[发明专利]一种宽频脉动衰减器

说明书

本发明涉及一种气流脉动衰减器，尤其涉及一种用于压缩机管系的气流脉动衰减器。一种宽频脉动衰减器，其技术方案是：隔板位于圆筒形壳体内部，将圆筒形壳体分割为膨胀腔以及共鸣腔；穿孔管的一端开放，另一端封闭；隔板将穿孔管分割为边界开放段以及边界封闭段，其中，边界开放段位于膨胀腔内，边界封闭段位于共鸣腔内；在边界开放段的管壁上设有n组沿周向等孔径的小孔，用于衰减气流脉动中的高频成分；在边界封闭段的管壁上设有n组沿周向孔径不等的小孔，n组孔径不等的小孔与共鸣腔腔体组成亥姆霍兹共鸣器串联组，用于衰减气流脉动中的低频成分；本发明减小气流对压缩机管系的冲击，保证压缩机安全运行。

技术领域

本发明涉及一种气流脉动衰减器，尤其涉及一种用于压缩机管系的气流脉动衰减器。

背景技术

往复式压缩机通常是管道输送的动力源，是炼油和化工装置中重要的机械设备，而管道振动是往复式压缩机出口管线常见的故障之一。由于往复式压缩机吸、排气的间歇性，使气流的压力和速度成周期性变化，这种现象称为气流脉动。一旦气流脉动严重，将会导致压缩机机体和管系的强烈振动，这不仅容易导致压缩机机体及管系发生强度破坏，也会减小压缩机的有效容积、改变气阀工况，降低压缩机效率，影响压缩机的经济性和生产安全性。因此，有效衰减气流的剧烈脉动，控制设备振动，是保证压缩机安全高效运行的关键。

现有的抑制气流脉动的方法主要是在压缩机进排气口安装缓冲罐，这种方法虽然可以有效抑制气流脉动，但罐体体积较大，安装使用受限，且抑制频率较窄，对现场工况变化的适应性不强。

发明内容

本发明的目的在于：为达到衰减气流脉动的目的，提供一种能够衰减较宽频带气流脉动的宽频脉动衰减器。

本发明的技术方案为：一种宽频脉动衰减器，它包括：圆筒形壳体、隔板以及穿孔管；

隔板位于圆筒形壳体内部，将圆筒形壳体分割为膨胀腔以及共鸣腔；

穿孔管的一端开放，另一端封闭；穿孔管安装在隔板中心位置，隔板将穿孔管分割为边界开放段以及边界封闭段，其中，边界开放段位于膨胀腔内，边界封闭段位于共鸣腔内；在边界开放段的管壁上设有n组沿周向等孔径的小孔，用于衰减气流脉动中的高频成分，其中n为≥1的自然数；在边界封闭段的管壁上设有n组沿周向孔径不等的小孔，n组孔径不等的小孔与共鸣腔腔体组成亥姆霍兹共鸣器串联组，用于衰减气流脉动中的低频成分；

圆筒形壳体设有沿轴向的进口接管以及沿径向的出口接管，进口接管与出口接管均与膨胀腔相通；进口接管上设有第一连接法兰，出口接管上设有第二连接法兰；

进口接管、出口接管的管径与穿孔管的管径相同。

工作原理为：气流通过进口接管进入膨胀腔，脉动气流在腔体内迅速膨胀，利用膨胀腔的低通滤波原理可以很好地抑制气流脉动中的高频成分，同时穿孔管的边界开放段有助于打散气团，进一步消耗气流脉动的能量。气流经边界开放段进入共鸣腔，共鸣腔腔体内穿孔管边界封闭段的孔管壁上开有n组小孔，不同直径的小孔与其外部共鸣腔腔体构成具有多个共振频率的亥姆霍兹共鸣器串联组，用以衰减多个频率的脉动气流。

进一步的，圆筒形壳体的长径比介于2-4之间，圆筒形壳体的长度过长或直径过大都会影响衰减效果。

上述方案中，具体的，边界开放段上等孔径小孔的孔径为穿孔管管径的1/5，n组等孔径的小孔的总穿孔面积与穿孔管的横截面积相等。

边界封闭段内同样设有n组小孔，每组小孔的孔径不同，边界封闭段内每组小孔的总穿孔面积S由亥姆霍兹共鸣器共振频率计算公式计算得到；

亥姆霍兹共鸣器共振频率计算公式：

其中：a为声速，S为每组小孔总穿孔面积，L′为穿孔管壁厚，V为共鸣腔腔体容积；