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空压机噪声特点分析及噪声控制措施研究
发布时间:2010-11-03

    空压机是很多企业必备的生产辅助设备,在生产中发挥着重要的作用,但空气压缩机是一种强噪声设备,运转时产生的强烈噪声恶化了工作条件和生活环境。
    空压机噪声的特点为:噪声声级高,低频突出,传播距离远,污染范围大。特别是某些噪声的频率与人的内脏器官固有频率相接近,引起共振,使人产生头晕、恶心、心律过速、高血压等症状,不仅导致人们的工作和生活质量下降,而且容易引发安全事故和人际关系矛盾。因此,控制空压机噪声不仅是劳动保护和环境保护的重要问题,也是事关企业可持续健康发展的重要问题。

   1 空压机噪声声源的组成及特点
   1.1 空压机噪声声源的组成
   空压机是一个多声源发声体,其噪声主要为进气噪声、排气噪声、机械噪声、电磁噪声。
   1.2 空压机噪声的特性
   以5L-40/8型、最大转速为600 r/min的空压机为例进行分析。
   1) 进气口噪声
    空压机进气口噪声的基频f=2n/60(n为空压机每分钟的转数)。除了基频之外,还有2f,3f等谐波,但高频谐波的声级比基频声级要低。图1为测得的空压机进气口噪声及频谱,其基频f=2n/60=20 Hz,噪声在100-120 dB(A)之间。
从图中可看出,进气口噪声是一种宽频带连续谱,呈低频特性。声压级由低频逐渐向高频降低,即低频强、频带宽,总声压级高。进气噪声一般随负荷的增加而增加,也与进气阀的尺寸、调速机构和气门通路结构等因素有关。空压机进气口噪声比其它部件的噪声要高7-10 dB(A),是空压机的主要噪声源。
   2) 排气口噪声
   排气噪声也是一种宽频带连续谱。噪声频谱明显呈中高频特性,噪声频率较复杂,噪声在80--90 dB(A)之间。排气噪声峰值1KHz较突出,在峰值左侧,低频噪声声压级较弱,在峰值右侧高频噪声声压级较强。排气噪声的大小与压缩气体的流量、压力、空压机的转速有关,流量越大,压力越高,转速越高,噪声越大。
   3) 机械性噪声
   由于产生机械噪声的主要原因是转子系统不平衡产生的振动,因此,该噪声频率是转子转动频率的整数倍,其基频与进气噪声基频相同,频谱也呈低频特性。 
   机械性噪声具有随机性质,频谱窄,频率相对固定。机械噪声由空压机的运动精度和零部件的制造精度即机械性能决定的,并随空压机转速的大小、冲击的速度、轴承间隙的大小、机体与基础的连接状况变化而变化。
   4) 电磁噪声
   电磁噪声的特点是频带宽,声级比较稳定。

   2 空压机噪声控制方法
   空压机噪声控制一般采用吸声、隔声、消声3种方法及措施。吸声是指声波人射到物体表面时,部分声能被物体吸收转化为其他形式的能量而降低噪声。隔声是将噪声源封闭起来,把噪声控制在一个小的空间内,阻隔声音的传播。消声是将多孔材料按一定方式固定在气流通道内壁中,以达到削弱空气动力性噪声的目的。在实际工作中,可根据噪声源类型采取一种或几种措施同时进行控制。根据噪声源频率的特点及噪声控制要求和现场条件,空压机各部分噪声治理可采取以下实施。
    2.1 进气口噪声控制
    控制空压机的进气噪声,一般可采取安装消声器的方法。固定式空压机通常安装在室内地面,但空压机的进气口有的在室内有的在室外。空压机进气口在室内时,应将进气口的噪声降到稍低于机体的噪声,进气消声器的消声量应在 15 dB(A)左右;空压机进气口在室外时,应根据机房周围的环境条件,将空压机进气口噪声降低到环境噪声标准的要求,消声器的消声量一般应在 20 dB (A)以上。有些空压机的进气口装有空气滤清器,空气滤清器对进气口气流噪声有一定衰减,但不能满足降噪要求,故仍需要增加消声装置。一般可利用滤清器钢架设置消声百页进行消声,百页采用竖向,有利于防尘。

    2.2 排气口噪声控制

    排气压力高、流量大的空压机因产生的排气噪声较高,在排气系统需要设置专用的消声器进行控制。排气口消声器要求消声量大,消声频段宽,具有减压扩容,减小排气放空的压力落差的作用,以降低排气放空噪声。消声器有下列几种类型:管式消声器、弯头式消声器、小室式消声器式、圆盘式消声器。

    2.3 本体噪声控制
    控制空压机的机体噪声、电动机噪声,常用考虑采用隔声加吸声的控制技术。措施是给压缩机加装隔声罩或制隔声间,以阻止噪声的传播。这是因为仅用消声措施无法控制辐射噪声和机电噪声。在空压机进气口噪声下降10--20 dB以后,机壳的辐射噪声将变为主要声源。对于小型移动式空压机常采用隔声罩的控制措施;对于大型或多台数空压机可在机房及操作间制作隔声间。为了提高隔声罩的隔声效果,通常在其内附设吸声层。如果隔声罩内没有吸声材料,那么,噪声源通过钢板连续反射而不被吸收,罩内将形成一个混响场,导致罩内声级增大。材料的吸声系数越大,它的吸声能力就越好,吸声系数随频率、厚度以及密度而变化。
    隔声罩、隔声间要考虑散热问题,通常在隔声体上设置进气消声器和排气消声器。隔声设备要考虑维修的方便性,设置隔声门和观察窗,方便拆卸,并且注意在装后保证接缝处严密。隔声门、隔声窗、进气消声器与罩体保持隔声量匹配相近。为提高隔声罩降噪效果,隔声罩的设计应满足:隔声罩板要选择具有足够隔声量的材料制成,如金属板;处理好门、窗、洞口等隔声薄弱环节;内壁做强吸声处理,选择合适的吸声材料。
    贮气罐噪声的消除通常用悬挂吸声体的办法。当压缩空气进人罐内时,在罐内的吸声体吸收声能,从而达到降噪效果。降低排气管道噪声,采用管道包扎的办法或将管道埋在地下,隔声包扎获得了近20 dB(A)的降噪量。
    

    2.4 控制机体的振动
    控制空压机噪声就必须控制振动。空压机的振动主要通过基础和管道系统向外传递。振动的控制主要是采取隔振控制。主要措施如下:
    ①使用隔振器。隔振器把空气压缩机与基础之间形成弹性联结,减少振幅实现隔振,这是隔振的最关键的环节。
    ②采用隔振缝悬浮基础。隔振缝悬浮地基切断空压机振动向土壤传递的途径。隔振缝宽150-200 mm,充干砂,在基础下面铺干砂和工业毡,毡厚20-40 mm,
    ③采用隔振沟。有些情况可采取地面挖沟,用以切断沿地面传播表面波为主的振动。
   

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