用於渦輪機的管式消聲器的製作方法
2023-06-22 17:20:51
專利名稱：用於渦輪機的管式消聲器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於渦輪機(StrSmimgsmaschine)特別是壓縮機的管式消聲器。
背景技術：
在渦輪機工作時通常會出現振動，其例如表現為流體壓力波動、機器周期性地受到激勵等，特別是會並非所願地發出聲音。為了減小聲音傳播和產生，已知在渦輪機或其聲級(Stufe)之前和/或之後安置有管式消聲器，這種管式消聲器被流體流過，並減小聲音傳播。根據內部實際運行情況，為此已知在流體中繞流消聲器單元，這些消聲器單元容納在殼體中。消聲器單元通常由多孔的纖維材料例如玻璃纖維等構成，且存在纖維損失的危險，致使流速很有限，且需要足夠長的靜音區段和較大的斷面。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種用於渦輪機特別是壓縮機的改進型的管式消聲器， 還要提供這種管式消聲器的安裝方法，其應用靈活，且對於不同的頻譜可靈活製造，並能避免現有技術的缺點。為實現該目的，利用權利要求1的特徵部分的特徵對根據權利要求1的前序部分的管式消聲器加以改進，從屬權利要求涉及有利的改進方案。權利要求13要求保護本發明的管式消聲器的安裝方法，從屬權利要求涉及有利的改進方案。相比於現有技術，本發明具有如下優點
沒有用於消聲的纖維材料，這樣就能實現較高的流速，以及可省去前置區段 (Vorlaufstrecke),由此可以在設計管式消聲器時有很大的自由性。結構狹窄，卻不會堵塞自由流體斷面。這樣就只需要很少的或者不需要管路擴徑 (Aufweitung)，且可以節省成本。已令人意想不到地表明，管式消聲器通過使用本已公知的吸聲襯墊(Liner)即可在結構高度較低的情況下實現顯著的消聲效果。這種襯墊例如由聲腔(Kammer)和孔板(Loctiblech)遮蓋機構組成，這引起亥姆霍茲(Heimholtz)共鳴器效應。在用消聲金屬蓋住聲腔時，亥姆霍茲共鳴器就變成了 λ/4共鳴器。聲腔由相互插塞的薄板(梁板) 構成，在消聲器單元內部的，使用在周向的隔聲後板，這樣就得到了一種蜂窩狀消聲單元 (D&npferkulisse)。本發明的基本構思基於在管路中對用於消聲的吸聲襯墊進行優化設置。本發明的管式消聲器被設置用於渦輪機，且能特別有利地用於壓縮機，所述壓縮機由於作用機理而受到嚴重的周期性的振動激勵。所述管式消聲器包括法蘭以及用於安裝到渦輪機的管道裝置中的殼體、隔聲的殼體壁、一個或者優選多個消聲單元、用於多個消聲單元的支撐部件、軸向或周向的吸聲襯墊(梁板)、消聲的金屬部件、隔聲的中間板、封閉板、
4用於引導渦輪機流體例如某種過程氣體、液體等的部件、用於可拆卸地固定各個管式消聲器部件的中央的杆柱(Zuganker)和用於優化地安裝到流體外圍環境中的部件。管式消聲器是自承載的，且主要由上述構件組成。根據本發明的一種用於僅構造一個外部的消聲單元的優選設計，隔聲的後板在端側與封閉板連接。通過軸向的和周向的梁板而形成蜂窩狀的消聲單元，這些梁板沿著管式消聲器的長度位於隔聲後板與消聲金屬之間，消聲金屬朝向通流斷面。根據本發明的另一種用於構造與外部的消聲單元連接的另一個中央的消聲單元的設計，內部的交叉支撐機構與端側的內部的封閉板連接。通過軸向和周向的梁板來形成消聲器單元，所述梁板沿著管式消聲器的長度在內部與消聲金屬連接。內部的交叉支撐機構與外部的消聲器單元的連接通過它們的外部的封閉板來進行。根據本發明的另一種用於構造與中央的和外部的消聲單元連接的另一個內部的消聲單元的設計，內部的交叉支撐機構在外圓周上與內部的封閉板連接。通過軸向和周向的梁板來形成消聲器單元，所述梁板沿著管式消聲器的長度在外部與消聲金屬連接，並通過另一外部的消聲金屬來形成蜂窩狀的內部消聲單元。於是所需要的內部的和外部的交叉支撐機構與內部的消聲器單元通過外部的和中央的消聲器單元的封閉板來進行連接。根據一種優選的實施方式，消聲器單元是一種雙面結構，從而在內部的和外部的周向的消聲金屬之間還存在隔聲的後板，因而，被隔聲的後板隔開的軸向和周向梁板被雙重設置，且消聲金屬被雙重設置。消聲金屬、軸向和周向梁板優選為板狀，具有較小的厚度(約為0.5-1. 5mm)，並通過插塞連接和固定連接而彼此固定。為了能夠成本低廉地製造不同長度的用於不同需求的管式消聲器，較長的管式消聲器優選由組裝的預製的管式消聲器部件構成。這個獨立部件的連接通過交叉支撐機構中的銷且在中央通過杆柱來進行，所述杆柱布置在中央的消聲器單元的中心。中央的和中心的消聲器單元被迎流蓋蓋住，這在流體技術上具有優點，且保護著消聲器單元的內部。在選擇消聲金屬材料與軸向和周向梁板材料時，特別是可以考慮和預先確定各種不同的外圍環境要求和預定頻率範圍的聲音功率特性。為了實現非常緊湊的管式消聲器，可以考慮省去中央的和中心的消聲器單元，進而只剩下有環形的外部的消聲器單元。於是僅針對靜止的必需物設置一個或多個交叉支撐機構。為了實現具有較小或中等直徑的管式消聲器，可以考慮省去中間的消聲器單元， 進而只剩下有一個中央的消聲器單元和一個環形的外部的消聲器單元。為了實現具有較大直徑的管式消聲器，可以考慮除了中央的和外部的消聲器單元外，還設置有兩個或多個中間的消聲器單元。為了簡化管式消聲器的結構，且為了確保安裝到渦輪機的輸入和輸出管路的非圓形的流體斷面中，一方面可考慮在管式消聲器上的平衡板(Ausgleichsblech)，和/或可考慮在管式消聲器部件端部上的滾球。
本發明的實施例將對照附圖來說明。附圖示出
圖1為根據本發明設計的管式消聲器的正面縱剖視圖； 圖2為根據本發明設計的管式消聲器的側面縱剖視圖； 圖3為根據本發明設計的管式消聲器的局部(細節部分「X」)的側面縱剖視圖； 圖4為根據本發明設計的軸向梁板(Stringer)的側視圖； 圖5為根據本發明設計的封閉板的正視圖； 圖6為根據本發明設計的周向梁板的正視圖7為用於設置根據本發明設計的平衡板的局部(細節部分「y」)的側面縱剖視圖； 圖8為用於設置根據本發明設計的滾球的局部的側面縱剖視圖。
具體實施例方式根據本發明的實施例的管式消聲器將對照附圖予以說明。圖1至6示出整個管式消聲器(1)和用於構造消聲器單元(2 ；3 ；4)的相關部件；據此，用附圖標記100來表示流體管，管式消聲器(1)插入到該流體管中，並通過法蘭(3 ；101) 相互連接。就本發明的該實施例而言，管式消聲器(1)由三個主要部件構成，這些主要部件沿著長度通過銷(21)和中央的杆柱(19 )可拆卸地相互連接。所有管式消聲器部件在原理結構上都相同，只是在組裝時要與安裝狀況相適應。管式消聲器部件主要由中央的內部和外部消聲器單元(2 ；3 ；4)構成，這些消聲器單元分別通過其中央的內部和外部封閉板(9 ；10 ；11)與內部的以及外部的交叉支撐機構 (5 ；6)相互連接。中央的消聲器單元(2)呈環形地布置在管式消聲器(1)的中央，且朝向無流體的周向側被與中央的封閉板(11)連接的隔聲的後板(24)包圍。消聲器單元(2)與該自由流體斷面(StrSmungsquerschnitt)被中央的消聲金屬(23)隔開。消聲器單元(2)由相互插接的中央的軸向梁板(14)、中央的周向梁板(18)和在端側安置的中央的封閉板(11)構成，所述軸向梁板在周向沿著管式消聲器的全部長度共計延伸30°。中央的封閉板(11)在端側具有狹縫狀的凹槽(11. 1)，中央的軸向梁板(14)的端側凸起(14. 1)伸入到所述凹槽中，從而將其軸向固定。除了端側凸起(14. 1)外，中央的軸向梁板(14)還具有沿著長度分布的凸起(14. 2)和狹縫(14. 3)，在這裡，凸起(14. 2)貼靠在中央的消聲金屬(23)上，狹縫(14. 2) 用作中央的周向梁板(18)的插接部位。中央的周向梁板(18)也具有狹縫(18. 1)，用於插接到中央的軸向梁板(14)中。內部的消聲器單元(3)呈環形地布置在管式消聲器(1)的內部，且朝向無流體的周向側被與內部的封閉板(9)連接的隔聲的後板(24)包圍。消聲器單元(3)與這兩個自由流體斷面被內部的消聲金屬(2 ;22b)隔開。消聲器單元(3)由內部的軸向梁板(13a; 1北)、內部的周向梁板(16a ;16b)和在端側安置的內部的封閉板(9)構成，所述軸向梁板在周向沿著管式消聲器部件的全部長度共計延伸30°，其中，不同於中央的消聲器單元(2)， 環形的消聲器單元(3)被內部的隔聲的後板(15)在周向分開。如同中央的消聲器單元(2) 一樣，內部的軸向梁板(13)、內部的周向梁板(16)和內部的封閉板(9)相互插接。內部的封閉板(9)在端側具有狹縫狀的凹槽(9. 1)，內部的軸向梁板(13a ;1北)的端側凸起伸入到所述凹槽中，從而將其軸向固定。除了端側凸起(13. 1)外，內部的軸向梁板(13a ;1北)還具有沿著長度分布的凸起(13. 2)和狹縫(13. 3)，在這裡，凸起(13. 2)貼靠在內部的消聲金屬(2 ;22b)上，狹縫(13. 3)用作內部的周向梁板(16a ;16b)的插接部位。內部的周向梁板(16a ； 16b)也具有狹縫(16. 1)，用於插接到內部的軸向梁板(13a ； 1 )中。外部的消聲器單元(4)呈環形地布置在管式消聲器(1)的外部，且朝向無流體的周向側被與外部的封閉板(10)連接的隔聲的後板(25)包圍。消聲器單元(4)與該自由流體斷面被外部的消聲金屬(21)隔開。消聲器單元(4)由相互插接的外部的軸向梁板(12)、外部的周向梁板(17)和在端側安置的外部的封閉板(10)構成，所述軸向梁板在周向沿著管式消聲器的全部長度共計延伸30°。外部的封閉板(10)在端側具有狹縫狀的凹槽(10. 1)， 中央的軸向梁板(12)的端側凸起(12. 1)伸入到所述凹槽中，從而將其軸向固定。除了端側凸起(12. 1)外，中央的軸向梁板(12)還具有沿著長度分布的凸起(12. 2)和狹縫(12. 3)，在這裡，凸起(12. 1)貼靠在外部的消聲金屬(23)上，狹縫(12. 3)用作外部的周向梁板(17)的插接部位。外部的周向梁板(17)也具有狹縫(17. 1)，用於插接到外部的軸向梁板(14)中。如果現在管式消聲器(1)例如由三個管式消聲器部件構成，則這些管式消聲器部件首先通過銷(29)相互固定，然後通過中央的杆柱(19)相互牢固地連接。該杆柱(19)位於中央的消聲器單元的內部，在中央的封閉板(11)上具有接觸點(Anschlagpimkt)，並通過擰緊冠狀螺母(20 )使得這些管式消聲器部件相互連接。中央的和內部的消聲器單元(2 ；3)被迎流蓋(7 ；8)蓋住，這在流體技術上具有優點，防止消聲器單元(2 ；3)的內部免於受損。為了將管式消聲器(1)安裝到布置於渦輪機之後或之前的流體管(100)中，在管式消聲器(1)的端部上設置有法蘭(29)，用於與流體管(100)的法蘭(101)接裝。法蘭(29) 通過角板(33)與環形的外部的封閉板(10)連接。如圖7所示，為了優化管式消聲器(1)在流體管(100)中在隔聲的後板(25)的外圓周上的朝向，利用盲鉚釘(27)在管式消聲器(1)的外圓周上分布地裝設有平衡板(28a; 28b ；28c)。平衡板(28)的數量可以根據流體管(100)的圓度而有所不同。如圖8所示，管式消聲器(1)優化地安裝在流體管(100)中，其實現方式為，在外圓周上分布地，在管式消聲器部件的端部，還附加地設置有滾球(30)，該滾球在套管中帶有彈簧部件(21)。利用在流體管(100)的壁的方向上豎直地預壓緊的彈簧部件(31)來支撐管式消聲器部件。附加地還進行振動解耦，使得振動不易傳播，並對消聲產生積極的影響。附圖標記列表
1管式消聲器
2中央的消聲器單元
3內部的消聲器單元
4外部的消聲器單元
5外部的交叉支撐機構
6內部的交叉支撐機構
7中央的迎流蓋
8內部的迎流蓋 9a/9b內部的封閉板9.1 內部封閉板的狹縫10 外部的封閉板
10.1 外部封閉板的狹縫
11 中央的封閉板
11. 1 中央封閉板的狹縫
12外部的軸向梁板
12. 1 外部軸向梁板的端側凸起
12. 2外部軸向梁板的縱向側凸起
12.3 外部軸向梁板的狹縫
13a/13b 內部的軸向梁板
13.1 內部軸向梁板的端側凸起
13.2 外部軸向梁板的縱向側凸起
13.3 外部軸向梁板的狹縫
14 中央的軸向梁板
14.1 中央軸向梁板的端側凸起
14. 2 外部軸向梁板的縱向側凸起
14. 3 外部軸向梁板的狹縫
15內部的隔聲的後板
16a/16b 內部的周向梁板
16. 1 內部周向梁板的狹縫
17外部的周向梁板
17.1 外部周向梁板的狹縫
18 中央的周向梁板
18.1中央周向梁板的狹縫
19 杆柱
20 冠狀螺母
21 外部的消聲的金屬部件
22a/22b 內部的消聲的金屬部件
23 中央的消聲的金屬部件
24 中央的隔聲的後板
25 外部的隔聲的後板
26銷
27 盲鉚釘
28a/28b/28c 平衡板
29 管式消聲器的法蘭
30滾球
31彈簧部件 32連接套管
33角板80入流斷面
90出流斷面
100流體管
101壓縮機的法蘭
權利要求
1.一種用於渦輪機特別是壓縮機的用來有針對性地減小聲波的管式消聲器，具有殼體，該殼體由至少一個水平延伸的隔聲的後板(15; ;25)和至少一個端側的封閉板(9 ；10 ；11)構成；至少一個通過入流口和出流口(80 ；90)相互連接的流道(80. 1 ；90. 1)，所述流道被至少一個能減小聲音的消聲器單元(2 ；3 ；4)包圍，其特徵在於，消聲器單元(2 ；3 ；4)包括水平的軸向梁板(12 ；13 ；14)、周向梁板(16 ；17 ；18)、端側的封閉板(9 ；10 ；11)、至少一個水平地伸展至通流斷面的消聲的金屬部件(21 ；22 ；23)和隔聲的後板(15 ；24 ；25)。
2.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，代替消聲的金屬部件 (21 ；22 ；23)，使用孔板。
3.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，軸向梁板(12；13 ； 14)、 周向梁板(16 ；17 ；18)和封閉板(9 ；10 ；11)通過插塞連接而相互連接。
4.如權利要求2所述的管式消聲器，其特徵在於，軸向梁板(12;13;14)、周向梁板 (16 ；17 ；18)、封閉板(9 ；10 ；11)可分別通過凸起和狹縫相互插接。
5.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，它只有一個外部的消聲器單元(4)。
6.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，它具有外部的消聲器單元和中間的消聲器單元(4 ;3)。
7.如權利要求5所述的管式消聲器，其特徵在於，外部的消聲器單元和中間的消聲器單元(4 ；3)至少在入流端和出流端與交叉支撐機構(6)牢固地連接。
8.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，它具有外部的消聲器單元、中間的消聲器單元和中央的消聲器單元(2 ；3 ；4)。
9.如權利要求7所述的管式消聲器，其特徵在於，外部的消聲器單元、中間的消聲器單元和中央的消聲器單元(4 ；3 ；2)至少在入流端和出流端與交叉支撐機構(5 ；6)牢固地連接。
10.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，交叉支撐機構(5；6) 與消聲的金屬部件(21 ；22 ；23)牢固地連接。
11.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，消聲器單元(3)為雙重結構，且分別由隔聲的後板(15)、附加的軸向梁板(1 )和附加的周向梁板(16b)、第二平行的消聲器單元(3)形成。
12.如前述權利要求中任一項所述的管式消聲器，其特徵在於，隔聲的後板(15；24； 25)與封閉板(9 ；10 ；11)牢固地連接。
13.一種用於將根據前述權利要求中任一項的管式消聲器(1)安裝到渦輪機的流體管 (100)中的方法，其特徵在於，為了平衡非圓形的流體管(100)，在隔聲的後板(25)的外圓周上安置有至少一個平衡板(28 )。
14.一種用於將根據前述權利要求中任一項的管式消聲器(1)安裝到渦輪機的流體管 (100)中的方法，其特徵在於，為了將管式消聲器(1)支撐在流體管(1)中，朝向管式消聲器部件的流體側的端部，在該管式消聲器的隔聲的後板(25)上在周向安置有至少一個處於彈簧力(3I)作用下的滾球(30)。
15.如權利要求13所述的用於將管式消聲器(1)安裝到渦輪機的流體管(100)中的方法,其特徵在於，彈簧力(31)基本豎直地在流體管(100)的內壁方向上起作用。
全文摘要
一種用於渦輪機特別是壓縮機的用來有針對性地減小聲波的管式消聲器，具有殼體，該殼體由至少一個水平延伸的隔聲的後板和至少一個端側的封閉板構成；至少一個通過入流口和出流口相互連接的流道，所述流道被至少一個能減小聲音的消聲器單元包圍，其特徵在於，消聲器單元包括水平的軸向梁板、周向梁板、端側的封閉板、至少一個水平地伸展至通流斷面的消聲的金屬和隔聲的後板。
文檔編號F01N1/10GK102235205SQ20111010208
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者比索 R. 申請人:曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司