图片
网站标志
图片
 
文章正文
滑阀式真空泵排气系统抗性消声结构的研究
作者:管理员    发布于:2018-01-13 09:01:50    文字:【】【】【

  真空科学与技术学报滑阀式真空泵排气系统抗性消声结构的研究鲍俊瑶p李志远2(1.安徽职业技术学院合肥230051;合肥工业大学合肥230009)验都表明,合理地设计滑阀式真空泵排气系统扩张比、扩张室长度以及适当地利用插入管,可以有效的降低滑阀式真空泵的低频噪声。经过对H150型滑阀式真空泵的初步试验,取得了降低噪声9dBA的效果滑阀式真空泵具有结构简单、性能可靠、造价低廉的优点,因此成为一种生产量大、应用面广的真空获得设备。但是,该泵存在的主要问题是噪声和振动大,这将会减少真空系统的寿命,并对环境造成不利影响。因此降低滑阀式真空泵的噪声与振动,对改善滑阀泵的性能、提高产品质量、增强市场竞争力具有重要的意义。

  由可知,形成滑阀泵噪声大的一个主要原因是油气的冲击。为了降低滑阀式真空泵的冲击噪声,国内普遍采用的办法是通过降低滑阀泵的转速来减小冲击,如将H150型滑阀泵的转速由原来的540r/min改为480r/min,可使噪声降低3dBA以上。但是,在滑阀泵抽速不变的情况下降低泵的转速就意味着增加泵的体积,显然这种措施并不是佳方案。可见探寻其他有效降低噪声的方法是十分必要的。

  面积发生变化时,声阻抗Z也发生变化。在变截面处,由于阻抗的变化,一部分入射声波就会被反射回原来的管道,从而使入射声波发生衰减,起到消声的作用。在滑阀式真空泵的排气系统中,从泵腔的排气孔开始,直到油箱的排气管道,气流截面发生了多次改变。如果合理利用变截面管道的这种消声性能,也能够有效地降低滑阀式真空泵的冲击噪声。

  为此,本文从抗性消声的角度对滑阀式真空泵排气腔结构设计进行了相关的理论分析和试验探讨。

  1扩张消声分析为扩张消声器的示意图,图中S1、S2和S3分别是进气管、扩张室和出气管的截面积,设气体的声阻抗率为P.入射波声压为A=Pie(wkx))反射波声压为p=Pre+kx);波速为u==VPc.知道囔剪的大值是所以消声量的设计只是blish3所示两节串联的扩张式抗性消对式(9)bookmark2二扩张消声器示意在x=0处,压力和体积速度有如下关系:则,式(1)、(2)相除得在x=L处,压力和体积速度的关系为:同样有:对式(3)、(6)进一步整理、化简,得传递功率系数:通常进气管和出气管的截面积相同,即S1=S3,于是传递功率系数为:由此可得扩张消声的消声量(传递损失TO为是声波波长。

  由式(9)可看出,消声量取决于扩张比m和扩张室长度L同时是声波波长U或频率/)的函数。

  如果被消声的声波波长X不变,对于固定的扩张室长度L,m增大会使消声量增大。而扩张室长度L改变时,消声量的大幅值并不改变,但与大幅值和小值对应的消声频率却发生了变化。由式(9)由m来确定,而消声频率却是由扩张室长度L来调整。但当kL为n的整数倍时,sinkL =0,此时的消声量为零,与此相对应的频率既是通过频率。

  当扩张室不止一个时,适当地调整各个扩张室的长度L就可以得到不同的消声频率,从而能够克服单个扩张室存在通过频率的缺陷。

  2排气腔消声性能分析21排气腔结构的声学简化滑阀式真空泵的结构如所示,泵腔内的气体从泵体排气孔1排出,经排气罩2、挡油盘3、油箱4和排气管5排出泵外。

  排气腔结构的声学简化由可以看出,气流从排气孔出来到排气罩时,发生一次截面突变,从排气罩到油箱又发生一次截面突变,所以排气系统的声学通道可以简化为图的分析可知,两节扩张腔串联,可以分别调整各个扩张腔的长度Li,以克服单个扩张腔具有通过频率的缺陷。

  2.2排气腔结构的消声试验为了验证按抗性消声理论设计的排气系统消声效果,以H150型滑阀式真空泵为对象,进行了无挡气罩、有挡气罩、有挡气罩并插入V4波长管三种情况下的试验。是H150型滑阀式真空泵的噪声频谱图。从图上不难看出,H150型滑阀式真空泵的噪声能量主要集中在1 000Hz以内,所以三种情况的试验都是在1⑴Hz ~1000Hz的频率范围内进行。三种试验的1/3倍频程噪声值和总噪声结果见表1.表1三种状态下的噪声测量值(单位:dBA)1/3倍频带中心频率/Hz计权试验1试验2试验3无挡气罩试验。这是将真空泵泵腔的排气孔上方的挡气罩去除,使排气孔和外壳内腔相连,也就是泵腔排出的气体直接进入上部的油箱。按说此时的扩张比大,对某些频率具有很大的消声量。

  但是,由于油箱是由薄钢板焊接而成,在排出的脉动气流冲击下,油箱受到激励而产生再生噪声,使得这种状况下的噪声值高达90dBA,参见表1.有挡气罩试验。本试验把抗性消声器设计的挡气罩安装在排气孔上方,扩张室挡气罩的消声频率设计为630Hz,第二扩张室的消声频率设计为160Hz.由表1可以看出,在630Hz处的消声量达到14dBA之多。在160Hz处的消声量不太显著,只有2dBA,这仍然是由于油箱的再生噪声造成的。但此时的总噪声已降到83dBA.有挡气罩和插入管。本次试验是针对160Hz和200Hz这两个1/3倍频带设计了连接管,分别在挡气罩腔体内和油箱腔体内插入V4波长的长度。这样处理的结果使得在160Hz处的噪声已降低到79dBA.此时的总噪声是81dBA,比无挡气罩时降低了9dBA. 3结论由于滑阀式真空泵排气系统的特殊结构,可以将它简化为两个串联的抗性消声器,在设计时把挡气罩和油箱上部作为两个扩张室,根据滑阀式真空泵噪声中的低频优势频率分别设计这两个扩张室的长度,就能够有效地降低它的噪声。在两个扩张室的连接处,如果利用四分之一波长插入管,还能够使真空泵的噪声进一步降低。对H150型滑阀式真空泵的初步试验显示,采取这两项措施,噪声共降低

图片
脚注栏目
脚注信息
版权所有 Copyright(C)2012-2013 博山消防泵,博山水泵厂家——淄博博山华杰水泵厂