大口径大流量提升套筒式减压阀的降噪措施

　　0 前 言

　　减压阀是通过启闭件的节流,将进口压力降至某一个需要的出口压力,并能在进口压力及流量变动时,利用本身介质能量保持出口压力基本不变的阀门。流体流经减压阀时,会产生压力损失,即能量损失,这部分损失的能量是造成振动和噪声的根源,减压阀在工作时产生振动和噪声是不可避免的现象。若减压阀的工作噪声过高,则不仅会影响操作者的身体健康,而且还会威胁到整个设备系统的安全运行,这种噪声已被列为公害之一。根据有关环保法规,若减压阀的噪声经测定超过了标准规定允许值,就必须采取降噪措施。因此,管路系统中减压阀的降噪问题,引起了人们越来越多的关注。笔者讨论了减压阀噪声允许值的确定方法,分析了减压阀工作时产生噪声的机理,提出了有效的降噪措施。实践证明,其降噪效果明显,令人满意。

　　1 减压阀的允许噪声等级

　　在实践中,减压阀噪声控制的合理范围一直是人们关注的问题。参照有关部门的环保标准、劳动安全标准以及减压阀的制造标准,减压阀的允许噪声如表1所示[1]。

　　实际上,在确定减压阀的噪声允许值时,还应该综合考虑下列各种因素,减压阀的安装位置及其工作环境;噪声源功率大小;操作者的位置等。

　　例如,当减压阀运行时,若操作者并不在其附近,此时,可以适当放宽减压阀的允许噪声等级,这是因为噪声在空气中传播时,其传播距离每增加一倍,噪声声强将衰减6dB。但是,在离噪声源(即减压阀处)1 m处,最大噪声声强不得大于85dB,否则属于超标。

　　在采取防止噪声的措施时,首先应该确定噪声的允许值,然后进行噪声预测计算。若计算值超过允许值,则必须采取降噪措施。

　　2 减压阀的噪声源及噪声产生的机理

　　减压阀在降压过程中,消耗的流体介质内能转化为热能、机械能以及产生噪音的声能。要降低噪声,首先就要把减压过程中的能量尽量多地转化为热能。减压阀的噪声源大体上可以分为3大类:¹减压阀的零部件由于机械振动而产生噪声;流体动力学噪声;空气动力学噪声。下面就这3种情况分别进行讨论。

　　2.1 机械振动产生的噪声

　　减压阀的零部件在流体流动时的激励作用下会产生机械振动,机械振动可分为两种形式,低频振动,其频率约为50~500 Hz,其声压级约为90dB。这种振动是由介质的射流和脉动造成的,其产生原因在于阀出口处的流速太快,管路布置不合理以及阀活动零件的刚性不足等。高频振动,其频率约为1000~8000Hz,其声压级在90dB以上。这种振动在阀的自然频率和介质流动所造成的激励频率一致时,将引起某种共振,它是减压阀在一定减压范围内产生的,而且一旦条件稍有变化,其噪声变化就很大。这种机械振动噪声与介质流动速度无关,且这种振动噪声事先无法预测。减小机械振动噪声的措施是改变减压阀阀腔形状和减压面积的形状,合理地设计衬套和阀杆的间隙、机械加工精度、阀的自然频率以及活动零件的刚性,正确地选用材料等。