壓縮機及其管系減振節能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于能源、石油、化工、冶金、礦山、醫藥等行業設備技術領域，具體涉及一 種壓縮機及其管系減振節能裝置。
[0002] 此外，本發明涉及一種具有衰減壓力脈動、速度脈動的諧振內件。
[0003] 此外，本發明涉及一種用于能源、石化、化肥等行業的往復壓縮機及其管系減振節 能裝置。
[0004] 此外，本發明涉及一種用于能源、石化、化肥、礦山、鋼鐵、醫藥、航空航天等行業的 壓縮機進、出口緩沖罐或緩沖器或減振器。
【背景技術】
[0005] 壓縮機的吸、排氣過程，具有脈動特征，會使相連的管系中的氣體發生不穩定流 動，而管系中充滿的氣柱則是一個具有振動能力的彈性體。氣柱振動，會在很大程度上以壓 力波、速度波的形式影響到壓縮機、管路的工作，而壓縮機本身又是這種壓力波、速度波的 激發器，會給管系中的氣柱以強迫振動。如果所激發的強迫振動頻率與氣柱的固有頻率一 致或處于一個共振范圍內，則管系中氣柱的壓力波動、速度波動就非常強烈，將帶來嚴重的 不利后果。
[0006] 氣流脈動是氣流的流動參數（如壓力、速度）隨位置和時間呈周期性的變化，脈動 壓力和脈動速度均能引起激振力。氣流脈動激發管路作機械振動，管路振動反過來又強化 壓縮機機振動。壓縮機氣流脈動會顯著影響壓縮機的可靠性、安全性和經濟性，其危害主 要有：1)脈動氣流造成管路、缸體及附件振動，影響其正常工作；2)脈動氣流嚴重時會造成 管路、缸體等疲勞破壞，從而引發安全事故；3)壓力脈動、速度脈動使氣閥開啟和關閉不及 時，引發壓縮機內泄漏增加，降低機組效率；4)壓力脈動、速度脈動影響氣閥的開啟和關閉 時間，如果氣閥提前關閉，由于氣流的脈動可以使氣閥重新開啟，造成嚴重內泄漏，并在反 相位氣流壓差下再關閉，導致閥片以較大速度沖向閥座，使閥片過早破壞；5)脈動使氣流 通過氣閥時的壓力損失增加；6)引起壓縮機排氣量的不穩定和壓縮機消耗功率的不穩定。 總之，過大的氣流脈動會明顯降低壓縮機效率，引起壓縮機功率消耗、內泄漏的增加，氣閥 工作可靠性下降，造成壓縮機、管路及附件的振動。氣流脈動強度愈大，強迫振動效應愈明 顯，壓縮機本體、管路的振幅和應力愈大。
[0007] 為了消減壓縮機氣流的脈動特性，現在大量使用的是壓縮機緩沖罐（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的氣流脈動變得比較緩和， 降低氣流沖擊所造成的損失，設計的緩沖罐容積一般為氣缸工作容積的20-35倍。理想孔 板是將管段內的壓力駐波轉變為行波，從而降低管段內的壓力不均勻度，但是因為實際工 況千差萬別，按給定條件設計的孔板因為安裝位置的限制，以及對工況變化的敏感性，所以 有時孔板有一定的效果，但絕大多數效果不顯著，而成為一個純粹的阻力原件，白白浪費大 量的高級機械能。
[0008] 因為壓縮機氣流脈動特性，及其產生、傳播過程受多種重要因素影響，國內外一直 沒有找到有效解決氣流脈動的方法，同時因為氣流脈動的機理復雜，其理論和設計方法等 目前尚不完善。
[0009] 在現有技術中，專利號為ZL200420074775. 5的專利公開了一種脈動氣流消振裝 置，其基于擴壓器原理，發明了一種流動截面積不斷擴大的擴壓器，將脈動氣流脈動動能盡 可能多地轉變為靜壓能，同時利用復雜的渦系耗散結構，消減脈動速度和脈動壓力，將脈動 氣流變為較穩定的氣流。
[0010] 專利號為ZL200620123855. 4的專利公開了一種往復壓縮機消振節能裝置，其基 于擴壓器原理和理想孔板原理，發明了一種異型噴嘴結構，與裝置殼體等結構相互配合，自 適應地形成無反射條件，引導或控制壓力波、膨脹波的傳遞，達到降低進、出往復壓縮機氣 流的脈動特性，減振節能的目的。
【發明內容】
[0011] 本發明的主要目的是解決上述現有技術中存在的難題，基于赫姆霍茲 (Helmholtz)諧振原理發明了一種壓縮機及其管系的減振節能裝置，從機理上阻斷或抑制 脈動氣流的流動和傳輸形態。赫姆霍茲諧振器是一個帶有頸管的大容積空間，一般把它安 裝在存在脈動氣流的主管道上。對理想赫姆霍茲諧振器，當諧振器的諧振頻率
（c 為介質中音速，Sb為頸管的通流面積，1為頸管的有效長度，v為諧振器的容積）與壓縮機 脈動某頻率相等時，諧振器頸管中就會出現大的速度振蕩，吸收上游對應頻率的、入射脈動 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，再不出現對應 頻率脈動波。根據赫姆霍茲諧振原理發明的減振節能裝置，諧振內件內的諧振頻率等于或 近似等于脈動主頻率，從而使壓縮機的主頻氣流脈動有效地被壓縮機及其管系減振節能裝 置阻斷或衰減，主頻脈動壓力波不再或減弱反射給壓縮機本體，降低壓縮機本體、管路的振 動烈度、能量損失。
[0012] 本發明還有另一個目的是提供一種衰減壓力脈動、速度脈動的諧振內件。
[0013] 本發明還有另一個目的是提供一種往復壓縮機及其管系減振節能裝置。
[0014] 本發明還有另一個目的是提供一種壓縮機進、出口緩沖罐或緩沖器或減振器等裝 置。
[0015] 根據本發明一實施例，公開了一種壓縮機及其管系減振節能裝置，如圖1、圖2所 不，包括6個部分：1)殼體（圖1中符號1、圖2中符號1) ;2)左、右支座（圖1中符號21、 22) ;3)進口（圖1中符號3) ;4)出口（圖1中符號4) ;5)排污口（圖1中符號5) ;6)衰 減壓力脈動、速度脈動的諧振內件（圖1中符號6)。上述第1)至第5)個部分依次連接，形 成一個中空的空間結構，上述第6)部分安裝在這個空間結構中，形成一個完整的壓縮機及 其管系減振節能裝置。
[0016] 根據本發明一實施例，殼體（圖1、圖2中符號1)由：左封頭（圖1中符號11) ;2) 筒體（圖1中符號12) ;3)右封頭（圖1中符號13)組成。殼體的容積和直徑由計算確定。
[0017] 根據本發明一實施例，裝置的進口（圖1中符號3)由在筒體（圖1中符號12)上 開孔接管（圖1中符號31)組成，可具體為壓縮機本體的排氣口或上游來流口；裝置的出口 (圖1中符號4)由在筒體（圖1中符號12)上開孔接管（圖1中符號41)組成，可具體為 壓縮機本體的進氣口或下游排氣口。接管（圖1中符號31、41)壁上有或無通孔（圖1中 符號32、42)，如果開有通孔，則通孔的位置位于殼體（圖1中符號1)和蓋板（圖1中符號 61、圖2中符號61)之間，盡量靠近殼體側。接管（圖1中符號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] 根據本發明一實施例，衰減壓力脈動、速度脈動的諧振內件（圖1中符號6)由蓋 板（圖1中符號61)、右側板（圖1中符號62)、左側板（圖1中符號63)組成，它與殼體（圖 1、圖2中符號1)內壁面組成一個中空結構，在該中空結構中可以有或無若干塊隔板（圖1 中符號64)，該隔板將該中空結構細分為若干個獨立的諧振子空間結構，即每個赫姆霍茲諧 振器的大容積空間。蓋板（圖1中符號61)與殼體（圖1中符號1)之間的距離，以及每個 獨立子空間結構的體積、形狀由計算確定。
[0019] 根據本發明一實施例，衰減壓力脈動、速度脈動的諧振內件（圖1中符號6)的蓋 板（圖1中符號61、圖2中符號61)、右側板（圖1中符號62)、左側板（圖1中符號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，通孔的數量、位置和大 小由計算確定。
[0020] 根據本發明一實施例，為了增加或調整赫姆霍茲諧振器頸管的長度，衰減壓力脈 動、速度脈動的諧振內件（圖1中符號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，連接內直徑等于通孔