靜力液壓泵壓力進出口外置減噪聲閥裝置

林成

摘要：對靜力液壓泵出現噪聲的根源進行了探究，并且設計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行了完善，經科學計算，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。

關鍵詞：靜力液壓;泵;噪音;技術;消聲器

靜力液壓是泵的一種實用方式，靜力液壓可以從多種泵源來進行泵的提取工作，靜力液壓泵的壓力適應范圍較廣、啟停便捷、自動化程度高并且能耗低，因此靜力液壓泵在眾多行業中廣泛應用，例如能源行業、化工行業、環保行業、冶金行業等。為了使靜力液壓泵可以在日常生產活動中長期穩定工作，就要對其相關的工藝、吸附塔結構、吸附裝置管路計算、吸附劑、程控閥以及裝置的控制系統進行研究。現代社會大力提倡環保節能思想，因此靜力液壓泵的噪聲被相關行業加大了關注程度，因此文章對靜力液壓泵噪聲分析與控制技術進行了探究。

一、靜力液壓泵系統噪聲分析

1.靜力液壓泵系統

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，壓力越大吸附質的總量越多，并且靜力液壓泵的壓力具備周期性，根據周期性來實現靜力液壓泵的吸附、解吸兩種泵過程的不問斷交替，最終達到泵提純的生產目的。通用的靜力液壓泵步驟主要包括：泵吸附、系統多級均壓降壓、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，靜力液壓泵系統中實現壓力改變的主要在于均壓、順放以及逆放三個過程。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，由程控閥來實現自動化控制系統所發出的程序指令，讓其他裝置來實現靜力液壓泵工藝的各個步驟。靜力液壓泵壓力改變初期，整個系統存在一定的壓力差，這會導致管路系統和塔內中有一定的流速，從而導致出現流速噪音。例如在靜力液壓泵中50000Nm3/h的均壓環境下，提純泵第一步的靜力液壓泵系統中一些位置油液流速較低，尤其是在系統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，流速甚至達到了超音速的標準，靜力液壓泵系統的壓力降也主要在兩程控閥之間，從阻力系數角度來看，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瞬態的變化過程，系統壓力降低，油液密度變小，這一變化過程開始后的流速將漸進增加。

2.靜力液壓泵噪聲源介紹

將靜力液壓泵系統出現噪聲的原因進行分類，具體可化為三類：機械噪聲、空氣噪聲、以及電磁噪聲。機械噪聲主要是震動性噪聲，在靜力液壓泵系統中，機械噪聲主要來自瞬態過程中系統內氣流沖擊和高速氣流發出的氣流動力性噪聲產生的機械振動噪聲，靜力液壓泵閥門處流場變化情況較為復雜，流場不僅僅會出現渦流，還會生成高速油液對閥門有沖擊作用，這就會導致靜力液壓泵系統出現十分明顯的空氣動力性噪聲，通過對實際靜力液壓泵中的壓力計算可知，距離管壁1m的噪聲加權聲級是113dB（A）。靜力液壓泵中的油液振動也會產生空氣動力性噪聲，裝置中的油液出現渦流或者出現裝置內部壓力突變，都會引發靜力液壓泵系統內部油液擾動，從而出現空氣動力性噪聲。在靜力液壓泵的緩沖罐中，油液流通的面積如果出現突然放大的現象，會產生管道空響的噪聲，從科學角度進行解釋就是裝置管道內部有高速噴出的氣流對周邊環境的油液進行剪切以及沖擊，從而產生劇烈的油液擾動，這種原理引發的噪聲被稱為噴注噪聲。

二、靜力液壓泵的噪聲控制技術

噪聲主要由三個方面形成：聲源、傳播方式、聽者，因此靜力液壓泵噪聲的實際解決措施也從這三個地方入手，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

靜力液壓系統主要有兩個噪聲源，分別是緩沖罐噪聲和閥門噪聲，這兩個噪聲源都是靜力液壓泵中的高速氣流形成的，根據高速氣流形成噪聲的原理可以對靜力液壓泵工藝進行優化來改善，降低靜力液壓泵中的流速可以極大降低靜力液壓泵生產活動的噪聲。在靜力液壓泵的均壓過程中，將均壓過程的時間進行延長，減慢均壓過程裝置氣流的速度，一般的靜力液壓泵均壓時間在20-30s，還有一部分靜力液壓泵的均壓時間低于15s，通過科學的靜力液壓泵管路計算，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，除了這個方法，也可以通過控制調節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，可以通過增設總管調節閥來有效控制裝置中油液的釋放速度，根據研究可知，噴注噪聲的數值和氣流速度數值的8次方是正比關系，因此增設調節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

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行隔離，這樣可以有效防止噪聲影響外界，但是想要達到較好的降噪效果，則需要根據噪音源的特性來選用隔離材料，并且要設計相應的隔聲結構，這樣才能在噪音途徑上進行降噪處理。消聲器是可以有效降低噪音的設備，使用這種設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，消聲器中有吸聲內襯以及特殊消聲結構，這樣可以提供特殊的氣流管道，因此主要在動力設備的排氣口進行氣流消聲處理，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合式消聲器，根據這幾種消聲器不同的性能和消聲原理，可應用在不同的噪聲途徑降低噪聲。

3.設計高性能管道消聲器

對于應用在工業大型靜力液壓設備來說，在設備的程控閥門處設置專用消聲器能夠起到降低噪聲的作用，但是設備管道的空間較小，這就對消聲器的物理結構有一定的要求，現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過程中油液的瞬時流速很高，但是閥門處安裝的消聲器所發揮的消聲作用有限，其原因在于程控閥門處存在的空氣動力學噪聲不僅僅有很大的強度，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。因此設計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、結論

現代用于泵提純的靜力液壓泵體積越來越大，設備運行所產生的噪聲對周邊環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行改善，使用各類消聲技術來最大程度上解決噪聲問題。國家對環保問題極大了重視程度，做好噪聲處理工作是工業發展的趨勢，這樣才能滿足現代人生活品質的需求，建設文明和諧的社會環境。