機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因

                     機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因

                      上海申弘閥門有限公司

機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因
    減壓閥產(chǎn)生噪聲的類型有三種：即機(jī)械振蕩嗓聲、液體動(dòng)力噪聲和氣體動(dòng)力噪聲。在降壓過程中，消耗的流體介質(zhì)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱能、機(jī)械能以及產(chǎn)生噪音的聲能氣體減壓閥產(chǎn)生的噪音減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)又可分為兩種形式低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。要降低噪聲，首先就要把減壓過程中的能量盡量多地轉(zhuǎn)化為熱能。
 空氣動(dòng)力學(xué)噪聲當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過減壓閥內(nèi)的減壓部位時(shí)，流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生的噪音稱為空氣動(dòng)力學(xué)噪音。這種噪音是一種在減壓閥噪音中占大多數(shù)而且處理起來為麻煩的噪音。這種噪聲產(chǎn)生的原因分為兩種情況，一是由于流體紊流所產(chǎn)生，二是由于流體達(dá)到臨界流速引起的激波而產(chǎn)生的?？諝鈩?dòng)力學(xué)噪聲不能*被消除，因?yàn)闇p壓閥在減壓時(shí)引起流體紊流是不可避免的。
 
氣體減壓閥高頻振動(dòng)這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，將引起共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪音與介質(zhì)流動(dòng)速度無關(guān)，多是由于減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。

5.2.1機(jī)械減壓閥產(chǎn)生噪聲的原因機(jī)械振蕩噪聲
   上海申弘閥門有限公司生產(chǎn)機(jī)械式減壓閥有的氣體減壓閥，水減壓閥， 機(jī)械振蕩噪聲是流體在閥體內(nèi)部的不規(guī)則沖擊和壓力波動(dòng)引起控制閥內(nèi)的可動(dòng)部件機(jī)械振動(dòng)而發(fā)出的噪聲。例如，閥芯與閥座之間的碰撞。閥桿導(dǎo)向塊與導(dǎo)向面的橫向運(yùn)動(dòng)：其振動(dòng)頻率一般小于l 500 Hz．噪聲的幅值與碰撞的能量、振動(dòng)體的質(zhì)量有關(guān)。
    當(dāng)引起控制閥內(nèi)件在其固有頻率（約3 000 Hz～7 000 Hz）下諧振時(shí)，不僅產(chǎn)生很大機(jī)械噪聲．還會(huì)造成很大的機(jī)械應(yīng)力，使設(shè)備振動(dòng)而疲勞損壞。減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)的激勵(lì)作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)可分為兩種形式：1.低頻振動(dòng)，其頻率約為50～500 Hz，其聲壓級(jí)約為90 dB。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。2.高頻振動(dòng)，其頻率約為1000～8000 Hz，其聲壓級(jí)在90 dB以上。這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，將引起某種共振，它是減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪聲變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪聲與介質(zhì)流動(dòng)速度無關(guān)，且這種振動(dòng)噪聲事先無法預(yù)測(cè)。
    減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，改變?nèi)細(xì)鉁p壓閥閥腔形狀和減壓面積的形狀，合理地設(shè)計(jì)襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。
    機(jī)械噪聲中有一種由于相互作用的兩個(gè)表面發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成摩擦的干摩擦聲。由于運(yùn)動(dòng)表面的微小凸起體會(huì)相互嵌入和發(fā)生分子的凝聚，造成表面的黏附。導(dǎo)致表面發(fā)熱和磨損．干磨擦聲是一種高頻噪聲，它和表面運(yùn)動(dòng)速度、表面粗糙度、潤(rùn)滑情況有關(guān)。
    機(jī)械噪聲目前沒有預(yù)估的方法，通常，這類噪聲直接用儀表在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定．可通過閥芯、閥座和其他運(yùn)動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少可動(dòng)零件的質(zhì)量來減小機(jī)械噪聲．


5.2.2液體動(dòng)力噪聲
    液體動(dòng)力噪聲是流體流經(jīng)控制閥時(shí)由紊流、空化和閃蒸等作用產(chǎn)生的噪聲；液體流經(jīng)控制閥時(shí)，產(chǎn)生節(jié)流作用，如圖5-1所示。由于在節(jié)流孔處流通面積縮小，流速升高．壓力下降，容易發(fā)生阻塞流現(xiàn)象，產(chǎn)生閃蒸和空化，氣泡的爆裂產(chǎn)生的噪聲稱為液體動(dòng)力噪聲，它是由于節(jié)流斷面處流體的突然膨脹造成流體不穩(wěn)定流動(dòng)，它不僅產(chǎn)生噪聲．還會(huì)對(duì)閥芯和閥座等閥內(nèi)件造成嚴(yán)重的沖刷和空化，使控制閥損壞，其噪聲頻率約15 Hz-10 000 Hz。
    這類噪聲的特點(diǎn)是隨著氣蝕開始，這類噪聲會(huì)隨氣泡的增加而增強(qiáng)，當(dāng)控制閥兩端的壓差達(dá)到*汽蝕的壓差時(shí)．噪聲反而減小。因此．降圖5-1各種節(jié)流形式低這類噪聲的方法是使控制閥兩端的壓降小于開始空化的壓降。不同類型控制閥．開始空化的閥壓降不同。因此．也可選用空化壓降高的控制閥類型來防止這類噪聲的發(fā)生。
    在選擇控制閥時(shí)，為避免產(chǎn)生液體動(dòng)力噪聲．關(guān)鍵在于找到開始產(chǎn)生空化作用時(shí)的控制閥壓降△戶。，確保控制閥的壓降小于△p。，為此．引入一個(gè)起使空他系數(shù)K．的概念 K．的數(shù)值由實(shí)驗(yàn)得到F．和K。的關(guān)系。


5.2.3氣體動(dòng)力噪聲
它也可以根據(jù)液體的壓力恢復(fù)系數(shù)F。來確定，圖j一2示出了大多數(shù)控制閥噪聲是氣體動(dòng)力噪聲，當(dāng)氣體或蒸汽流過控制閥的節(jié)流孔時(shí)，氣體的流速達(dá)到或超過聲速，形成沖擊波、噴射流和漩渦流，這些雜亂的氣體流動(dòng)的能量在節(jié)流孔下游轉(zhuǎn)換為熱能．并產(chǎn)生氣體動(dòng)力噪聲。這類噪聲的特點(diǎn)是一旦產(chǎn)生這類噪聲，它會(huì)沿管道向下游傳播。此外，噴射流的沖擊力與流速平方成正比。因此，降低流速可大大減小噴射流的沖擊力，并減小這類噪聲。降低氣體動(dòng)力噪聲的措施可采用限制氣    圖5-2  FL和j（。的關(guān)系國(guó)體或蒸汽的流速。如液體的流速低于6 m／s;氣體的流速低于200 m，s；飽和蒸汽流速低于50 m/s-80m／si過熱蒸汽流速低于80 m／s～120 m／s．還可采用降噪器，采用降噪控制閥等。


氣體減壓閥的零部件在流體流動(dòng)時(shí)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)又可分為兩種形式：
1、低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)是由介質(zhì)的射流和脈動(dòng)造成的，其產(chǎn)生原因在于閥出口處的流速太快，管路布置不合理以及閥活動(dòng)零件的剛性不足等。
2、 高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)在閥的自然頻率和介質(zhì)流動(dòng)所造成的激勵(lì)頻率一致時(shí)，水力控制閥將引起共振，它是氣體減壓閥在一定減壓范圍內(nèi)產(chǎn)生的，而且一旦條件稍有變化，其噪音變化就很大。這種機(jī)械振動(dòng)噪音與介質(zhì)流動(dòng)速度無關(guān)，多是由于氣體減壓閥自身設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是，合理地設(shè)計(jì)氣體減壓閥襯套和閥桿的間隙、機(jī)械加工精度、閥的自然頻率以及活動(dòng)零件的剛性，正確地選用材料等。
二、流體動(dòng)力學(xué)噪音
流體動(dòng)力學(xué)噪音是由流體通過組合式減壓閥的減壓口之后的紊流及渦流所產(chǎn)生的，其產(chǎn)生的過程可以分為兩個(gè)階段：
1、電動(dòng)執(zhí)行器紊流噪音，即由紊流流體和氣體減壓閥或管路內(nèi)表面相互作用而產(chǎn)生的噪音，其頻率和噪音級(jí)都比較低，一般并不構(gòu)成噪音問題。
2、汽蝕噪音，即氣體減壓閥在減壓過程中，當(dāng)流體流速達(dá)到一定值時(shí)，流體(液體)就開始汽化，當(dāng)液體中的氣泡所受到的壓力達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)爆炸。氣泡在爆炸時(shí)，要在局部產(chǎn)生很高的壓力和沖擊波，自力式調(diào)節(jié)閥這個(gè)沖擊瞬間壓力可達(dá)196MPa，但是遠(yuǎn)離爆炸中心的地方，壓力急劇衰減。這個(gè)沖擊波是造成氣體減壓閥汽蝕和噪音的一個(gè)主要因素。 減小機(jī)械振動(dòng)噪聲的措施是在設(shè)計(jì)氣體減壓閥時(shí)，必須把氣體減壓閥的減壓值控制在臨界值以下，而且，是在Δp初始以下,因?yàn)闅怏w減壓閥的實(shí)際減壓值達(dá)到Δp初始值時(shí)，液體就開始產(chǎn)生汽蝕，而且噪聲將急劇增大。自力式控制閥此外，還要注意相對(duì)于閥瓣的流體介質(zhì)的流動(dòng)方向。


三、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲
當(dāng)蒸汽等可壓縮性流體通過氣體減壓閥內(nèi)的減壓部位時(shí)，流體的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為聲能而產(chǎn)生 綜上所述，從根本上來說，氣體減壓閥產(chǎn)生噪音都跟自身的設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：壓縮空氣減壓閥在萊鋼應(yīng)用