靜力液壓泵壓力進(jìn)出口外置減噪聲閥裝置

林成

摘要：對靜力液壓泵出現(xiàn)噪聲的根源進(jìn)行了探究，并且設(shè)計(jì)了改善靜力液壓泵的可行性方案，首先對靜力液壓泵工藝進(jìn)行了改良，在靜力液壓泵工藝中增加了專門用于消聲、隔音的兩種裝置，并且對裝置的管道消聲器進(jìn)行了完善，經(jīng)科學(xué)計(jì)算，可知完善過的管道消聲器性能比原性能有一定的提升幅度。

關(guān)鍵詞：靜力液壓;泵;噪音;技術(shù);消聲器

靜力液壓是泵的一種實(shí)用方式，靜力液壓可以從多種泵源來進(jìn)行泵的提取工作，靜力液壓泵的壓力適應(yīng)范圍較廣、啟停便捷、自動(dòng)化程度高并且能耗低，因此靜力液壓泵在眾多行業(yè)中廣泛應(yīng)用，例如能源行業(yè)、化工行業(yè)、環(huán)保行業(yè)、冶金行業(yè)等。為了使靜力液壓泵可以在日常生產(chǎn)活動(dòng)中長期穩(wěn)定工作，就要對其相關(guān)的工藝、吸附塔結(jié)構(gòu)、吸附裝置管路計(jì)算、吸附劑、程控閥以及裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。現(xiàn)代社會(huì)大力提倡環(huán)保節(jié)能思想，因此靜力液壓泵的噪聲被相關(guān)行業(yè)加大了關(guān)注程度，因此文章對靜力液壓泵噪聲分析與控制技術(shù)進(jìn)行了探究。

一、靜力液壓泵系統(tǒng)噪聲分析

1.靜力液壓泵系統(tǒng)

靜力液壓泵工藝主要利用的原理是吸附劑上平衡吸附容量差異，壓力越大吸附質(zhì)的總量越多，并且靜力液壓泵的壓力具備周期性，根據(jù)周期性來實(shí)現(xiàn)靜力液壓泵的吸附、解吸兩種泵過程的不問斷交替，最終達(dá)到泵提純的生產(chǎn)目的。通用的靜力液壓泵步驟主要包括：泵吸附、系統(tǒng)多級均壓降壓、裝置順放、解吸以及裝置多級均壓升壓，其中解吸又包括逆放步驟、沖洗步驟以及抽空步驟，靜力液壓泵系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)壓力改變的主要在于均壓、順放以及逆放三個(gè)過程。靜力液壓泵工藝主要用到了管道、吸附塔、順放罐、程控閥以及逆放緩沖罐，由程控閥來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所發(fā)出的程序指令，讓其他裝置來實(shí)現(xiàn)靜力液壓泵工藝的各個(gè)步驟。靜力液壓泵壓力改變初期，整個(gè)系統(tǒng)存在一定的壓力差，這會(huì)導(dǎo)致管路系統(tǒng)和塔內(nèi)中有一定的流速，從而導(dǎo)致出現(xiàn)流速噪音。例如在靜力液壓泵中50000Nm3/h的均壓環(huán)境下，提純泵第一步的靜力液壓泵系統(tǒng)中一些位置油液流速較低，尤其是在系統(tǒng)兩吸附塔出口的主管路中更加明顯，但是在兩程控閥之間的均壓管路流速很高，流速甚至達(dá)到了超音速的標(biāo)準(zhǔn)，靜力液壓泵系統(tǒng)的壓力降也主要在兩程控閥之間，從阻力系數(shù)角度來看，程控閥阻力加大，其阻力在部分均壓步驟中至少占到了總阻力的一半，所以程控閥的壓力變化幅度較大。靜力液壓泵的靜力液壓是一個(gè)瞬態(tài)的變化過程，系統(tǒng)壓力降低，油液密度變小，這一變化過程開始后的流速將漸進(jìn)增加。

2.靜力液壓泵噪聲源介紹

將靜力液壓泵系統(tǒng)出現(xiàn)噪聲的原因進(jìn)行分類，具體可化為三類：機(jī)械噪聲、空氣噪聲、以及電磁噪聲。機(jī)械噪聲主要是震動(dòng)性噪聲，在靜力液壓泵系統(tǒng)中，機(jī)械噪聲主要來自瞬態(tài)過程中系統(tǒng)內(nèi)氣流沖擊和高速氣流發(fā)出的氣流動(dòng)力性噪聲產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)噪聲，靜力液壓泵閥門處流場變化情況較為復(fù)雜，流場不僅僅會(huì)出現(xiàn)渦流，還會(huì)生成高速油液對閥門有沖擊作用，這就會(huì)導(dǎo)致靜力液壓泵系統(tǒng)出現(xiàn)十分明顯的空氣動(dòng)力性噪聲，通過對實(shí)際靜力液壓泵中的壓力計(jì)算可知，距離管壁1m的噪聲加權(quán)聲級是113dB（A）。靜力液壓泵中的油液振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生空氣動(dòng)力性噪聲，裝置中的油液出現(xiàn)渦流或者出現(xiàn)裝置內(nèi)部壓力突變，都會(huì)引發(fā)靜力液壓泵系統(tǒng)內(nèi)部油液擾動(dòng)，從而出現(xiàn)空氣動(dòng)力性噪聲。在靜力液壓泵的緩沖罐中，油液流通的面積如果出現(xiàn)突然放大的現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生管道空響的噪聲，從科學(xué)角度進(jìn)行解釋就是裝置管道內(nèi)部有高速噴出的氣流對周邊環(huán)境的油液進(jìn)行剪切以及沖擊，從而產(chǎn)生劇烈的油液擾動(dòng)，這種原理引發(fā)的噪聲被稱為噴注噪聲。

二、靜力液壓泵的噪聲控制技術(shù)

噪聲主要由三個(gè)方面形成：聲源、傳播方式、聽者，因此靜力液壓泵噪聲的實(shí)際解決措施也從這三個(gè)地方入手，這樣才能更好的控制靜力液壓泵的各類噪聲。在一般靜力液壓泵噪聲控制中，可以選用有效的泵降噪工藝方法來處理聲源噪聲并且改善噪聲的傳播途徑。

1.靜力液壓泵噪聲源控制技術(shù)

靜力液壓系統(tǒng)主要有兩個(gè)噪聲源，分別是緩沖罐噪聲和閥門噪聲，這兩個(gè)噪聲源都是靜力液壓泵中的高速氣流形成的，根據(jù)高速氣流形成噪聲的原理可以對靜力液壓泵工藝進(jìn)行優(yōu)化來改善，降低靜力液壓泵中的流速可以極大降低靜力液壓泵生產(chǎn)活動(dòng)的噪聲。在靜力液壓泵的均壓過程中，將均壓過程的時(shí)間進(jìn)行延長，減慢均壓過程裝置氣流的速度，一般的靜力液壓泵均壓時(shí)間在20-30s，還有一部分靜力液壓泵的均壓時(shí)間低于15s，通過科學(xué)的靜力液壓泵管路計(jì)算，得出將均壓過程控制在大約25s可以有效的將氣流流速降低到原流速的50%，這樣可以有效降低閥門噪聲，除了這個(gè)方法，也可以通過控制調(diào)節(jié)閥來降低均壓過程的最大流速，這種方法也能夠有效改善噪聲源所產(chǎn)生的噪音。對于靜力液壓泵的順放步驟和逆放步驟來說，可以通過增設(shè)總管調(diào)節(jié)閥來有效控制裝置中油液的釋放速度，根據(jù)研究可知，噴注噪聲的數(shù)值和氣流速度數(shù)值的8次方是正比關(guān)系，因此增設(shè)調(diào)節(jié)閥同樣可以有效降低噪音。

2.靜力液壓泵噪音途徑控制技術(shù)

作為較為常見的方法，隔聲措施可以有效降低靜力液壓泵的噪音。使用高比重、高密度的材料對噪音聲源進(jìn)行隔離，這樣可以有效防止噪聲影響外界，但是想要達(dá)到較好的降噪效果，則需要根據(jù)噪音源的特性來選用隔離材料，并且要設(shè)計(jì)相應(yīng)的隔聲結(jié)構(gòu)，這樣才能在噪音途徑上進(jìn)行降噪處理。消聲器是可以有效降低噪音的設(shè)備，使用這種設(shè)備可以在靜力液壓泵的油液以順利流通的前提下降低噪音，消聲器中有吸聲內(nèi)襯以及特殊消聲結(jié)構(gòu)，這樣可以提供特殊的氣流管道，因此主要在動(dòng)力設(shè)備的排氣口進(jìn)行氣流消聲處理，消聲器可分為四類：抗性消聲器、阻性消聲器、共振式消聲器以及復(fù)合式消聲器，根據(jù)這幾種消聲器不同的性能和消聲原理，可應(yīng)用在不同的噪聲途徑降低噪聲。

3.設(shè)計(jì)高性能管道消聲器

對于應(yīng)用在工業(yè)大型靜力液壓設(shè)備來說，在設(shè)備的程控閥門處設(shè)置專用消聲器能夠起到降低噪聲的作用，但是設(shè)備管道的空間較小，這就對消聲器的物理結(jié)構(gòu)有一定的要求，現(xiàn)在工藝靜力液壓泵廣泛使用小孔消聲器，值得注意的是靜力液壓泵瞬態(tài)過程中油液的瞬時(shí)流速很高，但是閥門處安裝的消聲器所發(fā)揮的消聲作用有限，其原因在于程控閥門處存在的空氣動(dòng)力學(xué)噪聲不僅僅有很大的強(qiáng)度，并且噪音的頻率帶較寬，但是常見的消聲器只能改善頻率范圍窄的噪聲。因此設(shè)計(jì)高性能管道消聲器是十分有必要的，提升消聲器的消聲性能是改善靜力液壓泵噪聲的有效途徑。

三、結(jié)論

現(xiàn)代用于泵提純的靜力液壓泵體積越來越大，設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲對周邊環(huán)境有一定的不良影響，因此靜力液壓泵的噪聲處理越來越被人們所重視，將靜力液壓泵的工藝和裝置管道進(jìn)行改善，使用各類消聲技術(shù)來最大程度上解決噪聲問題。國家對環(huán)保問題極大了重視程度，做好噪聲處理工作是工業(yè)發(fā)展的趨勢，這樣才能滿足現(xiàn)代人生活品質(zhì)的需求，建設(shè)文明和諧的社會(huì)環(huán)境。