壓縮機(jī)及其管系減振節(jié)能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于能源、石油、化工、冶金、礦山、醫(yī)藥等行業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一 種壓縮機(jī)及其管系減振節(jié)能裝置。
[0002] 此外，本發(fā)明涉及一種具有衰減壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件。
[0003] 此外，本發(fā)明涉及一種用于能源、石化、化肥等行業(yè)的往復(fù)壓縮機(jī)及其管系減振節(jié) 能裝置。
[0004] 此外，本發(fā)明涉及一種用于能源、石化、化肥、礦山、鋼鐵、醫(yī)藥、航空航天等行業(yè)的 壓縮機(jī)進(jìn)、出口緩沖罐或緩沖器或減振器。
【背景技術(shù)】
[0005] 壓縮機(jī)的吸、排氣過程，具有脈動(dòng)特征，會(huì)使相連的管系中的氣體發(fā)生不穩(wěn)定流 動(dòng)，而管系中充滿的氣柱則是一個(gè)具有振動(dòng)能力的彈性體。氣柱振動(dòng)，會(huì)在很大程度上以壓 力波、速度波的形式影響到壓縮機(jī)、管路的工作，而壓縮機(jī)本身又是這種壓力波、速度波的 激發(fā)器，會(huì)給管系中的氣柱以強(qiáng)迫振動(dòng)。如果所激發(fā)的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與氣柱的固有頻率一 致或處于一個(gè)共振范圍內(nèi)，則管系中氣柱的壓力波動(dòng)、速度波動(dòng)就非常強(qiáng)烈，將帶來嚴(yán)重的 不利后果。
[0006] 氣流脈動(dòng)是氣流的流動(dòng)參數(shù)（如壓力、速度）隨位置和時(shí)間呈周期性的變化，脈動(dòng) 壓力和脈動(dòng)速度均能引起激振力。氣流脈動(dòng)激發(fā)管路作機(jī)械振動(dòng)，管路振動(dòng)反過來又強(qiáng)化 壓縮機(jī)機(jī)振動(dòng)。壓縮機(jī)氣流脈動(dòng)會(huì)顯著影響壓縮機(jī)的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，其危害主 要有：1)脈動(dòng)氣流造成管路、缸體及附件振動(dòng)，影響其正常工作；2)脈動(dòng)氣流嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成 管路、缸體等疲勞破壞，從而引發(fā)安全事故；3)壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)使氣閥開啟和關(guān)閉不及 時(shí)，引發(fā)壓縮機(jī)內(nèi)泄漏增加，降低機(jī)組效率；4)壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)影響氣閥的開啟和關(guān)閉 時(shí)間，如果氣閥提前關(guān)閉，由于氣流的脈動(dòng)可以使氣閥重新開啟，造成嚴(yán)重內(nèi)泄漏，并在反 相位氣流壓差下再關(guān)閉，導(dǎo)致閥片以較大速度沖向閥座，使閥片過早破壞；5)脈動(dòng)使氣流 通過氣閥時(shí)的壓力損失增加；6)引起壓縮機(jī)排氣量的不穩(wěn)定和壓縮機(jī)消耗功率的不穩(wěn)定。 總之，過大的氣流脈動(dòng)會(huì)明顯降低壓縮機(jī)效率，引起壓縮機(jī)功率消耗、內(nèi)泄漏的增加，氣閥 工作可靠性下降，造成壓縮機(jī)、管路及附件的振動(dòng)。氣流脈動(dòng)強(qiáng)度愈大，強(qiáng)迫振動(dòng)效應(yīng)愈明 顯，壓縮機(jī)本體、管路的振幅和應(yīng)力愈大。
[0007] 為了消減壓縮機(jī)氣流的脈動(dòng)特性，現(xiàn)在大量使用的是壓縮機(jī)緩沖罐（緩沖器）和 /或孔板。緩沖罐為中空的壓力容器，它能使緩沖罐后面管道內(nèi)的氣流脈動(dòng)變得比較緩和， 降低氣流沖擊所造成的損失，設(shè)計(jì)的緩沖罐容積一般為氣缸工作容積的20-35倍。理想孔 板是將管段內(nèi)的壓力駐波轉(zhuǎn)變?yōu)樾胁?，從而降低管段?nèi)的壓力不均勻度，但是因?yàn)閷?shí)際工 況千差萬別，按給定條件設(shè)計(jì)的孔板因?yàn)榘惭b位置的限制，以及對(duì)工況變化的敏感性，所以 有時(shí)孔板有一定的效果，但絕大多數(shù)效果不顯著，而成為一個(gè)純粹的阻力原件，白白浪費(fèi)大 量的高級(jí)機(jī)械能。
[0008] 因?yàn)閴嚎s機(jī)氣流脈動(dòng)特性，及其產(chǎn)生、傳播過程受多種重要因素影響，國(guó)內(nèi)外一直 沒有找到有效解決氣流脈動(dòng)的方法，同時(shí)因?yàn)闅饬髅}動(dòng)的機(jī)理復(fù)雜，其理論和設(shè)計(jì)方法等 目前尚不完善。
[0009] 在現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為ZL200420074775. 5的專利公開了一種脈動(dòng)氣流消振裝 置，其基于擴(kuò)壓器原理，發(fā)明了一種流動(dòng)截面積不斷擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，將脈動(dòng)氣流脈動(dòng)動(dòng)能盡 可能多地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，同時(shí)利用復(fù)雜的渦系耗散結(jié)構(gòu)，消減脈動(dòng)速度和脈動(dòng)壓力，將脈動(dòng) 氣流變?yōu)檩^穩(wěn)定的氣流。
[0010] 專利號(hào)為ZL200620123855. 4的專利公開了一種往復(fù)壓縮機(jī)消振節(jié)能裝置，其基 于擴(kuò)壓器原理和理想孔板原理，發(fā)明了一種異型噴嘴結(jié)構(gòu)，與裝置殼體等結(jié)構(gòu)相互配合，自 適應(yīng)地形成無反射條件，引導(dǎo)或控制壓力波、膨脹波的傳遞，達(dá)到降低進(jìn)、出往復(fù)壓縮機(jī)氣 流的脈動(dòng)特性，減振節(jié)能的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的主要目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，基于赫姆霍茲 (Helmholtz)諧振原理發(fā)明了一種壓縮機(jī)及其管系的減振節(jié)能裝置，從機(jī)理上阻斷或抑制 脈動(dòng)氣流的流動(dòng)和傳輸形態(tài)。赫姆霍茲諧振器是一個(gè)帶有頸管的大容積空間，一般把它安 裝在存在脈動(dòng)氣流的主管道上。對(duì)理想赫姆霍茲諧振器，當(dāng)諧振器的諧振頻率
（c 為介質(zhì)中音速，Sb為頸管的通流面積，1為頸管的有效長(zhǎng)度，v為諧振器的容積）與壓縮機(jī) 脈動(dòng)某頻率相等時(shí)，諧振器頸管中就會(huì)出現(xiàn)大的速度振蕩，吸收上游對(duì)應(yīng)頻率的、入射脈動(dòng) 壓力波、速度波的全部能量，然后返回主管道，反射給聲源，在主管道的下游，再不出現(xiàn)對(duì)應(yīng) 頻率脈動(dòng)波。根據(jù)赫姆霍茲諧振原理發(fā)明的減振節(jié)能裝置，諧振內(nèi)件內(nèi)的諧振頻率等于或 近似等于脈動(dòng)主頻率，從而使壓縮機(jī)的主頻氣流脈動(dòng)有效地被壓縮機(jī)及其管系減振節(jié)能裝 置阻斷或衰減，主頻脈動(dòng)壓力波不再或減弱反射給壓縮機(jī)本體，降低壓縮機(jī)本體、管路的振 動(dòng)烈度、能量損失。
[0012] 本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供一種衰減壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件。
[0013] 本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供一種往復(fù)壓縮機(jī)及其管系減振節(jié)能裝置。
[0014] 本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供一種壓縮機(jī)進(jìn)、出口緩沖罐或緩沖器或減振器等裝 置。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，公開了一種壓縮機(jī)及其管系減振節(jié)能裝置，如圖1、圖2所 不，包括6個(gè)部分：1)殼體（圖1中符號(hào)1、圖2中符號(hào)1) ;2)左、右支座（圖1中符號(hào)21、 22) ;3)進(jìn)口（圖1中符號(hào)3) ;4)出口（圖1中符號(hào)4) ;5)排污口（圖1中符號(hào)5) ;6)衰 減壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件（圖1中符號(hào)6)。上述第1)至第5)個(gè)部分依次連接，形 成一個(gè)中空的空間結(jié)構(gòu)，上述第6)部分安裝在這個(gè)空間結(jié)構(gòu)中，形成一個(gè)完整的壓縮機(jī)及 其管系減振節(jié)能裝置。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，殼體（圖1、圖2中符號(hào)1)由：左封頭（圖1中符號(hào)11) ;2) 筒體（圖1中符號(hào)12) ;3)右封頭（圖1中符號(hào)13)組成。殼體的容積和直徑由計(jì)算確定。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，裝置的進(jìn)口（圖1中符號(hào)3)由在筒體（圖1中符號(hào)12)上 開孔接管（圖1中符號(hào)31)組成，可具體為壓縮機(jī)本體的排氣口或上游來流口；裝置的出口 (圖1中符號(hào)4)由在筒體（圖1中符號(hào)12)上開孔接管（圖1中符號(hào)41)組成，可具體為 壓縮機(jī)本體的進(jìn)氣口或下游排氣口。接管（圖1中符號(hào)31、41)壁上有或無通孔（圖1中 符號(hào)32、42)，如果開有通孔，則通孔的位置位于殼體（圖1中符號(hào)1)和蓋板（圖1中符號(hào) 61、圖2中符號(hào)61)之間，盡量靠近殼體側(cè)。接管（圖1中符號(hào)31、41)與本裝置外通過焊 接、或墊片加螺紋、或墊片加法蘭連接。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，衰減壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件（圖1中符號(hào)6)由蓋 板（圖1中符號(hào)61)、右側(cè)板（圖1中符號(hào)62)、左側(cè)板（圖1中符號(hào)63)組成，它與殼體（圖 1、圖2中符號(hào)1)內(nèi)壁面組成一個(gè)中空結(jié)構(gòu)，在該中空結(jié)構(gòu)中可以有或無若干塊隔板（圖1 中符號(hào)64)，該隔板將該中空結(jié)構(gòu)細(xì)分為若干個(gè)獨(dú)立的諧振子空間結(jié)構(gòu)，即每個(gè)赫姆霍茲諧 振器的大容積空間。蓋板（圖1中符號(hào)61)與殼體（圖1中符號(hào)1)之間的距離，以及每個(gè) 獨(dú)立子空間結(jié)構(gòu)的體積、形狀由計(jì)算確定。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，衰減壓力脈動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件（圖1中符號(hào)6)的蓋 板（圖1中符號(hào)61、圖2中符號(hào)61)、右側(cè)板（圖1中符號(hào)62)、左側(cè)板（圖1中符號(hào)63)上 可以有或無若干通孔，帶有壁厚的通孔形成赫姆霍茲諧振器的頸管，通孔的數(shù)量、位置和大 小由計(jì)算確定。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，為了增加或調(diào)整赫姆霍茲諧振器頸管的長(zhǎng)度，衰減壓力脈 動(dòng)、速度脈動(dòng)的諧振內(nèi)件（圖1中符號(hào)6)上的通孔，可以通過焊接、或螺紋連接、或螺紋加 密封連接方式，連接內(nèi)直徑等于通孔