CN208010597U - 压力脉动衰减装置、压缩机及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压力脉动衰减装置、压缩机及空调器。压力脉动衰减装置包括：主体，主体上设置有流体通道和多组孔径不同且与流体通道连通的通孔组，多组通孔组沿流体通道的长度方向依次布置；外壳，外壳设置在主体的外周，外壳与主体围设形成空腔，多组通孔组与空腔连通。本实用新型的压力脉动衰减装置具有多种衰减频率不同的共振腔，有效拓宽了压力脉动衰减装置内介质的共振频带，通过压力脉动衰减装置内介质的强烈共振可以使得螺杆压缩机的压力脉动幅值大幅降低，由此诱发的流体动力性噪音显著减小，进而达到降低螺杆压缩机的振动噪音的效果。

Description

压力脉动衰减装置、压缩机及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种压力脉动衰减装置、压缩机及空调器。

背景技术

现有的螺杆压缩机的用途、功能、形式及结构多种多样，振动噪声程度及其传播路径会有所不同，需针对具体的结构形式进行具体分析，但其主要的振动噪声源仍是相同的。螺杆压缩机的噪声按产生机理可以分为机械性噪声和流体动力性噪声，均可作为声源激励，引起周围空气密度的周期性变化，从而产生强烈的噪音。同时，这两种不同性质的噪声还会相互作用、叠加，除了直接向外界辐射噪声外，还会激励压缩机的机体振动，并通过机脚向其余附属设备传递。

随着机械加工精度的提高和装配工艺的改善，螺杆压缩机的机械性噪音得到有效改善，但是在螺杆压缩机运行过程中工作容积与吸、排气腔周期性的连通、脱离会引起工作介质强烈的气流脉动，使得吸、排气腔内工作介质的热力特性产生剧烈的变化(压力脉动)，由此诱发的流体动力性噪音是螺杆压缩机振动噪音的主要源头。其中排气孔口处的气流脉动程度更为剧烈，因此可通过合理控制和改善排气腔内气体介质的压力脉动幅值来效解决螺杆压缩机的振动噪音问题。

螺杆压缩机排气压力脉动的诱发机理为：排气过程中转子腔齿间容积与排气腔控制容积内气体的压力差和排气孔口面积的周期性变化是导致螺杆压缩机排气气流脉动的直接诱因，而转子腔齿间容积内经由排气孔口流入排气腔控制容积内的气体质量流量的周期性变化导致了排气腔内气体热力状态参数的变化，进而引起排气压力脉动。图1给出了典型工况下螺杆压缩机排气压力脉动的频域值和时域值，排气压力脉动的基频为阴阳转子的啮合频率，且处于转子啮合频率下的压力脉动幅值远远大于处于其整数倍频率下的压力脉动幅值。因此可通过降低排气腔内处于转子啮合频率下的压力脉动幅来降低螺杆压缩机的振动噪音。

变频螺杆压缩机由变频电机直接驱动，通过电动机转速的变化实现容量调节。较定频螺杆压缩机而言，变频螺杆压缩机在运行过程中转速变化范围宽，转子啮合频率会随转速的增加而增加，相应的排气压力脉动频率也会不断变化。而传统的排气压力脉动衰减装置只能在某一特定频率下实现压力脉动幅值的衰减，当压力脉动频率不断变化时其衰减效果并不明显，无法满足在不同运行转速下均保持较高衰减性能的迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种压力脉动衰减装置、压缩机及空调器，以解决现有技术中的变频螺杆的振动噪音高的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种压力脉动衰减装置，包括：主体，主体上设置有流体通道和多组孔径不同且与流体通道连通的通孔组，多组通孔组沿流体通道的长度方向依次布置；外壳，外壳设置在主体的外周，外壳与主体围设形成空腔，多组通孔组与空腔连通。

进一步地，外壳与主体围设形成多个串联连通的空腔，多组通孔组与多个空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔。

进一步地，外壳与主体围设形成多个相互隔离的空腔，多组通孔组与多个空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔。

进一步地，各通孔组均包括多个通孔，多个通孔沿主体的周向阵列布置，外壳为环形外壳，环形外壳套设在主体上。

进一步地，共振腔的固有频率fr、流体通道内的流体介质声速C₀、主体的壁厚L、通孔组的各个通孔的半径a、主体的长度D、穿孔率P满足如下公式：

进一步地，各组通孔组的穿孔率P不同。

进一步地，外壳上设置有泄油结构。

进一步地，泄油结构为泄油孔。

进一步地，泄油孔为一个或两个或两个以上。根据本实用新型的另一方面，提供了一种压缩机，包括压力脉动衰减装置，压力脉动衰减装置为上述的压力脉动衰减装置。

进一步地，压缩机包括主机和设置在主机上的排气腔出口，压力脉动衰减装置安装在排气腔出口处。

进一步地，衰减装置的两端均设置有压力检测元件。

根据本实用新型的再一方面，提供了一种空调器，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的压力脉动衰减装置具有多种衰减频率不同的共振腔，有效拓宽了压力脉动衰减装置内介质的共振频带，当将本实用新型中的压力脉动衰减装置使用在螺杆压缩机中，螺杆压缩机的转子啮合率随转速发生变化时，扰动频率仍可处于压力脉动衰减装置内介质的共振频率范围内时，通过压力脉动衰减装置内介质的强烈共振使得压力脉动幅值大幅降低，由此诱发的流体动力性噪音显著减小，进而达到降低螺杆压缩机的振动噪音的效果。

可见，通过压力脉动衰减装置的作用，可在较大转速变化范围内实现螺杆压缩机排气腔内气体压力脉动幅值的降低，有效解决了变频螺杆压缩机变转速运行过程中的振动噪音问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了典型工况下螺杆压缩机排气压力脉动的频域值和时域值；

图2示意性示出了本实用新型的压力脉动衰减装置的剖视图；

图3示意性示出了本实用新型的压力脉动衰减装置连接在螺杆压缩机上时的主视图；以及

图4示意性示出了本实用新型的压缩机的两个压力检测元件处的压力脉动时域值。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、主体；11、流体通道；12、通孔组；20、外壳；21、泄油结构；30、共振腔；40、主机；41、排气腔出口；50、压力检测元件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图2至图4所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种压缩机，本实施例中的压缩机优选为变频螺杆压缩机。

本实施例中的压缩机包括主机40和设置在主机40上的压力脉动衰减装置，该压力脉动衰减装置包括主体10和外壳20。其中，主体10上设置有流体通道11和多组孔径不同且与流体通道11连通的通孔组12，多组通孔组12沿流体通道11的长度方向依次布置；外壳20设置在主体10的外周，外壳20与主体10围设形成空腔，多组通孔组12与空腔连通，压缩机工作时，噪音通过压力脉动衰减装置，可以形成多种衰减频率不同的共振腔30。

本实用新型的压力脉动衰减装置具有多种衰减频率不同的共振腔30，有效拓宽了压力脉动衰减装置内介质的共振频带，当将本实施例中的压力脉动衰减装置使用在螺杆压缩机中，螺杆压缩机的转子啮合率随转速发生变化时，扰动频率仍可处于压力脉动衰减装置内介质的共振频率范围内时，通过压力脉动衰减装置内介质的强烈共振使得压力脉动幅值大幅降低，由此诱发的流体动力性噪音显著减小，进而达到降低螺杆压缩机的振动噪音的效果。

可见，通过压力脉动衰减装置的作用，可在较大转速变化范围内实现螺杆压缩机排气腔内气体压力脉动幅值的降低，有效解决了变频螺杆压缩机变转速运行过程中的振动噪音问题。

实际设计时，在本实用新型的一种优选的实施例中，可是使得外壳20在主体10的外周围设形成多个串联连通的空腔，多组通孔组12与多个空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔30。本实用新型中的多个串联连通的空腔可以通过外壳20直接扣盖在主体10的设置有上述的多个通孔组12的外周围设形成的空腔得到，结构简单，便于实现，如图1所示。

在本实用新型的另一种优选的实施例中，还可以使得外壳20在主体10的外周围设形成多个相互隔离的空腔，多组通孔组12与多个空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔30，只要是在本实用新型的构思下的其他变形方式，均在本实用新型的保护范围之内。

如图1所示，在本实施例中，将共振腔30设置为3个，当然，在本实用新型的其他实施例中，还可以将共振腔30设置为两个或者三个以上，具体可以根据螺杆压缩机的使用需求设定。

本实施例中的主体10为一个中心开孔的管道，该管道的中心开孔形成上述的流体通道11，在中心开孔的管道的管壁上开设上述的孔径不同的通孔组12，结构简单，便于实现。

参见图2所示，本实施例中的各通孔组12均包括多个通孔，多个通孔沿主体10的周向阵列布置，对应地，外壳20为环形外壳，环形外壳套设在主体10上，便于在主体10的外周围设形成共振腔30，结构简单，便于实现。

考虑到螺杆压缩机在工作过程中含有微量润滑，会影响共振腔30的体积，使得共振腔30内介质的共振频率偏离设计值，从而影响到压力脉动的衰减效果。因而本实施例中的外壳20上设置有泄油结构21，通过该泄油结构21的作用，便于将共振腔30内的润滑油排出，保证共振腔30内的润滑油能自由流通，使共振腔30内的润滑油及时从气流脉动衰减器的泄油结构21排出。

优选地，本实施例中的泄油结构21为泄油孔，实际设计时，泄油孔为一个或两个或两个以上。

为尽可能的靠近螺杆压缩机的压力脉动的产生源头，本实施例中将压力脉动衰减装置安装在螺杆压缩机排气腔出口41处，并在压力脉动衰减装置的两端加设了压力检测元件50，该压力检测元件优选为高频压力传感器，其中位于图3中的右侧为高频压力传感器P1，左侧为高频压力传感器P2。通过P1和P2两个压力传感器测得的压力信号的相位差结合压力传感器的安装距离可得到流体通道11内工作介质的实际声速，根据单个共振腔30的固有频率的计算方法对其结构参数进行设计。

其中，共振腔30的固有频率fr、流体通道11内的流体介质声速C₀、主体10的壁厚L、通孔组12的各个通孔的半径a、主体10的长度D、穿孔率P满足公式其中，穿孔率P是指各组通孔组12上的各个通孔的面积之和除以对应的开孔部位的全面积得到的值。且各组通孔组12的穿孔率P不同，便于形成衰减频率不同的共振腔30。

此外，还可通过P1和P2两个压力传感器测得的压力信号对设计所得的宽频压力脉动衰减装置的性能进行分析计算。从图4可以看出，安装压力脉动衰减装置后，可使螺杆压缩机的排气腔内的压力脉动幅值得到有效降低，满足了变频螺杆压缩机的降噪需求。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器，本实施例中的空调器包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的压力脉动衰减装置的主体的中心穿孔，主体的壁上开设有通孔组与外壳上的空腔连通，形成压力脉动共振腔，衰减压力脉动幅值，可有效降低流体动力性噪音。通过实用新型一种宽频带排气压力脉动衰减装置，由于该压力脉动衰减装置具有较宽的共振频率范围，当螺杆压缩机运行变速变化时，转子啮合频率仍可处于压力脉动衰减装置内介质的共振频率范围内，使得变转速运行过程中的排气压力脉动幅值均可得到有效的降低，由此诱发的流体动力性噪音显著减小。同时该装置结构简单，成本低，不需要对压缩机结构进行较大的变更及可安装使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种压力脉动衰减装置，其特征在于，包括：

主体(10)，所述主体(10)上设置有流体通道(11)和多组孔径不同且与所述流体通道(11)连通的通孔组(12)，多组所述通孔组(12)沿所述流体通道(11)的长度方向依次布置；

外壳(20)，所述外壳(20)设置在所述主体(10)的外周，所述外壳(20)与所述主体(10)围设形成空腔，多组所述通孔组(12)与所述空腔连通。

2.根据权利要求1所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述外壳(20)与所述主体(10)围设形成多个串联连通的空腔，多组所述通孔组(12)与多个所述空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔(30)。

3.根据权利要求1所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述外壳(20)与所述主体(10)围设形成多个相互隔离的空腔，多组所述通孔组(12)与多个所述空腔一一对应地连通以形成多种衰减频率不同的共振腔(30)。

4.根据权利要求1所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，各所述通孔组(12)均包括多个通孔，所述多个通孔沿所述主体(10)的周向阵列布置，所述外壳(20)为环形外壳，所述环形外壳套设在所述主体(10)上。

5.根据权利要求2或3所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述共振腔(30)的固有频率f_r、所述流体通道(11)内的流体介质声速C₀、所述主体(10)的壁厚L、所述通孔组(12)的各个通孔的半径a、所述主体(10)的长度D、穿孔率P满足如下公式：

6.根据权利要求1所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，各组所述通孔组的穿孔率P不同。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述外壳(20)上设置有泄油结构(21)。

8.根据权利要求7所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述泄油结构(21)为泄油孔。

9.根据权利要求8所述的压力脉动衰减装置，其特征在于，所述泄油孔为一个或两个或两个以上。

10.一种压缩机，包括压力脉动衰减装置，其特征在于，所述压力脉动衰减装置为权利要求1至9中任一项所述的压力脉动衰减装置。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括主机(40)和设置在所述主机(40)上的排气腔出口(41)，所述压力脉动衰减装置安装在所述排气腔出口(41)处。

12.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述衰减装置的两端均设置有压力检测元件(50)。

13.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求10至12中任一项所述的压缩机。