具有共振器的壓縮機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓縮機(jī)系統(tǒng)，并且更特別地，涉及具有降低噪聲的壓縮機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 有效地降低由壓縮機(jī)排放的加壓空氣中的壓力波振幅的系統(tǒng)仍是令人關(guān)注的領(lǐng) 域。這種壓力波可包括空氣動(dòng)力學(xué)壓力和空氣聲學(xué)壓力。一些現(xiàn)有系統(tǒng)相對(duì)于特定應(yīng)用具 有各種的短處、缺點(diǎn)和劣勢(shì)。因此，在該技術(shù)領(lǐng)域中仍有進(jìn)一步貢獻(xiàn)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在一種形式中，一種壓縮機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和環(huán)孔（annularring)，所述環(huán)孔設(shè)置 在壓縮機(jī)下游并且構(gòu)造成減小由壓縮機(jī)排放的加壓空氣中的壓力波動(dòng)。環(huán)孔可包括用于引 導(dǎo)加壓空氣的內(nèi)部通道。環(huán)孔可包括與內(nèi)部通道流體連通的至少一個(gè)共振器。本申請(qǐng)的進(jìn) 一步的實(shí)施例、形式、特征、方面、益處和優(yōu)點(diǎn)會(huì)從本申請(qǐng)所提供的描述和附圖中變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0004] 本文的描述參照附圖，其中貫穿幾個(gè)附圖的同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件，并 且在附圖中：
[0005] 圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共振器的非限制性示例的一些方面。
[0006] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共振器的圓周列的非限制性示例的一些方面 的等軸側(cè)視圖。
[0007] 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共振器的非限制性示例的一些方面的剖視圖。
[0008] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共振器的非限制性示例的一些方面的剖視圖。
[0009] 圖5是示出對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共振器的非限制性示例的在時(shí)間內(nèi)的總 壓力的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明原理理解的目的，現(xiàn)將對(duì)附圖中所例述的實(shí)施例作出參照，并 且特定的語(yǔ)言將被用于描述所述實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的特定實(shí)施例的例述 和描述并不意圖限制本發(fā)明的范圍。此外，所例述的和/或所描述的實(shí)施例的任何變型和/ 或修改被考量為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，如本發(fā)明所屬的本領(lǐng)域技術(shù)人員可通常想 到的，本發(fā)明原理的任何其他應(yīng)用（如本文中所例述和/或所描述的）被考量為在本發(fā)明 的范圍內(nèi)。
[0011] 參照附圖，并且特別地圖1，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例描述壓縮機(jī)系統(tǒng)10的非限制性 示例的一些方面。壓縮機(jī)系統(tǒng)10包括壓縮機(jī)12和排放管16,所述壓縮機(jī)12具有排放部 分14,所述排放管16與壓縮機(jī)12流體連通，用于將加壓空氣從壓縮機(jī)12向著期望位置，例 如，到或向著使用加壓空氣的一個(gè)或多個(gè)下游部件（未示出）引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)。在一種形 式中，排放管16與壓縮機(jī)12成一整體，然而在其他實(shí)施例中，排放管16可為獨(dú)立部件，所 述獨(dú)立部件直接地或間接地附連至或者在其他方面連接至或固定至壓縮機(jī)12。排放管16 包括外表面16A和內(nèi)管通道16B。在一種形式中，壓縮機(jī)12是螺桿壓縮機(jī)。在特別的形式 中，壓縮機(jī)12是無(wú)油螺桿壓縮機(jī)。在其他實(shí)施例中，壓縮機(jī)12可為活塞壓縮機(jī)、羅茨壓縮 機(jī)（lobed compressor)或者任何容積式壓縮機(jī)。在其他實(shí)施例中，壓縮機(jī)12可是離心式 壓縮機(jī)或另一種類(lèi)型的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)12構(gòu)造成將加壓空氣經(jīng)由排放部件14且穿過(guò)排放 管16排放至期望位置。
[0012] 在常規(guī)操作期間，壓縮機(jī)12將氣體（例如周?chē)諝猓┘訅海⑶遗欧偶訅簹怏w供 下游部件使用。在一些操作條件下，壓縮機(jī)12可產(chǎn)生壓力波動(dòng)，該壓力波動(dòng)是自壓縮機(jī)12 產(chǎn)生的噪音的重要的或者主要的來(lái)源。噪音的產(chǎn)生可來(lái)自結(jié)構(gòu)振動(dòng)或者來(lái)自空氣動(dòng)力學(xué)不 穩(wěn)定流。稱(chēng)作空氣聲學(xué)的后者是把聲音傳播到遠(yuǎn)場(chǎng)中的不穩(wěn)定流場(chǎng)的結(jié)果?？諝饴晫W(xué)場(chǎng)包 括兩種壓力：由空氣動(dòng)力產(chǎn)生的壓力和自空氣動(dòng)力學(xué)流的存在傳播的聲學(xué)場(chǎng)產(chǎn)生的壓力。 空氣動(dòng)力學(xué)壓力由壓力場(chǎng)產(chǎn)生，該壓力場(chǎng)是質(zhì)量（例如從壓縮機(jī)12排放的加壓氣體）傳遞 的結(jié)果。聲學(xué)壓力是在聲學(xué)場(chǎng)像縱向波一樣傳遞振動(dòng)而沒(méi)有質(zhì)量傳遞時(shí)產(chǎn)生的。盡管通常 主導(dǎo)壓力場(chǎng)是空氣動(dòng)力學(xué)壓力，兩種壓力場(chǎng)均存在并且有助于產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)壓力，以及因 此由壓縮機(jī)12產(chǎn)生的聲音。
[0013] 未處理的、來(lái)自壓縮機(jī)12的波動(dòng)振幅可對(duì)下游管道和其他部件產(chǎn)生危害，和/或 可造成不期望的噪音水平。例如，額定為每平方英寸（psig) 100鎊的常規(guī)的無(wú)油螺桿壓縮 機(jī)可在壓縮機(jī)排放處具有在大約80psig到大約120psig之間變化的峰間振幅的動(dòng)力學(xué)壓 力。對(duì)于螺桿壓縮機(jī)，振動(dòng)的基礎(chǔ)頻率是在壓縮機(jī)排放處的端口通過(guò)頻率。端口通過(guò)頻率 代表壓縮機(jī)排放端口被打開(kāi)以允許加壓空氣逸出進(jìn)入至排放管16中的次數(shù)。期望的是，將 壓力波動(dòng)降低到系統(tǒng)可靠性和噪音約束都可以接受的振幅。因此，本發(fā)明的實(shí)施例包括設(shè) 置在排放管16內(nèi)的消音器18。在一些實(shí)施例中，消音器18可與排放管16 -體形成，然而 在其他實(shí)施例中，消音器18可安裝在排放管16內(nèi)以在排放管16內(nèi)形成聲學(xué)吸收襯套。
[0014] 在本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施例中，消音器18包括設(shè)置在排放管16內(nèi)的環(huán)孔20。環(huán) 孔20包括內(nèi)部通道22,該內(nèi)部通道構(gòu)造成使得來(lái)自壓縮機(jī)12的加壓空氣能夠流動(dòng)穿過(guò)該 通道并經(jīng)過(guò)排放管16到下游部件。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部通道22限定了內(nèi)管通道16B的 全部或者一部分。環(huán)孔20可包括與內(nèi)部通道22流體連通的多個(gè)共振器21。環(huán)孔20內(nèi)的 每個(gè)共振器21構(gòu)造成整體或部分地降低由壓縮機(jī)12排放的加壓空氣中的壓力波動(dòng)，并且 有效地抑制、減弱或吸收一個(gè)或者多個(gè)期望頻率的聲學(xué)壓力波。
[0015] 在一種形式中，環(huán)孔20包括共振器21的多個(gè)圓周列24-36,其中，共振器21的每 個(gè)圓周列包括多個(gè)共振器21，所述多個(gè)共振器是周向間隔開(kāi)的，即繞著或者圍繞環(huán)孔20的 特定圓周列的圓周而間隔開(kāi)。在一種形式中，共振器21的每個(gè)圓周列與下一個(gè)相鄰，然而 應(yīng)當(dāng)理解的是，環(huán)孔20并不限于將共振器21的圓周列24-36相對(duì)于彼此間隔的特定的方 案。在圖1的描繪中，因?yàn)榄h(huán)孔20沿截面示出，對(duì)于每個(gè)圓周列24-36僅有兩個(gè)共振器21 被示出，即共振器24A，24B到36A，36B。盡管如此，每個(gè)圓周列24-36可包括任何數(shù)量的共 振器21，并且所例述的實(shí)施例每列包括多于兩個(gè)共振器21。在所例述的實(shí)施例中，環(huán)孔20 每列包括12個(gè)共振器21，具體地，共振器24A-24L屬于圓周列24,然而在圖1中僅示出兩 個(gè)共振器24A和24B。進(jìn)一步，盡管描繪7列（24, 26, 28, 30, 34和36)，應(yīng)當(dāng)理解的是，環(huán)孔 20可包括任何數(shù)量的圓周列，所述任何數(shù)量的圓周列的每個(gè)圓周列具有任何數(shù)量的共振器 21。此外，在很多申請(qǐng)中，每個(gè)圓周列可包括與一個(gè)或多個(gè)其他圓周列不同數(shù)量的共振器 21。在這樣的實(shí)施例中，共振器21在指定列內(nèi)可具有不同的尺寸，并且因此如在本文中進(jìn) 一步描述的，從列到列具有不同的壓力吸收或者消除能力。盡管圖1示出了具有相同尺寸 的共振器21，應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且共振器21的數(shù)量和尺寸可 能在環(huán)孔20內(nèi)從位置到位置是變化的。
[0016] 為了描述的目的，共振器21的每個(gè)圓周列可稱(chēng)為小圈（ringlet)，從而多個(gè)列或 者小圈（例如，列/小圈24-36)形成環(huán)孔20。參考圖2,根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，描述了共振 器21的單個(gè)圓周列或者小圈的非限制性示例的一些方面。在圖2中，示出了具有多個(gè)共振 器21的單個(gè)小圈30。小圈30包括多個(gè)共振器開(kāi)口 40，所述多個(gè)共振器開(kāi)口暴露于內(nèi)部通 道22以用于經(jīng)由共振器21減弱和吸收聲音。在一種形式中，每個(gè)共振器21包括單個(gè)開(kāi)口 40,然而可以理解的是，在其他實(shí)施例中，單個(gè)共振器21可包括多于一個(gè)開(kāi)口 40。如圖2中 所示，圓周小圈30可包括12個(gè)共振器30A-30L(以虛線示出）。應(yīng)當(dāng)理解的是，指定小圈 30,根據(jù)例如試圖由特定的小圈30的特定的一個(gè)或多個(gè)共振器21減弱或吸收的聲音的一 個(gè)或多個(gè)頻率，可包括任何數(shù)量的共振器21。在一些實(shí)施例中，在特定的圓周列或小圈30 中的所有共振器21可構(gòu)造成減弱和/或吸收同樣的頻率，然而在另一個(gè)圓周列或小圈中的 所有共振器21 (例如列24的共振器24A-24L)可構(gòu)造成減弱和吸收不同的頻率。在一些實(shí) 施例中，在特定的圓周列或小圈中的共振器21可構(gòu)造成消除和/或吸收一個(gè)或多個(gè)不同頻 率。
[0017] 參照?qǐng)D3,根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例描述了共振器30B的非限制性示例的一些方面。如 上文所述，在所描述的實(shí)施例中，環(huán)孔20包括多個(gè)圓周列或小圈，每個(gè)具有實(shí)質(zhì)上類(lèi)似于 共振器30B的多個(gè)共振器21。共振器30B以及每個(gè)共振器21可包括具有中心線44的頸 部42,頸部42從與內(nèi)部通道22相鄰的表面與內(nèi)部通道22相反地延伸。頸部42還限定了 開(kāi)口或孔40,使得頸部42可從孔40的周向延伸?？?0可為圓形的、多邊形的、長(zhǎng)形的（例 如，狹縫）或者任何適當(dāng)?shù)男螤?。因此，?0可具有有效的截面面積或者尺寸Aci。頸部42 具有實(shí)際長(zhǎng)度Lci。共振器30B包括腔46,該腔具有體積V和面積A。，其中區(qū)域A。被定義為 腔46的與中心線44垂直的截面面積。腔46經(jīng)由頸部42和孔40與內(nèi)部通道22連通?？?尺寸Aci、頸部長(zhǎng)度Lci、體積V、面積A。和/或?qū)儆陬i部42或腔46的尺寸、形狀和/或取向的 一個(gè)或多個(gè)其他物理參數(shù)可隨著共振器之間和/或隨著特定應(yīng)用