1. No category

arbetsgruppen mot
MEDDELANDE
BULLER
inom verkstadsindustrin
Nr8
1975
Verkstadsföreningens och Metalls gemensamma organ för bullerbekämpning
Ljuddämpare
1ör pneumatikutlopp
Redovisning av Ijud- och funktionsdata
)
Tekn.lic. Per~Ake Berg, ingenjör Roger Ekström, civilingenjör Hans Elvhammar, Ingemanssons Ingenjörsbyrå AB, Göteborg
Ljuddämpare av filterbrons eller annat poröst material används ofta för att dämpa de kraftiga
väsljuden från utsläpp genom pneumatiska ventiler. Detta högfrekventa buller minskas med
15- 20 dB(A) vid lämplig dimensionering. Genom att fabrikanterna i allmJjnhet ej redovisar data
på dämparna, väljs dock dessa ofta helt utan hänsyn tillluftmängder, manövertider etc.
I artikeln visas vilka katalogdata som bör anges för dessa s. k. diffusordämpare och hur data
används vid dimensione ringen.
33 1.043
D I Arbetsgruppens meddelande nr 5
1973 har ljuddämpn ing av pneumatikutsläpp behandlats översiktligt. De lös-
form av Ijud- eller fu nkt ionsda ta, som
kan utnyttjas för dim ensionering av
t. ex. ett ma növersystem.
,ningar som till äm pa s innebär ofta att
utloppen förses med fi lter som sprider
(diffuse rar ) luftstrå len, slanga r som
upptar trycks tötar eller med speciellt
utformade ljuddämpare av absorptionstyp.
) Diffusorljudd ämpare utförs vanligen
av filterbrons och för direk t anslutning
till styrventi ler för pneumatikcylindrar.
Erfaren hetern a av ljuddämpning med
dessa är goda och ljudnivån reducera s
ofta med 15- 20 dB.
Normal t uppstår inga spec iell a problem när man använder fillerbronslj uddämpare. Ibland kan det emellertid ha betydelse om ljuddämpningen
orsakar ett icke önskvärt, mottryck i
systemet och därigenom förlänger luften s utströmn ingstid. Särski lt kritiskt
kan detta vara för uppkopplingar med
pn eumatikcylin drar där krav ofta ställs
på snabba reglerförlopp.
Fabrikanter av fi lterbronsljuddämpare redovisar e ndast sä ll an någon
699.844
hos ventil en.
När sys temet dimensioneras, finner
man att ut strä mningsti den sta rkt på-
Ljudalstring och funktionsmässiga prestanda
Arb etsgruppen mot buller ino m verkstadsindus trin a rra nge rad e 1974 en
verka re- och leve rantörskonferens
Saab-Scania, Oskarshamn. Man
komm end e rades då att anvisa hur
628.517.2
k.d kraft och slaglängd. Med ledning
av de så fra mräknade volymflödena
väljs därefter önskad typ och storlek
till hos
reka -
talogda ta för filterbrons ljuddämpa re
vid pn eu matikventil e r bör presenteras.
I d enn a a rtik el sa mmanfattas erfo rd e r-
liga dimensioneringsdata för utloppsljudd ämpa re till pneumatik, vida re hur
man kan beräkna dessa med hjälp av
en enke l provanordning och akustiska
mätningar.
Vid dim ensioner ing av . styrsystem
med cylindrar används i allmänhet
uppgifter ur resp. till verka res katalo ger och handböc ker. Man kan där utläsa erforderli ga volym flöden (n ormal liter per sekund, NI/s) vid aktuella tid sförlopp (tid för enkelslag i s) och öns-
verkas av volym och tryck hos den inneslutna luft en. Cylindertrycket överensstämmer van ligen m ed matnings-
trycket.
Om ett cy lindersyste m di mensione -
rats för ett snabbt tidsförlopp är det
således kritiskt att anslu ta lj uddämpande ano rdn ingar, som bygger upp
avsevärda mottryck vid venti ldonens
utl opp. Betydande tidsfördröjning av
cylindermanövreringen kan då uppstå.
För att konstatera i vilk en ut sträckning sådan påverkan sker har ex peri ment och mätningar utförts.
Experiment och mätningar
Exempel
En 1/2" diffuse rande lju ddämpare av
fabrikatet Gränges SM -Pys har stud erats tör att utreda dess inverkan på
Särtryck ur Verkstäderna nr 9 1975
Bild 2. Provningsutrustning för prov med avla stning av
manöve rcylindrar.
1. Provtank volym 5 I, 2. va fl enpåfyllning , 3. ve ntil fö r
laddning av tanken, 4 . manometer, 5. monierad riktnings-
ven til för provavla stning.
Bild 1. Universaltavia för tryckluft.
1. Reducerventil, 2. ffödesmätare, 3. avstängningsventiJ.
)
,
.. . lM
90 °
Metning av l jud ni vå oc h kapacitet
(flöde)
~
~~l
.0
Mätning ev impulsljudnivå och utströmningstid
--,
--,-<
IM 90°
---'
5
. ~--------------~
Bild 3. Principschema för mätning och registre ring av ljud· och funktionsdata för ulloppsljuddämpare.
1. Universalta via enligt bild 1, 2. tryckluft med konstant tryck ö ver flödesmätare, 3 . kont roI/manometer, 4. tryck luft med reglerat tryck til/ provtank, 5. provtank enl. bild 2, 6. vatt enpåfyllning för niviireglering, 7. ljudnivåmätare,
8. niv~ s krivare.
Bild 2. Provningsutrustning för prov med avlastning av
manövercylindrar.
1. Provtank volym 5 I, 2. vatt enpilfyl/ning , 3. ventil för
laddning av tanken, 4. manomete r, 5. monterad riktnings -
ventil för provavJastning.
Bild 1. Universaltavia för tryck luft.
1. Red ucerventil, 2. flödesmätare, 3. avstängningsventil.
,
.el
.
lM
90 0
Mätning av ljudn iv6 och kapaci tet
(flöde)
~
1t!J~
.0
)
y\
Mötning ev im pulsljudnivå och utströmnings t id
ifrD---l....L-·~, - - - - - i : ,
5
.
f
M ""
. ~----------------~
Bild 3. Principschema för mätning och registrering av Ijud- och funktionsdata för utlopps ljuddämpare.
1. Universaltavia enligt bild 1, 2. tryckluft med konstant tryck ö ver flödesmätare, 3. kontrol/manometer, 4. tryckluft med reglerat tryck til/ provtank, 5. prov tank enl. bild 2,6. vattenpåfyl/ning för nivåreglering, 7. ljudnivåmätare,
8. nivåskrivare.
)
manöverhastigheten , dess
genomströmningskapacitel vid o lika t ryck och
Ijudal stringe n vid avlastning av cylindrar sa mt ljudet vid kont inuerlig luftutströmning med och utan dämpare.
Provningsutrustning
Tryckluften ta s från en luftkompressor
och få r pa ssera en »universaltavla »,
bild 1, på vilken monterats en reducerventi l 1 och en flödesmätare 2.
Tavlan ha r en rördragning och vent i ler, 3, som möjliggör alternativa uttag
av lu ft. Tryck e t kan hå llas konstant o ch
flöd et kan vid behov mätas.
För proven med avlastn ing av manövercylindrar och mätning av impul sljudnivå (se meddel a nde nr 4, 1975 )
och utlopp stid har en särski ld utru stning tillverkats. Denna innehåller en
,- \\ p rov tank 1 va rs fria vo lym kan föränd ras genom påfyllning av va tt en genom
nippe ln 2, se bild 2. Tank en laddas
med tryckluft av aktue llt mat nin gs tryck från universaltavlan genom ven,.
t ile n 3 på tanken. Mat n ingstrycket i
) tank en avläses med manometern 4.
Prowen til en 5 monte ras p å ett separat
uttag.
Vid prov med kontinuerlig ström ning används e n tryck luftssl ang och e n
nippel med passande ans lutningsgänga
för ljuddämparen som ska ll provas.
Slangen ansluts till ett uttag på uni versa ltavlan, så att lu ften ta s från re ducerventilen 1 och får passera flödesmätaren 2.
Slagvolym
1
10
Tid per enkelslog
,108642
5
4
Belastning
3
---
---
1,5
V/
/
/,
~ /
75%
2 --
1
V/ 1/ /
/
'//
70
10
O
V
0,5
V
0,4
/
I
IV
. +------01
!
V
/
/
/
I
I
I
I
V
1
I
I
I
I
- +-+-++ .-j-!--+
4 5
O, 5
V
0 ,3
0,2
V
, /
1/ 1/ /
/ /
V / /
/
/
'
/
/
V
/. 7 /
'
/
/ /
/
i~ö
/
30 ~ V/
V
/
V V
I
10
R 1/8"
- - - ... I
l
I
I
I
I I I I I
2030 :50
1-+-++++-+--I-4--t-
100
I
fR 1/4"
___ o _ o n _ O
- - - - - - - - - -- - - - ... - ... - I
200
500 NI/,
VentiJ kopocitet
' o R 3/8" och R 1/2"
I R 3/4"
-- - - .... - - - - - - - - - - - - - - - - - - I
f R 1"
Riktni ngsventVer An$l~ingsd imensioner
Bild 4 . Nomog ram fö r vaj av ventiJkapacitet (Mecman ). Nomog rammet är
kompletterat med exempel på kapacitetsomraden (ör riktningsventIler
med storleken) 14 '"-)'".
Ljudmätutrustning
(
För mätningarna kan utnyttjas en normalljudnivåmätare av precisionstyp
och en nivåskrivare, bi ld 3.
Ljudn ivåmätaren 7 används för direkt avläsning vid mätning av ))ljudnivå och kapaci teb). Vid mätning av
»impulsljudnivå och utströmningstid »
begagnas ljudnivåm ätaren 7 so m förstärkare och kopp las till nivåskrivaren
8 för regi strering av mäts ignalen på
) papper.
Mätningens genomfö rande
Mätningarna föregicks aven serie prov
för alt konstatera mätnoggrann heten
vid o lika mik ro fonavstånd till ljuddäm parens utlopp. Dessa mätningar resulterade i fö lj ande rekommendationer.
• Registrering utförs med mikrofonen
på avståndet 1 000 ± 1 O mm vi d sidan
av utloppet s riktningsaxel, bild 3.
• Minsta avstånd me ll an mikrofon och
re fl ek teran d e yta bör va ra ca 1 500
mm.
• lokalens storlek bör vara ca 60 m 1
och normalt dämpad , dvs. rumsabsorptionen bör vara ca 10 m :! Sabine.
Uppfylls d essa villkor uppgår mätnoggrannhet en till ca ± 1,5 dB . Observera att avståndet måste ligga inom
den angivna tol eransgränsen .
Val av utströmningsdata
för avlastningsproven
Varje typ och storlek aven pn euma tikventil har en viss maximal kapacitets gräns och avpassad anslutningsdimension . Ventilfabrikanterna har därför
särskilda nomog ram so m används för
att bestämma kapaciteten vid olika
storlekar på manöve rcyl indrar och tider för enkels lag. Ett såda nt nomogram
från Mecman framgår av exemplet i
bild 4.
Nomogrammet har kompl etterat s
med ett extra stapeldiagram som visar
övre kapacitetsgränser för ventiler med
förekomma nde d imensioner. Kapad tet ssiffrorna har erhållits genom en
inventering av Mecman's ventilkatalog.
Kapaciteterna får anses vara allmänt
representativa för riktn ingsventi ler o ch
kan användas när man väljer gränsvärden för lämpliga cy li ndervolymer vid
proven för mätning av impulsljudnivå
och utst römning stid .
Vid vå rt experiment valde vi 112 "
anslutningsdimension och kund e ur
nomogram met konstatera att aktuell
volym på manövercylind ern vid max.
75 % be lastning bör vara 0,7- 2 I. Vi
tillverk ade dock e n provtank m ed e n
volym av 5,1 I med tanke på större
cylindrar och möj ligh e t att prova avlastning under långsamt förlopp.
För proven användes diffu serande
sinterme tallkon or av fabrikate t Gränges
SM-Pys so m stä llts till vårt förfogande.
Resultat från provmälningarna
Resultaten från provmätningarn a med
en 112" manöverventil framgår av
kurvorna i bi ld 5.
Diagram A visar avJastningsprovet.
• Impul sljudnivån A-vägd, dB(A ), och
utlopp stiden . Vid av lastning från olika
cylindervolymer och varierand e mat-
ljudnivå
dB(A)
170
.
.
(il
110
~
,o.
ljudnivå
dB(A)
80
'O
90
SJ..
BD
I~
,o
.
~
l@"
A
60
U,, QPPslid
50
1,0
.0
-.
-------
C!\
---
f...----
,
lO.
Cylindervolym
Bild 5. Mätresultat för sintermetafldämpare med 1/2" anslutning.
Diagram A. 1. Ljudnivå, utan ljuddämpare, vid matningstrycket 700 kPa (6 atö) och olika cylindervolym, 2. do vid
500 kPa (4 a!ö), 3. do vid 300 kPa (2 atö), 4. utloppstid utan
ljuddämpare vid matningstrycket 700 kPa och olika cylin dervolym.
ningstryck 300, 500 och 700 kPa (2, 4
och 6 at ö) och en 1/2 " ve niii av fabrikat Ross dels utan ljuddämpare dels
med påsatt SM-Pys.
Mätvärdet har fastställts såsom medelvärdet ur fem registreringar. Im pulsljudnivån avläses på nivåskrivarens remsa enligt de markerin ga r som
--
"'"
300
o ch volymflödei vid olika matningstryck har avlästs på flödesmälaren
ökad impul snivå .
• Tömningstid en påverkas markant av
ökande cy li ndervo lym och är kraftigt
beroende av at l ulloppei förselts med
ljuddämpare.
Provningsmetodik
och redovisning av data
för utloppsljuddämpare
De prov och resultat som be skrivits
visar behovet av individu ell kapacitets-
6 O
800
'"
kpo(o) I
Malnin911ryek
Med ledning av e rfarenh eterna från
mätningar
rekommenderas
utförda
Krav på mätinstrument
fabrikanler av ulloppsljuddämpare för
För kapacitetsproven erfordras följande instrument:
hålls genom prov enligt följande rik l -
• Tryckregulator.
linjer.
• Flödesmätare.
• Precisionsljudnivåmätare (med preslanda enligt lEe R 179) inställd fö r Avägning och dast response)).
För mätningen av impu lsljudnivå
och utströmningstid behövs föl jande
inst rum ent:
Val av ulströmningsdata
Utströmningsdata för cylindrar, dvs.
volymer och anslutningsdim ensioner,
väljs ur nomogram av den typ som
redovisas i bild 4 . Malningstryckei vid
proven bör vara 700 kPa.
.
),
...
pneumatik att redovisa data vilka er-
)
• Tryckregulator.
• Manometer till cylinder ell er prov-
tank.
bild 1. Ur diagrammen bild 6 framgår:
pulsljudnivån markant. Okal tryck ger
"
3
1
Hgt , vilket minskar risken för »jä sning1)
vid avlastn ingen.
på
• Cylindervolymen ger ringa påve rka n
av impulsljudnivån. Spri dningen j mätvärden ligger inom mätnoggrannheten .
• Matningstrycket eller try cket som
avlastas från cylindern påve rkar im-
I--
--
"O
6
,5
och Ijuddalaredovisning för olika Iyper och slorlekar av ljuddämpare .
Diagram B visar flödesprovet.
Ljudnivån ha r avlästs manuellt från
ljudni våmäta ren (in ställd på dastn)
--
Kurvorna 5, 6/ 7 och 8 motsvarar kurvorna 1, 2, 3 och 4
med riktningsventilens u!lopp förselt med ljuddämpare av
typen sintermetal/kona (Gränges SM-Pys 1/ 2" ).
Diagram B. 9. Ljudnivå med ljuddämpare och kontinuerligt flöde vid olika matnings tryck, 10. Volymflöde vid olika
matningstryck .
framgår av exemp let i bi ld 6.
• Ljudnivån A-vägd, dB(A), och flödel
vid olika matningsIryck för 1/2" SMPys.
~_.
-.t
B
O
=-::
.-
.-.flO
0,5
5
If·
e
-
1,5
1,0
o
Vo,ymfl öde
• ljudnivåmälare av tidigare angiven
Provningsanordningar
Iyp.
Provningsanordningarna byggs upp i
princip en ligt anvisningar i bild 3.
• Ljuddämparproven vid avlastning
av cylindrar bör i första hand utföras
me d riktningsventil av den typ för vilken respeklive dämpare rekommende ra s. Härigenom undviker man mätfel
från event uella awikelser i Ijudalstring
• Nivåsk ri va re för
registre ri ng
signa len frå n ljudnivåmätaren .
mellan olika ventilfabrikat.
• Den önskvärda avlastningsvolymen
vid proven kan åstadkommas på två
ol ik a sätt. Antingen används en stor
standardcylinde r vars slagl ängd varieras, ell er en provtank vars fria volym
av
Krav på provningslokal
Provningslokalen
för
mätningarna
måste uppfylla följande minimikrav.
• Bakgrundsbullernivå m indre än 40
a
45 dB(A).
• Minsta avstånd mellan mikrofon och
reflekterande yta bör vara 1,5 m.
• Rummets storlek ej mindre än 60 m'.
• Rumsabsorption ej större än 10 m 2
Sab in e , dvs. ett rum med huvud sak li -
gen refleklerande yt o r.
regleras genom påfyllning av valten.
I det senare alt erna tivet rekommende ras alt tank en placeras vertikalt. Man
får då en så lit en fri vattenyta som möj-
Provmätningarnas utförande
När de pneumati ska provanordn ingarna io rdning ställt s ano rdna s utloppen .....
så att de får mynna mitt i rumm et på
e n höjd av ca 1,5 m över golvplanet
lj udnivå
dB
ljudnivåmätaren mo ntera s på e tt stativ, mikrofon en placeras på 1 m av -
90 ~~
stånd och i 90° vinkel från utloppsöpp ninge ns axel enl ig t anvi sningar i
bild 3.
Vid kapacite ts pro ven (kontinuerlig
blåsning) inställs ljudn ivåmäta ren på
" fast respo nse" och A-filtre t Medel-
80
~-=---
70 -
L"
1\- - -
värdet av ut slaget avläses und e r e n tid
av minst 15 s.
Vid
avla stnin gsproven
registreras
mät signalen dire kt på nivåskriva ren .
60
--
-
- ~ -\-.-0;-.-
----- ~
50
Bi ld 6, Avla slningsprov, Exempel på re gis lre ring av impulsljudniv;, IL ,) och utl opps tid
40
m.
T
Pen nans skrivhastighet väljs så a U impul ssignalen e j dämpas , instä ll nin g ca
500 mm / s, Vid proven görs m inst fem
regis tr e ringa r för varje se ri e. Res ult aten no teras j m ätprotokol l.
Provserier
• Impu lsl judni vå n registrera s för va rj e
Ijuddämpars torl ek vid L ex. trycken
700, 500 och 300 kPa och fem avlast-
Utloppstid
ninga r för varje tryck.
2, O
Ventil R1/2
o Vo lymflödei mäts vid ell anta l för
11
@
ljudd ämpa ren represe ntat iva flöden
fö r anslutn ingsdimen sione r och m at-
Med Ijuddömpa re
PYS R 1/2"
~ ~Fdlt
ning st ryck enligt ovan.
t bild 4 visa s e xem pet på vo lym/löd en fö r ett ventilfab ri kat.
1,0
Redovis ninj; av data
för kata log1ippgifter
fl öde
~ Dämpat FI&:Ie
Provningsresul taten
utvärd eras
från
m ätprotok oll en oc h skrivarremsorna,
O~~-C--C~-~-O
2
3
4
5
Cylind ervolym
Ljudnivå
dBIA)
120
,)
Mötavstånd l m
I
'd avlastning
\mpU s V\?2?d'ZZ
110
zzzzt???2 ( -
Fritt utl aF.p Från ve!ltil R 1/2"
Utan I juddömpare
100
90
Med Iiuddämp are PY S
matningstryck.
I b ild 7 visas resu ltaten frå n mätningarna m ed 1/2" Gränges SM-Pys
som tid igare bes krivit s, redovisade
enlig t dessa anvisni ngar.
Val av ljuddämpare ur diagram
80
70
Varj e typ och sto rl ek av lj udd ämpa re
bö r redov isas se para t varv id följande
data sam m anfattas i diagram .
• Kontinuerlig ljud nivå och i mpuls~
ljudn ivå vid olika matnings tryck.
• Däm parens vo lym flöde vid o lika
Fr i st römning
Med li uddämpare
60
för Ijud- och funktionsdata
Vid va l av lj uddampa re för utl o ppet
hos en rik tning sven tiJ, med hjälp av
50
100 200 300 400 500 600 700 800 kPo(o)
MatninQst ryck
N 1/,
visade datadia g ram i bild 4 och bi ld 7,
eller motsvarand e diagram för produkter av andra fabrik at, gå r man till väga
7
enligt föl jande exe mp e l :
o Ur bi ld 4 iasts täll s cylindervo lym,
6
ventil ka paci tet och ventiJs torlek sa mt
S
4
tid för e nkel slag.
o Ur ljuddämparens d iag ram , bild 7,
3
2
1
O' ~~-r--
__~-r~--~~
100 200 300 400 500 600 700 800 kPolo)
Ma tningstryck
kontro ll eras att d ämparen m ed avsett
matningst ryck klarar avsedd ve ntil ka ~
pa cite t och utl opps tid. Gör den icke
de tta väljs ann an storlek ell er annan
ljuddä mpare.
Bild 7. Fö rslag Ulf datablad {ö r sintermctalfjuddämpa re ,
• Impul sl judn ivån
för
aktu ell t
ningst ryck avläses u r bild 7.
ma t-
•