Воздуходувки – это аппараты, которые представляют собой сложный компрессор выдающий достаточно низкое давление. Обычно давление не превышает 100 кПа, а производительность составляет от 30 до 12000 м3/ч. Наиболее известные мировые производители Busch (Германия), Lutos (Чехия).
Роторные воздуходувки - справочная информация
Воздуходувки – это аппараты, которые представляют собой сложный компрессор выдающий достаточно низкое давление. Обычно давление не превышает 100 кПа, а производительность составляет от 30 до 12000 м3/ч. Наиболее известные мировые производители Busch (Германия), Lutos (Чехия). Самый известный российский производитель – BPMT.
Роторные воздуходувки также носят название воздуходувки Рутса, по имени братьев-конструкторов, которые изобрели их в далеком 1861 году. Их первоначальная смена была реализована на двулопастных роторах, а позже были внедрены более производительные трехлопастные конструкции. Роторы установлены в корпусе перпендикулярно потокам всасываемого воздуха, они вращаются, захватывая газ, сжимая его, и продвигая к нагнетательному патрубку.
Роторные воздуходувки оставались практически без внимания до 1936 года, когда идея была модернизирована немецким механиком Альфом Лисхольмом. Он разместил в корпусе воздуходувки не роторы, в сечении напоминающие лист клевера или восьмерку, а пару деталей, похожих на шнеки, канавки на которых имеют сложный рисунок. При повороте шнеков зазоры смыкаются в сторону продвижения, что обеспечивает улучшенный КПД, чем у системы Рутса, но стоят такие воздуходувки значительно дороже.
Они могут работать как на создание давления, так и на создание разрежения. Ограничение вызвано наличием зазоров между рабочими частями, поэтому если давление в корпусе превышает давление при сжатии газа, то возможно резкое падение КПД из-за обратного перетекания газов к точке всасывания. Условно в этих аппаратах можно выделить два основных узла – это компрессорная часть, а также электродвигатель. В зависимости от назначения могут использоваться как в небольших производственных помещениях, так и в крупных цехах. Передача усилия от двигателя обычно осуществляется двумя способами: при помощи ременной передачи, либо при помощи муфты.
Принцип работы
Рабочая среда (это может быть любой газ) обычно проходит предварительную очистку через специальный фильтр, который также выполняет функции глушителя. После фильтра перекачиваемая среда попадает прямо в роторный блок. Сжатие происходит между лопастями двух вращающихся валов и корпусом насоса. Условно можно выделить три зону: всасывания, компрессии и выпуска. Валы имеют особую форму – в сечении они напоминают трилистник, но бывают также и насосы, сечение которых напоминают двулопастный пропеллер.
Пара валов проделывает работу, подобную работе поршня. Зазоры между ними и корпусом насоса очень малы, в них и происходит всасывание воздуха с последующим сжатием. Затем воздух поступает на выходной патрубок с воздухозаборником, в котором установлен обратный клапан, уже поступает в потребительский трубопровод. Обратный клапан осуществляет надежную защиту от попадания воздуха, находящегося в трубопроводе под давлением, обратно в насос в случае, когда насос отключается. От повышения давления защищает так называемый перепускной клапан, который стравливает давление, если оно доходит до значений, выше предельно допустимых (при засорении трубопровода). Часто такие насосы оснащаются устройствами для защиты от нагрузки, которые могут быстро отключить его в случае смены фаз в электрической сети. Некоторые насосы также оснащаются счетчиками рабочего времени, чтобы было возможным вовремя проводить профилактические наладочные работы.
Принципиальное устройство
Основу роторной воздуходувки составляет прочный корпус, а также пара роторов. На каждый ротор обязательно приходится пара подшипников обслуживаемого типа. Каждый подшипник закрыт плотными крышками и вращается он в масляной среде. Смазкой обеспечивается также и зубчатая передача. Для того, чтобы масло не распылялось в рабочую среду, используются специальные лабиринтовые динамические уплотнения, которые практически не изнашиваются. Воздуходувки создают достаточно большой уровень шума, поэтому они могут выполняться как в шумопоглощающем кожухе, так и без него. При сжатии и разрежении воздуха или любого другого газа может происходить нагрев корпуса, а кожух препятствует отводу тепла. Поэтому часто на кожух устанавливается дополнительный вентилятор, хотя большинство воздуходувок не требуют дополнительного охлаждения, т.к. тепло отводить перекачиваемой средой и поверхностью корпуса.
Сечение зоны всасывания и патрубка, из которого выходит воздух под давлением, может не совпадать. Обычно зона всасывания имеет намного большее сечение. Самый большой уровень шума в таких насосах создаёт процесс всасывания и нагнетания, поэтому обычно в этих зонах устанавливается фильтр-глушитель.Привод от электродвигателя осуществляется не напрямую к валу ротора, а к специализированному синхронизирующему редуктору. Это обусловлено тем, что между валами должен быть технологический зазор, а их соприкосновение просто недопустимо. Привод осуществляется при помощи клиновидных ремней или специальной муфты. Для снижения уровня производимого шума эти насоса также монтируют на упругой опоре.
Для точного регулирования давлений эти агрегаты обычно оснащены манометрами всасывания и нагнетания. Чтобы избежать поломок или обратного хода среды из трубопровода обычно эти насосы оснащаются перепускным клапаном, который просто необходим при перекачивании агрессивных сред и ядовитых газов. Объёмный расход у таких воздуходувок совершенно не зависит от того, какое давление она выдаёт на выходе, поэтому регулировать давление при помощи дросселя запрещено. Для того, чтобы плавно регулировать давление, используют многополюсные электродвигатели, либо устанавливают частотный преобразователь. Работают такие двигатели от сетей 230 В и от сетей 380 В.
Обычно роторы изготавливают из стального сплава, а корпус может быть и алюминиевым, потому что это возможно благодаря сравнительно низкому давлению, нагнетаемому воздуходувкой.
Сфера использования
- Гибкие отводы от роторных воздуходувок используются для очистки цеховых помещений от грязи. Часто такой способ уборки применяется на деревообрабатывающих предприятиях. Работники в спецзащите выдувают опилки на какой-либо выход из помещения, на котором устанавливается улавливатель.
- Роторные воздуходувки используются в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Для создания потоков в сложных вентиляционных системах может использоваться большое количество воздуходувок разной мощности, в результате чего в помещение попадает расчётный объём воздуха. При таком использовании воздуходувка обычно устанавливается в подвале.
- В аварийных системах быстрой замены воздуха в цеховом помещении. Используется на производствах особо опасных веществ, например, аммиака или синильной кислоты.
- Роторные воздуходувки являются неотъемлемым агрегатом в системах транспортировки сыпучих материалов, например, в зерновых пневматических транспортерах, которые используют на элеваторах, а также в производстве цемента.
- Эти агрегаты нагнетают давление при включении противопожарных систем. Они выдувают водяную пыль через форсунки, а также служат для подачи аэрированной смеси либо смеси воздуха с азотом.
- Могут использоваться для привода крыльчаток различных устройств потоком воздуха.- Высокопроизводительные роторные воздуходувки могут устанавливаться для аэрации сточных вод на очистных сооружениях для обеспечения естественного аэробного процесса образования осадочного ила. Основная причина, по которой их используют именно в этой сфере – возможность длительной бесперебойной подачи сжатого воздуха без пульсации. Также процесс аэрации может быть отрегулирован строго под размеры данного резервуара, а одинаковые модели можно синхронизировать для равномерного износа и осуществления планового ремонта и обслуживания.
- Роторные воздуходувки используются в составе пневматических нагнетательных станций воздушного охлаждения оборудования. Часто такие системы используют в мощных серверных системах вместо вентиляторов из-за большой степени надежности. К каждой охлаждаемой части может быть подведен гибкий шланг с рассекателем для равномерного обдува площади. Обычно воздуходувки, предназначенные для таких целей, оснащаются электронной системой управления.
- Эти агрегаты применяются для насыщения воды атмосферным воздухом в рыбных хозяйствах. Они незаменимы при выращивании моллюсков и пород рыб, обитающих в горных реках.
- Используются на различных производственных линиях. Благодаря равномерности потока они применяются при производстве гранулята взрывчатых веществ и удобрений, которые транспортируются в среде инертного газа. Воздуходувки такого типа используют в системах просушки, масляных охладителях, а также в системе фильтрации воздуха.
- Мобильное применение роторных воздуходувок очень разнообразно. Они могут работать в качестве нагнетателя давления в цистернах автомобилей, перевозящих сыпучие и жидкие грузы. Также они могут создавать вакуум для быстрого заполнения цистерны.
- Название этих агрегатов не означает, что они предназначены только для перекачивания воздуха. Они могут использоваться для любых газов, соответствующих условиям эксплуатации воздуходувки.