化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
KNF微型泵在使用中出現(xiàn)噪聲控制及分析
閱讀：342 發(fā)布時(shí)間：2019-9-2KNF微型泵在使用中出現(xiàn)噪聲控制及分析
德國KNF微型泵，KNF隔膜泵,，KNF真空泵，KNF加熱泵,，KNF防爆泵,，KNF氣泵，KNF活塞泵,，KNF液壓泵,，KNF計(jì)量泵等產(chǎn)品，本產(chǎn)品現(xiàn)貨產(chǎn)品多,，為我公司主打產(chǎn)品系列,，*庫存現(xiàn)貨，如有詢價(jià),、技術(shù)咨詢,、采購等需求請**咨詢，我們期待您的**或上門拜訪,！真誠合作,，竭誠為您服務(wù)！德國KNF微型泵在使用中出現(xiàn)各種噪聲如何控制,，下面是我司工程師做的分析
KNF微型泵噪聲分析控制
KNF微型泵里比較有代表的一種,，今天就以隔膜泵為大家講解，隔膜泵是利用電機(jī)驅(qū)動薄膜往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生真空,，從而吸入和壓出流體,。微型泵效率高；運(yùn)動機(jī)構(gòu)與輸送介質(zhì)*隔離,、對介質(zhì)無污染,；非動密封，無泄漏,；可靠性好,；體積小、重量輕；不怕空轉(zhuǎn),；無需潤滑保養(yǎng),；自身噪音低。微型真空水泵在抽水使用時(shí),，無需灌泵,，啟動后立即吸水排水，既能抽氣又能抽水,，無水時(shí)也不怕干轉(zhuǎn),。微型泵的諸多優(yōu)點(diǎn)使它在儀器儀表行業(yè)得到了廣泛運(yùn)用。
從源頭上看,，KNF微型泵的噪聲主要分為：流體動力性噪聲,、機(jī)械運(yùn)動部件的機(jī)械性噪聲和電機(jī)噪聲三部分。
流體動力性噪聲是由于微型泵工作時(shí),，連續(xù)產(chǎn)生流體壓力的脈沖,，從而激發(fā)泵體、閥和管道等部件振動向外界輻射出的噪聲,。經(jīng)成都?xì)夂C(jī)電公司研究人員實(shí)測,，流體動力性噪聲是微型泵的主要噪聲。
KNF微型泵的流體動力性噪聲屬于中,、低頻噪聲,。微型真空氣泵吸氣時(shí)，進(jìn)氣閥開啟,，出氣閥關(guān)閉,，空氣被吸入泵腔，進(jìn)氣口和閥腔內(nèi)產(chǎn)生劇烈的壓力波動,，氣體的壓力波動以聲波的形式從進(jìn)氣口輻射出來,，形成進(jìn)氣口噪聲。進(jìn)氣口噪聲是寬頻帶連續(xù)譜,，其基頻可用公式f=2n/60（n為每分鐘轉(zhuǎn)速）計(jì)算,。除了基頻外還有高頻諧波，但高頻諧波聲級比基頻聲級要低,。
轉(zhuǎn)速越高，真空度越大,，流量越大,，進(jìn)氣口噪聲越大。排氣時(shí),，進(jìn)氣閥關(guān)閉,，出氣閥開啟，空氣膨脹，氣流迅速流經(jīng)出口處產(chǎn)生聲波形成排氣口噪聲,。排氣口噪聲也是一種寬頻帶連續(xù)譜,。轉(zhuǎn)速越高，壓力越大,，流量越大,，排氣口噪聲越大。連接長的塑料管后進(jìn)氣口和排氣口噪聲會有下降,。微型真空水泵噪聲產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜,。
由于泵腔內(nèi)壓力的周期性波動，水不穩(wěn)定流動產(chǎn)生大量渦流,，水流對薄膜,、泵腔和閥門的壓力快速變化以及水流與泵體摩擦產(chǎn)生噪聲。特別是當(dāng)水溫較高,、泵的真空度較低時(shí),，在吸入行程泵腔內(nèi)的壓力可能低于水在該溫度下的飽和蒸汽壓，水會發(fā)生汽化,，產(chǎn)生大量的氣泡,，形成流態(tài)很復(fù)雜的兩相流。泵的壓縮行程時(shí),，在較高壓強(qiáng)的作用下,，氣泡迅速破滅，以至氣泡周圍的水以很大的速度沖向氣泡中心,，從而產(chǎn)生高頻率,、高沖擊力的水擊，不斷打擊泵內(nèi)部件,。
泵就出現(xiàn)振動和噪聲,，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。氣蝕發(fā)生在固體邊界上,，是在高壓區(qū)內(nèi)氣穴迅速破滅所產(chǎn)生的沖擊力對固體邊界不斷作用的結(jié)果,。氣蝕危害較大，會損壞部件,，降低效率,，并產(chǎn)生振動和噪聲。微型真空水泵產(chǎn)生的噪聲屬于低頻噪聲,。
流體動力性噪聲是由真空泵工作原理決定的,，改進(jìn)泵體設(shè)計(jì)可以起到降噪作用，但這種主動式降噪的效果離人們的期望還有距離,。
機(jī)械性噪聲不是微型泵噪聲的主要來源,，它產(chǎn)生于泵內(nèi)部薄膜的振動,、軸承摩擦、曲軸和連桿的偏心運(yùn)動,、單向閥的撞擊等,。這類噪聲帶有隨機(jī)性，呈現(xiàn)寬頻特性,。在主動降噪方面,，需要對材質(zhì)選擇、設(shè)計(jì),、部件加工精度,、平衡性等方面加以改進(jìn)。
電機(jī)也是微型泵的主要噪聲源,，電機(jī)噪聲大致有三類:一,、電磁噪聲，二,、機(jī)械噪聲,，三、空氣動力噪聲,。
電磁噪聲主要是電機(jī)中周期變化的徑向電磁力或不平衡的磁拉力使鐵心發(fā)生磁致伸縮和振動所引起,。電磁噪聲還和定子、轉(zhuǎn)子本身的振動特性相關(guān),。當(dāng)激振力和固有頻率共振時(shí),，即使電磁力很小也會產(chǎn)生很大的噪聲。為減少電磁噪聲,，應(yīng)盡量采用正弦繞組,，減少諧波成份；選擇適當(dāng)?shù)臍庀洞琶?；選擇合適的槽配合,；采用轉(zhuǎn)子斜槽；定,、轉(zhuǎn)子磁路對稱均勻,，迭壓緊密；應(yīng)注意定,、轉(zhuǎn)子的圓度與同軸度,；注意避開它們的共振頻率。為了避免電磁力與機(jī)殼共振,，可采用適當(dāng)?shù)膹椥越Y(jié)構(gòu),。
機(jī)械噪聲是電機(jī)噪聲*主要部分，來源于軸承噪聲,、轉(zhuǎn)子不平衡及裝配偏心等,。碳刷也會產(chǎn)生振動而引起噪聲。為了減少機(jī)械噪聲,，一般應(yīng)采用密封軸承,，防止雜物進(jìn)入。軸承滾珠,、內(nèi)圈,、外圈的機(jī)加工一定要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)有嚴(yán)格的退磁清洗工序,。潤滑脂一定要清潔,。軸承外圈與軸承室的配合、內(nèi)圈與軸的配合一般不宜太緊,。為消除轉(zhuǎn)子的軸向間隙,，必須對軸承施加適當(dāng)?shù)膲毫Ατ谠肼曇筇貏e嚴(yán)格的電機(jī),，宜選用低噪聲軸承,。當(dāng)負(fù)載不太大時(shí)，可采用含油滑動軸承,，它比同尺寸的滾動軸承的噪聲有時(shí)可低10dB左右,。充足的軸承油能有效降低噪聲。轉(zhuǎn)子的加工精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求,。對于速度較高的轉(zhuǎn)子必須校動平衡,。可采用無刷電機(jī)消除電刷噪聲,。
空氣動力噪聲是電機(jī)帶的冷卻風(fēng)扇造成的,。電機(jī)鐵殼越厚，振幅越小,，能吸收振動能量,，屏蔽聲音傳播。
經(jīng)實(shí)驗(yàn),，如果鐵殼增厚不多,，對dB改善不明顯。
除了以上微型泵的噪聲源外,，使用時(shí)連接的管道系統(tǒng)也可能產(chǎn)生較大噪聲,。流體在管道內(nèi)快速流動時(shí)，周期性的壓力脈動,、流體與管壁摩擦產(chǎn)生的噪聲穿透管壁傳播到外界,。尤其是排氣的脈動，向下游排放的過程中它會激勵管道系統(tǒng),，形成多個(gè)噪聲源,。泵體的振動還會直接傳遞到管道,。在泵進(jìn)出口用軟管連接能減小泵體對管道傳播的振動。管道噪聲主要和壓力波動的大小,、頻率,、流體的性質(zhì)和流速流態(tài)，還和管道材質(zhì),、阻力元件有關(guān),。降低管道內(nèi)速度是控制噪音很有效的方法。增大壁厚也能降低噪音,，當(dāng)然會付出成本代價(jià),。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，噪聲一般用吸聲,、隔聲和消聲3種辦法來控制,。
吸聲是部分聲波能量被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他能量而降低噪聲，這種技術(shù)主要用于室內(nèi)空間,。隔聲是把產(chǎn)生噪聲的機(jī)器設(shè)備封閉在一個(gè)小的空間,，或把噪聲源與支架的連接由剛性連接改為彈性連接，使噪聲在傳播過程中受到很大的衰減或使物體的振動減小,。
隔聲屏障和隔聲罩是主要的兩種隔聲設(shè)計(jì),。消聲器是一種既能使氣流通過又能有效地降低噪聲的設(shè)備。
消聲器主要分為：阻性消聲器,、抗性消聲器,、阻抗復(fù)合式消聲器、微穿孔板消聲器,、小孔消聲器和有源消聲器這六大類,。
阻性消聲器是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的，把吸聲材料固定在氣流通道的內(nèi)壁上或按照一定方式在管道中排列,。
抗性消聲器是通過管道截面的突變處或旁接共振腔等引起阻抗的改變而產(chǎn)生聲能的反射,、干涉，從而降低由消聲器向外輻射的聲能,。
阻抗復(fù)合式消聲器是將阻性消聲器和抗性消聲器的消聲原理通過適當(dāng)結(jié)構(gòu)組合而成,，兼有兩者的消聲特性。微穿孔板消聲器的孔徑在1mm以下,，其聲阻比一般穿孔板大大增加,，低的孔隙率能增加吸聲頻帶的寬度，合適的板后深度能改善共振吸聲峰的位置,。
小孔消聲器是使氣流經(jīng)過小孔,，噴氣噪聲的頻譜會移向高頻，使頻譜中的可聽聲成分降低,，從而減少噪聲對人的干擾和傷害,。
有源消聲器是用電腦控制電子發(fā)聲器產(chǎn)生一種與需消噪聲的頻率,、強(qiáng)度相合，但相位相反的干涉聲波來消除噪聲,。消聲器常用來降低各種空氣動力設(shè)備的進(jìn)出口或沿管道傳遞的噪聲,。
國內(nèi)微型泵行業(yè)的臺泉水泵多年微型泵開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，依托空氣動力研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的技術(shù)力量,，不斷優(yōu)化泵體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用高品質(zhì)材料,，制造過程中嚴(yán)格控制加工精度,、減小配合間隙，有效降低了微型泵的噪聲,。
特別是*新研發(fā)的長壽命,、可調(diào)速微型泵，有調(diào)速真空泵（VML,、VLC,、CLK系列）、調(diào)速氣泵（FML,、FAL系列,，抽氣打氣兩用）、調(diào)速水泵（WML,、WNL系列,，抽水抽氣兩用）諸多型號，采用了先進(jìn)的進(jìn)口無刷電機(jī),，不僅具有長壽命,、無雜波干擾、能方便可靠調(diào)節(jié)流量,、能輸出轉(zhuǎn)速反饋信號等優(yōu)點(diǎn),，而且消除了電刷噪聲。的進(jìn)口無刷電機(jī)噪聲顯著低于原有電機(jī),。
無刷電機(jī)微型泵配有可旋轉(zhuǎn)的柔性減振支架,，隔絕泵體的振動并方便用戶的安裝。“氣海”公司還設(shè)計(jì)了微型泵消聲器,，運(yùn)用先進(jìn)的多重消聲原理,，壓力損失小，降噪效果好,。在泵的進(jìn),、出口都安裝消聲器則效果更佳。用戶在使用微型泵時(shí),，整個(gè)系統(tǒng)的噪聲還與氣路上的所有元件都相關(guān),。在允許條件下降低管道內(nèi)流速能有效地降噪,。
使用“氣海”調(diào)速泵可以根據(jù)需要靈活地調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速和流量，降低噪音,。還可以在管路中安裝緩沖罐,，消除管路內(nèi)壓力和流量的脈動，減小管路振動,，降低系統(tǒng)噪音,。在微型氣泵的排氣口或抽氣口接長一點(diǎn)的管道，并且故意彎曲,、盤繞,，試驗(yàn)改變內(nèi)徑等方法都可以改變噪聲的大小、頻率,，除了降低噪聲的強(qiáng)度外,，改變它的頻率也可以使噪聲聽起來不那么難受。
實(shí)際使用中用戶的管道系統(tǒng)各不相同,，需要對氣路系統(tǒng)整體調(diào)試才能得到*好的降噪效果,。