罗茨风机降噪专题:罗茨风机消音器与FSR系列罗茨风机

2019-07-25 08:15:03 14

1,引言
由于罗茨鼓风机周期性地吸、排气以及瞬 时等容压缩而形成的气流速度与压力脉动,从 而产生了很大的气体动力噪声和振动幅射噪 声,给生产和安全都带来不利影响。章丘丰源机械有限公司针对罗茨鼓风机的噪声特性,采用先进的 噪声控制技术和降噪设计,有效地降低罗茨鼓 风机及其管道系统的噪声污染,满足人们日益 增强的健康要求。


丰源机械

2,罗茨鼓风机的噪声特性
罗茨鼓风机实际上是一种容积式气体增压 与输送机械,运转时产生噪声的原因主要有: 2.1,气体在管道输送过程中由于管道横 截面积变化所引起的气流脉动噪声。 2.2,风机叶轮在转动过程中由于容积空 间变化将产生压力脉动,从而引起流量脉动噪 声。 2.3,进气口面积突变所导致的高低压气 体撞击所引起的气流脉动噪声。 2.4,高速气体与叶轮和壳体的接触噪 声。 2.5,齿轮啮合过程中由于齿型误差所引 起的振动噪声。 2.6,因轴承制造精度差所引起的噪声。 2.7,叶轮由于受力不均引起的轴承振动 噪声。 2.8,叶轮啮合过程由于转子制造误差所 引起的撞击噪声。 其中,以气流噪声强度最高,危害最大。 气流噪声按产生机理分析,主要有两种形式: 一种是风机叶片负荷和厚度引起的旋转噪声; 另一种是风机叶片附面层分离、旋涡发放、紊 流脉动等引起的涡流噪声。旋转噪声是由于风 机叶片工作于非粘性的势流中产生的,其频谱 常呈低中频性,伴有一组离散的频率尖峰;而 涡流噪声则取决于风机叶轮的形状以及气流相 对于机体的流速及流体粘性,产生连续频谱的 高频噪声。频率越高,噪声指向性越强。 不同的风机参数,有着不同的频谱。风机 噪声频谱特性:<500Hz 为低频噪声,500~ 1000Hz 为中频噪声,>1000Hz 为高频噪声。罗 茨鼓风机有复杂而连续的频谱成份。首先在很 宽的频率范围内均有较高的噪声,其中以低中 频为主要成份,且尽管风机型号不同,其噪 声频谱特性都基本相似。其次当静压较低即负 载较小时,峰值频率常在125Hz 左右,当升 压至额定静压条件下运转时,在中频500Hz 以 上,还会出现新的噪声峰值。说明随着罗茨 鼓风机工作压力的提高,中高频噪声将会出现 明显的增大。 罗茨鼓风机的噪声强度及频谱特性既与风 机的工作静压大小有关,又与风机的流量、转 速有关。如随着流量的增大,噪声也相应升 高,其中中高频噪声的增大尤为显著。

罗茨鼓风机


3.噪音控制技术。
根据使用现场的实际情况,应用频谱分析 明确风机噪声源的部位,这不仅使风机噪声测 量和调查能够做到有的放矢,而且为噪声控制 设备和治理工程的设计提供了科学的依据。经 过长期的从设计到实践的反复论证,证明以下 技术对控制罗茨鼓风机噪声污染是十分有效的。 3.1,降低风机空气动力噪声方法 3.1.1,合理选择风机形式:同一系列的风 机风量、风压大者,噪声也大。因此,选择机号 时,余量过大不仅浪费电能,而且还增大噪声, 风机的性能必须与管网及运行制度相匹配方能 得到最低的噪声。对同一型号风机,在性能允许 条件下,应尽量选用低转速运行的风机,当达到 一定流量尽量减少转速,以降低噪声。 3.1.2,合理地设计管路:管路阻力要小,风 机入口不宜处于急变流场,若系统中有多个管 件,如弯头、支管等,则它们之间的距离应拉开 5~10 倍管径。 采用合理的调节方式,并使风机入口均匀 进气,都会使噪声下降。另外,应防止机壳与管 道的振动过大而辐射过大的噪声。用加强肋板 和阻尼涂层使薄板的固有频率提高。圆形管道 的振动以及振动产生的噪声辐射量较矩形管道 为小,要尽量采用圆形管道。 3.1.3,吸声材料的分类与应用 一般多采用 125、250、500、1000、2000、 4000Hz 六个频率的吸声系数,其算术平均值 α>0.2时的材料才能作吸声材料。多孔材料主 要吸收中、高频;板状和膜状材料主要吸收低 频。在吸声频率上有明显的峰,穿孔板吸声结构 则兼有上述两类的吸声特性,即在转变的频率 范围内有相当的吸收。 3.2,消声器种类与选取原则 消声器仅对进排气噪声有明显的效果。风 机进、排气管路常用的配套系列消声器有:阻性 消声器(中高频效果好)、 抗性消声器(中低频 效果好)、 微穿孔板消声器(较好的低中频宽带 消声)、 阻抗复变消声器(消声值高,频带宽)及 组合型专用消声器。 根据风机的噪声级大小、频谱特性及使用 流量,由具体的工艺条件决定消声器的设置。选 取的原则是在上、下限截止频率(4000Hz~ 250Hz)之间,合理选用消声值高,节省费用的 消声器。 3.3,控制噪声波的方法 3.3.1,隔声与吸声处理 为了隔绝鼓风机的基础振动,减弱固体声 的传递,可在鼓风机下安装减振器,或在设计门的隔振基础。采用全封闭的风机隔声间,在隔 声间内墙面和平顶表面衬上 60mm 厚的微孔泡 沫塑料;风道与墙壁间隙充填毛毡,以吸收罗茨 鼓风机辐射的噪声。采用自扇通风冷却、负压吸 风冷却、空气循环通风冷却、外加机械通风冷却 等措施,有效地解决隔声间内的通风散热问题。 一般可降低噪声 8~12dB(A)。设置双层 6mm 厚的密封玻璃窗直接观察风机运转情况。选用 能实时显示风压、温度、电动机电流等工作状况 和具启动、停止、故障报警等功能的远距离机电 一体化智能自动控制系统,实现人机分离。 3.3.2,输气管道的阻尼和隔声处理 罗茨鼓风机进气或排气管道的阻尼与隔声 处理,也是降低风机噪声的一个重要环节。输 气管道采取阻尼措施,先用沥青、毛毡等阻 尼材料紧敷于管壁外,以阻尼管壁振动,降 低噪声辐射。然后用玻璃棉等材料做一层吸声 层,再用钢丝网水泥做2cm 左右的刷层,可 降低管壁噪声15~20dB(A)。必要时设置消声 弯头为双层壁结构,内壁按设计距离钻直径 1mm 孔多个,内外壁间距为100mm,其间充 填细玻璃棉以吸收由风速而产生的噪声,从而 降低排风系统噪声。
4,降噪设计
降噪的方法主要有两种。一种是使用消声 器或隔离罩,即被动降噪。

罗茨风机消音器
罗茨风机隔离罩

另一种是主动降噪, 从鼓风机的内部结构着手,利用空气动力学原 理,通过研究转子型线、进排气管道和进排 气口的形状、叶轮间的间隙等与噪声间的关 系,从而设计出低成本、低噪声、高效节能、 结构紧凑的罗茨鼓风机。FSR系列罗茨鼓风机的降噪设计要点 如下: 4.1,叶轮采取特殊降噪圆弧、摆线、圆 弧组合型线,容积利用率为 0.53,降低由流 量和压力脉动所引起的噪声3~4dB(A)。主要 降低了涡流噪声的中、高频部分。 4.2,机壳采取了逆流冷却技术的降噪结构, 使冲击波强度减弱 50%,噪声大约降低5dB(A)。 主要降低了旋转噪声的低频部分。进出风口设 计成 20 度的螺旋渐变斜口,避免进排气口面积 突变,削减周期性排气冲击的气流脉动噪声。 4.3,叶轮组采用了整体结构;去掉了轴承 座,进口轴承直接装在带有阶梯孔的墙板上;机 壳与墙板用圆柱销定位,保证了同轴度。5 级精 度的硬齿面直齿轮(斜齿轮)与传动轴采用胀紧 套联接,润滑油选用 N68~N220号中极压工业 齿轮油;主、副油箱材质为铸铝等多项新结构。主要零部件均采用数控设备和加工中心 加工,在整个频谱特性上取得良好的降 噪效果。 4.4,设计合理的承载、密封、润滑 等结构形式,达到结构紧凑、密集组合成 套、免维护等要求。 4.5,建立鼓风机专用试验台,测试 风机的风量脉动率、全压、容积效率、噪 声等主要性能指标。 4.5.1,为了评估理论分析的正确性, 对采用逆流冷却技术和不采用逆流冷却 技术的两种情况进行了对比试验。在 FSL45WC 三叶罗茨鼓风机进口处未装有 消声器的条件下,离机侧 1 米处分别对接 通气体逆流冷却通道和关闭气体逆流冷 却通道两种情况进行了噪声测量,其数 据列于表 1,可以看出在相同升压下,接 通气体逆流冷却通道比关闭气体逆流冷 却通道的噪声低。 4.5.2,用扭叶转子代替直叶转子用 于罗茨鼓风机的低噪声结构设计。测试 用三叶罗茨鼓风机主参数:理论流量 45m3/min,额定升压 58.8kPa,额定 转速 1580r/min,叶轮直径 305,长 450, 扭叶转角 60°。吸排气口均安装了消声 器,测试现场的背景噪声为 45dB(A)。扭 叶罗茨鼓风机噪声测量结果见下表。 升压(kPa)     9.8 19.6 29.4 39.2 49.0 58.8 噪声值dB(A) 79.8 85.1 85.8 87.7 89.2 89.7 上述噪声值为离风机周围 1 米处测 得。底座(基础)或管道状况不同,所测 出的噪声值不同。如加隔声罩后噪声可 在此基础上降低 20dB(A)左右。罗茨鼓风 机及其管道系统可降至 85dB(A)以下,风 机在降噪设计及性能上均取得良好的效 果。

罗茨鼓风机

5,结束语
降低噪声最有效最经济的方法是采 用主动降噪的新设计、新工艺来降低声 源辐射噪声;通过频谱分析风机噪声特 性,采用先进的噪声控制技术的工艺流 程,达到降低噪声或隔离噪声的目的。经 过采用以上措施,罗茨鼓风机及其管道 系统的噪声得到有效的控制。在降低噪 声污染的同时,满足环境治理的要求。章丘丰源凭借二十多年罗茨风机专业经验已经积累了无数经验,想获取更多关于罗茨风机的方案与选型可以联系电话:18753135590

延伸:工业企业厂界环境噪声排放标准   


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