CN111465766B - 脉动阻尼器 - Google Patents

Abstract

一种用于冷凝泵的脉动阻尼器，该脉动阻尼器包括壳体，该壳体限定了流体腔室，该流体腔室具有液体入口、空气入口和液体出口，液体入口可以连接至冷凝泵的出口，其中，空气入口包括单向阀，该单向阀构造成在液体流动通过流体腔室时将空气选择性地引入到壳体中，以在流体腔室内保持第一气穴，其中，液体出口位于第一气穴的外部，并且其中，气穴构造成在液体经由液体出口排放之前使在液体入口处进入壳体的液体中的脉动消散。

Description

脉动阻尼器

技术领域

本发明涉及一种脉动阻尼器，具体但非排他地，涉及用于对在往复式泵***内流动的流体中的脉动进行阻尼的脉动阻尼器。

背景技术

冷凝泵***通常将在操作期间振动。这是由于泵马达(通常是往复式柱塞泵，该柱塞泵的往复运动在马达出口处产生压力波)的运动引起的。这些压力波沿排放管向下传播，并且引起排放管的高频振荡。除了连接至排放管或连接在排放管附近的任何设备机械磨损和的损坏外，排放管中的振荡还会在其使与排放管接触的设备发出格格声的时候导致产生明显的噪声。排放管的外壳或壳体可以作为噪声的放大器，这是不希望的，特别是在打算用于室内使用的***中。

该问题的一种解决方案是应用脉动阻尼器。脉动阻尼器通常使用可压缩的气囊或隔膜来消散由泵马达出口产生的压力波。本领域已知的替代性装置包括使用一系列壁来分散压力波以产生平滑液体流的分散***。然而，这样的现有技术***制造复杂并且需要附加的设备，比如，在气囊脉动阻尼器的情况需要压缩气缸来操作。

这样的设备也可能占据相当大的空间，这在脉动阻尼器与室内***、比如空调或冰箱一起使用时是特别不希望的，在室内***中空间可能非常宝贵。由于空间限制，需要冷凝泵来泵送液体以使各个***能够运行的室内***需要分开运行并且需要最少的附加设备。通常，脉动阻尼器的位置应尽可能靠近***中的振动源。在空调或制冷***的情况下，这将是冷凝泵。因此，脉动阻尼器应尽可能靠近冷凝泵马达定位，如果必须在室内空调***旁边安装其他设备，则不可行。通过在排出液体之前使液体中的脉动消散，大大消除了由于脉动而引起的排放管中的振动。这使冷凝泵***的安装更加容易，因为不再需要将排放管从可能会碰到该管的任何邻近设备上引开。

本发明所描述的实施方式寻求解决这些问题。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供了一种用于冷凝泵的脉动阻尼器，该脉动阻尼器包括限定流体腔室的壳体，该壳体具有液体入口、空气入口和液体出口，液体入口能够连接至冷凝泵的出口，其中，空气入口包括单向阀，该单向阀构造成当液体流动通过流体腔室时将空气选择性地引入到壳体中以在流体腔室内保持第一气穴，其中，液体出口位于第一气穴的外部，并且其中，气穴构造成在液体经由液体出口排放之前使在液体入口处进入壳体的液体内的脉动消散。这就产生了没有运动部件的脉动阻尼器，与结合有气囊或隔膜的现有的***相比，该阻尼器易于制造和维护。

脉动阻尼器可以包括至少一个分隔壁，所述至少一个分隔壁从壳体的内表面延伸且在流体腔室内限定第一区域和第二区域。

第一区域可以包括液体和第一气穴的混合物。液体入口可以位于第一区域内。当在流体腔室内存在第二区域时，第二区域可以包含第二气穴。通过产生第二气穴，甚至在操作期间来自第一气穴的空气被去除时本阻尼器扔能够保持有效。这可能在具有高压头的流动***中发生。

液体出口的壁可以形成分隔壁的一部分。

脉动阻尼器可以包括阻尼器元件，该阻尼器元件连接至液体入口并且突出到流体腔室中，从而形成阻尼流体入口通道。

阻尼流体入口通道可以具有渐缩的内部轮廓，其中，该内部轮廓在液体流动的方向上渐缩。渐缩的内部轮廓可以具有7度的渐缩角。通过结合渐缩的内部轮廓，本阻尼器能够在流体进入液体腔室时减少流体中的脉动，从而进一步提高阻尼器的有效性。

阻尼器元件可以连接至空气入口，从而形成延伸到流体腔室中的空气入口通道。

脉动阻尼器可以包括连接至液体入口的可变形导管。该可变形导管构造成使来自冷凝泵的振动消散。可变形导管由具有第一纵向轴线的第一柔性本体部段和具有第二纵向轴线的第二柔性本体部段形成。第一纵向轴线和第二纵轴线可以是非共线的。底部壁的液体入口可以是带倒钩的结构。由于泵马达中的振动将不会沿着排放管线向下传递并且导致排放管线在周围的设备上格格作响，因此在液体入口处包含可变形导管可以提供额外的防振阻尼层。可变形导管的设计使得可变形导管在来自泵马达的振动到达液体腔室之前对来自泵马达的振动进行吸收。

可变形导管可包括延伸构件，该延伸构件具有连接至空气入口的突起部，从而使空气入口通道延伸远离壳体的外表面。该突起部可以包含位于空气入口通道内的瓣阀。这是有利的，因为已经开发了瓣阀以减少当经由单向阀引入空气时产生的声音。

液体入口可以相对于液体出口偏移。液体入口可以在液体出口上方终止。该偏移构型在液体腔室内提供另一的消散机构，因为从液体入口至液体出口的流体流动路径不是直线，这将允许脉动中的一些脉动被从阻尼器排放。

单向阀可以是鸭嘴阀。

底部壁可以通过一系列机械紧固件固定至腔室壳体。所述机械紧固件可以是位于底部壁与壳体壁之间的交错的突起部或悬臂连接件中的任何一者。

附图说明

下文将参照附图进一步描述本发明的各实施方式，在附图中：

图1和图2示出了根据本发明的各方面的脉动阻尼器的俯视立体图和仰视立体图；

图3示出了脉动阻尼器的底部壁构件和可变形导管的分解图；

图4是示出了脉动阻尼器的内部构件的横截面图；

图5示出了脉动阻尼器的液体腔室的底侧截面图；

图6示出了底部壁构件和相关的阻尼器的分解图；

图7示出了阻尼器的底侧侧部立体图；

图8示出了阻尼器的侧视截面图；

图9示出了可变形导管的一部分的侧视截面图；

图10示出了脉动阻尼器和冷凝泵的分解图。

具体实施方式

本发明寻求提供一种脉动阻尼器，该脉动阻尼器需要最小的安装和维护，同时减小往复式泵马达下游的排放管线中的振动。本发明通过将气穴捕获在液体腔室内来实现。在液体腔室中有意地加入少量空气，使液体在液体腔室内有效地成为可压缩的，这使得空气在液体作为平稳的液体流排出之前吸收压力脉冲。与现有技术的***相比，这是明显有利的，因为在腔室内不需要压缩空气设备或一系列复杂的导流壁。这使得本发明的脉动阻尼器能够在狭窄的空间中使用并且轻而易举的安装。

图1和图2示出了根据本发明的各方面的脉动阻尼器的相应的俯视立体图和仰视立体图。脉动阻尼器100包括限定液体腔室105的壳体。如图中所示，该壳体由位于阻尼器100的顶部的出口壁115、位于阻尼器100的底部的入口壁200和位于出口壁115与入口壁200之间的三个侧壁110形成。应当注意的是，尽管提到了液体腔室，但是很显然液体腔室可以包括空气。

如图1和图2中所示并且参照图5和图10，侧壁中的一个侧壁110a以凹形的方式弯曲，而另外两个侧壁110b、110c则是直的。侧壁110b和110c以90°相交并且延伸至弯曲的侧壁110a的相对端部。入口壁200包括呈倒钩的凸形构件的形式的液体入口205，该液体入口205构造成连接至可变形导管300。底部壁(入口壁)200还包括空气入口210，该空气入口210从底部壁200延伸到流体腔室105中并且以鸭嘴阀240终止。出口壁115被示出为具有呈倒钩的凸形构件的形式的液体出口120。液体出口120构造成连接至排放管以排放来自冷凝泵***500的冷凝液。脉动阻尼器100位于冷凝泵***500的下游并且紧邻泵马达(未示出)，并且通过可变形导管300连接至泵马达出口505。脉动阻尼器100接收来自泵马达出口505的液体，并且在使液体通过位于液体腔室105的上表面(出口壁115)中的腔室出口120排放之前使脉动在液体腔室105中消散。尽管在附图中示出了鸭嘴阀240，但是将理解的是，本说明书将包括与本阻尼器兼容的其他单向阀。尽管液体入口205和液体出口120被示出为带倒钩的凸形构件，但是将理解的是，液体入口的其他构型将同样地与本阻尼器兼容。尽管液体入口205形成为底部壁200的一部分，但这并不是必要的，并且液体入口205可以形成在壳体的壁中的任何壁中。类似地，液体出口120可以形成在壳体的壁中的任何壁中。

如图3中所示，入口壁200使用液体入口205固定地连接至泵马达，该液体入口205构造为从表面215延伸远离腔室105的带倒钩的构件。液体入口205可以被认为形成了延伸穿过可变形导管300的液体入口通道。柔性导管300接纳液体入口205，并且通过液体入口205的带倒钩的构型固定。底部壁200被示出为具有空气入口210。

如在图3中最佳所示并且参照图10，可变形导管300构造成使来自冷凝泵500的振动消散。可变形连接器300优选地由形成狗腿状构型的三个部段310、315、320形成并且构造成接纳泵马达505的出口。这是特别有利的，因为可变形连接器300允许泵马达(未示出)的振动被可变形连接器300吸收，而不是将如同直的和/或刚性连接器那样被传递至脉动阻尼器***100和任何周围的管道或套管。为了增强这种效果，连接器300在弯曲方面比在压缩或扭转方面更灵活。但是，可以使用多于或少于三个的部段来实现此效果。连接器300还包括连接构件325，该连接构件325相对于入口205的轴线横向地延伸并且包括平行于入口205的轴线延伸但相对于入口205的轴线横向地偏移的空气入口突起部340。该突起部340被底部壁200的空气入口210接纳，并且被示出为包括孔345，该孔345延伸穿过空气入口突起部340以向脉动阻尼器100提供空气源。

在图4和图5中最佳地示出了液体腔室的内部构型。腔室壁110、顶部表面(出口壁115)和底部表面(入口壁200)限定了液体腔室105的内部容积。分隔壁135形成了内部或中央区域150a和外部区域150b。由延伸至腔室105中的腔室出口通道125的壁形成了其他外部区域150c。中央区域150a包含来自泵马达的空气和液体的混合物，而外部区域150b、150c主要包含空气。如图中所示，液体内可以反射脉动的最接近表面是顶部表面，顶部表面在所图示布置中与阻尼器400的上表面410的末端相距48mm。来自中央区域150a的空气有可能穿过腔室出口通道125移位并且流失，这将降低阻尼器100的有效性。***中的高压头可能会加剧该问题。为了解决这个问题，外部区域150b、150c中的更大体积的空气不受流入的液体流的影响，并且使阻尼器***保持有效。

如图4和图6中所示，液体腔室105通过多个机械接合元件245、250牢固地抵靠入口壁200保持就位。这确保了入口壁200固定地抵靠液体腔室105保持，并且防止容纳在腔室105内的液体渗漏或泄漏。机械元件包括悬臂夹和一系列元件的突起部，这些元件的突起部被设计成与腔室侧壁110(未示出)内的对应的凹槽相配合。使腔室105保持抵靠入口壁200的力还导致分隔壁140的下端面145向下压到阻尼器400的上表面410上，从而将阻尼器400牢固地保持抵靠于入口壁200，从而增强了在入口壁200与阻尼器400之间形成的密封，下面将更详细地描述该密封。

在图4至图8中最佳图示了本发明的提供阻尼效果的各特征。液体经由阻尼器元件400的脉动阻尼通道405被引入到腔室105中。当液体从底部壁200的液体入口205被泵送通过阻尼器400的阻尼通道405时，在液体腔室内所捕获的气泡压缩并且吸收了进入的脉动，并且减小了排放管线中的压力扰动。如在图8中可以观察到的，阻尼通道405具有渐缩的内部表面485。该渐缩的内部表面485专门构造成有助于本发明的***的阻尼效果。如所示出的，阻尼通道405接近圆锥台状。内部表面485具有7度的渐缩角，在下游或液体流的方向上变窄，并且液体通道出口415具有3.5mm的内直径。已发现这种组合在抑制由空调和制冷***中所使用的冷凝泵引起的脉动方面特别有效。但是，具有结合7度的渐缩角的较大或较小的直径的构型也将受益于脉动的减小。腔室出口通道125延伸到腔室105中，使得腔室105内的出口通道125的出口端口126位于阻尼器400的上表面410下方。如所示出的，阻尼器400的上表面410相对于底部表面215偏移了21mm，并且腔室流体出口的出口通道125的入口端口126相对于底部表面215偏移了13.5mm。这设定了液体腔室105中的初始水位，但在操作期间水位将取决于腔室105内的压头。当阻尼器元件400配装至底部壁200时，由可变形导管300和阻尼器元件400的液体阻尼器通道405形成了连续的液体通道。通过使液体入口通道405终止在液体出口通道125的入口上方，可以将进入腔室105的液体朝向第一气穴引导。以以上所描述的偏移的方式布置液体入口205和液体出口125确保了液体入口205与液体出口125之间的流体流动路径不是直线，并且确保了进入腔室105的液体的液压连续性被破坏。这使得残留在液体中的任何脉动都被阻尼，从而大大减少了向下游传递的液体中的任何振动。尽管液体出口通道125可以穿过气穴，但是液体出口125的入口端口126必须保持在气穴外部，使得阻尼器100能够起作用。第一气穴和第二气穴旨在在阻尼器100的整个使用寿命中保持在腔室中。这是通过内部部件在腔室105内的的布置来实现的。但是，在某些实例中，可能需要补充第一气穴和第二气穴中的一者或两者。尽管在正常操作期间空气入口210将补充气穴，但是当腔室105内存在高压头时，由于腔室105内的压力大于环境压力，空气入口可能保持关闭。在这种情况下，可以通过控制冷凝泵500将空气引入腔室105中，使得冷凝泵500的冷凝水储罐515(参见图10)内的液位降低成低于冷凝泵500的泵马达入口(未示出)的液位。这将导致空气被吸入到腔室105中，并且补充气穴。由于不希望从“干”状态启动泵马达，因此可以通过冷凝泵内的微处理器上的计时器来控制此功能，以确保泵马达仅在补充气穴所需的最小时间内引入空气。

在操作中，往复式马达在马达出口处产生正压力梯度和负压力梯度的循环，这可能导致液体向上游抽回，从而可能导致一些液体从壳体泄漏出来。本阻尼器100具有多个机械特征件，以防止液体从底部壁200回流。在液体通道405中的对应的凹部455中接纳有从基部215延伸的套环220。该套环220具有与凹部455的内表面457和围绕液体入口450的表面460相接合的外表面和上表面。通过将底部壁200固定地抵靠腔室105保持，这些表面保持牢固地接触，从而产生防止液体倒流出底部壁200的密封。

空气通过底部壁200中的空气入口210被引入腔室105，该空气入口210穿过从基部215沿向内方向延伸的空气入口挤压件225。从顶部表面230延伸穿过空气入口挤压件225的长度而至空气入口210的孔(未示出)构造成接纳鸭嘴阀240的肩部235。鸭嘴阀240还被阻尼器元件400的空气通道425的第一开口465接纳。空气入口210用于补充腔室105内的被捕获的气穴，因为被捕获的空气中的一些被捕获的空气可能随着被泵出的液体一起排放。虽然空气入口210被示出为与液体入口205分开，但是可以将空气入口210与液体入口205结合在一起。类似地，可以将空气引入到穿过可变形导管300的液体中。在将空气引入到进入液体腔室的液体中的情况下，将理解的是，与液体混合的空气将被引入到液体腔室中，这在在液体腔室中提供和维持第一气穴时将同样有效。

通过一系列密封件防止液体通过阻尼器空气通道425回流。首先，鸭嘴阀240的肩部235通过压配合被固定在空气入口挤压件225的孔内。其次，将鸭嘴阀240连接至鸭嘴阀240的肩部235的表面237与空气通道425的内表面467接合以形成密封。第三，肩部235的顶部表面与空气通道425的下表面470接合以提供最终的密封。最后，鸭嘴阀240被布置成使得水的重量超过阀门的重量而导致阀门被压紧关闭。这些特征共同作用以防止液体通过空气通道425泄漏回去。由分隔壁140施加到阻尼器400上的压力增强了在空气通道425中形成的密封。

除了以上所描述的脉动阻尼效果之外，鸭嘴阀240还具有充当防虹吸装置的附加功能。这减轻了对具有沿排放管线定位的单独的防虹吸装置的需要，这在这样的***中通常是这样的情况。当***的液体出口位于泵马达高度以下时，会发生虹吸效应。在这种情况下，泵下游的液体会产生横过泵马达的止回阀压头。由于止回阀只需要最小的压力即可打开，因此冷凝泵马达中残留的液体重量足以引起止回阀的一些渗漏。最终，这可能会导致泵马达的内部腔室变干，因为所有液体都通过阀门被虹吸。如果发生这种情况，泵马达可能会“干”启动，这会产生明显的噪声和内部部件的磨损。为了避免这种情况，可以在泵马达的下游并入防虹吸装置，通常是空气阀。由于防虹吸装置将打开并且防止由于残留在泵下游的排放管线中的液体而导致任何压头的积聚，因此这允许排放管线的出口定位成低于泵马达。由排放管线中的压头引起的负压力梯度会导致鸭嘴阀240打开并且中和压头，从而防止泵马达被虹吸“干”，从而延长了马达的寿命。

除了充当防虹吸装置的鸭嘴阀240外，空气入口突起部340也已经被设计成减少防虹吸装置典型的“拍打”声。如在图9中所示，这是通过将瓣阀350结合到空气入口挤压件340的孔345中来实现的。瓣阀350设计成充分降低了从空气入口挤压件340的孔345中逸出的噪声水平，同时仍然允许足够的空气到达空气出口阀240并且进入空气通道425。当突起部340连接至空气入口210时，空气入口210延伸远离壳体的外表面。在组装脉冲阻尼器100之后，挡板350位于空气入口210中，这是本***的优选布置。

如图10中所示，液体腔室105还设计成配装在管槽的竖向部段的角部内。示出了用于容纳冷凝泵500的外壳510，其中，为了清楚起见，将前盖移除。一旦安装，管槽的竖向部段将附接至外壳510，并且冷凝泵500和脉动阻尼器100将不可见。这种布局使用了管槽周围的现有空间，而不会损害安装制冷或空调***其余管道所需的面积。液体腔室105的弯曲侧壁110A是这样一种特征：该特征使得本发明的脉动阻尼器100能够在提供必要的阻尼效果的同时尽可能地占用最小的空间。这也通过阻尼器元件400的带倒角的面实现，该带倒角的面已经被设计成与空气入口挤压件225的几何形状、液体出口通道125和壳体壁110A的曲率相一致。

除了占用最小的空间外，本***还被设计成使得脉动阻尼器***可以安装在高的壁分隔***的左侧或右侧。与现有的阻尼器***相比，这进一步增强了本***的灵活性。可变形连接器300已经被设计成使用三个部段310、315、320来提供后掠角，因为这允许将***安装在具有相同部件的管槽的左手角部或右手角部中而无需任何取向更改或附加的旋转。这就是说，脉动阻尼器100构造成使得脉动阻尼器100可以在右手角部(如图10中所示)或左手角部(图10中所示出的的布置的镜像，其中，冷凝泵500以“L”形布置，而不是向后的“L”形布置)中通过冷凝泵500安装。

贯穿本申请文件的说明书和权利要求书，词语“包括”和“包含”及“包括”和“包含”的变型表示“包括但不限于”，并且“包括”和“包含”不旨在(并且不)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。贯穿本申请文件的说明书和权利要求书，单数形式包括复数形式，除非上下文另有规定。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有规定，否则本申请文件应当被理解为涵盖复数和单数。

结合本发明的特定方面、实施方式或示例所描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或基团应当被理解为适用于本文中所描述的任何其他方面、实施方式或示例，除非与本文中所描述的任何其他方面、实施方式或示例不相容。本申请文件(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的特征中的所有特征和/或因此所公开的任何方法或过程中的步骤中的所有步骤可以以任何组合进行组合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少一些特征和/或步骤是互斥的以外。本发明不限于任何前述实施方式的细节。本发明扩展至本申请文件(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的特征的任何新颖的特征或任何新颖特征的组合，或者扩展至因此所公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的步骤或任何新颖步骤的组合。

Claims (18)

1.一种用于冷凝泵的脉动阻尼器，所述脉动阻尼器包括：

壳体，所述壳体限定流体腔室，所述流体腔室具有液体入口、空气入口和液体出口，所述液体入口能够连接至所述冷凝泵的出口，

阻尼器元件，所述阻尼器元件连接至所述液体入口并且突出到所述流体腔室中，从而形成阻尼流体入口通道，

其中，所述空气入口包括单向阀，所述单向阀构造成在液体从所述液体入口至所述液体出口流动通过所述流体腔室时将空气选择性地引入到所述壳体中以在所述流体腔室内保持第一气穴，

其中，所述液体出口位于所述第一气穴的外部，

其中，所述第一气穴构造成在液体经由所述液体出口排放之前使在所述液体入口处进入所述壳体的液体内的脉动消散，并且

其中，所述阻尼器元件连接至所述空气入口，从而形成延伸到所述流体腔室中的空气入口通道。

2.根据权利要求1所述的脉动阻尼器，包括从所述壳体的内表面突出的至少一个分隔壁，所述至少一个分隔壁在所述流体腔室内限定第一区域和第二区域。

3.根据权利要求2所述的脉动阻尼器，其中，所述第一区域包含液体和所述第一气穴的混合物。

4.根据权利要求2所述的脉动阻尼器，其中，所述液体入口在所述第一区域内。

5.根据权利要求2所述的脉动阻尼器，其中，所述第二区域包含第二气穴。

6.根据权利要求2所述的脉动阻尼器，其中，所述液体出口的壁形成所述分隔壁的一部分。

7.根据权利要求1所述的脉动阻尼器，其中，所述阻尼流体入口通道具有渐缩的内部轮廓，并且其中，所述渐缩的内部轮廓在液体流动的方向上渐缩。

8.根据权利要求7所述的脉动阻尼器，其中，所述阻尼流体入口通道具有7度的渐缩。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的脉动阻尼器，包括连接至所述液体入口的可变形导管，其中，所述可变形导管被构造成使来自所述冷凝泵的振动消散。

10.根据权利要求9所述的脉动阻尼器，其中，所述可变形导管由具有第一纵向轴线的第一柔性本体部段和具有第二纵向轴线的第二柔性本体部段形成，并且其中，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线是非共线的。

11.根据权利要求1至8中的任一项所述的脉动阻尼器，其中，所述壳体包括位于所述脉动阻尼器的底部的入口壁，所述入口壁的所述液体入口是倒钩结构。

12.根据权利要求9所述的脉动阻尼器，其中，所述可变形导管包括连接构件，所述连接构件具有构造成连接至所述空气入口的突起部，由此使所述空气入口通道延伸远离所述壳体的外表面。

13.根据权利要求12所述的脉动阻尼器，包括位于所述空气入口通道内的瓣阀。

14.根据权利要求1至8中的任一项所述的脉动阻尼器，其中，所述液体入口相对于所述液体出口偏移。

15.根据权利要求14所述的脉动阻尼器，其中，所述液体入口终止于所述液体出口的上方。

16.根据权利要求1至8中的任一项所述的脉动阻尼器，其中，所述单向阀是鸭嘴阀。

17.根据权利要求11所述的脉动阻尼器，其中，所述入口壁通过一系列机械紧固件固定至所述壳体。

18.根据权利要求17所述的脉动阻尼器，其中，所述机械紧固件是所述入口壁与所述壳体的侧壁之间的交错的突起部或悬臂连接件中的任一者。

Images