气动设备多机理除油雾消声器的研制与试验

　　由于气动式锚杆钻机具有轻便、结构简单,易于维修等优点,在地下工程支护中获得广泛的应用。然而气动设备工作中带来噪声、水气、油雾等环境问题,对工人的身体健康和生产安全产生了不利的影响。可见研制一种能去除油雾、降低噪声的装置是生产中迫切需要的。

　　1　气动锚杆钻机产生噪声油雾的机理

　　气动式锚杆钻机以压缩空气为动力,由马达经过减速箱驱动主轴旋转切削,同时压缩空气推动支腿气缸动作。该钻机具有结构简单、快速升降等优点。典型的气动式锚杆钻机的气动系统如图1。

　　压缩气体经过分离净化后进入油雾器5,当换向阀3打开时,气体进入快速排气阀8、多级气缸1;而当换向阀4打开时,气体进入气马达9,经消声器10排出。一般的气动式锚杆钻机的耗气量为3·2m³/min,注油器的耗油量为5mL/min。这样,在排气中油雾含量大约有1·56mL/m³。

　　气动式锚杆机的噪声主要来自马达齿轮啮合的周期性冲击噪声,零件的机械噪声和马达的排气噪声,其中以排气噪声为主。排气喷流噪声是由于高速气流冲击和剪切周围静止空气,引起剧烈的气体扰动而产生的。排气喷流噪声的强度,主要与排气流速、气体的压力及排气口截面等因素有关。在亚声速的情况下,声功率估算公式:

　　式中W———排气喷流辐射的总声功率,W

　　ρ———排放气体的密度,kg/m³

　　ρ0———环境大气密度,kg/m³

　　d———排气管直径,m

　　v———排气速度,m/s

　　c0———环境大气声速,常温下c0=340m/s

　　K———常数,试验值为(0·3~1·8)×10^-4

　　由上式看出,喷流噪声的声功率与气流速度的八次方成正比,它为降低排气喷流噪声奠定了理论基础[1]。

　　2　油雾噪声对人体的危害

　　研究表明,矿物油进入人体后,将迅速充满肺泡周围,对于溶脂酶有阻抗作用,能长时间存在肺内,慢慢地被淋巴液带走,被吞噬细胞吞噬,经一般染色可以看到空泡阻塞肺泡。

　　如果人体长期吸入矿物性油雾,会引起慢性油脂性肺炎。其症状为支气管肺炎、胸闷、胸痛、轻咳,痰中有油滴、肺活量下降、最大通气量减低。但由于这种疾病缺乏明显的症状,一般不容易诊断出来,因此造成人们对这种疾病及其病因缺乏足够的重视。如果短时吸入大量矿物性油雾,会出现全身乏力、恶心、头晕、头痛等急性症状,继而引起肺炎[1]。

　　另一方面,噪声不仅对工作者的身体健康造成影响,还会干扰工作,分散工作者的注意力,给安全生产带来隐患。例如锚杆钻机操作者经常由于环境噪声大,影响相互之间的交流与协调,经常造成砸断手指等伤害事故。