[发明专利]一种可调频自适应气流脉动衰减器

说明书

本发明公开了一种可调频自适应气流脉动衰减器，基于赫姆霍兹共振腔的原理，衰减气流脉动，会降低气动噪声。该气流脉动衰减器主要由液压缸、液压活塞、液压杆和驱动装置组成，液压活塞和液压缸形成赫姆霍兹共振腔的腔体，液压杆和液压缸形成赫姆霍兹共振腔的阻尼通道。通过液压驱动装置中的加载电磁阀和卸载电磁阀调节液压缸内的液体充注量或者机械驱动装置中的步进电机来驱动液压活塞在液压缸内轴向移动。根据气流脉动激励频率的变化，实时调整气流脉动衰减器的固有频率，从而保证气流脉动衰减器的固有频率能实时跟踪气流脉动的激励频率，使气流脉动衰减器的固有频率与气流脉动的激励频率始终一致，产生共振，衰减气流脉动，降低气动噪声。

技术领域

本发明属于流体机械减振降噪技术领域，涉及一种可调频自适应衰减气流脉动降低气动噪声的气流脉动衰减器。

背景技术

流体机械作为用于改变气体压力和输送气体的通用设备，如压气机、膨胀机和汽轮机等，广泛应用在石油、天然气、化工、冶金等领域。这些流体机械在运行过程中，会产生周期性的气流脉动，诱发振动噪声。在实际应用中，流体机械的运行工况会随着应用场合发生一些变化，例如运行转速的变化。流体机械运行转速的变化会导致其气流脉动激励频率的改变，因此，气流脉动的激励频率将不再是固定的，而是一个频率范围区间，导致抑制气流脉动的难度增加，针对恒定气流脉动频率设计的赫姆霍兹共振腔和消声器等方案的减振降噪效果将减弱，甚至消失。

赫姆霍兹气流脉动衰减器是一种常用的脉动消减装置，目前对赫姆霍兹气流脉动衰减器的理论研究与实际应用已经达到很高的水平，但它们有一个共同特点，结构固定，消声频率范围不变。当激励源的频率变化范围较大时，只能通过并联或串联的方式扩大消声频率范围，导致体积庞大，压力损失高，给实际应用带来诸多不便。

发明内容

为了解决气流脉动激励频率变化范围大导致气流脉动衰减器的衰减效果减弱甚至消失的问题，本发明基于赫姆霍兹共振腔原理，提供了一种根据气流脉动激励频率能够可调频自适应衰减气流脉动降低气动噪声的气流脉动衰减器，用于衰减气流脉动，抑制气流脉动引起的振动激励和降低气流脉动诱发的气动噪声。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可调频自适应气流脉动衰减器由液压缸、液压活塞、液压杆、预紧弹簧和液压驱动装置等组成，将气流脉动衰减器通过法兰连接或者螺纹连接安装在需要衰减气流脉动降低气动噪声的流体机械流道上，液压缸一端与液压活塞密封用于形成赫姆霍兹共振腔的腔体，液压缸另一端开孔和液压杆用于形成赫姆霍兹共振腔的阻尼通道，允许具有气流脉动的流体进入液压缸和液压活塞形成赫姆霍兹共振腔的腔体内，当气流脉动衰减器的固有频率与气流脉动的激励频率一致时，产生共振，衰减气流脉动的效果达到最大。因此，通过气流脉动衰减器的阻尼通道和共振腔体的设计，使气流脉动衰减器的固有频率与气流脉动激励频率一致时，可以有效衰减气流脉动，降低气动噪声。

气流脉动衰减器的固有频率主要与共振腔体和阻尼通道有关，因此，当气流脉激励频率变化时，可以采用阻尼通道不变，调节共振腔体；共振腔体不变，调节阻尼通道和同时调整共振腔体与阻尼通道三种方式改变气流脉动衰减器的固有频率，从而保证气流脉动衰减器的固有频率实时跟踪气流脉动的激励频率，使气流脉动衰减器的固有频率与气流脉动的激励频率始终一致，产生共振，衰减气流脉动，降低气动噪声。

1.阻尼通道不变，调节共振腔体

液压杆的结构设计成圆柱状，液压杆与液压缸形成的阻尼通道就保持不变，根据气流脉动激励频率，通过步进电机或者液压驱动装置的加载电磁阀和卸载电磁阀调节液压缸内的液体充注量来驱动液压活塞在液压缸内轴向移动，改变液压缸与液压活塞形成的腔体体积改变气流脉动衰减器的固有频率，从而保证气流脉动衰减器的固有频率实时跟踪气流脉动的激励频率，使气流脉动衰减器的固有频率与气流脉动的激励频率始终一致，产生共振，衰减气流脉动，降低气动噪声。

2.共振腔体不变，调节阻尼通道