[發明專利]一種具有自適應降噪功能的離心機擴壓器

有效

• 申請號: 202210719223.8
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115076129B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王闖;周明龍;陳文卿;孫時中;何志龍;邢子文
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D17/10
• 分類號: F04D17/10;F04D27/00;F04D29/00;F04D29/42;F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

一種具有自適應降噪功能的離心機擴壓器，包括間隔設置在擴壓器本體表面的赫姆霍茲共振腔，所述赫姆霍茲共振腔包括底座、旋轉板、密封板和控制機構，底座和密封板形成用于衰減噪聲的空腔，密封板和旋轉板上均開設有通孔，密封板和旋轉板上的通孔有重疊的部分，形成氣體進入所述空腔的通道；控制機構驅動旋轉板發生旋轉運動，調整旋轉板和密封板通孔間的重疊部分的比率，改變離心機氣體進入共振腔的有效通流面積，偏移共振腔的固有頻率，使共振腔的固有頻率隨著離心機氣動噪聲頻率的變化而改變，始終保持赫姆霍茲共振腔的固有頻率達到離心機氣體能夠誘發氣動噪聲的頻率。本發明使共振腔的固有頻率主動去接近離心機噪聲頻率，精準衰減離心機噪聲。

技術領域

本發明屬于流體機械減振降噪技術領域，具體涉及一種具有自適應降噪功能的離心機擴壓器。

背景技術

離心機作為一種用于改變氣體壓力和輸送氣體的通用設備，在空調制冷、石油化工和空氣壓縮等領域得到了廣泛應用。離心機作為一種旋轉機械，其噪聲具有顯著的諧波特性，主要集中在葉輪轉動頻率及其整數倍，與運行轉速密切相關，隨著運行轉速的變化而改變。離心機運行工況隨著應用環境的變化而改變，導致離心機運行轉速會在一定的運行區間內波動，致使離心機噪聲頻率不固定，存在較寬的頻率帶寬，給離心機噪聲控制帶來新的挑戰。

共振腔是一種控制噪聲的常用聲學結構，但是其降噪頻率單一，常用于頻率固定的噪聲源，如定頻壓縮機工作過程中產生的噪聲源。基于共振腔原理的多共振腔聲學降噪結構，雖然可以拓寬降噪頻率范圍，但是其結構體積較大，被動增加離心機的三維尺寸，不利于離心機的小型化設計，增加離心機成本，給實際應用帶來很多不便。

公開號為CN?108087342?A的專利申請提出一種具有亥姆霍茲共振消聲結構的離心風機擴壓器，這一離心風機擴壓器的消聲頻率單一，對特定轉速下的離心風機噪聲具有降噪效果，但變頻離心機噪聲頻率寬，應用受到限制。而公開號為CN?112796890?A的專利提出了一種軸流式渦輪機可變擴張比耐高溫的消聲擴壓器，該消聲擴壓器利用吸聲材料吸收聲能，但是吸聲材料低頻降噪效果差，且吸聲材料存在老化及污染等問題，影響了其應用領域。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種具有自適應降噪功能的離心機擴壓器，將共振腔集成到擴壓器中，不僅具有結構緊湊，而且可以跟蹤離心機運行工況同步調整共振腔消聲頻率，提高降噪效果。

為了實現上述目的，本發明有如下的技術方案：

一種具有自適應降噪功能的離心機擴壓器，包括間隔設置在擴壓器本體表面的赫姆霍茲共振腔，所述赫姆霍茲共振腔包括底座、旋轉板、密封板和控制機構，所述底座和密封板形成用于衰減噪聲的空腔，密封板和旋轉板上均開設有通孔，密封板和旋轉板上的通孔有重疊的部分，形成氣體進入所述空腔的通道；離心機氣體通過所述通道形成的有效通流面積進入到所述空腔內，當赫姆霍茲共振腔的固有頻率與離心機氣體能夠誘發氣動噪聲的頻率重合或者接近時，產生共振，吸收聲能量，降低離心機噪聲；所述控制機構驅動所述旋轉板發生旋轉運動，調整旋轉板和密封板通孔間的重疊部分的比率，改變離心機氣體進入共振腔的有效通流面積，偏移共振腔的固有頻率，使共振腔的固有頻率隨著離心機氣動噪聲頻率的變化而改變，始終保持赫姆霍茲共振腔的固有頻率與離心機氣體能夠誘發氣動噪聲的頻率重合或者接近，降低離心機噪聲，實現離心機擴壓器自適應降噪功能。

作為所述離心機擴壓器的一種優選方案，所述底座和密封板是固定不動件，所述底座上開設有一個環形凹槽，環形凹槽的開口面與密封板之間密封不泄漏，形成一個密封空腔；所述旋轉板是運動件，位于所述環形凹槽內，在所述控制機構的作用下沿著圓周方向進行旋轉運動。

作為所述離心機擴壓器的一種優選方案，所述密封板和旋轉板上均間隔開設有若干個通孔，密封板和旋轉板上的通孔位置對應，在旋轉板進行旋轉運動時，全部通孔能夠以相同比率重疊。