[发明专利]集成降噪型旋转容积式机械

说明书

一种集成降噪型旋转容积式机械，例如压缩机和/或真空泵，其压缩机机芯配备了至少一个并联(旁支)脉动陷阱和至少一个集成吸收性消音器，并与其他压缩机组件(例如入口/出口脉动衰减器，气体过滤器，安全阀等)组成一个整体或成套设备。减少了脉动，降低了噪音，降低了能源消耗并减小了整体尺寸和重量，一些实施方案还包括至少一个四通阀和相应的管道，使得相同的机器可以选择性地操作来提供真空或压力(一机两用)。

技术领域

本发明总体上涉及容积式流体机械领域，细属于容积式气体输送机械噪音降低。

背景技术

传统的旋转容积(位移)式压缩机(RPDC)包括多种类型的压缩机和真空泵，例如罗茨，爪式，滑片式，螺杆和涡旋压缩机等，如图1所示。RPDC使用各种类型的旋转位移式压缩机。位移机构位于压缩机机芯中，可压缩各种气体。RPDC被广泛用于许多不同的行业，包括石油化工，食品加工，发电，天然气和工业气体输送，制冷以及蒸汽回收服务等。当在超出设计工况(例如过压缩或欠压缩)下运行时，它们固有地会产生高幅度的脉动压力(例如，可高达180-200dB)。为了解决这个问题，现有设计的RPDC通常在压缩机排气口串接一个消音器或脉动衰减器，这些消音器或脉动衰减器有抗式，阻式或阻抗复合式(例如，参见图2b，2c，2d，2e)，以抑制低频气体脉动和高频噪声。然而，该串联衰减方案遭受相当大的背压损失，或者需要相当大尺寸的脉动衰减器以减小该损失。然而，同时满足系统的高效率，小尺寸和低噪声的目标与过去100多年采用的传统串联衰减(例如，图2a)的控制方法相冲突：因为更多的压力脉动衰减总会导致更多的背压损失或衰减器尺寸增加。

传统的并联脉动陷阱(SPT)技术试图通过在排气之前削减压力脉冲来解决此问题，例如，如图3a所示。SPT技术的细节已经在若干属于相同发明人的美国和中国专利中公开【美国专利号9,140、260、9,151,292(螺杆式，中国专利号：201110449760.7)、9,140,261(容积式，中国专利号：201210047941.1)、9,243,557(内燃机，中国专利号：201210344360.4)、9,551,342和9,732,754，在此通过引用将其全部并入本文】。传统的SPT技术在将低频压力脉动削减至少约10倍方面非常有效(请参见图3b)，并将能耗降低了约5-16％(例如图3c)。消除了串联衰减所固有的背压损失。通过将SPT与压缩机机芯压缩腔集成(参见例如图3b)，常规SPT的尺寸也可以减小至少约5倍。但是，当前的SPT技术无法同时充分减少高频噪声。

如图2d所示，传统的阻式(或称吸收式，本文中两者同一个意思)消音器通过在有孔的流道壁后面铺上吸音材料来有效控制高频噪声。工业阻式消音器通常以圆柱形状构造并连接到RPDC出口法兰，该法兰通常会导致横截面尺寸比RPDC本身大得多。通常，还包括其他RPDC组件，例如过滤器，阀门，过程控制系统和相关的管道，这不仅进一步增加了成套集成尺寸，而且还增加了系统的重量和成本。这里面临的挑战是如何同时降低RPDC机械的气体脉动，噪声，耗能和尺寸。

对于诸如液罐运输车之类的车载应用，经常需要同时具有真空加载和压力卸载气体输送系统。通常，这些系统包括两台容积式流体机器，其中一台用作真空泵，另一台用作压气机，并配有体积庞大且昂贵的相应降噪系统。这里面临的挑战是使用一个小型系统同时承担真空和压力任务(一机两用)，同时减少气体脉动，噪音，节省所占空间和重量，其中空间和重量因素对于车载应用尤为重要。

因此，存在对现有的旋转容积式机械改进的需求。本发明主要提供针对这些和其他问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成降噪型旋转容积式机械，对现有的旋转容积式机械进行改进。本发明主要提供针对这些和其他问题的解决方案。

本发明是这样实现的：

一种集成降噪型旋转容积式机械，其特征在于，它包括：