一种压缩机的管路自适应扩张消音装置及其控制方法与流程

本发明属于压缩机消音，具体涉及一种压缩机的管路自适应扩张消音装置及其控制方法。

背景技术：

1、在机械工程领域，特别是流体机械设备设计领域，压缩机扮演着重要角色。压缩机的主要作用是将低压气体提升为高压气体，以满足各种工艺需求。然而，压缩机在运行过程中面临着一个显著的挑战：由于冷媒的冲击和振动，往往会产生较大的噪声，这不仅影响工作环境，还可能危及操作人员的健康。因此，如何有效降低压缩机的冷媒振动和噪声，同时提高其运行效率和稳定性，一直是该领域研究的重要课题。

2、目前，解决这一问题的方案主要分为两类：

3、1、结构改进：通过改进压缩机的设计和结构来减少冷媒的冲击和振动。例如，改变压缩机的气缸形状、活塞形状、进排气口设计等，可以在一定程度上降低压缩机的振动噪声。这种方法直接从源头上减少了噪声的产生。

4、2、扩张腔应用：使用固定尺寸的扩张腔来降低噪声。这种方法通过控制压缩机内流程的状态和参数来适应固定尺寸的扩张腔。虽然这种方法能够降低压缩机的噪声，但往往会牺牲一部分压缩机的性能。

5、近年来，一些创新性的解决方案被提出：

6、1、空调降噪控制方法：中国发明专利《空调降噪控制方法、装置、空调及存储介质》提出了一种通过分析噪声频域数据来识别和控制压缩机传递音的方法。该方法通过调整电子膨胀阀的开度和管道内冷媒的流速，使消声器的有效消声范围能够包含压缩机传递音的特征峰值，从而提高降噪能力。然而，这种方法虽然提高了空调的降噪能力，但可能会牺牲压缩机的性能。

7、2、汽车降噪结构：中国发明专利《一种汽车降噪结构、车用空调系统及汽车》提出了一种特殊设计的扩张消声器。该消声器通过精确控制扩张室与空调管的尺寸比例，以及扩张室到压缩机的距离，实现了同时降低压缩机向管路传递的动态脉动和内部脉动的效果。这种设计不仅降低了电动压缩机引起的车内振动噪声，还减小了消声器尺寸，无需额外的固定支架，从而在保证降噪效果的同时降低了成本。

8、然而，现有技术仍存在一些局限性：

9、1、性能与降噪的权衡：许多降噪方案在降低噪声的同时，可能会影响压缩机的性能。

10、2、固定尺寸的限制：目前的扩张消声器通常是固定尺寸和固定中心频率的，无法根据实际问题频率进行调整。这导致不同压缩机管路的扩张腔需要重新设计和开模，增加了制造成本。

11、鉴于以上背景，开发一种能够自动适应压缩机问题频率的扩张消音器装置变得尤为重要。这种装置应能够在不影响压缩机性能的前提下，灵活调整以应对不同的噪声频率，从而提高降噪效果，同时降低制造和适配成本题。

技术实现思路

1、本发明公开了一种压缩机的管路自适应扩张消音装置及其控制方法，其具有自动调节扩张腔的消音频率、自动调节扩张腔传递损失的特点。

2、本发明公开了一种压缩机的管路自适应扩张消音装置，包括压缩机本体，所述压缩机本体通过压缩机输气管连接可改变腔体自身长度和腔体截面积的自适应扩张腔，所述压缩机输气管内设置有传感器集成模块，所述传感器集成模块连接有中央处理器和水循环枢纽，所述水循环枢纽和所述自适应扩张腔连接，所述水循环枢纽、所述传感器集成模块、所述自适应扩张腔均与所述中央处理器通讯连接。

3、在本发明的一种优选实施方案中，所述自适应扩张腔包括扩张腔外腔体，所述扩张腔外腔体内设置有上腔室和下腔室，所述上腔室内设置有可上下移动的带导轨滑板，所述下腔室内可前后移动的可伸缩带导轨滑板，所述可伸缩带导轨滑板既可沿所述下腔室的轴向位移、又可沿所述下腔室的径向伸缩，所述上腔室内通过第一管路连通水循环枢纽，所述下腔室通过压缩机输气管和第二管路分别连通压缩机本体和水循环枢纽，所述水循环枢纽、所述传感器集成模块、所述可伸缩带导轨滑板均与所述中央处理器通讯连接。

4、在本发明的一种优选实施方案中，所述带导轨滑板和所述可伸缩带导轨滑板相互垂直布置。

5、在本发明的一种优选实施方案中，所述可伸缩带导轨滑板连接有可前后移动的可伸缩输气管。

6、在本发明的一种优选实施方案中，所述传感器集成模块包括振动传感器和流量传感器。

7、在本发明的一种优选实施方案中，所述水循环枢纽把包括输水泵、储液罐和输液管道。

8、本发明还公开了一种管路自适应扩张消音装置的控制方法，采集压缩机输气管的振动信号；判断振动信号中各阶次均出现的同频振动峰值，确定峰值起始频率值和终止频率值，并计算中心频率；采集输气管内部的流量信号，并根据输气管截面积计算流速信息；根据管道声学理论，利用中心频率和流速信息计算自适应扩张腔的有效长度；根据振动峰值与目标值的差值计算自适应扩张腔的扩张比，并由扩张比推算自适应扩张腔的有效截面积；根据计算得到的自适应扩张腔有效长度和有效截面积，控制水循环枢纽调整自适应扩张腔的腔体长度和截面积。

9、在本发明的一种优选实施方案中，根据自适应扩张腔的有效截面积，计算特定截面形式下的具体尺寸参数；其中，当采用矩形截面时，计算截面长度；当采用圆形截面时，计算截面半径。

10、在本发明的一种优选实施方案中，通过传感器集成模块采集压缩机输气管的振动信号和流量信号；利用中央处理器进行信号处理和参数计算；根据计算结果，控制水循环枢纽向自适应扩张腔输送特定量的液体，以调整自适应扩张腔的腔体长度和截面积。

11、在本发明的一种优选实施方案中，通过可上下移动的带导轨滑板调节自适应扩张腔的腔体长度；通过可前后移动且可伸缩的带导轨滑板调节自适应扩张腔的截面积；其中，上下移动的带导轨滑板和可伸缩的带导轨滑板相互垂直布置，以实现自适应扩张腔在轴向和径向的调节。

12、本发明的有益效果是：首先，本发明通过采用可改变腔体自身长度和腔体截面积的自适应扩张腔，实现了对不同频率噪声的精准适应和消除。这种自适应能力使得该装置能够有效应对压缩机在不同工作状态下产生的各种频率的噪声，大大提高了降噪的效果和适用范围。相比于传统的固定尺寸扩张腔，本发明的自适应特性显著提升了消音装置的灵活性和通用性。

13、其次，本发明通过集成的传感器模块、中央处理器和水循环枢纽，构建了一个智能化的闭环控制系统。这个系统能够实时监测压缩机的振动和流量信号，快速计算出最优的扩张腔参数，并通过水循环系统精确调节扩张腔的尺寸。这种智能化的控制方法不仅提高了降噪的精度和效率，还能够随时应对压缩机工作状态的变化，保持最佳的降噪效果。

14、再者，本发明的设计巧妙地利用了水循环系统来调节扩张腔的尺寸，避免了复杂的机械结构，提高了系统的可靠性和耐用性。同时，这种设计也使得装置的调节过程更加平稳，不会对压缩机的正常工作造成干扰。

15、此外，本发明的控制方法通过精确计算扩张腔的有效长度和截面积，确保了降噪效果的同时，最大限度地减小了对压缩机性能的影响。这解决了传统降噪方法中性能与降噪之间的矛盾，实现了降噪和性能的双赢。

16、最后，本发明的自适应特性使得同一套装置可以应用于不同类型和规格的压缩机，大大降低了制造和适配成本。这不仅为企业节省了开发和生产成本，也为用户提供了更加经济实惠的降噪解决方案。

17、本发明提供的自适应扩张消音装置及其控制方法，通过智能化、自适应的设计，有效解决了压缩机噪声问题，同时兼顾了性能和成本的平衡，为压缩机行业的降噪技术带来了革新性的解决方案。