CN219841221U - 蒸汽吹管消音装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸汽消音技术领域，公开了蒸汽吹管消音装置，包括壳体和芯体，芯体设置于壳体内，且芯体一端连接有气流入口，芯体包括微孔段和若干级渐扩段，微孔段侧壁上设有若干消音孔；每级渐扩段均设有环形底板，环形底板上设有通孔，通孔连通芯体的内部和外部，以解决现有消音器存在消音效果不明显的问题。

Description

蒸汽吹管消音装置

技术领域

本实用新型涉及蒸汽消音技术领域，具体涉及蒸汽吹管消音装置。

背景技术

电厂锅炉及热力管道在安装完成后，须使用蒸汽进行吹管作业，以将制造、运输、安装等过程中残留有焊渣、药皮、锈渣以及喷砂磨出的颗粒物等杂物清除。吹管工序中使用高压蒸汽，高压蒸汽的温度可达450℃以上，压力可达10MPa以上，如此高温、高压且高速的蒸汽，如果直接对空排放，会产生极大的噪音，影响电厂周边居民起居、影响畜牧业生产，因次，为了减小蒸汽怕空时产生的噪音，通常会在蒸汽吹管上设置一个微孔消音器消除噪音。

目前，现有的吹管所采用的微孔消音器消除噪音，其主体结构就是一个布满微孔的筒体，高压高温蒸汽通过筒体后再对空排放，但由于筒体自身机构简单，因此只能消除特定频率的噪音，在使用高温、高压且高速的蒸汽进行吹管作业情况下，会存在大部分频率的噪音不能得到有效消除、消音效果不明显的问题。

发明内容

本实用新型意在提供一种蒸汽吹管消音装置，以解决现有消音器存在消音效果不明显的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：蒸汽吹管消音装置，包括壳体和芯体，芯体设置于壳体内，且芯体一端连接有气流入口，芯体包括微孔段和若干级渐扩段，微孔段侧壁上设有若干消音孔；每级渐扩段均设有环形底板，环形底板上设有通孔，通孔连通芯体的内部和外部。

本方案的有益效果为：蒸汽排空时之所以会产生噪音，是因为蒸汽的流动速度大于空气流动速度，排空时蒸汽与空气产生摩擦，造成湍流，从而导致噪音的产生，并且蒸汽与空气速度差越大，噪音也会越大；通过设置微孔段和若干级渐扩段，蒸汽依次通过若干级渐扩段的过程中，根据伯努利方程p+1/2ρv²+ρgh＝C可知，随着渐扩段截面积增大，汽流的流速会降低，压力会增加，然后又通过在环形底板上设置通孔，使蒸汽一部分从通孔流出芯体，分成旁路蒸汽和芯体内蒸汽，即对蒸汽进行了泄压，从而使蒸汽总体的动能和压力降低，这一过程几乎不会产生噪音，但能达到对蒸汽减速、减压的目的，蒸汽通过多级的渐扩段，即连续多段地对蒸汽进行了扩容减压、减速，从而起到提高降低噪音的效果；芯体内的蒸汽在通过微孔段时，会从微孔段上开设的消音孔流出，即再次将蒸汽分成两路，因此，芯体内蒸汽在经过微孔段后其流动的速度会再一次降低，从而进一步起到降低噪音产生的目的，提高装置的降噪效果。

优选的，芯体还包括排空段，排空段与微孔段连接，且排空段延伸至壳体外。

本方案的有益效果为：在排空段中，旁路蒸汽的速度高于外界空气的速度，但又低于芯体内蒸汽的速度，因此可以对芯体内的蒸汽起到一个缓冲作用，从而进一步减小了汽体之间的直接摩擦，进一步提高降低噪音的效果。

优选的，排空段倾斜向上设置，壳体位于排空段的部位也倾斜向上设置。

本方案的有益效果为：倾斜设置的排空段和壳体可进一步减缓蒸汽流动的速度，减小蒸汽排空时与空气流动的速度差，降低汽体之间的摩擦，减少噪音的产生。

优选的，排空段上设有一阶扰流瓦。

本方案的有益效果为：当芯体内蒸汽向外排入空气中时，会受到一阶扰流瓦的干扰，使芯体内蒸汽与夹层中的旁路蒸汽之间提前产生细小的湍流，从而防止了大湍流的产生，即一阶扰流瓦可对汽流起到湍流击碎的作用，从而减小了蒸汽喷出后与空气之间产生的摩擦，起到降低噪音的作用，以提高装置的降噪效果。

优选的，壳体上设有二阶扰流瓦。

本方案的有益效果为：当夹层中的旁路蒸汽向外排入空气中时，会受到二阶扰流瓦的干扰，使旁路蒸汽在与空气混合前提前产生细小湍流，防止了大湍流的产生，即二阶扰流瓦也对汽流起到湍流击碎的作用，从而减小汽流喷出后与空气之间产生的摩擦，起到降低噪音的作用，以提高装置的降噪效果。

优选的，芯体与壳体之间设有若干肋板。

本方案的有益效果为：通过在芯体与壳体之间设置肋板，以提高壳体与芯体之间连接的强度，避免芯体在高速汽流通过时产生过大的变形，导致其各个连接部位失效，影响装置内部结构连接的稳定性。

优选的，每块肋板均设置在芯体横截面的径向上。

本方案的有益效果为：每块肋板均与芯体的外壁形成有夹角，因此，将肋板均设置在芯体的直径方向上，避免某一侧夹角出现角度过小，清洁不便的情况，以便于日后对夹角内沉积的污垢进行冲洗清理。

优选的，渐扩段之间均设有直边段。

本方案的有益效果为：通过设置直边段，能减小各级渐扩段角焊缝结构的突变程度，从而减小各级渐扩段之间焊接产生的焊接应力，以保证结构的强度，进一步提高了装置内部结构连接的稳定性。

优选的，渐扩段设置有3级-7级。

本方案的有益效果为：渐扩段可设置3级-7级，既能有效地削减汽流压力和速度，还能确保装置结构的紧凑和强度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正视图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为本实用新型实施例中渐扩段的剖视图；

图4为图1中B向的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：壳体1、二阶扰流瓦11、渐扩段2、直边段21、环形底板22、通孔221、汽流入口3、连接法兰31、微孔段4、消音孔41、排空段5、一阶扰流瓦51、夹层6、肋板7。

实施例

实施例基本如附图1-4所示，如图1所示的蒸汽吹管消音装置，包括壳体1和芯体，芯体设置于壳体1的内部，且芯体与壳体1同轴，芯体的外壁与壳体1的内壁之间形成有夹层6。芯体包括若干级渐扩段2、微孔段4和排空段5，每一级渐扩段2之间相互连通，渐扩段2可设置三级至七级，既能有效地削减汽流压力和速度，还能确保装置结构的紧凑和强度，本实施例中，渐扩段2设置有四级；位于最右侧的渐扩段2上焊接固定有汽流入口3，汽流入口3延伸至壳体1外，且壳体1的右端与汽流入口3的外壁焊接封闭，汽流入口3上焊接固定有连接法兰31，连接法兰31的另一端连接蒸汽吹管，完成吹管作业后的蒸汽可通过汽流入口3进入芯体内；每级渐扩段2之间均设有直边段21，通过设置直边段21，能减小各级渐扩段2角焊缝结构的突变程度，从而减小各级渐扩段2之间焊接产生的焊接应力，以保证结构的强度；如图2所示，每级渐扩段2均焊接固定有环形底板22，环形底板22固定在渐扩段2直径较大的一端，环形底板22周向上均匀开设有多个通孔221，如图3所示，通孔221均位于其相邻左侧直边段21的外侧，即通孔221连通了芯体的内部和外部，芯体内部的蒸汽可通过通孔221进入夹层6，从而将蒸汽分为在夹层6中流动的旁路蒸汽和在芯体内部流动的芯体内蒸汽，根据伯努利方程p+1/2ρv²+ρgh＝C可知，在渐扩段2中，随着截面积增大，蒸汽流动的速度会降低，压力增加，而通过通孔221泄压后，可以使蒸汽总体的动能和压力降低，这一过程几乎不产生噪音，但达到了对蒸汽减速、减压的目的；如图1、2所示，渐扩段2与壳体1之间通过焊接固定有肋板连接部，肋板连接部可提高壳体1与芯体之间连接的强度，避免芯体在高速汽流通过时产生过大的变形，导致其各个连接部位失效，本实施例中，肋板连接部设置有两组，每组肋板连接部均包括有三块肋板7，每块肋板7均与渐扩段2的外壁形成有两个夹角，且两个夹角的角度之和是固定的，若倾斜肋板7使其中一个夹角的角度变大，则另一个夹角的角度就会变小，因此，将肋板7均固定在芯体的直径方向上，避免因某一侧夹角的角度过小，导致不便于日后对夹角内沉积的污垢进行冲洗清理；另外，将肋板7均设置在渐扩段2上，使肋板7与芯体之间的相贯线形成倾斜结构，用水清洗时也能更容易清除污垢。

微孔段4的右端与最左侧的渐扩段2通过焊接进行连通和固定，如图1所示，微孔段4的侧壁上均匀开设有若干个消音孔41，芯体内蒸汽依次通过四级渐扩段2之后，大部分会流入微孔段4内，进入微孔段4内的蒸汽又会通过消音孔41进入夹层6与旁路蒸汽混合，进一步减缓了汽流的流动速度，起到降噪消音的目的。

排空段5的右端与微孔段4的左端通过焊接进行连通和固定，如图1、4所示，排空段5的一端延伸至壳体1外，且排空段5倾斜向上设置，壳体1位于排空段5相应的一端也倾斜向上设置，保证芯体依旧与壳体1同轴，倾斜设置的排空段5和壳体1可进一步减缓蒸汽流动的速度；排空段5伸出壳体1的一端通过焊接固定有一阶扰流瓦51，当芯体内蒸汽向外排入空气中时，会受到一阶扰流瓦51的干扰，使芯体内蒸汽与夹层6中的旁路蒸汽之间提前产生细小的湍流，从而防止了大湍流的产生，即一阶扰流瓦51可对汽流起到湍流击碎的作用，以减小蒸汽喷出后与空气之间产生的摩擦，起到降低噪音的作用；壳体1的左端通过焊接固定有二阶扰流瓦11，夹层6中的旁路蒸汽向外排入空气中时，会受到二阶扰流瓦11的干扰，使旁路蒸汽在与空气混合前提前产生细小湍流，防止了大湍流的产生，即二阶扰流瓦11也对汽流起到湍流击碎的作用，以减小汽流喷出后与空气之间产生的摩擦，起到降低噪音的作用。

具体实施过程如下：蒸汽在吹管作业结束后，通过汽流入口3进入到芯体内部。蒸汽首先进入到渐扩段2中，并依次通过四级渐扩段2，这个过程中，根据伯努利p+1/2ρv²+ρgh＝C方程可知，随着渐扩段2截面积增大，汽流的流速会降低，压力会增加，然后又通过通孔221进行了泄压，从而使蒸汽总体的动能和压力降低，这一过程几乎不会产生噪音，但能达到对蒸汽减速、减压的目的，蒸汽通过多级的渐扩段2，即连续多段地对蒸汽进行了扩容减压、减速；进入芯体的一部分蒸汽会通过通孔221进入到夹层6中，将蒸汽分成两路，一路蒸汽在夹层6中流动，为旁路蒸汽，另一路蒸汽在芯体内部流动，为芯体内蒸汽，且因为夹层6容积大、蒸汽少，因此旁路蒸汽的流动速度会低于芯体内蒸汽的流动速度。

芯体内蒸汽又从渐扩段2进入微孔段4，一部分蒸汽通过微孔段4侧壁上的消音孔41进入夹层6，与旁路蒸汽混合，另一部分继续在芯体的微孔段4内部流动；因此，芯体内蒸汽在经过微孔段4后其流动的速度会再一次降低，从而进一步降低了噪音的产生。

芯体内蒸汽再从微孔段4进入排空段5，此时，旁路蒸汽和芯体内蒸汽分别沿斜向向上被排放入空气中，倾斜设置的排空段5和壳体1会再一次减缓芯体内蒸汽和旁路蒸汽的流动速度；同时，因为旁路蒸汽的速度高于外界空气的速度、但又低于芯体内蒸汽的速度，从而可以在排空时对芯体内蒸汽起到缓冲作用，减小芯体内蒸汽与空气之间的直接摩擦，进一步降低噪音；当芯体内蒸汽向外排入空气中时，会受到一阶扰流瓦51的干扰，使芯体内蒸汽与夹层6中的旁路蒸汽之间提前产生细小的湍流，从而防止了大湍流的产生，即一阶扰流瓦51可对汽流起到湍流击碎的作用，从而起到减小蒸汽喷出后与空气之间产生的摩擦，达到降低噪音；当夹层6中的旁路蒸汽向外排入空气中时，会受到二阶扰流瓦11的干扰，使旁路蒸汽在与空气混合前提前产生细小湍流，防止了大湍流的产生，即二阶扰流瓦11可对汽流起到湍流击碎的作用，从而起到减小汽流喷出后与空气之间产生的摩擦，达到进一步降低噪音的作用。

蒸汽降噪的原理：当热力管道内的高温、高压、高速蒸汽通过管道对空排放时，由于蒸汽与空气存在巨大的速度差，使得蒸汽在排入空气时会与空气产生巨大摩擦，进而导致湍流的产生，随之产生巨大的噪音，蒸汽与空气的速度差越大，则摩擦就会越大，产生的湍流也会越大，导致蒸汽在排空时产生的噪音就越大。因此，本方案通过设置芯体位于壳体1内，芯体与壳体1之间形成夹层6，蒸汽可通过通孔221和消音孔41被分成两路，一路流动于夹层6、另一路流动于芯体内，以减缓蒸汽流动的速度，在蒸汽依次流经四级渐扩段2和微孔段4之后，蒸汽整体会被多次减压、减速，以避免蒸汽在排空时与空气出现大的摩擦、产生大的湍流，从而起到对蒸汽进行减低噪音的目的。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.蒸汽吹管消音装置，其特征在于：包括壳体和芯体，芯体设置于壳体内，且芯体一端连接有气流入口，芯体包括微孔段和若干级渐扩段，微孔段侧壁上设有若干消音孔；每级渐扩段均设有环形底板，环形底板上设有通孔，通孔连通芯体的内部和外部。

2.根据权利要求1所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：芯体还包括排空段，排空段与微孔段连接，且排空段延伸至壳体外。

3.根据权利要求2所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：排空段倾斜向上设置，壳体位于排空段的部位也倾斜向上设置。

4.根据权利要求3所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：排空段上设有一阶扰流瓦。

5.根据权利要求3所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：壳体上设有二阶扰流瓦。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：芯体与壳体之间设有若干肋板。

7.根据权利要求6所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：每块肋板均设置在芯体横截面的径向上。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：渐扩段之间均设有直边段。

9.根据权利要求8所述的蒸汽吹管消音装置，其特征在于：渐扩段设置有3级-7级。