王云川

（九牧廚衛(wèi)股份有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

眾所周知，水與人類的生產(chǎn)生活有著緊密的聯(lián)系，所以人們對(duì)于生活飲水水質(zhì)提出諸多新的要求，不但要有較好的去除功能，還要有很好的飲用水口感。飲用水是否健康也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。反滲透凈水器逐漸走入到了人們的視野與家庭，成為人們生活當(dāng)中非常重要的組成部分。但是反滲透凈水器在使用的過(guò)程當(dāng)中需要有一個(gè)增壓過(guò)程，這個(gè)制水增壓過(guò)濾會(huì)出現(xiàn)較為清晰的噪音，必然會(huì)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钇焚|(zhì)帶來(lái)一定的影響，甚至是困擾。專業(yè)技術(shù)人員需要針對(duì)噪音源與噪音傳播路徑進(jìn)行科學(xué)分析與改善。基于此，文章主要對(duì)增壓泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開深入的探討。

1 概況

近年來(lái)，人們對(duì)反滲透凈水器的品質(zhì)非常關(guān)注，并提出諸多訴求，比如體積小、長(zhǎng)效使用的濾芯、一級(jí)凈化水效等等。反滲透凈水器憑借自身的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為人們家中必備的凈水設(shè)備。增壓泵可以說(shuō)是凈水器當(dāng)中不可或缺的零部件，其主要的功能就是自吸與增壓，提供合適的水壓給到反滲透膜，推動(dòng)凈化的水流，并達(dá)到所需的凈水流量?，F(xiàn)如今市面上反滲透凈水器當(dāng)中的增壓泵主要有兩種，一種是有刷隔膜增壓泵，一種是無(wú)刷隔膜增壓泵。無(wú)刷與有刷電機(jī)相比，同樣的功率和流量下，產(chǎn)品的尺寸和噪音都要小，性能更優(yōu)越，但價(jià)格比較貴，市場(chǎng)接受度不高。另一種有刷增壓泵是用的直流有刷電機(jī)，是市場(chǎng)的主流，主要的結(jié)構(gòu)由兩部分組成，即：泵頭部分和電機(jī)部分。增壓泵在其使用的過(guò)程當(dāng)中，非常容易出現(xiàn)聲音大等情況，對(duì)于整機(jī)的使用帶來(lái)諸多影響，并且伴隨著時(shí)間的不斷推移，軸承的磨損、碳刷磨損、偏芯塊的松動(dòng)等，都會(huì)導(dǎo)致凈水器噪音上的變化，影響用戶體驗(yàn)感和使用。直流電機(jī)增壓泵伴隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，流量會(huì)慢慢下降，無(wú)法根據(jù)凈水器額定出水量，以自動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)；并且噪音也會(huì)隨著水壓的不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，所產(chǎn)生影響，需要技術(shù)人員將增壓泵噪音問(wèn)題有效的解決。

2 噪聲分析

專業(yè)技術(shù)人員參與到反滲透凈水器噪聲問(wèn)題研究過(guò)程之后，需要將增壓泵作為主要的測(cè)試模組設(shè)備，增壓泵需5 臺(tái)，并且5 臺(tái)設(shè)備是同一批次，對(duì)兩方面提出相關(guān)要求，即輸入電壓與電流，工作電流為0.5～0.72 A，工作流量≥550 mL/min，電機(jī)工作轉(zhuǎn)速800～900 rpm。單泵噪音測(cè)試工作完畢，需要針對(duì)5 臺(tái)增壓泵置入相對(duì)應(yīng)的整體，在此期間，需要特別注意金屬支架與整體鈑金構(gòu)件的安裝需要以減震墊螺絲固定連接，保證一定的進(jìn)水壓力。當(dāng)整機(jī)運(yùn)行保持穩(wěn)定之后，采用十點(diǎn)方法測(cè)得噪音數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析之后發(fā)現(xiàn)，整機(jī)噪音比單泵噪音大，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲有差異的情況，由專業(yè)技術(shù)人員分析可能引起噪聲的各項(xiàng)因素，主要包括兩個(gè)方面。其一，增壓泵在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，會(huì)出現(xiàn)一定噪音，噪音不斷傳播；其二，整機(jī)與增壓泵二者之間發(fā)生共振，之后噪音出現(xiàn)。

3 改善方法

在解決噪聲問(wèn)題的過(guò)程當(dāng)中，工作人員還需要將關(guān)注重點(diǎn)放在噪音傳播和控制噪音方面，針對(duì)增壓泵自身所產(chǎn)生的噪音以及整機(jī)共振噪音進(jìn)行科學(xué)分析以及專業(yè)處理，通過(guò)下面幾種方式，緩解噪音對(duì)于系統(tǒng)所帶來(lái)的影響。

3.1 電機(jī)轉(zhuǎn)速的優(yōu)化

增壓泵參與到工作過(guò)程之后，非常容易出現(xiàn)噪音問(wèn)題，之所以會(huì)出現(xiàn)噪聲問(wèn)題，電機(jī)運(yùn)行期間，帶動(dòng)偏心輪進(jìn)入到工作當(dāng)中去。偏心輪工作狀態(tài)為上下運(yùn)動(dòng)，為此排水增壓功能得以實(shí)現(xiàn)。此過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)一定的工作噪音。為了能夠降低和減少增壓泵在工作期間所出現(xiàn)的噪音，相關(guān)工作人員可以將電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，增大偏芯塊角度進(jìn)行調(diào)試，從而解決出現(xiàn)的噪音問(wèn)題。電機(jī)的效率得到改善，泵體的容積與偏心輪的角度，同樣得到改變。實(shí)際的轉(zhuǎn)速與原來(lái)相比較，會(huì)有差別，之后對(duì)兩方面的噪音值進(jìn)行檢測(cè)，其一，單體增壓泵。其二，整體凈水器。在供水壓力和工作輸出壓力分別為0 MPa、0.5 MPa 條件之下，泵噪聲測(cè)定工作正式開始。

通過(guò)對(duì)圖1、圖2 當(dāng)中內(nèi)容進(jìn)行比較之后，可以發(fā)現(xiàn)噪聲情況得到明顯的下降。增壓泵轉(zhuǎn)速下降，單泵在運(yùn)行期間所出現(xiàn)的噪音就會(huì)明顯減弱，最終真正實(shí)現(xiàn)減小噪音的目標(biāo)，而且整機(jī)的噪聲也有所下降。通過(guò)改善噪音的降幅在4 db 左右，出現(xiàn)了這樣的情況，說(shuō)明了這一事實(shí)，即：?jiǎn)伪迷胍粝陆?，共振也發(fā)生較大的變化，同樣，產(chǎn)生的噪音也在下降中，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，可以真正實(shí)現(xiàn)降低噪聲的目的，同時(shí)，也降低了增壓泵的功率。圖1 是硅膠套固定增壓泵。圖2 是降噪盒及硅膠組合固定增壓泵。

圖1 硅膠套固定增壓泵

3.2 結(jié)構(gòu)的革新

反滲透凈水器噪音問(wèn)題，是一部分用戶的客訴問(wèn)題的來(lái)源。解決這個(gè)問(wèn)題，噪聲出現(xiàn)之后，必然會(huì)帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響，為了能夠減少影響與傷害，工作人員就需要認(rèn)真地去思考各種方法，例如：將減震材料加入到整機(jī)當(dāng)中去。硅膠材料的使用，噪音必定會(huì)有效下降。硅膠最大的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)就是可以隔絕噪音，并且有著緩沖減震的功能。所以硅膠是最佳的減震材料。將邵氏硬度為50 的硅膠材料作為“重要角色”，通過(guò)科學(xué)制作，變成硅膠套，減震墊與金屬制作兩種構(gòu)件，這樣增壓泵就能夠以懸掛的方式設(shè)置在支架上面，這樣震動(dòng)傳遞就不會(huì)更加強(qiáng)烈。通過(guò)對(duì)圖1、圖2 中內(nèi)容進(jìn)行比較，應(yīng)用硅膠的方法，噪音已經(jīng)不再明顯，使得凈水器系統(tǒng)噪音得到有效的下降。但是設(shè)計(jì)人員還需要特別注意，所選擇的硅膠材料優(yōu)化系統(tǒng)有一定的幅度，不僅可以選擇邵氏硬度在50 的硅膠材料，邵氏硬度在40 的硅膠材料同樣也可以發(fā)揮出降低噪音的作用。操作方法是一樣的。硬度較低的硅膠呈現(xiàn)出來(lái)的降噪作用也非常明顯。在此過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員還需要針對(duì)硅膠這種工藝進(jìn)行認(rèn)真分析，保證結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定與可靠等特點(diǎn)。噪音的出現(xiàn)必然會(huì)對(duì)凈水器制水系統(tǒng)整體帶來(lái)不利影響，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要將自己的關(guān)注重點(diǎn)放在減震材料使用過(guò)程當(dāng)中，例如：使用硅膠就可以將震動(dòng)源有效隔離。硅膠最明顯的特點(diǎn)就是有著較好的隔音效果，而且還可以起到減震的作用，所以將其作為減震材料特別的實(shí)用。

通過(guò)認(rèn)真分析之后發(fā)現(xiàn)，使用硅膠降噪的方法呈現(xiàn)出來(lái)的效果非常顯著，但是工作人員還需要探索其他的降噪方法，例如：設(shè)置靜音盒，主要操作包括：在增壓泵外部加入吸聲材料。在凈水器當(dāng)中，應(yīng)用發(fā)泡棉材或者是其他的疏松多孔的吸聲材料，也可以有效阻隔噪音的傳播，最終真正實(shí)現(xiàn)降低整機(jī)噪聲的效果。表1 是結(jié)構(gòu)改善后整機(jī)噪音數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。

表1 結(jié)構(gòu)改善后整機(jī)噪音數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

3.3 控制軟件設(shè)計(jì)

什么是軟件設(shè)計(jì)的方式？主要是在系統(tǒng)層面上進(jìn)行降噪，這樣整機(jī)輸出的流量就會(huì)滿足相關(guān)要求。脈沖寬度得到科學(xué)的調(diào)整，電機(jī)輸入的壓力也獲得控制，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速得到有效的改變，最終真正實(shí)現(xiàn)降低噪聲的目標(biāo)。增壓泵參與到運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中去之后，增壓脈沖是非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)與指標(biāo)，其主要原理包括：依托處理器顯示的數(shù)字輸出，對(duì)模擬電路展開控制，從而確保輸出端獲得幅值相同的脈充值。按照一定的規(guī)則對(duì)于脈沖分子進(jìn)行調(diào)整。

3.4 無(wú)刷電機(jī)的應(yīng)用

無(wú)刷增壓泵具有高效、低噪音、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，其工作原理是通過(guò)無(wú)刷電機(jī)控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)水泵軸芯上的偏心塊，便膜片做往復(fù)運(yùn)動(dòng)將水?dāng)D壓到增壓室進(jìn)行增壓。無(wú)刷電機(jī)主要組成部分包括無(wú)刷電機(jī)、傳感器、控制器泵頭部分等，其中無(wú)刷電機(jī)扮演主要的角色，也是重要部件，它自身具有高效、節(jié)能特點(diǎn)，還可以根據(jù)需要調(diào)整轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)水泵的正反轉(zhuǎn)和流量調(diào)節(jié)。不僅如此，無(wú)刷電機(jī)水泵還具有自動(dòng)保護(hù)功能，當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)以自動(dòng)的方式停止工作，避免損壞設(shè)備以及影響人身安全，因?yàn)樽陨沓杀据^高。所以，無(wú)刷電機(jī)水泵在工業(yè)生產(chǎn)、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域得到了更為廣泛的應(yīng)用。

4 其他振動(dòng)分析及減振方法

制水期間，水泵頭部殼體內(nèi)部所存在的水處在流動(dòng)的狀態(tài)，壓力與速度也并不會(huì)始終處在一成不變的狀態(tài)當(dāng)中，而是會(huì)發(fā)生變化，這種變化具有非常明顯的特點(diǎn)，即：周期性。因?yàn)橹芷谛晕牒团懦鲆后w，所以激發(fā)液體脈動(dòng)，脈動(dòng)的水流形成對(duì)水泵殼體的影響，最終出現(xiàn)殼體振動(dòng)問(wèn)題。振動(dòng)出現(xiàn)之后，會(huì)通過(guò)水管傳遞給機(jī)器的其他部件，出現(xiàn)新的噪聲。水管自身雖然說(shuō)韌性較強(qiáng)，但是無(wú)法真正起到隔離噪音的作用，還需要專業(yè)工作人員經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，之后在水泵的進(jìn)水口和出水口設(shè)計(jì)一個(gè)消聲裝置。產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)，消聲裝置使用過(guò)兩種方案，其一： 鼓膜式消聲裝置，主要就是將殼體分為兩個(gè)部分，之后在二者的中間位置，加入橡膠鼓膜，并密封鼓膜與殼體，鼓膜左側(cè)密封存在空氣與氣囊之間非常的相似，主要的作用就是儲(chǔ)能。鼓膜右側(cè)與出水口的殼體形成水通道，這時(shí)候帶有振動(dòng)的水流進(jìn)入到了右側(cè)殼體，隨后振動(dòng)出現(xiàn)，再被左側(cè)氣囊所吸收，水從殼體出來(lái)，振動(dòng)力便不會(huì)像以前那樣強(qiáng)烈，甚至?xí)Р灰?jiàn)，最終真正實(shí)現(xiàn)降噪的目標(biāo)。其二：橫流穿孔管式消聲裝置。在殼內(nèi)部進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)，加入中間帶隔板的中心管，中心管圓周方向交錯(cuò)分布小孔，主要起到降低噪音的作用。殼體內(nèi)壁加入彈性泡棉，彈性泡棉顧名思義最大的特點(diǎn)就是有較強(qiáng)的彈性，而且還有許多微孔，在吸收噪音方面發(fā)揮出不可替代的作用。當(dāng)水流已經(jīng)進(jìn)入到前段中心管之后，遇到阻隔板擋住后，從中心管圓周小孔流出，經(jīng)過(guò)彈性泡棉，從小孔進(jìn)入到后段中心管從殼體流出。在此期間，噪聲以多次的方式被減弱，所以此方法非常的有效。通過(guò)大量實(shí)踐之后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是鼓膜式消聲裝置還是橫流穿孔管式消聲裝置，對(duì)于消除噪聲都起到重要的作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，專業(yè)工作人員需要針對(duì)凈水器制水系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的噪音進(jìn)行仔細(xì)分析，因?yàn)閮羲髦扑到y(tǒng)出現(xiàn)噪音情況，必然會(huì)對(duì)人們的日常生活等多個(gè)方面帶來(lái)一定影響，所以需要尋找到引發(fā)噪音的主要原因，再制定出科學(xué)的方法，將問(wèn)題妥善解決。針對(duì)凈水器內(nèi)部例如：電機(jī)系統(tǒng)、主要結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等展開分析，之后結(jié)合研究的結(jié)果，對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)實(shí)際的轉(zhuǎn)數(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行改善，最終真正實(shí)現(xiàn)降低噪音的效果。不僅如此，還需要有效延長(zhǎng)水泵的具體時(shí)間。壓泵在運(yùn)行期間脈沖寬度是非常重要的數(shù)據(jù)，不可忽視，需加強(qiáng)對(duì)其的重視，并進(jìn)行認(rèn)真分析，技術(shù)人員不要對(duì)其產(chǎn)生忽視的態(tài)度，在日常的工作當(dāng)中，以主動(dòng)積極的態(tài)度去尋找降低噪音與振動(dòng)的方法，確保凈水器制水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，有很小的聲音甚至是無(wú)噪聲運(yùn)行，從而滿足新時(shí)代下人們對(duì)于凈水器所提出來(lái)的多樣要求。