褶皱空间，优选当夹角为45°时能够设置最多数量的三角形褶皱，同时消音效果最好。由于三角空间中，从一端到另一端的空间结构不断变化，所以，导致噪音进入之后，其与空间内壁之间的撞击方向和力度不断变化，能够最大程度地容纳大范围频率中的噪音存在，并在撞击过程中不断消耗声能，最终达到消除的目的。

本方案中设置三角形褶皱底部的最大宽度为5-10mm，褶皱高度为10-15mm。其中褶皱的大小与消音器本身的容积大小有关，根据实际需求进行设置。但是，褶皱通常不宜过大，褶皱过大会消音效果不仅不好而且容易导致产生二次噪音。

本方案中，消音筒1的进风口6面积大于出风口7面积，优选消音筒1的出风口7面积为进风口6面积的75％-80％，进风口6面积为消音筒1的净通道截面积的40％～60％。通常消音器的进风口6面积会大于出风口7面积，而本申请中，在前述方案的基础上，设置出风口7面积为进风口6面积的75％-80％，进风口6面积为消音筒1的净通道截面积的40％～60％时，实测发现在一定程度上能够显著提高消音效果。

其中的吸声填料层5优选为岩棉板或硅酸铝真丝毯；岩棉板的容重优选为60～80g/cm³，岩棉板或硅酸铝真丝毯的厚度≤外筒3与内筒4之间的宽度，也就是充满外筒3与内筒4之间。优选外筒3的厚度为2～3mm，内筒4的厚度为1～1.5mm。

本实用新型一个实施例的变压吸附制氧系统用消音器，当需要对真空泵进行降噪音时，由于噪音频率过大，可以对其进行预处理，之后再进行二次消音。因此，优选设置降音筒2，如图2和图3所示，该降音筒2的主体结构和消音筒1近似，包括由不锈钢材料制成的降音外筒3和降音内筒4，二者之间填充有所述吸声填料层5；其中降音内筒4为多孔结构，其进风口6与降音外筒3一致，其余侧面均通过多孔板封闭；降音筒2的外筒3设有出风口7，与消音筒1的进风口6垂直连通。本方案中优选消音筒1的横截面为圆形，降音筒2的横截面为方形。

本实用新型一个实施例的变压吸附制氧系统用消音器，还包括控制装置和震动传感器，震动传感器安装在消音筒1外壁上，实时检测消音筒1由于受到噪音气流冲击所产生的振动频率，并将检测到信息传送给控制装置，该控制装置根据振动频率的变化调整消音筒1的进风口6的进风量大小。

在消音器中，消声量大小与消声片也就是消声褶皱的厚度、褶皱间的间隔、褶皱大小、吸声材料的种类、容重、护面穿孔板的孔径、孔距以及片的安装布置方式等有关。同时,也与声源本身的频谱特性、以及气体在褶皱间的流速有关。因此，即使是同一个消音器，用在有不同频谱特性的声源上,或采用不同的片间流速，也会有不同的消音量值。

而且，由于为了在较宽频率范围内获得良好的消声效果，通常，复杂的消音器内部结构增大了排气系统的背压，增加了动力能源消耗率。

消音器的压力损失主要包括消音器内的通道壁面与气流摩擦所产生的压力损失，以及消声器内通道弯折、截面变化等局部结构变化导致气流流动情况的改变所产生的压力损失两个方面。所以，要减小功率损失就必须减小背压，比如增加管道的截面积，或者将消声通道与排气通道分开考虑，减小系统内局部阻力，但是，减小功率损失必须与降低噪声相互协调。

所以，本方案的结构从整体上优化了目前消音器结构，设置内筒4褶皱为三角形褶皱，所有褶皱的倾斜方向一致，相邻褶皱之间的夹角为40-50°，不仅将消音器内的消声通道与排气通道分开，而且实现了消音降噪的最优化效果。

实验例：

对邯郸某化工公司的变压吸附制氧器利用本实用新型提供的消音器进行降音除燥，该制氧机的氧气产量为200Nm³/h，制得氧气纯度为95％，氧气压力为0.3Mpa，常压下露点为-40℃。使用的消音器内筒4的孔径为6mm，孔隙率为35％，褶皱底部的最大宽度为8mm，高度为13mm，相邻褶皱之间的夹角为45°。

实测显示，其降噪效果为，对其真空泵产生的240分贝的噪音在1分钟之内直接降低至70分贝，而对罗茨分机产生噪音直接降低至45分贝，在设备5米之外的距离人耳几乎无法直接听到噪音存在，消除噪音效果明显。

以上，虽然说明了本实用新型的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本实用新型的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本实用新型的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本实用新型的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的实用新型及其均等范围内。

Claims (7)

1.一种变压吸附制氧系统用消音器，其特征在于，包括消音筒，所述消音筒由不锈钢外筒、不锈钢多孔板制成的内筒和吸声填料层构成；所述吸声填料层位于所述外筒和所述内筒之间；

所述内筒的孔隙率为25％～40％，孔径为5-8mm，所述内筒的筒壁为褶皱结构，相邻两个褶皱之间的夹角为40°～50°。

2.根据权利要求1所述的消音器，其特征在于，还包括降音筒，所述降音筒包括降音外筒和降音内筒，二者之间填充有所述吸声填料层；

所述降音内筒为所述多孔板结构，其进风口与所述降音外筒的进风口一致，其余侧面均通过所述多孔板封闭；所述降音筒的出风口与所述消音筒的进风口垂直连通。

3.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，所述褶皱的纵向截面为三角形结构，其底部最大宽度为5-10mm，所述褶皱高度为10-15mm。

4.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，所述消音筒的出风口面积为进风口面积的75％-80％，所述进风口面积为所述消音筒的净通道截面积的40％～60％。

5.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，所述吸声填料层的厚度≤所述外筒与所述内筒之间的宽度。

6.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，所述外筒的厚度为2～3mm，所述内筒的厚度为1～1.5mm。

7.根据权利要求1或2所述的消音器，其特征在于，还包括控制装置和震动传感器；所述震动传感器安装在所述消音筒外壁上，实时检测所述消音筒由于受到噪音气流冲击所产生的振动频率，并将检测到信息传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述振动频率的变化调整所述消音筒的进风口的进风量。