空气压缩机属于通用动力设备,在工业生产中被广泛采用。空压站的噪声一般都在90~100dB,而且以低频脉动噪声为主,涉及面广,传播距离远,影响较大。
1 噪声源
空气 压 缩 机(以下简称空压机)发出的噪声,主要来自进气噪声,驱动机和机体辐射噪声,排气、管道和贮气罐噪声,排气放空和阀门噪声。
1.1 进气噪声
空压 机 在 进气口间歇进气,随着压缩机气缸进气阀的间断开启,空气被吸人气缸,而后进气阀关闭,气缸内的空气被压缩,吸气和压缩交替进行,在进气口附近产生了压力脉动,压力脉动以声波的形式从进气口传出,形成进气噪声。空压机的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。中小型空压机进气噪声多在85 dB一100 dB(A)之间,大型空压机进气噪声可达100 dB一120 dB(A)。空压机的转速一般在400 r/min一800 r/min,实测峰值一般在125 Hz左右,空压机进气噪声具有低频突出的特点。
1.2 排气和管道及贮气罐噪声
压缩空气输送到使用地点时,被压缩的气体膨胀,从管道系统中释放出能量,产生排气噪声。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。管道噪声是由于管道内气流不断排出和外充,产生气流脉动,声波穿透管壁发出的声音。管道噪声的大小主要取决于进人和排出管道的气体量,其次是在1周期内气流脉动的数,另外,和管道系统的材质有关。空压 机排出的气体通常进人贮气罐,压缩空气的进人和排出使贮气罐内的压力升高和降低,从而产生气流脉动,使贮气罐产生噪声。贮气罐噪声的大小与贮气罐的支撑结构、材质、排气管连接位置和管内的压力脉动产生的激振力有关。贮气罐噪声通常在80 dB- 90 dB(A)之间。
1.3 排气放空和阀门噪声
排气放空噪声:空压机在运行过程中或即将停止运转时,将多余的压缩气体排出,产生强烈的噪声。噪声的大小与压缩空气的压力和流量有关。阀门噪声:压缩气体通过阀的小孔时,以声速喷射,冲击阀门出口处或阀门接管出口处。阀门噪声的大小与阀门的形状、尺寸及压缩空气压力和流量有关。
1.4 机体噪声
机体噪声:空压机运转时,运动的零部件摩擦撞击产生的噪声。例如,曲轴与连杆、连轴节等部位的打击声及供油泵发出的噪声;往复运动的活塞与气缸壁摩擦引起气缸壁以本身固有频率强烈振动,产生较高的噪声。这些机体噪声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。空压机机体噪声一般在80 dB- 95dB(A),大多数在90 dB(A)左右。对于 固 定 式空压机,进气噪声是主要的噪声源。进气噪声一般比机体噪声、电动机噪声、管道和贮气罐噪声高10 dB一15 dB。
空压机作为一种通用机械,按工作原理分为容积式和叶片式两类,其中前者应用更广泛。容积式压缩机又分为往复式(活塞式)和回转式两种。各类压缩机的噪声以低频噪声为主,声压级多在90~110dB(A),因此,空压机是工厂的主要噪声源之一。
(一) 空压机的噪声特点
空压机噪声主要由进出、出气口辐射的空气动性噪声、结构件机械噪声和驱动机噪声组成。进出噪声是空压机噪声的主要成份,声级最高可达115 dB(A),峰值频率一般在3.15~125Hz。驱动机(电机)噪声并不大,但若用柴油机驱动时,其噪声会成为空压机噪声的主要因素之一。出气口噪声强度一般比进气口噪声低15 dB以上。此外,由于阀门冲击、活塞的振动与磨擦、各部件的撞击、摩擦等引起的结构噪声也对空压机噪声产生影响,但噪声强度相对较小。
(二) 空压机的噪声控制技术措施
(1)安装进气口消声气器 通常采用抗性消声器进行控制,特别是带入管的扩张室与微孔板复合式消声器。
(2)空压机整体隔声 中小型空压机在工作场所内单机或成分散布置时,一般采用安装可拆装式结构隔声罩。对于大型空压机组,为控制噪声,可设置独立的隔声间,其房间围护结构、门、窗均采用隔声结构材料,操作人员在另一控制室内进行监控。
(3)空压机组(站)噪声综合控制措施 多台空压机一般集中安装,建立空压机站房,一般除对每台空压机产生最大噪声的声源加强特殊措施外(进气口和出气口安装消声器),还需要采用隔声间方式进行整体噪声控制,此外,还必须在空压机底部设计减振基础和减振器,基础周围设计隔振沟。