减少气流破碎进展里杂音分贝的探讨

　　1气流粉碎是皮带运输机采用高速气流携带被粉碎物料作高速碰撞、冲击、摩擦、剪切达到使被粉碎物质细化的目的。

　　研究及生产实践都表明，气流速度越高，所获得的产品越细。当要获得超细产品时，气流的速度必须超音速。为了获得更细的产品，人们已经将气流的速度提高到2 5个马赫数。然而，随着气流速度与马赫数的增加，高速气流所产生的噪声增大，尤其是对于直接排料接料的圆盘式气流粉碎机，当气流速度超过3个马赫数时，出料口附近刮板输送机的噪声实际值达130 dB（ A）以上，严重地影响了操作人员的身心健康，使听力衰退、心慌，而且这种听力损伤是不能恢复的。噪声使人精力不能集中，注意力分散，往往易导致事故发生。

　　为此，在超音速气流粉碎过程中，必须消除或降低高速气流所产生的强噪声。消除噪声的办法很多，但传统的消声装置用于圆盘式气流粉碎效NE系列斗式板链提升机果并不理想。

　　本研究采取逐级放大消声原理，采用一种CSQ消声装置，将气流速度为3 5个马赫数时所产生的噪声从130 dB（ A）降低到85 dB第三代制砂机（A）以下，而且结构简单，拆卸方便，出料方便，尤其适用于圆盘式气流粉碎机。

　　2国内外气流座式圆盘给料机粉碎消声状况

　　自70年代以来，国内外对各类消声器进行了大量的研究，生产出了不同用途的消声器。用于排气口的消声装置目前占主导地位，它们多用于锅炉(烧油锅炉扼制体系革新探讨)、蒸汽、压缩机等的排气口消声。然而直接用于气流粉碎机排气口的消声装置目前还未见报导。这主要是由于气流粉碎机本身结构特殊，即排气口同时用于高压气体的排出和超细粉体产品的排出，因此要求消声器的设计既能降低对辊机噪声又不影响出料，这对消声器的结构设计提出了十分严格的要求。国内外的研究者为了降低气流粉碎机噪声，通常在出料口处接多级旋风分离器和大的除尘设备以及抽风机等辅助设备，既增大了成本又造成了清理工作不便。

　　成套砂石生产线3气流粉碎过程中噪声的产生及影响因素

　　3 1圆盘式气流粉碎机噪声腭式破碎机产生的因素

　　圆盘式气流粉碎机主要由上下盖板及环形壁组成，壁上有6 24个粉碎主气喷口，且主气喷口设计成拉瓦尔形状，高压主气流经拉瓦喷管加速到超音速，高速气流冲击被粉碎的物料，使物料间相互碰撞、摩擦、剪切而振动传感器粉碎。圆盘式气流粉碎机的结构见1.

　　从1可以看出，高速气流从下料口喷出，与周围切向进入的超音滚筒筛速气流产生冲击、摩擦、剪切，引起喷口附近剧烈的气体扰动，从而产生声级很高的噪声，形成排气出料喷流噪声。此类噪声是连续的宽平带湍流噪声，峰值频率与气流速度成正比，与排气管直径成反比。其声功率，可用下式进行估算：

　　W = K1（ P - PB）8P 自动输送系统P 2B D2

　　式中W排气噪声声功率W；K 1常数分级筛；P喷腔压力Pa；P B环境压力Pa；D喷口直径mm.

　　由上式可知，对于一个确定了的排气管，气流噪声的声功率级与流速的8次方成正比。为了提花纹输送带高产品的细度，人们往往采取减小排气管直经，提高气流的流速，因此，导致噪声成倍增高。

　　3 2噪声产生机鹅卵石制砂机理

　　2示出了高速气流在出料口排气噪声产生的机理。在排气口附近（排气管直径的4 5倍范围内）气流以声速前进，这段XZS系列旋转筛称之为直流区，辐射高频噪声；在排气口稍远之处（ 5D 15D）为混合区，气流在这个区域内排出的气体冲击和剪切附近静止的空气，引起气流扰动产生的噪声最为强烈。在离排气口更远的地方（15D以外）称涡流区，在涡流区域的气流速度逐渐减低，产生的噪声是低频的。这种排气噪声的声功率主要与排气速度、声原介质和排气管的大小有关。要减弱这种噪声，一般采取减压扩容稳流的办法，逐步扩大通道的断面，才能有效地降低高压排气噪声。

　　4 CSQ消声装置的消声原理及消声效果

　　4 1原理

　　3示出了CSQ消声装置的结构，该装置是由上下锥筒体及中间圆柱筒体组成，在圆柱筒体壁上开有多个出气出料口，内部插入1根或多根多孔管，且上下进出料口用法兰连接，物料连同气流经过多孔管依次降压并减速后，再经过外筒壁多孔出料口排出，使粉碎腔内与消声器内的气体与流速逐次降低，以达到降低噪声的目的。

　　该装置主要是利用多孔管分级扩容减压，使排气压力由一次大压降，改变为多孔截流，使排气压力分散成若干个小压降，再经多级扩大通气面积达到减低气流速度，使噪声降低。

　　4 2 CSQ消声器的效果

　　圆盘式气流粉碎机采用CSQ消声器与不采用消声器时，进气压力与实测噪声强度（声压级）大小的关系示于。由图可以看出，当不加消声器时，进气压力在1 2 MPa时，在排气出料口附近1 m处实测噪声可达130 dB（ A） ，加CSQ消声器时，在上述相同条件下，实测噪声降至85 dB（A）以下，可见CSQ消声装置降低噪声的效果非常明显。

　　5影响CSQ消声装置消声效果的因素

　　5 1插入多孔管的孔数的影响

　　5示出了多孔管壁排气孔数（孔径为10 mm）变化与实测噪声的关系。图中结果表明，排气孔的数量越多对降低噪声越有利，这是因为排气孔数增多时，气流穿过排气孔时受阻并产生摩擦的次数增多，使其振动频率减少，有利于降低噪声。所以在保证不影响出料及在保证多孔管强度的条件下，多孔管上的排气孔越多越好。

　　5 2多孔管插入深度的影响

　　多孔管插入外套筒内太浅或太深对气流的速度有一定的影响，如果插入太浅，气流经过一次减速后不能立即从外套筒多个出口排出；如插入太深，超过了外套筒出料口的深度，噪声得不到很好降低。所以多孔管插入的深度与外套筒出料口保持某一适当的距离时效果好，这一最佳值与消声装置的大小及进气压力和粉碎物质的性质与固体粉料的浓度等许多因素有关，应是通过实验确定。

　　5 3外套筒上、下锥体的影响

　　上下锥体是用于改变气体流速与流场以及振动频率，以达到降低噪声的目的。附表示出了上下锥体锥度的改变实测噪声强度的大小。附表中结果表明，上下锥体锥度变化对噪声强度有一定的影响，上锥体的锥度较下锥体要小，下锥体锥度控制在70 90之间。

　　5 4圆柱筒体直径大小的影响

　　圆柱筒体直径的大小对降低噪声有很大影响。在安装空间允许的情况下，圆柱筒体的直径尽量大一点较好，这有利于气流减速，直径太小减速效果不太明显。研究结果表明，在一般情况下圆柱筒体的直径较粉碎机出料口直径大5 6倍综合效果较好，因为这既能节约材料，降低成本，又能达到理想的消声效果。

　　5 5圆柱筒体壁上出料口的直径与数量的影响

　　圆柱筒体壁上出料口的直径与数量对消声效果也有一定的影响，其应与粉碎机排气口的流量、压力及速度相匹配，其排气口的直径与数量应由实验确定。

　　6结论

　　（1） CSQ消声器消声效果与多孔管的孔径及数量有关，在材料强度允许情况下，数量越多越好。

　　（ 2）多孔管插入外套筒体内的深度与距外套筒壁上出料口的距离有一最佳值，该值可通过实验确定。

　　（ 3）上下锥度大小及差值对消声效果都有一定的影响，通常上锥体的锥度较下锥体锥度小20为好。

　　（ 4）圆柱筒体直径与粉碎机排料出气口直径之比有一最佳值。

　　（ 5）圆柱筒体壁上出料出气口的直径及数量与粉碎机排料出气口的直径、流量、流速、气压物料特性诸多因素有关，有一最佳值可通过实验确定。

　　（ 6） CSQ消声器结构简单，外形美观，加工工艺简单粉碎产品排出与清理拆卸都很方便。当结构设计合理时，完全可以降低气流粉碎过程中的噪声，使其达到国家规定的范围85 dB（ A）以下，而且不影响产品的出料。

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