集成降噪型旋转容积式机械制造技术

一种集成降噪型旋转容积式机械，例如压缩机和/或真空泵，其压缩机机芯配备了至少一个并联(旁支)脉动陷阱和至少一个集成吸收性消音器，并与其他压缩机组件(例如入口/出口脉动衰减器，气体过滤器，安全阀等)组成一个整体或成套设备。减少了脉动，降低了噪音，降低了能源消耗并减小了整体尺寸和重量，一些实施方案还包括至少一个四通阀和相应的管道，使得相同的机器可以选择性地操作来提供真空或压力(一机两用)。

Integrated noise reduction rotary positive displacement machinery

【技术实现步骤摘要】
集成降噪型旋转容积式机械
本专利技术总体上涉及容积式流体机械领域，细属于容积式气体输送机械噪音降低。
技术介绍
传统的旋转容积(位移)式压缩机(RPDC)包括多种类型的压缩机和真空泵，例如罗茨，爪式，滑片式，螺杆和涡旋压缩机等，如图1所示。RPDC使用各种类型的旋转位移式压缩机。位移机构位于压缩机机芯中，可压缩各种气体。RPDC被广泛用于许多不同的行业，包括石油化工，食品加工，发电，天然气和工业气体输送，制冷以及蒸汽回收服务等。当在超出设计工况(例如过压缩或欠压缩)下运行时，它们固有地会产生高幅度的脉动压力(例如，可高达180-200dB)。为了解决这个问题，现有设计的RPDC通常在压缩机排气口串接一个消音器或脉动衰减器，这些消音器或脉动衰减器有抗式，阻式或阻抗复合式(例如，参见图2b，2c，2d，2e)，以抑制低频气体脉动和高频噪声。然而，该串联衰减方案遭受相当大的背压损失，或者需要相当大尺寸的脉动衰减器以减小该损失。然而，同时满足系统的高效率，小尺寸和低噪声的目标与过去100多年采用的传统串联衰减(例如，图2a)的控制方法相冲突：因为更多的压力脉动衰减总会导致更多的背压损失或衰减器尺寸增加。传统的并联脉动陷阱(SPT)技术试图通过在排气之前削减压力脉冲来解决此问题，例如，如图3a所示。SPT技术的细节已经在若干属于相同专利技术人的美国和中国专利中公开【美国专利号9,140、260、9,151,292(螺杆式，中国专利号：201110449760.7)、9,140,261(容积式，中国专利号：201210047941.1)、9,243,557(内燃机，中国专利号：201210344360.4)、9,551,342和9,732,754，在此通过引用将其全部并入本文】。传统的SPT技术在将低频压力脉动削减至少约10倍方面非常有效(请参见图3b)，并将能耗降低了约5-16％(例如图3c)。消除了串联衰减所固有的背压损失。通过将SPT与压缩机机芯压缩腔集成(参见例如图3b)，常规SPT的尺寸也可以减小至少约5倍。但是，当前的SPT技术无法同时充分减少高频噪声。如图2d所示，传统的阻式(或称吸收式，本文中两者同一个意思)消音器通过在有孔的流道壁后面铺上吸音材料来有效控制高频噪声。工业阻式消音器通常以圆柱形状构造并连接到RPDC出口法兰，该法兰通常会导致横截面尺寸比RPDC本身大得多。通常，还包括其他RPDC组件，例如过滤器，阀门，过程控制系统和相关的管道，这不仅进一步增加了成套集成尺寸，而且还增加了系统的重量和成本。这里面临的挑战是如何同时降低RPDC机械的气体脉动，噪声，耗能和尺寸。对于诸如液罐运输车之类的车载应用，经常需要同时具有真空加载和压力卸载气体输送系统。通常，这些系统包括两台容积式流体机器，其中一台用作真空泵，另一台用作压气机，并配有体积庞大且昂贵的相应降噪系统。这里面临的挑战是使用一个小型系统同时承担真空和压力任务(一机两用)，同时减少气体脉动，噪音，节省所占空间和重量，其中空间和重量因素对于车载应用尤为重要。因此，存在对现有的旋转容积式机械改进的需求。本专利技术主要提供针对这些和其他问题的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集成降噪型旋转容积式机械，对现有的旋转容积式机械进行改进。本专利技术主要提供针对这些和其他问题的解决方案。本专利技术是这样实现的：一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：a.压缩机机芯，其具有气体吸气口和气体排气口的压缩机腔，以及至少两个安装在所述压缩机腔中并在压缩阶段被驱动的转子，以增加所述压缩机腔的气体压力并推动气体从所述吸气口到排气口；b.一种旁支脉动陷阱，包括：陷阱腔，邻近所述压缩机腔；至少一个脉动衰减器，位于所述陷阱腔内；至少一个陷阱入口从所述压缩机腔分支进入所述脉动陷阱腔；以及至少一个陷阱出口连通压缩机排气口；和c.一种集成的吸收式(阻式)消音器，包括至少一个折叠的流动通道和吸音材料，其中至少一个折叠的流动通道一端直接与压缩机机芯的吸气口或排气口中的至少一个直接连接，并在另一端与大气连通，d.此集成降噪型旋转容积式机械，在运行时可以在源头上既降低低频气体脉动又降低感生宽高频噪声，并提高系统气动效率而无需使用传统的串联脉动衰减/消音器或变内压缩比设置。其中，所述集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道具有折叠构造，所述折叠构造具有至少一个等于或大于90度的弯。其中，集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道具有折叠的形状，并且至少一个所述流动通道壁被穿孔并衬有吸声材料。其中，集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道具有平行的壁，其横截面积没有突然变化。其中，所述集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道直接与所述压缩机机芯的所述流动端口中的至少一个对接，并且其中，所述吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道和所述压缩机的接口流动端口具有相同的横截面形状。其中，所述集成吸收式消音器包括分流器，其中所述集成吸收式消音器至少一个流道与所述压缩机机芯的接口的流道直接对接，其中，所述集成吸收式消音器至少一个流道被所述分流器分成两个流道。其中，所述集成吸收式消音器两个流动通道从所述分流器到再次相遇具有大约1/4脉动波长的流动通道长度差。其中，所述集成吸收式消音器分流器具有突出的唇缘。其中，所述集成吸收性消音器与所述压缩机机芯之间放置有进口衰减器。其中，进口衰减器具有至少一层穿孔和弯曲的表面。一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：a.压缩机机芯，其具有气体吸气口和气体排气口的压缩机腔，以及至少两个安装在所述压缩机腔中并在压缩阶段被驱动的转子，以增加所述压缩机腔的气体压力并推动气体从所述吸气口到排气口；b.一种旁支脉动陷阱，包括：陷阱腔，邻近所述压缩机腔；至少一个脉动衰减器，位于所述陷阱腔内；至少一个陷阱入口从所述压缩机腔分支进入所述脉动陷阱腔；以及至少一个陷阱出口连通大气；和c.一种集成的吸收式(阻式)消音器，包括至少一个折叠的流动通道和吸音材料，其中至少一个折叠的流动通道一端直接与陷阱出口或压缩机机芯的排气口中的至少一个直接连接，并在另一端与大气连通，d.此集成降噪型旋转容积式机械，在运行时可以在源头上既降低低频气体脉动又降低感生宽高频噪声，并提高系统气动效率而无需使用传统的串联脉动衰减/消音器或变内压缩比设置。其中，所述集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道具有折叠构造，所述折叠构造具有至少一个等于或大于90度的弯。其中，集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道具有折叠的形状，并且至少一个所述流动通道壁被穿孔并衬有吸声材料。其中，所述集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道直接与所述压缩机机芯的所述流动端口中的至少一个对接，并且其中，所述集成吸收式(阻式)消音器至少一个流动通道和所述压缩机的接口流动端口具有相同的横截面形状。其中，所述集成吸收式消音器包括分流器，其中所述集成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：/na.压缩机机芯，其具有气体吸气口和气体排气口的压缩机腔，以及至少两个安装在所述压缩机腔中并在压缩阶段被驱动的转子，以增加所述压缩机腔的气体压力并推动气体从所述吸气口到排气口；/nb.一种旁支脉动陷阱，包括：陷阱腔，邻近所述压缩机腔；至少一个脉动衰减器，位于所述陷阱腔内；至少一个陷阱入口从所述压缩机腔分支进入所述脉动陷阱腔；以及至少一个陷阱出口连通压缩机排气口；和/nc.一种集成的吸收式消音器，包括至少一个折叠的流动通道和吸音材料，其中至少一个折叠的流动通道一端直接与压缩机机芯的吸气口或排气口中的至少一个直接连接，并在另一端与大气连通，/nd.此集成降噪型旋转容积式机械，在运行时可以在源头上既降低低频气体脉动又降低感生宽高频噪声，并提高系统气动效率而无需使用传统的串联脉动衰减/消音器或变内压缩比设置。/n

【技术特征摘要】
20181009 US 16/155,0211.一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：
a.压缩机机芯，其具有气体吸气口和气体排气口的压缩机腔，以及至少两个安装在所述压缩机腔中并在压缩阶段被驱动的转子，以增加所述压缩机腔的气体压力并推动气体从所述吸气口到排气口；
b.一种旁支脉动陷阱，包括：陷阱腔，邻近所述压缩机腔；至少一个脉动衰减器，位于所述陷阱腔内；至少一个陷阱入口从所述压缩机腔分支进入所述脉动陷阱腔；以及至少一个陷阱出口连通压缩机排气口；和
c.一种集成的吸收式消音器，包括至少一个折叠的流动通道和吸音材料，其中至少一个折叠的流动通道一端直接与压缩机机芯的吸气口或排气口中的至少一个直接连接，并在另一端与大气连通，
d.此集成降噪型旋转容积式机械，在运行时可以在源头上既降低低频气体脉动又降低感生宽高频噪声，并提高系统气动效率而无需使用传统的串联脉动衰减/消音器或变内压缩比设置。


2.如权利要求1所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收式消音器至少一个流动通道具有折叠构造，所述折叠构造具有至少一个等于或大于90度的弯。


3.如权利要求1所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，集成吸收式消音器至少一个流动通道具有折叠的形状，并且至少一个所述流动通道壁被穿孔并衬有吸声材料。


4.如权利要求1所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，集成吸收式消音器至少一个流动通道具有平行的壁，其横截面积没有突然变化。


5.如权利要求4所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收式消音器至少一个流动通道直接与所述压缩机机芯的所述流动端口中的至少一个对接，并且其中，所述吸收式消音器至少一个流动通道和所述压缩机的接口流动端口具有相同的横截面形状。


6.如权利要求4所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收式消音器包括分流器，其中所述集成吸收式消音器至少一个流道与所述压缩机机芯的接口的流道直接对接，其中，所述集成吸收式消音器至少一个流道被所述分流器分成两个流道。


7.如权利要求6所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收式消音器两个流动通道从所述分流器到再次相遇具有大约1/4脉动波长的流动通道长度差。


8.如权利要求6所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收式消音器分流器具有突出的唇缘。


9.如权利要求1所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，所述集成吸收性消音器与所述压缩机机芯之间放置有进口衰减器。


10.如权利要求9所述的集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，其中，进口衰减器具有至少一层穿孔和弯曲的表面。


11.一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：
a.压缩机机芯，其具有气体吸气口和气体排气口的压缩机腔，以及至少两个安装在所述压缩机腔中并在压缩阶段被驱动的转子，以增加所述压缩机腔的气体压力并推动气体从所述吸气口到排气口；
b.一种旁支脉动陷阱，包括：陷阱腔，邻近所述压缩机腔；至少一个脉动衰减器，位于所述陷阱腔内；至少一个陷阱入口从所述压缩机腔分支进入所述脉动陷阱腔；以及至少一个陷阱出口连通大气；和
c.一种集成的吸收式消音器，包括至少一个折叠的流动通道和吸音材料，其中至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秀保，
申请(专利权)人：黄秀保，
类型：发明
国别省市：美国;US