[發明專利]集成降噪型旋轉容積式機械

在審

• 申請號: 201910921212.6
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN111022329A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 黃秀保
• 申請（專利權）人: 黃秀保
• 主分類號: F04C29/06
• 分類號: F04C29/06;F04C29/12;F04C25/02;F04C18/12
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 胡福恒

一種集成降噪型旋轉容積式機械，例如壓縮機和/或真空泵，其壓縮機機芯配備了至少一個并聯(旁支)脈動陷阱和至少一個集成吸收性消音器，并與其他壓縮機組件(例如入口/出口脈動衰減器，氣體過濾器，安全閥等)組成一個整體或成套設備。減少了脈動，降低了噪音，降低了能源消耗并減小了整體尺寸和重量，一些實施方案還包括至少一個四通閥和相應的管道，使得相同的機器可以選擇性地操作來提供真空或壓力(一機兩用)。

技術領域

本發明總體上涉及容積式流體機械領域，細屬于容積式氣體輸送機械噪音降低。

背景技術

傳統的旋轉容積(位移)式壓縮機(RPDC)包括多種類型的壓縮機和真空泵，例如羅茨，爪式，滑片式，螺桿和渦旋壓縮機等，如圖1所示。RPDC使用各種類型的旋轉位移式壓縮機。位移機構位于壓縮機機芯中，可壓縮各種氣體。RPDC被廣泛用于許多不同的行業，包括石油化工，食品加工，發電，天然氣和工業氣體輸送，制冷以及蒸汽回收服務等。當在超出設計工況(例如過壓縮或欠壓縮)下運行時，它們固有地會產生高幅度的脈動壓力(例如，可高達180-200dB)。為了解決這個問題，現有設計的RPDC通常在壓縮機排氣口串接一個消音器或脈動衰減器，這些消音器或脈動衰減器有抗式，阻式或阻抗復合式(例如，參見圖2b，2c，2d，2e)，以抑制低頻氣體脈動和高頻噪聲。然而，該串聯衰減方案遭受相當大的背壓損失，或者需要相當大尺寸的脈動衰減器以減小該損失。然而，同時滿足系統的高效率，小尺寸和低噪聲的目標與過去100多年采用的傳統串聯衰減(例如，圖2a)的控制方法相沖突：因為更多的壓力脈動衰減總會導致更多的背壓損失或衰減器尺寸增加。

傳統的并聯脈動陷阱(SPT)技術試圖通過在排氣之前削減壓力脈沖來解決此問題，例如，如圖3a所示。SPT技術的細節已經在若干屬于相同發明人的美國和中國專利中公開【美國專利號9,140、260、9,151,292(螺桿式，中國專利號：201110449760.7)、9,140,261(容積式，中國專利號：201210047941.1)、9,243,557(內燃機，中國專利號：201210344360.4)、9,551,342和9,732,754，在此通過引用將其全部并入本文】。傳統的SPT技術在將低頻壓力脈動削減至少約10倍方面非常有效(請參見圖3b)，并將能耗降低了約5-16％(例如圖3c)。消除了串聯衰減所固有的背壓損失。通過將SPT與壓縮機機芯壓縮腔集成(參見例如圖3b)，常規SPT的尺寸也可以減小至少約5倍。但是，當前的SPT技術無法同時充分減少高頻噪聲。

如圖2d所示，傳統的阻式(或稱吸收式，本文中兩者同一個意思)消音器通過在有孔的流道壁后面鋪上吸音材料來有效控制高頻噪聲。工業阻式消音器通常以圓柱形狀構造并連接到RPDC出口法蘭，該法蘭通常會導致橫截面尺寸比RPDC本身大得多。通常，還包括其他RPDC組件，例如過濾器，閥門，過程控制系統和相關的管道，這不僅進一步增加了成套集成尺寸，而且還增加了系統的重量和成本。這里面臨的挑戰是如何同時降低RPDC機械的氣體脈動，噪聲，耗能和尺寸。

對于諸如液罐運輸車之類的車載應用，經常需要同時具有真空加載和壓力卸載氣體輸送系統。通常，這些系統包括兩臺容積式流體機器，其中一臺用作真空泵，另一臺用作壓氣機，并配有體積龐大且昂貴的相應降噪系統。這里面臨的挑戰是使用一個小型系統同時承擔真空和壓力任務(一機兩用)，同時減少氣體脈動，噪音，節省所占空間和重量，其中空間和重量因素對于車載應用尤為重要。

因此，存在對現有的旋轉容積式機械改進的需求。本發明主要提供針對這些和其他問題的解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種集成降噪型旋轉容積式機械，對現有的旋轉容積式機械進行改進。本發明主要提供針對這些和其他問題的解決方案。

本發明是這樣實現的：

一種集成降噪型旋轉容積式機械，其特征在于，它包括：