气流脉动衰减装置的制作方法

本实用新型属于往复式压缩机出口管道减震技术领域，具体涉及一种气流脉动衰减装置。

背景技术：

往复式压缩机工作循环的间歇性造成的气流脉动以及由此导致的压缩机上下游设备管道振动容易造成设备损坏、管件的疲劳破坏、压缩机寿命下降等恶性事故，关于往复式压缩机出口气流脉动衰减的相关研究具有重要意义。

早期的衰减气流脉动主要是通过设置缓冲罐来实现的，在缓冲罐的基础上发展出了衰减效果更加理想的气流脉动衰减器，气流脉动衰减器本质上是内部设置了滤波元件的缓冲罐，一方面，从气体流动角度来说不同流速的气流通过滤波元件的分流作用使高流速气体经过膨胀缓冲作用从而平衡气体流速的不均衡；另一方面从滤波角度来讲，在管道中进行传播的压力谐波中不仅有低频波，也有高频波，管壁上的圆孔对低频压力波具有抑制作用，缓冲空间对高频压力波具有抑制作用，两者结合即可完成对管道中传播的压力谐波的抑制作用。管道上的孔板通过对压力脉动驻波向行波的转换来进行的。中国专利气流脉动振动衰减器(201010546888.0)公开了一种用于管道输送中往复压缩机出口管的气流脉动振动衰减器；中国专利一种I型冲击气流衰减器(201310390226.0)公开了一种I型冲击气流衰减器，包括气流缓冲腔、进气管与出气管等。

现有气流脉动衰减器结构过于单调，衰减脉冲气流的手段较单一，在对冲击气流进行衰减同时，造成了管路系统过大的压降，造成了不必要的压能损失。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的衰减器衰减脉冲气流的手段单一、系统压降过大等技术问题，本实用新型提供了一种气流脉动衰减装置。

本实用新型提供的气流脉动衰减装置主要由卧式罐体、进口管、出口管、整流孔板和两个能量缓冲管组成，进口管和出口管分别设于卧式罐体的两端，进口管轴线、出口管轴线和卧式罐体轴线三者重合位于同一直线上，整流孔板设于卧式罐体内腔的中间部位，进口管与整流孔板之间的卧式罐体内腔形成前置缓冲腔，整流孔板与出口管之间的卧式罐体内腔形成后置缓冲腔，两个能量缓冲管对称地设于前置缓冲腔对应的卧式罐体外壁上并与前置缓冲腔相连通，两个能量缓冲管的轴线重合且与卧式罐体轴线垂直。

所述进口管分为前后两段，前段为等径管，位于卧式罐体外部，等径管内壁上装有进口节流孔板；后段为扩径管，位于卧式罐体内部，扩径管管壁上均匀开有进气孔。进口管前段的进口节流孔板对气流脉动压力进行驻波向行波的转换，将管道中的压力脉动振幅降到小值，削弱气流脉动的强度，进口节流孔板的过流面积通过相关计算确定；进口管后段过扩径管主要利用扩径作用平稳来流，避免来流增大队前置缓冲腔内的气体的过度冲击，扩径管上的进气孔作为高速流体流向前置缓冲腔的通道的同时衰减低频压力谐波，扩径管上的进气孔为均匀排列的圆孔。

所述出口管为一直管，分为前后两段，前段位于卧式罐体内部，前段管壁上均匀开有排气孔，排气孔为圆孔；后段位于卧式罐体外部，后段管内壁上设有出口节流孔板。出口管前段的出口管入口和管壁上的排气孔为后置缓冲腔内气流进入出口管的通道，出口管入口“短路”流与为后置缓冲腔内部分气流进入出口管的通道，经出口管后段设置的出口节流孔板的作用，最后一次通过驻波向行波的转换实现削减气流脉动强度的目的。

所述整流孔板的中心部位设有短路孔，其余部位均匀开有整流孔，整流孔为圆孔。短路孔的孔径不小于进口管前段的管内径，短路孔主要用作短路流(即从进口管进入之后不经过进气孔直接向后流动的气流，一般为流速较低的流体)和经过前置缓冲腔缓冲的部分气体进入后置缓冲腔的通道。整流孔板一般设置2～3个，板间距不宜过大。

所述能量缓冲管主要由一端带管端法兰的管状筒体、法兰盖、弹簧底座、双螺旋弹簧和受压盘组成，弹簧底座焊接于法兰盖朝向管端法兰的一侧，弹簧底座和受压盘分别焊接于弹簧的两端且均与弹簧的轴线垂直，弹簧以其一端的法兰盖与管状筒体的管端法兰相配合形成法兰连接，弹簧焊接有受压盘的另一端伸入管状筒体内部，受压盘随弹簧的伸缩沿管状筒体轴线移动；管状筒体以其远离管端法兰的一端与卧式罐体的外壁相焊接。受压盘呈圆盘状，受压盘直径与管装筒体内壁之间要留有一定的间隙以保证能量缓冲管内不会存在压力聚集的风险；受压盘厚度应满足在接受气体脉冲力冲击时保证足够的刚度而不发生变形；双螺旋弹簧是核心的储能部件，位于弹簧底座与受压盘之间，双螺旋弹簧的螺旋圈数与螺距值应协调设计以满足双螺旋弹簧在变形时有足够的缓冲距离，双螺旋弹簧的刚度值应按照压缩机能力大小进行计算确定以使弹簧具有足够的缓冲能力，不应过大。

本实用新型的基本原理是首先通过进口管进口节流孔板将气流的压力脉动从驻波转换为行波，消除气流脉动的共振条件，将管道中传播的气流脉动振幅减到小值；然后气流通过进口管的扩径管(上有进气孔)平缓进入气流脉动衰减装置，部分高速气流从进气孔提前溢出进入前置缓冲腔进行膨胀缓冲，流速降低并成为压力较高的气体，剩余中低压气体部分经扩径管出口进入前置缓冲腔，另一部分由于“短路”流作用流向后置缓冲腔；前置缓冲腔装设能量缓冲管，用于在高压阶段储存能量、低压阶段释放能量的周期性反复来衰减气流脉动；前置缓冲腔内的高压气流经过整流孔板的稳流作用后进入后置缓冲腔；经过后置缓冲腔的进一步缓冲作用，后置缓冲腔内的气流通过出口管入口以及排气孔经出口管上的出口节流孔板的再次衰减之后流出脉动衰减装置。

本实用新型综合了开孔进出口管、节流孔板、弹簧储能、整流孔板等多种脉动衰减手段，可以衰减全频段的冲击气流；安装条件易于满足，内部无大阻力元件，过流压降小，使用范围较广，应用效果好。

附图说明

图1是本实用新型气流脉动衰减装置的结构示意图；

图2是图1中进口管的结构示意图；

图3是图1中出口管的结构示意图；

图4是图1中整流孔板的结构示意图；

图5是图1中能量缓冲管的结构示意图。

图中：1-卧式罐体，2-进口管，3-出口管，4-整流孔板，5-能量缓冲管，6-前置缓冲腔，7-后置缓冲腔，8-等径管，9-扩径管，10-进口节流孔板，11-进气孔，12-进口法兰，13-扩径管出口，14-出口管入口，15-排气孔，16-出口节流孔板，17-出口法兰，18-短路孔，19-整流孔，20-管状筒体，21-受压盘，22-双螺旋弹簧，23-弹簧底座，24-管端法兰，25-法兰盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供的气流脉动衰减装置主要由卧式罐体1、进口管2、出口管3、整流孔板4和两个能量缓冲管5组成，进口管2和出口管3分别设于卧式罐体1的两端，整流孔板4设于卧式罐体内腔的中间部位，进口管2与整流孔板4之间的卧式罐体内腔形成前置缓冲腔6，整流孔板4与出口管3之间的卧式罐体内腔形成后置缓冲腔7，两个能量缓冲管5对称地设于前置缓冲腔6对应的卧式罐体外壁上并与前置缓冲腔6相连通。进口管2的轴线、出口管3的轴线和卧式罐体1的轴线三者重合位于同一直线上，两个能量缓冲管5的轴线重合且与卧式罐体1的轴线垂直。

如图2所示，进口管分为前后两段，前段为等径管8，位于卧式罐体1外部(见图1)，等径管8内壁上装有进口节流孔板10；后段为扩径管9，位于卧式罐体1内部(见图1)，扩径管9管壁上均匀开有进气孔11，进气孔11为圆孔。进口管左端设有进口法兰12，进口管右端为扩径管出口13。

如图3所示，出口管为一直管，分为前后两段，前段位于卧式罐体1内部(见图1)，前段管壁上均匀开有排气孔15，排气孔15为圆孔；后段位于卧式罐体1外部(见图1)，后段管内壁设有出口节流孔板16。出口管的左端为出口管入口14，出口管右端设有出口法兰17。

进口节流孔板10和出口节流孔板16均为中心部位开孔的圆形挡板。

如图4所示，整流孔板的中心部位设有短路孔18，其余部位均匀开有整流孔19，整流孔19为圆孔，整流孔板18设置数量为3个。

如图5所示，能量缓冲管主要由一端带管端法兰24的管状筒体20、法兰盖25、弹簧底座23、双螺旋弹簧22和受压盘21组成，弹簧底座23焊接于法兰盖25朝向管端法兰24的一侧，弹簧底座23和受压盘21分别焊接于双螺旋弹簧22的两端且均与双螺旋弹簧22的轴线垂直，双螺旋弹簧22以其一端的法兰盖25与管状筒体20的管端法兰24相配合形成法兰连接，双螺旋弹簧22焊接有受压盘23的另一端伸入管状筒体20内部，受压盘21随双螺旋弹簧22的伸缩沿管状筒体20轴线移动；管状筒体20以其远离管端法兰24的一端与卧式罐体1的外壁相焊接(见图1)。