1. No category

arbetsgruppen mot
BULLER
inom verkstadsindustrin
MEDDELANDE
Nr5
1974
Verkstadsföreningens och Metalls gemensamma organ för bullerbekämpning
Tystare luftblåsning
l, v<l ~ ; v~
-r-,.-
de IAi'-'
n,
'00
600
800
1 000 g
a l<l>" o!t
Tekniska möjligheter
och praktiska exempel, del I
~ v ll .,'~ 1
IJ1 -
,,,
a 000 l."
l
wo
1GO
400
~
800
1 O~O 9
2CO
400
000
wo
200
I 000 q
~ O·J
600
800
' 000 9
100
400
600
800
l 000 9
Ingenjör Ronald Blom och civilingenjör Hans Elvhammar, Ingemanssons Ingenjörsbyrå AB, Göteborg
Bild 6_ Laboratoriemätning av Ijudalstring och »blaskraft»
vid rakt rörmunstycke med diametern 4 mm respektive fler halsmunstycke med 12 51. hal med diametern 1,s mm, väl
avgradade.
rörmunstycke, fribliisning
- - - - - flerhålsmunstycke, friblasning
Siffrorna 3, 5 etc. anger matningstryck atö (400, 600 osv.
kPa), se text till bild 4.
Blasning mot oval burk (enligt figur).
- - - rörmunstycke, oval burk
- - - - - flerhålsmunstycke, oval burk
Bild 7. Som bild 6, men munstycke med 4 51. rör med dia metern 2 mm enligt figur.
- -rörmunstycke, friblasning
- - - - - flerrörsmunstycke, friblasning
- -rörmunstycke, oval burk
- - - - - lIerrörsmunstycke, oval burk
God bullersänkning
även då man blåser på föremål
Vi har redan påpekat att ett kraftigt
ljud alstras då en luftstråle träffar en
yta, speciellt om denna har vassa kan ter, hål, osv. På bilderna 6, 7 och 8 visas de resultat som erhållits vid laboratorieförsök med samma munstycken
som beskrivits tidigare.
Jämförelser mellan resultaten på bild
6, 7 resp. 8 avslöjar att ljudnivån höjts
betydligt vid blåsning mot en ova l konservburk med utvikta, vassa kanter placerade på 100 mm avstånd. Burken har
haft ett fixerat läge.
Bullret trån de nya munstycken<l är
fortfarande avsevärt lägre än från rörmunstycket, särskilt bullertalen - vilka
tar mera hänsyn till höga frekvenser där skillnaden är ca 10 enheter.
. . ~OOl -
~
dS IAI
- - -
no.~
) :_
wo
·3
90
:
_ 5
~_
H1 .0-lj
D Bullerproblem i samband med utströmmande gaser - främst luh - är
mycket vanliga inom alla industrigre nar. Såsom tidigare framgått av med delandena från Arbetsgruppen, sker
dessa utsläpp dels från luftförbrukande
maskiner och utru st ning, dels i de fall
då luftstrålen skall uträtta ett arbete.
Bullerproblem orsakade av pneumatikutsläpp och luftdrivna handverktyg har behandlats i Meddelandena nr
5, 1973 resp. nr 4, 1974. I denna och
följande artikel redovisas möjligheterna att minska bullret vid luftblåsning
och erfarenheter av provade lösningar.
--
, 00
400
60Q
BOG
I 000 g
810" rol'
:IHI1
' :[#ii.
110 11 , " 01
_
3.
J- _ .
. _ _ ...
90
90
?OO
400
600
roa SI ~~:' o
,00
-.
- -- - -
-_.. .
400
600
800
w,I, ~c;;'J,
Användningsområden
Slutkommentarer
Svl' . "o'
g- -
-
-
-
flerrörsmunstycke
rörmunstycke
rörmunstycke, oval burk
flerrörsmuflstyckc, oval burk
Bild 8. Som bild 6, men munstycke med 3 st. rör med 9 mm
diameter med tillplattad mynning enligt figur (spalt 1 mm).
Laboratoriefö rsök visar att man med
de nya munstyckena kan åstadkomma
tystare luftblåsning även vid oförändrad blåskraft på den påblåsta detaljen.
Vid praktiska försök visar det sig ofta
möjligt att finna munstycken med sådan blibfunktion alt lu(lIlödet minskas.
•
Blåsning av luft från fasta eller rörliga
munstycken används för ett otal olika
ändamål
inom
verkstadsindustrin.
Bland de viktigaste av dessa kan nämnas:
• ren- och torrblåsning,
L ex. avlägsnande av spån från bearbetnin~ och torkning av bilkarosser
före malning;
Särtryck ur Verkstäderna nr 8 1974
TR VC KEI118 0 1.A G E T
I VA R
H A: GGS TR oM
AB .
ST OCKHOL M
5:1-1.3.1
628 .517 2
Ljud med nivåer omkring 100 dB(A) på några meters avstånd från utsläppet är ej ovanligt, då gas
eller luft med stor hastigh et strömmar ut i omgivningen .
I artikeln behandlas problemen vid blåsning med munstycke. Bullret alstras därvid både vid
munstycket och det föremål som luftstrålen träffar. Genom lämplig utformning av munstycket
kan man nå samma blåseffekt - jämfört med standardmunstycke - även om lufthastigheten mins kas. Detta leder till lägre ljud och ibland minskad luftförbrukning. I denna och följande artikel
ges exempel på gynnsamma resultat vid bortblåsning av pressdetaljer och kylning av svarvstål.
• kylning,
t. ex. kylning av svarvstål, färdiga lödningar o ch belastade lager;
• materialtransport,
t. ex. utblåsning av detaljer ur pressar,
som »hjälp» vid bl. a. riktningsföränd ring av smådetaljer på bandtransportörer, transport av smådetaljer i rännor
osv.;
• sprutmålning, blästring och metallsprutning;
• luftridåer.
För de tre första typerna av uppgifter utnyttjar man idag normalt ganska
godtyckligt valda metallrör, som eventuellt via en slang ansluts till tryckluftsnätet - ibland används dock något av
de munstycken som saluförs på marknaden. Kraven på munstyckets funktion är oftast inte specificerade, varför
lämplig munstyckstyp utprovas från
fall till fall.
Sprutmålningsutrustningar och luftridåer fordrar däremot noggrant dimensionerade munstycken, vars funk tio n ej får äventyras.
Det övervägande antalet bullerproblem sammanhänger med blåsning
med munstycken tillhörande den förstnämnda gruppen. Enbart dessa berörs
här.
lufthastigheten avgörande
för uppkomsten av ljud
Luftblåsningsljudet är hörselskadligt
Vid luftblåsning används vanligen ett
tämligen klent munstycke och stor lufthastighet, vilket ger god blåskrafl på
något avstånd. Man får då det välkända, högfrekven ta väsljudet, som vid
närmare analys visar sig ha kraftiga
nivåer också vid 8 000 och 16000 Hz,
bild 1.
Eftersom man enligt normkurvorna i
SEN 59 0111 (se Meddelande nr 6,
1972) tolererar de lägsta ljudnivåerna
vid höga frekvenser, inses att luftblåsningsb uller är särskilt hörselskadligt,
och att 16000 Hz-bandet skall medtas
vid mätningar. I artikeln redovisas bullertal baserade på resu ltat med respektive ulan de1la mätvärde.
lj udtryc:kln ivll _
5
dB re l . 2 . 10
Po
~1~ijll*1
bl
i
Il I j I
, u~uj:"lJjJjJLU..1l..L~l.!..!..!'j l
----I't:---- - -.~
. r ~iPf=
Ol<tovbond
250
1 000
" 000
16 000
F.e kveM
1 ..1
6
2
H~
Bild 1. Typisk t högfrekvent buller fran
luftblåsningsmunstycke med diame tern 6 mm (rör). Uppmätt Ijudniva pa
1 m mätavstand 100 dB(A). Matningstry ck 700 kPa i6 atö).
Bild 3. Förenklad bild av Ijudalstringen vid luftblasningsmunstycken. 1. Mun stycke, 2. kärns trafe, 3. bfandningszon,
4. hög fr ekvent buller, 5. lagfrekvent buller.
ljudniv6
dB IA)
100 f-80
60
- !
l-
,/
L
-
-
,-. \
I--
i
...
.. - I--- -- - . f _.- - - -
200 300 400 500 600 700 800 kPo
1 2 3 45
67aHS
Lufttryck
Det är angeläget att p åpeka problem e n vid mä tnin g av höga fre kvense r,
över ca 8000 Hz. D en van liga bullermätarens mikrofon ger då mätfel som
kan vara avsevärda, bild 2. Till vissa
typ er av bullermätare finns mikrofoner lämpade också fö r höga frekvenser. Observera att dB(A)-värden a är
mycket lika, tro ts ol ika bu llertal.
Hö rselskadlig heten hos ett buller
b ero r såväl av s tyrkan so m av den t id
som personen utsätts för det. Möj ligheterna att minska hörselskad l igheten
hos luftblåsningsbull er ligger därför i
att nedbringa alstringen av högfrekvent buller och att förkorta blåst iden,
t. ex. genom att bl åsa endast d å detaljen skall kastas ur pressverktyget, s. k.
pul sa d blåsning.
Det är eme llertid inte säkert att bull ret uppfa ttas som mindre störande om
ko rt a blåsningar upprep as i snabb takt.
M an bör således i första hand söka
hindra ljudets uppko mst.
Ljudet uppkommer utan fö r munstycket
Då tryck lu ft und er hög hastighet
strömmar u t ur ett mun stycke uppko mm e r e n )) kärnslrå le". Runt denna
bild as en blandningszon, där st rålen
b landas med omgivande luft. I denna
zon uppstå r virve lb ildn ingar som a ls trar ljud, bi ld 3.
Det uppkomna lj udet - s. k. jetbuller - är mycket starkt beroende av lufthas ti gheten v i munstycksmynningen.
Ljudnivån är proport ione ll motv", dvs.
om luftens hastighet minskas till hä lften av den ursprungliga, sjunker ljud nivån m ed 24 dB(A) .
Ljud ets styrka vid o lika frekvenser
varie rar också. Kra ft igaste ljudet nå s
grovt set t vid en frekvens f, som bestäm s av sambandet (gäll er has tigheter
av sto rl eksord ni ngen 200- 300 m / s):
f:::::0,3' ~
l .!!
d
där v är lufthastigheten (m / s) och d är
mun s tycke ts diam e ter (m).
Ljudlrycklniu6
dB .el. 2 • 10- 5 Po
Oktovbond
=tlllllffi
60
63
250
l 000
4 000
16 000
Frekvens
Hl
Bild 2. Utblåsnings- och ma skin ljud vid
excen l erpress, mätavsta nd 7 m. Bullermätare ifabr. Bruel & Kjaer) m ed norm al mikrofon idiameter '1") och högfrekvenskänslig mikrofon (diameter
'/ ," ).
111/11111
'/, " mikrofon 95 dBIA), bullertal NR96 (32- 16000 Hz )
1" mikrofon 94 dBiA ), bullertal NR90
Mätfel inom del av utblasningsljudel dominerade frekvensomradel .
Anpassa munstyckets utfo nnning
till arb etsuppgiften
Inl ed nin gsv is näm ndes e n rad a rbets uppgifter där tryckluft använd es. Det
är givetvis oin tressan t aU införa tys t
lu ftbl åsning om lu ftst rå lens fö rm åga att
uträtt a arbete minskar betydligt.
Vid konstruktion av tysta munstycken bör man således noggrant undersöka va r luftst rå len ska ll verka - »arbetszonen" - och vil ken blåskraft som
är tillrä ckl ig för driftsä ker funktion. på
dett a sä tt kan man åstadkomma avsett arbe ts res u lt at genom a tt regl era
lufttrycket och använda en mycke t
konce ntrerad lu ftstrå le.
M ed minskat luftt ryck fö ljer lägre
hast igh et och ljud samt int e sällan också lägre luftförbrukn ing.
Munstyckets utformning m ås te an passas till arbetsuppg i ften o ch sa att
d et arbetar med minimal lu ftm ängd.
Ett lyst, gen ere llt användbart m unstycke har än nu ej konstrue rats.
Försöksresultat
Exempel
Blåsni ng m ed hastigheten 200 m l s genom e tt mun s tycke m ed 8 mm innerdiam eter ger maximalijudaist ri ng vid
ca 7500 Hz. Vid lägre och högre frekven s avtar ljudets styrka.
Bilden kompliceras em ellert id av att
varje störn ing aven luftströ mn ing ger
upphov till ljud . Således ger reglerventi ler och ska rpa rörkröka r Ijudalstring
inuti rö rsystemet , m e d an ma skinkons tru ktioner e ller föremå l so m träffas av
luft strålen orsakar Ijudals trin g utanför
mun stycket.
Det är med andra ord inte tillräck ligt att konstruera tysta blåsmunstycken för att åstadkomma tys t luftblåsning.
Vid ljuddämpning av luftutsläpp från
reglerventi ler används ofta diffu sering
(se M eddelande nr 5, 1973). Detta innebär att luftens h astighet nedbringas,
t. ex. vid passage genom ett poröst
mate ri a l m e d e tt stort anta l fin a kana ler.
Denn a m etod sprider luftstrålen och
ge r därfö r b låskraftförlu st. I handeln
föreko mmer dock munstycken (t. ex.
av fabrikat Nadir, USA ; re presentan t
Micromatic In ternational AB, Stock holm ), vilka försetts med in lägg av
porös t material med diffu se ra nde verkan och därigenom ljuddämpningseffekt. Vid dessa munstycken har man
ökat luftm ängden genom e n stor mun stycksöppning och kan därför kompensera en del av blåskraf tförlusten.
Bullertal
(32 8000Hz )
80
_. .
/
60
I,
, I
-
. . . . ~-_ . . ~- -jo-_ . .----::
,
i
I
Bild 4. Ljuda/s/ringen ho s ra kt b/asmuns l ycke, dia meter .;
mm, vid olika matnings tryck.
Mätresultalen är (liksom i de följande bilderna ) erhallna
i 'judhart rum, vo lym 75 m 3 , saso m medelvärde av tre mätpunkter i efterklang sfältet. Vidare anges absoluttryck kPa,
dvs. 1 atö = 200 kPa , 2 atö = 300 kPa osv.
Matningstrycket skall begränsas
Då man stud e ra r användnin gen av luftb låsning i indu st rin , är det frap peran de hur ofta luftmängderna - och dä rmed bullre t - kan reducera s ut an att
fu nktion en äventyras. på bi ld 4 vi sas
hur ljudnivån från ett enkelt frib låsande mun stycke påverkas av matningslufttrycket. Såväl dB(A)-vä rd en
som bullertal har bestäm ts och i bägge
fa llen gäller att bu ll ret minskar avsevärt vid re du ce rat tryc k.
Blåskrafte n m äts m ed brew åg
De m u n s tycken, som an vänd s för o lika
b låsningsändamål, ger olika sp ridning
av luftstrå len och monteras på skil da
avstånd fr ån ll a rbetss tä lle t». Vid a re
skall of ta föremå l av olika sto rl ek och
-
100
-
200 300 400 500 600 700 tsl,.00 kPa
l
2 3 4 5 6 7 0tö
l ufttryck -
Exemp el
Fördubb las munstycksarean ka n den
totala blåsk raften bibehållas med 70 %
av den ursprungli ga blå shasti gheten,
men krafl e n fördelas över et t väs e ntli gt stö rre tvärsnitt. Blåseffekt en på
små d e talj e r inn e i luftstrål e n min ska r
således.
I vårt arbe te har vi vall alt utvec kla
ett a n ta l mUll styc ksva rianter som förs t
noggrant und e rsökts i laboratorium_
De gynn samma s te kon s trukti onerna
provas nu i praktiska arbetsu ppgi fter
vid Arbe tsg rupp e n s referen sindu s tri er,
varvid utformnin gen av m un s tycke na
justeras för bästa resu ltat.
Bu llerta l
(32 - 8 000 Hz )
L;udflivå
d8(A)
-
100 -
3
r
~-------.--
100
80
80
60
60
---
--1' ___ --t
:
200 300 400 500 600 700 800 kPo
1
23
4
5670t5
i
--..;..----~
I
j
20~0~"'~~~""~
l
l ufttryck
Bild 5. Absorptions/juddä mpare med diffuserande anslut ningsdef monterad pa rakt luftmun stycke. 1. Tätt cylindriskt plathDlje (1 = 130 mm), 2. JO mm polyeterskumplas l,
3. perforerar p fatrör med diam etern 77 mm, 4 . konisk anslutnings del, 5. mitt för med diam etern 6 mm, 6. munstycke
med diametern 4 mm. Odämp at luflmunstyck e representeras av heldragen kurva, luftmunstycke m ed ljuddämpare av
streckad kurva.
utfo rmn ing tra n sp o rtera s. De t är d ärfö r vansk ligt att ange blåskraften på en
detalj i e n g ive n a rbe tssi tuation.
Eftersom det dessutom sa kn as en
s tandardi serad m ä tm e tod, h a r vi valt
att helt enkel t låta lu ftstrål en träffa
vågskål en ho s e n brevvåg.
Sk å lens dimensione r 90 X 110 mm
och blåsavs tånde t 100 mm är lämpliga
med hän syn till de praktiska försök vi
utfört m ed aktuella munstycken, m en
anordningen är säkerl igen lämplig för
de flesta situatio ner där luftbl åsning
använd s. De t m å ll på »blåskraft J), so m
a n ge s i res u lta te n, är så ledes våge n s
utslag i gram vid angivna driftsfall.
Flera andra mätmetoder kan också
a nvändas. För ko rtvariga blåsningar,
typ luit slÖl, ka n d e t vara lä mpli ga re a U
låta lufts trå le n p åve rka en provyta S0 111
montera s på en pendel. Pend eln s ut slag är därvid ett m ått på blåsk raf ten.
Munstycke m ed tjuddämpare
på bild 5 visas hur man m ed hjälp av
en ansluten cylindris k ljud fälla kan erhå ll a god dämpning av bullret frå n ett
rörmun stycke. Ef te rsom dämpare n är
effektivast vi d höga frekvenser, sänks
bullertalen m er än dB{A)-värd en a.
Luft strå lens utsträckning, o ch därmed blåskraften, ändras kraftigt. Vid
400 kPa (] atö) m atningstryck är blåskraften 50 g med ljuddämpare - däremol 350 g för enbart munstycke t. Ett
så dant förse tt med ljudfä lla krä ve r
dock täm ligen sto r p lats, vilket begränsa r användba rhe te n .
Munstycken m ed fl era u tblåsningsöppnin gar ger lägre ljud
Läg re utbl åsningshastighet vid ofö ränd rad luftmängd hos ett rörmunstycke kan till godoses om arean, dvs. diametern , ö kas. De tta påverkar e m e ll e rtid blåskraften negativ t och lösningen
an vänds e nbart fö r re nbl åsni n gsändamå l, där kraven ä r små .
på bildern a 6, 7 och 8 visa s utseende
och data för tre prototyper till nya
munstycken, vil ka ger betyd ligt lägre
buller än et t rakt rörmun styck e. 8- 10
dB{A) sänkning upplevs som en halvering av bu ll rets styrka .
Vid d essa mu nstycken uppdelas lu ften i flera delstrålar med låg lj udaistring. Man uppnår då också att e n stor
mängd om g iv an d f' lufl sugs m ed medejekt eras - vilket bidrar ti ll att ge
hög blåskraft. Fö r ful lständigh ets skull
anges Ijud alstrin gen både i dB(A) och
som bulle rta l; de senare såväl m e d
som utan 16000 Hz-bande t inräknat.
Som jäm före lse visas ett rö m1un stycke m ed 4 mm diameter. Av diagrammen kan utläsas att man tro ts reducerat lufttryck och lägre Ijudals tring
erhål ler o fö rändrad blåskraft med de
nya mun styckena. Ljuddata gäl ler vid
fritt blåsand e mun stycke, dvs. inte då
luftst rålen trä ffat vågskå len i samband
med mälnin gen av b låskraf t.