三葉羅茨風(fēng)機(jī)降低噪音的原理工作
三葉羅茨風(fēng)機(jī)作為市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的鼓風(fēng)設(shè)備,占據(jù)著非常大的銷售市場(chǎng)。當(dāng)然,三葉羅茨風(fēng)機(jī)也不是盡善盡美的產(chǎn)品,它有一個(gè)缺陷就是噪音比較大。
業(yè)內(nèi)專家介紹,以三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)為代表的羅茨鼓風(fēng)機(jī)要想最大程度的實(shí)現(xiàn)降低噪音的目的,有很多種方法,比如安裝消聲器、加裝隔聲罩或者改造風(fēng)機(jī)房或者進(jìn)行管道包扎等等,這些方法都可以有效地減低噪音干擾,實(shí)現(xiàn)噪聲控制,當(dāng)然,這些都是時(shí)下已經(jīng)用于生產(chǎn)的噪音一般控制方法,已經(jīng)取得了很大的效果,而且很容易實(shí)現(xiàn)。據(jù)專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)銷售羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)等系列鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品及相關(guān)應(yīng)用行業(yè)配套產(chǎn)品的章丘三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)廠家介紹,公司正在積極研究降低鼓風(fēng)機(jī)噪音的方法和設(shè)備,力圖積極改進(jìn)產(chǎn)品性能,降低噪聲。
這就需要鼓風(fēng)機(jī)研發(fā)生產(chǎn)廠家選擇最佳設(shè)計(jì),提高制造精度和裝配質(zhì)量,選擇合適的調(diào)節(jié)調(diào)控方式,并采取強(qiáng)有效的減振措施,這樣便會(huì)取得我們想要的降噪效果。
然而,光靠這些一般措施是不夠的,因?yàn)樗麄兊耐顿Y成本比較高,要想實(shí)現(xiàn)降噪,還得需要三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)施行根本措施。我們知道,噪聲的控制方法就是盡力避免和減少噪聲源產(chǎn)生的噪聲輻射,即減少脈沖力。前面所述的那些一般措施都不利于降低能量的損耗,專家認(rèn)為,改進(jìn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)、完善三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安裝、運(yùn)行方式,是三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)降噪實(shí)現(xiàn)最根本的途徑。
備注:章丘三葉羅茨風(fēng)機(jī)廠位于濟(jì)南市章丘城西工業(yè)園北區(qū)。北靠濟(jì)青公路,南邊是G309國(guó)道,交通位置便利。章丘三葉羅茨風(fēng)機(jī)廠可根據(jù)各地用戶的實(shí)際需要為用戶打造適合的羅茨風(fēng)機(jī)。如果您想了解更多關(guān)于羅茨風(fēng)機(jī),三葉羅茨風(fēng)機(jī)等問(wèn)題都可以撥打我們的熱線電話18954110001三葉羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與二葉羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的性能比較
通過(guò)對(duì)二葉轉(zhuǎn)子和三葉轉(zhuǎn)子的羅茨鼓風(fēng)機(jī)在大小相同的情況下的排氣量的分析比較,糾正了部分人對(duì)三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排氣量相對(duì)于二葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)較小的錯(cuò)誤看法,并通過(guò)對(duì)限制羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的噪聲和振動(dòng)等方面以及各種新興的技術(shù)在這兩類鼓風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比,得出三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)在排氣量、振動(dòng)和噪聲方面的各種優(yōu)勢(shì)。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)是一種雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)械,兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線相互平行。轉(zhuǎn)子由葉輪和軸組成,有的小型鼓風(fēng)機(jī)為了提高轉(zhuǎn)子的剛度把轉(zhuǎn)子和軸做成一體。為避免旋轉(zhuǎn)過(guò)程中相互接觸,葉輪之間、葉輪和機(jī)殼及墻板之間具有微小的間隙。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子做方向相反的等速旋轉(zhuǎn),而且在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中葉輪和機(jī)殼與墻板圍成的封閉的基元容積的體積保持固定。氣體的壓縮是在基元容積與排氣口相通的一瞬間,由高壓氣體向基元容積的回流而實(shí)現(xiàn)的。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)與其它旋轉(zhuǎn)類型的鼓風(fēng)機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、操作方便、維修周期長(zhǎng)而且在使用的壓強(qiáng)范圍內(nèi)排氣量幾乎不變等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是: 1 )由于間隙的存在,造成氣體的泄漏,且泄漏流量隨著壓強(qiáng)比的增大而增加,限制了鼓風(fēng)機(jī)向高壓方向的發(fā)展; 2 )由于進(jìn)氣和排氣的脈動(dòng)和回流沖擊的影響,氣體動(dòng)力性噪聲較大; 3 )直葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)由于沒(méi)有內(nèi)壓縮過(guò)程,絕熱效率較低。 正是由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的泄漏和噪聲問(wèn)題限制了它的進(jìn)一步的廣泛的應(yīng)用。而三葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)相對(duì)于二葉的鼓風(fēng)機(jī)在這兩方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。 1 性能分析比較 1.1 基元容積和排量的比較 現(xiàn)在有不少人認(rèn)為,三葉轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)由于比二葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)多了一個(gè)葉而簡(jiǎn)單的認(rèn)為在中心距外圓半徑相同的條件下,二葉轉(zhuǎn)子的鼓風(fēng)機(jī)比三葉的排氣量大,這是一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。 對(duì)于漸開(kāi)線型的葉輪,由于面積利用系數(shù)和葉輪的頭數(shù)沒(méi)有關(guān)系,也就是在選用漸開(kāi)線葉輪的時(shí)候,二葉和三葉的羅茨鼓風(fēng)機(jī)在主要參數(shù)相同的時(shí)候其排量是相同的。 通過(guò)上面的論述,在葉型選取適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,三葉的比二葉的理論輸氣量更大。所以說(shuō)文獻(xiàn) [3-4] 講的三葉是以犧牲了基元單元的容積來(lái)降低了它的噪聲,這句話是不恰當(dāng)?shù)?,三葉的在降低噪聲的同時(shí)并沒(méi)有降低了它的排量,這正是三葉轉(zhuǎn)子其中之一的優(yōu)勢(shì)。 1.2 噪聲及振動(dòng)大小的比較 羅茨鼓風(fēng)機(jī)在工作過(guò)程中,氣體逆流壓縮產(chǎn)生強(qiáng)烈的空氣沖擊動(dòng)力噪聲,為了減少這種噪聲,在不改變整個(gè)有效容積的情況下,減少單個(gè)有效容積 V 的體積,從而減少霍而姆共振效應(yīng),達(dá)到減小噪聲的目的。將二葉型變?yōu)槿~型,從而將有效容積從兩等分變?yōu)槿确郑瑴p少了輸出氣流壓力的脈動(dòng),而且排氣腔部分體積通過(guò)葉輪間隙回流到進(jìn)氣腔的氣體流量減少,氣體的擾動(dòng)減小,氣體的脈動(dòng)壓力減小,從而使鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)減少。壓力脈動(dòng)是羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主要噪聲源,三葉式鼓風(fēng)機(jī)能有效地降低噪聲達(dá) 5dB 。 為了進(jìn)一步減少羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲,對(duì)于三葉的葉型可以采用扭葉型,如圖 4 所示。這種結(jié)構(gòu)不僅可以進(jìn)一步擴(kuò)大鼓風(fēng)機(jī)的基元容積,而且可以進(jìn)一步減小羅茨鼓風(fēng)機(jī)的噪聲。當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的葉輪扭轉(zhuǎn)角為 60 °時(shí),其理論流量為定值,不勻度為零;另一方面扭葉結(jié)構(gòu)還可以延緩回流過(guò)程,降低排氣脈動(dòng)。由于受到內(nèi)泄漏的影響,其進(jìn)氣流量總有一些脈動(dòng),但要比三葉直葉的要小。扭葉型的羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排氣脈動(dòng)要比直葉型的小一些,三葉直葉型的排氣脈動(dòng)也比二葉的要小,但差別不是太明顯。二葉的轉(zhuǎn)子不可能利用扭葉這種形式,因?yàn)槿绻~的采用扭葉的話,其扭轉(zhuǎn)角要取 270 °,在保證葉輪正常嚙合的情況下,這種結(jié)構(gòu)是不可能實(shí)現(xiàn)的。而三葉的扭葉轉(zhuǎn)子,只需其包容角不小于 180 °,即可以滿足要求。 1.3 內(nèi)泄漏的比較 在間隙大小及工作條件相同的情況下,三葉鼓風(fēng)機(jī)的內(nèi)泄漏流量往往比二葉的小一點(diǎn)。基元 容積 V 處于泄漏間隙與進(jìn)氣口之間,對(duì)內(nèi)泄漏流動(dòng)具有一定的阻隔作用。對(duì)二葉鼓風(fēng)機(jī)而言,容積 V 只在微小的角度范圍內(nèi)保持封閉狀態(tài),阻隔作用不大。三葉鼓風(fēng)機(jī)的基本容積至少有 60 °的封閉旋轉(zhuǎn)過(guò)程,阻隔效果顯著一些,可以提高鼓風(fēng)機(jī)的容積效率。采用三葉轉(zhuǎn)子及逆流冷卻的鼓風(fēng)機(jī),封閉容積內(nèi)的氣體處于吸排氣的中間壓力,這樣通過(guò)葉輪頂端及端面的泄漏就不是從排氣壓力直接到吸氣壓力。對(duì)三葉扭葉轉(zhuǎn)子,當(dāng)排氣口呈對(duì)角線布置時(shí),結(jié)合扭葉轉(zhuǎn)子逐漸嚙合的特點(diǎn),使扭葉轉(zhuǎn)子工作時(shí)并不象直葉那樣能使基元容積完全與排氣口相通,在與排氣口連通前使基元容積中的氣體能在機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一定的內(nèi)壓縮,這樣就比二葉轉(zhuǎn)子在同樣條件下的直接泄漏量還要小,容積比能也相應(yīng)降低。 1.4 轉(zhuǎn)子力學(xué)性能比較 由于三葉葉輪和二葉的在葉型結(jié)構(gòu)上存在的的差異,在一般情況下,三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能要好于二葉的。在葉輪大小和氣體壓差相同的情況下,三葉轉(zhuǎn)子承受的最大的合力要比二葉轉(zhuǎn)子的小,大概是二葉轉(zhuǎn)子的 80% 。三葉轉(zhuǎn)子本身結(jié)構(gòu)的剛性就比二葉的好,而且在中心距、葉輪半徑和葉輪長(zhǎng)度相同,所用材料也相同的情況下,三葉的質(zhì)量要比二葉的稍微輕點(diǎn)。所以三葉轉(zhuǎn)子在保證葉輪和外殼的間隙及葉輪間的間隙方面,更具有優(yōu)勢(shì)。 1.5 三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用 現(xiàn)在羅茨鼓風(fēng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。圖 5 是機(jī)械增壓器的部分剖視圖,可以看出它就是一個(gè)小型的羅茨鼓風(fēng)機(jī)。在汽車上所應(yīng)用的羅茨增壓器要求的增壓不是很大,但轉(zhuǎn)速提高了很多,最高可以達(dá)到 20000r/min ,而且要求質(zhì)量輕,體積小,最重要的就是噪聲不能太大。三葉扭葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)和二葉的相比由于其噪聲較低,轉(zhuǎn)動(dòng)也相對(duì)的平穩(wěn),在機(jī)械增壓器上獲得了廣泛的應(yīng)用。 2 結(jié)論 ( 1 )在中心距和外圓半徑相同的情況下,圓弧葉型的三葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)比兩葉的排量要大。漸開(kāi)線葉型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的排量和轉(zhuǎn)子的頭數(shù)沒(méi)有關(guān)系。 ( 2 )三葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲比二葉的小,在三葉轉(zhuǎn)子上使用的軸承的壽命比在二葉上使用的長(zhǎng) 15% 左右。而且三葉轉(zhuǎn)子可以采用扭葉轉(zhuǎn)子來(lái)降低其噪聲和振動(dòng),二葉轉(zhuǎn)子由于結(jié)構(gòu)上的限制不能采用扭葉結(jié)構(gòu)。 ( 3 )三葉轉(zhuǎn)子的力學(xué)性能較好,相比于二葉的可更好地保證葉輪之間及其葉輪和機(jī)殼的間隙。 ( 4 )三葉轉(zhuǎn)子羅茨鼓風(fēng)機(jī)特別是扭葉型的由于噪聲和動(dòng)平衡性能較好,在汽車機(jī)械增壓上的應(yīng)用越來(lái)越多。 隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展,批量的生產(chǎn)三葉直葉轉(zhuǎn)子已經(jīng)不是難題。扭葉型的轉(zhuǎn)子在數(shù)控機(jī)床上加工的效率也越來(lái)越高。由于三葉轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)機(jī)相對(duì)于二葉的優(yōu)勢(shì)較明顯,其應(yīng)用會(huì)更加的廣泛。 ?
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