Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ОСНОВНЫЕ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМЕ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ПНЕВМОТРАНСПОРТА

Черемных Н.Н., Шадрин А.С.

Пневматический транспорт нашел широкое применение в лесопильно-деревообрабатывающих производствах для сбора и удаления отходов от станков, для транспортировки технологической стружки, спичечной соломки, технологической и топливной щепы, коры.

Установки пневматического транспорта измельченной древесины обычно делят на различные группы:

По назначению:

  • цеховые стружкоотсасывающие установки, предназначенные для улавливания и собирания стружки, опилок, пыли от зон резания станков и транспортирования этих отходов, как правило, за пределы цеха;
  • транспортные установки, используемые только для транспортных и погрузочно-разгрузочных целей.

По расположению побудителя движения воздуха (вентилятора, воздуходувки) различают:

  • всасывающие установки;
  • нагнетательные установки;
  • комбинированные (всасывающе-нагнета-тельные).

Цеховые стружкоотсасывающие установки для сбора опилок и стружек чаще всего выполняются всасывающе-нагнетательными, а для сбора пыли – всасывающими.

Достоинство всасывающих установок – возможность забора материала из большого числа точек (технологических единиц) и исключение выделения пыли из воздуховодов – трубопроводов.

Транспортные пневматические установки могут быть любого типа.

Всасывающие установки применяются в особых случаях, например, для выгрузки технологической щепы из судов, вагонов и т.д.

Преимущество нагнетательных установок – возможность подачи материала в несколько точек.

По величине давления, которое развивает воздуходувная машина, установки делятся:

  • на установки низкого давления;
  • на установки среднего давления;
  • на установки высокого давления.

В установках низкого давления величина напора, создаваемая воздуходувной машиной, не превышает 5 000 Па, среднего давления 5 000 - 20 000 Па, высокого 20 000 – 70 000 Па.

По величине концентрации аэросмеси классификация следующая:

  • установки низкой концентрации (при весовой концентрации µp<0,5);
  • установки средней концентрации (при весовой концентрации µp=0,5…2,0);
  • установки высокой концентрации (при весовой концентрации µ>2,0);

В установках высокой концентрации используются воздуходувные машины объемного типа.

Во всасывающих и нагнетательных установках транспортируемый материал не проходит через вентилятор; во всасывающе – нагнетательных – измельченная древесина после прохождения всего всасывающего трубопровода транспортируется через вентилятор и передается в нагнетательный трубопровод для дальнейшего движения, как правило, в циклон.

С точки зрения шумообразования в узле вентилятора всасывающие (при 100 % очистке воздуха) и нагнетательные установки предпочтительнее всасывающе-нагнетательных, т.к. шум вентилятора в последнем случае несколько больше (из-за прохождения аэросмеси через него), чем шум вентилятора, работающего на чистом воздухе. С технологической точки зрения нагнетательная установка менее удобна, т.к. в ней давление воздуха выше атмосферного, вследствие чего приходится применять специальные загрузочные устройства с соблюдением требований герметичности.

Цеховые пневмотранспортные установки чаще всего выполняются всасывающе – нагнетательными, хотя они могут быть и всасывающими.

Как отмечено выше при классификации «по назначению», цеховые установки выполняют транспортные цели (автоматический сбор и удаление отходов); здесь добавим, что они также выполняют при этом аспирационные функции. Для обеспечения надежной аспирации приходится обеспечивать их работу на весьма низких концентрациях аэросмеси, как правило, µp≤0,2 при давлении менее 5 000 Па (500 кгс/м2; 0,05 кгс/см2). Из-за необходимости удаления значительных объемов воздуха при низкой концентрации, они по расходу электроэнергии являются весьма не экономичными. Но, несмотря на это, в ближайшем обозримом будущем «Гипродрев», «Гипродревпром» не видят перспектив их замены на более энергосберегающие схемы.

«Гипродрев» классифицирует цеховые стружкоотсасывающие установки следующим образом:

  • С разветвленной системой воздуховодов (обычного типа) – ступенчатый сборный воздуховод со все возрастающим диаметром по мере подключения к нему ответвлений от станков и отсосов – сметок. Скорость потока в нем нарастает в пределах 16-20 м/с. Статическое давление по длине магистрали резко меняется, поэтому такие установки не допускают перемещения станков и изменения их количества;
  • Универсальные установки с магистралью постоянного сечения и механической разгрузкой материала. Здесь магистральный трубопровод имеет постоянное сечение по всей его длине. По этой причине скорость воздуха по длине меняется от нуля в хвостовой части до максимального значения (10-11 м/с) в головной (к вентилятору) по мере поступления воздуха из ответвлений. Перенос подключений станков не ухудшает условий обслуживания. Внутри трубы ленточный конвейер; приводная и натяжная станции его – вне трубы. Установки обслуживают большое количество оборудования;
  • Универсальные установки с коллекторами – сборниками (для небольших групп станков до 20 единиц на площади 25х25 метров), все ответвления подсоединяются к коллектору – резервуару (аналог магистрального воздуховода) и находятся под одним и тем же статическим давлением. Резерв в отношении расширения количества подключений невелик (20-25 %). Сборники-коллекторы бывают вертикальные и горизонтальные (типа «люстра», «курительная трубка», плоские воронки секторной формы и др.).

Санитарные нормы «СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» ограничивают уровень шума на рабочих местах величиной 75 дБА (см. приложение к табл. 1 СН). Фактические уровни от основных источников рассматриваемых систем: вентилятора, трубопроводов, приемников станков, отсосов – сметок, сборников – коллекторов, циклонов, элементов ленточного транспортера в универсальной установке с магистралью постоянного сечения, превышают допустимый.

Среди разнообразных (в подавляющем большинстве своем предложениях лабораторного и поискового характера) способов и методов уменьшения шума в самом источнике (в местах генерации) отметим, прежде всего, применение рабочих колес и кожухов вентиляторов из пластмасс, лопаток с улучшенным аэродинамическим профилем, ликвидацию языка кожуха, звукопоглощающие облицовки и вибродемпфирующие покрытия.

Познавательный интерес в практике борьбы с шумом представляет использование металлических сеток и перфорированных лопаток. Такая доработка – модернизация вентилятора не влечет за собой изменения аэродинамической схемы существующих, общеизвестных конструкций вентиляторов, высокозатратной технологии в условиях эксплуатирующихся на производстве установок. Эффект установки металлических сеток на входных - выходных кромках лопаток рабочего колеса объясняется «просеиванием» воздушного потока, изменением масштаба его турбулентности. В лабораторных условиях на центробежном вентиляторе высокого давления ВВД № 3 и вентиляторе ЦВ – 18 № 9 с металлическими сетками № 5 и № 2,5 было показано, что наибольший эффект получается при использовании сеток на выходных кромках колеса, наименьший – в кожухе вентилятора. В первом случае снижение достигало 4-5 дБА, на отдельных частотах в 2-3 раза больше. «Теневой» стороной данного нововведения было уменьшение производительности и давления на 5-8 %. Отмечается, что сборка, в условиях завода изготовителя, рабочего колеса с перфорированными продольными прорезями на лопатках (к примеру, методом штамповки) технологически целесообразнее установки сеток. На эксплуатирующихся установках перфорированные лопатки обладают более высокой эксплуатационной надежностью вследствие исключения возможности обрыва (по сравнению с сеткой) при проходе через рабочее колесо аэросмеси. Кроме продольной перфорации проверялась перфорация круглыми отверстиями, при этом, чем меньше диаметр перфорации, тем больше акустический эффект (2-6 дБА).

Основным средством уменьшения аэродинамического шума при практически очищенном воздухе является установка активных глушителей в трубопроводе. Это делается путем врезки секций с целью обеспечения ремонтопригодности (для очистки глушителей). При этом не надо забывать и дополнительно вносимое аэродинамическое сопротивление. Акустический эффект, естественно, выше при постановке секций на минимальном диаметре трубопровода.

В производственных условиях лесопильно-деревообрабатывающих производств наиболее широко на сегодня применяются звукоизоляция вентиляторов (кирпичные, бетонные, деревянные укрытия). Подводы всасываемой смеси в вентилятор проектировщики стараются выполнять плавными. Если рассматривать дисковую рубительную машину как симбиоз вентилятора и дробилки (аэродинамический и ударный шум), то напрашивается ее звукоизоляция. Так и поступает последние 15 лет «Гипродрев» по предложению одного из авторов данной статьи, вынося рубительную машину вне лесопильного цеха в отдельное помещение.

Периодическое попадание твердых кусковых отходов в вентилятор способствует нарушению балансировки колеса. По этой причине периодическая систематическая статическая балансировка для наших пылевых вентиляторов крайне необходима. Это влечет за собой снижение механического шума вентилятора.

Работник «привыкает» к шуму «своей» технологической единицы и посторонний шум, определяемый шумом от трубопроводов, и по уровню ниже технологического, для него является уже «чужим», и раздражающее влияние его на работника выражено более сильно (по крайней мере это носит отвлекающий характер). Последние годы проведено много проверок по снижению вибрации в стенках трубопроводов и одновременно повышению их звукоизолирующей способности, получен шумопонижающий эффект, однако целенаправленной экспериментально – теоретической проверки для условий деревопереработки никем не велось.

По защите от шума циклонов наиболее многочисленные результаты получены при использовании метода экранирования всего циклона как точечного источника шума.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Чижевский М.П., Черемных Н.Н. Руководящие материалы по расчету шумности и проектированию противошумных мероприятий в лесопильно-деревообрабатывающем производстве // М., Минлеспром СССР, 1978 г.- 367 с.;
  2. Черемных Н.Н. Методика акустических расчетов в лесопильно-деревообраба-тывающем производстве // М., Минлеспром СССР, 1986 г.- 90 с.;
  3. Черемных Н.Н., Канунников Н.И. Инструкция по эксплуатации автоматизированной системы акустических расчетов цеховой стружко-отсасывающей системы // М., Минлеспром СССР, 1988 г.- 62 с.;
  4. Черемных Н.Н. Расчет уровня шума систем аспирационных и пневмотранспорта. //Деревообрабатывающая промышленность. 1988 г., № 7- с.28-30; № 8 - с.30-31;
  5. Черемных Н.Н., Красиков В.А., Сторожев Г.П. Опыт защиты от шума пневмотранспорта в столярно-мебельном производстве. // Деревообрабатывающая промышленность. 1993 г., № 2, с. 12-13;
  6. Чижевский М.П., ШилинА.А., Черемных Н.Н., Клепалов А.М. Звукоизоляция центробежного вентилятора. Деревообрабатывающая промышленность. 1981 г., № 2, с.25-26;
  7. Дзядзио А.М., Симонович М.Я., Богатырев Б.П. Обзорная информация. Серия: Техника безопасности и производственная санитария. Уменьшение шума воздуходувных машин пневмотранспорта зерноперерабатывающих предприятий. М., 1973 г.- 8 с.;
  8. Уточненный метод расчета звуковой мощности вентиляторов. Modifiziertes Berechnungsverfahren zur Ermittlung derschalleistung von Ventilatoren. Bommes Leonard, Ki Klima-Kalte-Heiz, 1993 г., 21, № 4 с. 152-155 (нем., рез. англ., фр.);
  9. Центробежные вентиляторы с демпфированием вибрации. Radialventilatoren mit. Schwingungsdamfung TAB: Techn. Bau., 1993 г., № 2, с. 150 (нем.);
  10. Хорошев Г.А., Мышинский Э.Л. Основные направления снижения шума центробежных вентиляторов в системах вентиляции воздуха. Техническая акустика, 1993 г., т.2, выпуск 315. Санкт-Петербург, 1993 г., с. 21-29 (рус.).

Библиографическая ссылка

Черемных Н.Н., Шадрин А.С. ОСНОВНЫЕ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМЕ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ПНЕВМОТРАНСПОРТА // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 6. – С. 107-109;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3199 (дата обращения: 24.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074