一种蒸汽喷射蒸发器减震降噪装置的制作方法

本发明涉及的是一种蒸汽喷射蒸发器减震降噪装置，主要涉及消声器领域。

背景技术：

来自空分设备上下塔底部(或液体储槽)的低温液体(液空，液氧，液氮，液氩)需要排放蒸发时，通过液体喷嘴喷洒在排气管中，利用一定压力的饱和或者过热蒸汽，经过蒸汽开关阀后，再由拉法尔收缩喷管作为引射推力，蒸汽经过喷管，在喷管中膨胀加速，动能增加，压力降低，同时引入了部分空气进行混合，最后与低温液体进行热交换，使低温雾化液体转为低温气体从排气管中排出，从而完成液体蒸发的整个过程。

按照阀门噪声产生机理的不同，可分为机械噪声、空气动力性噪声两类。空气动力性噪声是蒸汽管路阀门等节流件最主要的噪声源。当雷诺数不高，气流处于层流运动时，气流噪声主要由气流与固体壁面之间的相互作用产生的；而当雷诺数较高，气流处于湍流运动时，气流噪声不仅由气流与固体壁面之间的相互作用产生，还由气体流动过程中气体分子之间的相互作用产生。阀门零件机械振动引起的噪声:阀门零件或其附件的固有频率与流体通过时产生湍流波动、涡流噪声频率相吻合时一产生共振，从而产生振动噪声，此噪声将传递至下游和阀体外，另外它会在阀体和零件材料中产生高水平应力，使阀件和与之相连的管道材料疲劳和造成力学性变弱等。研究表明大约110db(a)振动噪声会导致阀门零件以及与之相连管道的机械性破坏。

当流体流经阀门时由于结构的阻碍作用，在阀门下游产生许许多多大小不一的漩涡，原因是气流流经障碍物时，由于空气分子粘滞摩擦力的影响，具有一定速度的气流与障碍物背后相对静止的气流发生作用，从而在障碍物的下游区形成带有涡状的气流。这些漩涡不断形成又不断脱落，每一个涡旋中心的压强低于周围介质的压强，每当一个涡旋脱落时，湍动气流就会出现一次压强跳变，这些跳变的压强通过四周介质向外界传播，并作用于障碍物，当湍动气流中压力脉动含有可听声频部分，且强度足够大时，则辐射出噪声，这些噪声即为涡流噪声，也称为湍流噪声。总之，气体与物体以较高的速度相对运动就会产生涡流噪声。根据声学理论，涡是引发流噪声的重要根源，对涡声理论的研究有助于理清阀门噪声源的类型与特点。降低阀门的前后压差以及合理布置蒸汽阀门的位置，对降低阀门噪声起着至关重要的作用。

由蒸汽喷射器的工作原理可知,在蒸汽喷射器喷嘴出口处工作气流的速度将近达到音速,甚至超音速，高速气流内部静压低于周围静止气体的压强,从而在高速气流周围产生强烈的引射现象,沿气流喷射方向一定的距离内大量的引射气体被卷吸进去。从而喷射气流的体积越来越大,流速逐渐降低,压力不断升高。但在喷嘴附近,仍保留1股高速气流,其速度仍保持喷嘴出口处气流速度,这股高速气流与被卷吸进来的引射流体发生剧烈的混合,这是一股湍流化程度极高的定向气流,在这段区域内由高速气流的核心到混合边界的速度梯度大,气流之间存在复杂多变的应力,涡流强度高,气流内各处的压强和流速迅速变化,从而辐射较强的噪声。气流从喷口以高速(甚至达到超声速)喷射出来，由此而产生的噪声称为喷注噪声(亦称喷射噪声、射流噪声)。喷注噪声是从喷口喷射出来的高速气流与周围静止空气激烈混合时产生的。

常规的蒸汽喷射蒸发器结构，会产生较大的噪声和振动，通过现场频谱分析测试，噪声可高达到115db(a)，已经超出了国标的要求，由此引起的噪声造成空气污染、环境污染。若不积极采取防治措施控制噪声将会严重危害人们的身心健康，引起各种噪声性的疾病，影响人们正常的生产工作和休息。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构简单，安全可靠，合理高效，可有效的减少蒸汽喷射液体排放过程中产生的噪声和振动的减震降噪装置。

本实用新型是通过如下技术方案来完成的：一种蒸汽喷射蒸发器减震降噪装置，它主要包括设置在腰形筒体内的降噪装置，所述降噪装置的一端设有成对的法兰，该封法兰后部设有一直管。该直管内设有多孔降噪管，所述直管夹在两片法兰之间，并在连接处通过减震垫片进行密封，其直管内部降噪管通过固定块固定在直管内部，所述该多孔降噪管夹的前端焊接有一封闭用的封头，所述直管后端连接弯管，该弯管焊接于上部的改良型拉法尔喷管，该喷管连接顶部梯形的喷射管。

作为优选：所述改良型拉法尔喷管通过环向支架与腰形筒体内壁固定。

本实用新型所述的多孔降噪管的孔径及孔间距是根据蒸汽的热力性能参数计算所确定；它具有结构简单、安全可靠，提高了蒸汽排放喷射系统整体的经济性，增加了蒸汽流量的调节性能，减少了蒸汽阀门的泄漏量，节约能源的消耗。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：图1所示，一种蒸汽喷射蒸发器减震降噪装置，它主要包括设置在腰形筒体6内的降噪装置，所述降噪装置的一端设有成对的法兰1，该封法兰1后部设有一直管7。该直管7内设有多孔降噪管2，所述直管7夹在两片法兰之间，并在连接处通过减震垫片进行密封，其直管7内部降噪2管通过固定块10固定在直管7内部，所述该多孔降噪管2的前端焊接有一封闭用的封头3，所述直管7后端连接弯管4，该弯管4焊接于上部的改良型拉法尔喷管5，该喷管5连接顶部梯形的喷射管8，所述改良型拉法尔喷管5通过环向支架9与腰形简体6内壁固定。

图1所示的多孔降噪管，一方面能降低蒸汽阀门的进出口压差，另一方面蒸汽通过多孔扩散器后，排放气流被滤成无数个扩散小气流，气流速度与压力降逐级下降，辐射的噪声就相应地减弱，气流的空气动力性噪声因而得到控制，并且设计合理的多孔装置还具有较大的降噪效果，同时气流通过小孔喷气噪声的频谱会移向高频，使频谱中的可听声成份降低，还可消除大喷孔的冲击噪声，从而达到降噪的作用。

实施例：图1所示，一种蒸汽喷射蒸发器减震降噪装置，它主要包含成对法兰1、多孔降噪管2、封头3、弯管4、改良型拉法尔喷管5、腰形外筒体6。

所述的多孔降噪管2一端夹在两片法兰之间，通过管板前后减震垫片、防松紧固件连接，所述的多孔降噪管2另一端由封头3焊接封闭，所述的改良型拉法尔喷管5与弯管4焊接连接，喷管5通过环向支架与腰形筒体内壁固定。

所述的多孔降噪管2综合了节流减压和小孔喷注各自的特点，因此能适用于各种压力条件排气蒸发蒸汽，计算各层节流孔板的流通面积si

式中：g(t/h)为需要的排量；μ＝1.2为多孔管的流量系数；i＝2，3，4......m。k为决定于排放气体介质性能的系数，对于过热蒸汽，k＝13.4；对于饱和蒸汽k＝14.0；对于空气(或氧气，氮气等)k＝13.0；v1为节流前气体比容，m3/kg。

在节流降压、小孔喷注多孔降噪管中，小孔直径是决定装置效果的关键，小孔直径一经决定，其减噪能力也就相应确定。从降噪作用看来，小孔直径应选得越小越好。但在实际工程中，由于小孔加工困难，并且容易堵塞等具体问题，

设计小孔间距有着举足轻重的影响。如果小孔间距较小，气流经过小孔形成多个小喷注后，还会再汇合行程大的喷注而辐射混合喷注噪声，使得消声量降低。一般小孔的间距不应小于5倍孔径。喷注前的驻点压力越高，孔间距就需越大。如消声器小孔喷注前的气体绝对压力为p1(kg/cm2)，小孔喷注直径为dm(mm)，气体通过这种消声器排放时，在喷注垂直方向1m处的干扰声压级(即a声级)则为：

式中，d0＝1mm；p0为环境大气绝对压力(kg/cm2)；xa＝5fadmc/ac0，fa是a声级的上限频率，a是喷注速度，c是喷注声速，c0＝340m/s为环境声速；当阻塞时，a＝c，则xa＝0.165dm/d0，m0＝28.8，为空气分子量；m为喷注气体介质的分子量；n为小孔数。

这种消声器的消声量，是随小孔直径的缩小而增加，当孔径大于20mm时，其消声量仅为2db(a)；若孔径减半，消声量则增加7～9db(a)；当孔径小于0.8mm时，消声量可大于30db(a)。缩小孔径虽可提高消声量，但在实际工程中由于存在小孔容易堵塞以及加工困难等具体问题，小孔直径一般不宜小于1.5mm，因此其相应的消声量就被限制在22db(a)左右。

所述的改良型拉法尔喷管5，蒸汽流过喷管，会产生射流噪声，主要是由于高速气流与周围相对静止介质急剧掺混形成强烈脉动湍流而引起的，为了降低喷管的噪声，设计了一种改良型拉法尔喷管，一方面，使蒸汽流在亚声速状态下流动，增加了蒸汽与空气的接触面积，有利于混合；另一方面，由于各小股气流的相互干扰，在喷管出口附近，多孔喷管的紊流强度要比简单收缩喷管大得多，因而也利于主次流的混合。

多孔喷管无量纲参数孔距比为kb(kb＝s/d)和轴距比(zb＝1/(d-d0))是影响引射喷管气动性能和噪声的主要结构参数，对于亚声速多孔喷管，孔距比和轴距比分别为0.64和0.5。在蒸汽进口初参数(p0，t0)相同时，通过多孔喷管和简单收缩喷管的流量不变。