1，引言
由于羅茨鼓風(fēng)機周期性地吸、排氣以及瞬 時(shí)等容壓縮而形成的氣流速度與壓力脈動(dòng)，從 而產(chǎn)生了很大的氣體動(dòng)力噪聲和振動(dòng)幅射噪 聲，給生產(chǎn)和安全都帶來(lái)不利影響。章丘豐源機械有限公司針對羅茨風(fēng)機的噪聲特性，采用先進(jìn)的 噪聲控制技術(shù)和降噪設計，有效地降低羅茨鼓 風(fēng)機及其管道系統的噪聲污染，滿(mǎn)足人們日益 增強的健康要求。

2，羅茨鼓風(fēng)機的噪聲特性
羅茨鼓風(fēng)機實(shí)際上是一種容積式氣體增壓 與輸送機械，運轉時(shí)產(chǎn)生噪聲的原因主要有： 2.1，氣體在管道輸送過(guò)程中由于管道橫 截面積變化所引起的氣流脈動(dòng)噪聲。 2.2，風(fēng)機葉輪在轉動(dòng)過(guò)程中由于容積空 間變化將產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而引起流量脈動(dòng)噪 聲。 2.3，進(jìn)氣口面積突變所導致的高低壓氣 體撞擊所引起的氣流脈動(dòng)噪聲。 2.4，高速氣體與葉輪和殼體的接觸噪 聲。 2.5，齒輪嚙合過(guò)程中由于齒型誤差所引 起的振動(dòng)噪聲。 2.6，因軸承制造精度差所引起的噪聲。 2.7，葉輪由于受力不均引起的軸承振動(dòng) 噪聲。 2.8，葉輪嚙合過(guò)程由于轉子制造誤差所 引起的撞擊噪聲。 其中，以氣流噪聲強度最高，危害最大。 氣流噪聲按產(chǎn)生機理分析，主要有兩種形式： 一種是風(fēng)機葉片負荷和厚度引起的旋轉噪聲； 另一種是風(fēng)機葉片附面層分離、旋渦發(fā)放、紊 流脈動(dòng)等引起的渦流噪聲。旋轉噪聲是由于風(fēng) 機葉片工作于非粘性的勢流中產(chǎn)生的，其頻譜 常呈低中頻性，伴有一組離散的頻率尖峰；而 渦流噪聲則取決于風(fēng)機葉輪的形狀以及氣流相 對于機體的流速及流體粘性，產(chǎn)生連續頻譜的 高頻噪聲。頻率越高，噪聲指向性越強。 不同的風(fēng)機參數，有著(zhù)不同的頻譜。風(fēng)機 噪聲頻譜特性：<500hz 1000hz="">1000Hz 為高頻噪聲。羅 茨鼓風(fēng)機有復雜而連續的頻譜成份。首先在很 寬的頻率范圍內均有較高的噪聲，其中以低中 頻為主要成份，且盡管風(fēng)機型號不同，其噪 聲頻譜特性都基本相似。其次當靜壓較低即負 載較小時(shí)，峰值頻率常在125Hz 左右，當升 壓至額定靜壓條件下運轉時(shí)，在中頻500Hz 以 上，還會(huì )出現新的噪聲峰值。說(shuō)明隨著(zhù)羅茨 鼓風(fēng)機工作壓力的提高，中高頻噪聲將會(huì )出現 明顯的增大。 羅茨鼓風(fēng)機的噪聲強度及頻譜特性既與風(fēng) 機的工作靜壓大小有關(guān)，又與風(fēng)機的流量、轉 速有關(guān)。如隨著(zhù)流量的增大，噪聲也相應升 高，其中中高頻噪聲的增大尤為顯著(zhù)。

3.噪音控制技術(shù)。
根據使用現場(chǎng)的實(shí)際情況，應用頻譜分析 明確風(fēng)機噪聲源的部位，這不僅使風(fēng)機噪聲測 量和調查能夠做到有的放矢，而且為噪聲控制 設備和治理工程的設計提供了科學(xué)的依據。經(jīng) 過(guò)長(cháng)期的從設計到實(shí)踐的反復論證，證明以下 技術(shù)對控制羅茨鼓風(fēng)機噪聲污染是十分有效的。 3.1，降低風(fēng)機空氣動(dòng)力噪聲方法 3.1.1，合理選擇風(fēng)機形式：同一系列的風(fēng) 機風(fēng)量、風(fēng)壓大者，噪聲也大。因此，選擇機號 時(shí)，余量過(guò)大不僅浪費電能，而且還增大噪聲， 風(fēng)機的性能必須與管網(wǎng)及運行制度相匹配方能 得到最低的噪聲。對同一型號風(fēng)機，在性能允許 條件下，應盡量選用低轉速運行的風(fēng)機，當達到 一定流量盡量減少轉速，以降低噪聲。 3.1.2，合理地設計管路：管路阻力要小，風(fēng) 機入口不宜處于急變流場(chǎng)，若系統中有多個(gè)管 件，如彎頭、支管等，則它們之間的距離應拉開(kāi) 5～10 倍管徑。 采用合理的調節方式，并使風(fēng)機入口均勻 進(jìn)氣，都會(huì )使噪聲下降。另外，應防止機殼與管 道的振動(dòng)過(guò)大而輻射過(guò)大的噪聲。用加強肋板 和阻尼涂層使薄板的固有頻率提高。圓形管道 的振動(dòng)以及振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲輻射量較矩形管道 為小，要盡量采用圓形管道。 3.1.3，吸聲材料的分類(lèi)與應用 一般多采用 125、250、500、1000、2000、 4000Hz 六個(gè)頻率的吸聲系數，其算術(shù)平均值 α>0.2時(shí)的材料才能作吸聲材料。多孔材料主 要吸收中、高頻；板狀和膜狀材料主要吸收低 頻。在吸聲頻率上有明顯的峰，穿孔板吸聲結構 則兼有上述兩類(lèi)的吸聲特性，即在轉變的頻率 范圍內有相當的吸收。 3.2，消聲器種類(lèi)與選取原則 消聲器僅對進(jìn)排氣噪聲有明顯的效果。風(fēng) 機進(jìn)、排氣管路常用的配套系列消聲器有：阻性 消聲器（中高頻效果好）、 抗性消聲器（中低頻 效果好）、 微穿孔板消聲器（較好的低中頻寬帶 消聲）、 阻抗復變消聲器（消聲值高，頻帶寬）及 組合型專(zhuān)用消聲器。 根據風(fēng)機的噪聲級大小、頻譜特性及使用 流量，由具體的工藝條件決定消聲器的設置。選 取的原則是在上、下限截止頻率（4000Hz～ 250Hz）之間，合理選用消聲值高，節省費用的 消聲器。 3.3，控制噪聲波的方法 3.3.1，隔聲與吸聲處理 為了隔絕鼓風(fēng)機的基礎振動(dòng)，減弱固體聲 的傳遞，可在鼓風(fēng)機下安裝減振器，或在設計門(mén)的隔振基礎。采用全封閉的風(fēng)機隔聲間，在隔 聲間內墻面和平頂表面襯上 60mm 厚的微孔泡 沫塑料；風(fēng)道與墻壁間隙充填毛氈，以吸收羅茨 鼓風(fēng)機輻射的噪聲。采用自扇通風(fēng)冷卻、負壓吸 風(fēng)冷卻、空氣循環(huán)通風(fēng)冷卻、外加機械通風(fēng)冷卻 等措施，有效地解決隔聲間內的通風(fēng)散熱問(wèn)題。 一般可降低噪聲 8～12dB(A)。設置雙層 6mm 厚的密封玻璃窗直接觀(guān)察風(fēng)機運轉情況。選用 能實(shí)時(shí)顯示風(fēng)壓、溫度、電動(dòng)機電流等工作狀況 和具啟動(dòng)、停止、故障報警等功能的遠距離機電 一體化智能自動(dòng)控制系統，實(shí)現人機分離。 3.3.2，輸氣管道的阻尼和隔聲處理 羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)氣或排氣管道的阻尼與隔聲 處理，也是降低風(fēng)機噪聲的一個(gè)重要環(huán)節。輸 氣管道采取阻尼措施，先用瀝青、毛氈等阻 尼材料緊敷于管壁外，以阻尼管壁振動(dòng)，降 低噪聲輻射。然后用玻璃棉等材料做一層吸聲 層，再用鋼絲網(wǎng)水泥做2cm 左右的刷層，可 降低管壁噪聲15～20dB(A)。必要時(shí)設置消聲 彎頭為雙層壁結構，內壁按設計距離鉆直徑 1mm 孔多個(gè)，內外壁間距為100mm，其間充 填細玻璃棉以吸收由風(fēng)速而產(chǎn)生的噪聲，從而 降低排風(fēng)系統噪聲。
4，降噪設計
降噪的方法主要有兩種。一種是使用消聲 器或隔離罩，即被動(dòng)降噪。

另一種是主動(dòng)降噪， 從鼓風(fēng)機的內部結構著(zhù)手，利用空氣動(dòng)力學(xué)原 理，通過(guò)研究轉子型線(xiàn)、進(jìn)排氣管道和進(jìn)排 氣口的形狀、葉輪間的間隙等與噪聲間的關(guān) 系，從而設計出低成本、低噪聲、高效節能、 結構緊湊的羅茨鼓風(fēng)機。FSR系列羅茨鼓風(fēng)機的降噪設計要點(diǎn) 如下： 4.1，葉輪采取特殊降噪圓弧、擺線(xiàn)、圓 弧組合型線(xiàn)，容積利用率為 0.53，降低由流 量和壓力脈動(dòng)所引起的噪聲3～4dB(A)。主要 降低了渦流噪聲的中、高頻部分。 4.2，機殼采取了逆流冷卻技術(shù)的降噪結構， 使沖擊波強度減弱 50%，噪聲大約降低5dB(A)。 主要降低了旋轉噪聲的低頻部分。進(jìn)出風(fēng)口設 計成 20 度的螺旋漸變斜口，避免進(jìn)排氣口面積 突變，削減周期性排氣沖擊的氣流脈動(dòng)噪聲。 4.3，葉輪組采用了整體結構；去掉了軸承 座，進(jìn)口軸承直接裝在帶有階梯孔的墻板上；機 殼與墻板用圓柱銷(xiāo)定位，保證了同軸度。5 級精 度的硬齒面直齒輪（斜齒輪）與傳動(dòng)軸采用脹緊 套聯(lián)接，潤滑油選用 N68～N220號中極壓工業(yè) 齒輪油；主、副油箱材質(zhì)為鑄鋁等多項新結構。主要零部件均采用數控設備和加工中心 加工，在整個(gè)頻譜特性上取得良好的降 噪效果。 4.4，設計合理的承載、密封、潤滑 等結構形式，達到結構緊湊、密集組合成 套、免維護等要求。 4.5，建立鼓風(fēng)機專(zhuān)用試驗臺，測試 風(fēng)機的風(fēng)量脈動(dòng)率、全壓、容積效率、噪 聲等主要性能指標。 4.5.1，為了評估理論分析的正確性， 對采用逆流冷卻技術(shù)和不采用逆流冷卻 技術(shù)的兩種情況進(jìn)行了對比試驗。在 FSL45WC 三葉羅茨鼓風(fēng)機進(jìn)口處未裝有 消聲器的條件下，離機側 1 米處分別對接 通氣體逆流冷卻通道和關(guān)閉氣體逆流冷 卻通道兩種情況進(jìn)行了噪聲測量，其數 據列于表 1，可以看出在相同升壓下，接 通氣體逆流冷卻通道比關(guān)閉氣體逆流冷 卻通道的噪聲低。 4.5.2，用扭葉轉子代替直葉轉子用 于羅茨鼓風(fēng)機的低噪聲結構設計。測試 用三葉羅茨鼓風(fēng)機主參數：理論流量 45m3/min，額定升壓 58.8kPa，額定 轉速 1580r/min，葉輪直徑 305，長(cháng) 450， 扭葉轉角 60°。吸排氣口均安裝了消聲 器，測試現場(chǎng)的背景噪聲為 45dB(A)。扭 葉羅茨鼓風(fēng)機噪聲測量結果見(jiàn)下表。 升壓(kPa)???? 9.8 19.6 29.4 39.2 49.0 58.8 噪聲值dB(A) 79.8 85.1 85.8 87.7 89.2 89.7 上述噪聲值為離風(fēng)機周?chē)?1 米處測 得。底座（基礎）或管道狀況不同，所測 出的噪聲值不同。如加隔聲罩后噪聲可 在此基礎上降低 20dB(A)左右。羅茨鼓風(fēng) 機及其管道系統可降至 85dB(A)以下，風(fēng) 機在降噪設計及性能上均取得良好的效 果。

5，結束語(yǔ)

降低噪聲最有效最經(jīng)濟的方法是采 用主動(dòng)降噪的新設計、新工藝來(lái)降低聲 源輻射噪聲；通過(guò)頻譜分析風(fēng)機噪聲特 性，采用先進(jìn)的噪聲控制技術(shù)的工藝流 程，達到降低噪聲或隔離噪聲的目的。經(jīng) 過(guò)采用以上措施，羅茨鼓風(fēng)機及其管道 系統的噪聲得到有效的控制。在降低噪 聲污染的同時(shí)，滿(mǎn)足環(huán)境治理的要求。章丘豐源憑借二十多年羅茨風(fēng)機專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗已經(jīng)積累了無(wú)數經(jīng)驗，想獲取更多關(guān)于羅茨風(fēng)機的方案與羅茨風(fēng)機選型可以聯(lián)系電話(huà)：13964033677