Roty Rotary Lobe Blochers: Komplexný úvod

1. Úvod

Korene rotačné lalokové dúchadlá , pomenované podľa svojich vynálezcov Philander Higley Roots a Frances Marion Roots, ktorí patentovali dizajn v roku 1860, sú rozhodujúcim typom pozitívneho dúchadla v rôznych priemyselných aplikáciách. Sú navrhnuté tak, aby pohybovali vzduchom alebo plynom pri relatívne konštantnom objeme bez ohľadu na zmeny tlaku v systéme, vďaka čomu sú veľmi spoľahlivé pre mnoho procesov.

2. Pracovný princíp

2.1 Základná štruktúra

Korene Rotačné lalokové dúchadlá zvyčajne pozostávajú z dvoch alebo viacerých rotorov (zvyčajne Twin - Lobe alebo Tri - Lobe) namontovaných na rovnobežných hriadeľoch v puzdre. V kompresori s dvojitým lalokom má každý rotor dva laloky, čo vedie k celkom štyrom lalokom na kompresor. V trojuholníkovom stroji má každý rotor tri laloky, čo dáva šesť lalokov na kompresor. Stroje Twin - Lobe (Bi - Lobe) sa bežne používajú pre aplikácie procesného plynu, zatiaľ čo stroje Tri - Loby ponúkajú určité výhody, pokiaľ ide o plynulejšiu prevádzku a zníženú pulzáciu.

2.2 Prevádzkový proces

Fáza príjmu: Keď sa rotory otáčajú, objem vzduchu alebo plynu sa zachytí medzi lalokmi a plášťom na vstupnej strane dúchadla. Rotácia rotorov vytvára na vstupnej ploche nízky tlakový priestor, ktorá priťahuje tekutinu.

Fáza prepravy: Zachytený objem tekutiny sa potom nesie okolo obvodu krytu rotora, keď sa rotory naďalej otáčajú. Rotory sa otáčajú v opačných smeroch a zapálenie lalokov zaisťuje tesnenie medzi vstupnými a výstupnými stranami, čím sa bráni spätnému toku.

Fáza výbojov: Keď laloky dosiahnu stranu výstupu, zachytená tekutina je stlačená k tlaku systému na výstupe a vylúčená. Malé, ale presne navrhované voľné zariadenia medzi lalokmi a puzdrom umožňujú prevádzku bez potreby vnútorného mazania vo vzduchovej alebo plynovej časti, čím sa znižuje riziko spracovania kontaminácie v tekutine. Na riadenie relatívnej polohy rotorov sa používajú časovacie ozubené kolesá, čím sa zabezpečí hladká a synchronizovaná prevádzka.

3. Výkonnostné charakteristiky

3.1 prietok

Korene Rotačné lalokové dúchadlá môžu dosiahnuť širokú škálu prietokov. Menšie modely môžu mať prietokové rýchlosti vhodné pre aplikácie, ako je napríklad malé pneumatické sprostredkovanie alebo miestne ventilácia, zatiaľ čo väčšie priemyselné modely triedy dokážu zvládnuť extrémne vysoké prietoky a v niektorých prípadoch dosiahnu až 120 000 m³/h (70 000 cfm). Prietok je relatívne stabilný v širokom rozsahu prevádzkových podmienok, pokiaľ rýchlosť rotácie rotorov zostáva konštantná. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, kde je potrebný konzistentný objem vzduchu alebo plynu, napríklad v pneumatických sprostredkovacích systémoch, kde je potrebné materiály prepravovať stabilným tempom.

3.2 Tlakové a vákuové schopnosti

Pozitívny tlak: Tieto dúchadlá môžu generovať pozitívne tlaky až do určitého limitu. Napríklad niektoré modely môžu dosiahnuť tlaky až do 35 psig. Používajú sa v aplikáciách, ako je prívod vzduchu spaľovania v priemyselných peciach, kde je potrebný špecifický pozitívny tlak na zabezpečenie efektívneho miešania a spaľovania vzduchu.

Generovanie vákua: Koreňové dúchadlá môžu tiež fungovať ako vákuové zosilňovače, ktoré sú schopné vytvárať vákuum na 28 ”Hg alebo ešte vyššie v niektorých špecializovaných vysoko -vákuových modeloch. V aplikáciách, ako je vákuová filtrácia v chemickom priemysle alebo v sušení určitých výrobkov, je schopnosť generovať spoľahlivé vákuum rozhodujúce.

3.3 Účinnosť

Aj keď nie tak energia - efektívna ako niektoré odstredivé dúchadlá v určitých aplikáciách s vysokým prietokom, nízkym tlakom, korene rotačné laloky dúchadlá ponúkajú dobrú účinnosť v ich typickom prevádzkovom rozsahu média - tlaku a variabilné aplikácie toku. Ich pozitívna povaha vysídlenia zaisťuje, že si môžu udržiavať konzistentný objemový tok, dokonca aj proti rôznym tlakom systému, ktoré môžu byť energie - efektívnejšie v aplikáciách, kde je stabilita prietoku prioritou. Okrem toho pokroky v oblasti dizajnu, ako sú zlepšené profily lalokov a znížené vnútorné povolenie, pomohli zvýšiť ich celkovú účinnosť v priebehu rokov.

3.4 hluk a vibrácie

Tradičné koreňové dúchadlá boli známe relatívne vysokými hladinami hluku a vibrácií v dôsledku zavádzania lalokov a pulzujúcej povahy toku tekutiny. Moderné návrhy, najmä tie, ktoré zahŕňajú inovatívne prvky, ako je technológia Whispair ™, však výrazne znížili hluk a vibrácie. Tieto technológie fungujú tak, že optimalizácia tvaru laloku, zlepšujú rovnováhu rotorov a využívajú lepšie kvalitné materiály. Napríklad akustické kryty sa môžu pridať na ďalšie zníženie hluku a poskytujú až 22 DBA bez útlmu poľa. Vďaka tomu sú vhodnejšie pre aplikácie v prostrediach citlivých na hluk, napríklad v závodoch na spracovanie potravín a nápojov alebo v blízkosti obytných oblastí.

4. Aplikácie

4.1 priemyselné aplikácie

Pneumatické sprostredkovanie: Korene Rotačné lalokové dúchadlá sa široko používajú v pneumatických sprostredkovacích systémoch na prepravu suchých objemových materiálov, ako sú zrná, prášky a pelety. Dôsledný prietok a schopnosť zvládnuť rôzne tlaky ich robia vhodné na premiestňovanie materiálov na veľké vzdialenosti a prostredníctvom komplexných potrubných systémov. Napríklad v potravinárskom priemysle sa používajú na sprostredkovanie múky, cukru a iných zložiek medzi rôznymi fázami spracovania.

Spracovanie chemického a plynu: V chemickom priemysle sa tieto dúchadlá používajú na aplikácie, ako je obeh plynu, miešanie v reaktoroch a pri spracovaní rôznych plynov, ako je dusík, vodík a uhľovodíky. Keď sú vyrobené z vhodných materiálov, dokážu zvládnuť korozívne a reaktívne plyny. Napríklad v petrochemickej rastline sa môžu koreňové dúchadlá použiť na cirkuláciu plynov v katalytickom reaktore, aby sa zabezpečilo správne miešanie a reakčné rýchlosti.

Ťažba a metalurgia: Pri banských operáciách sa používajú na úlohy, ako je napríklad pneumatický prívod vzduchu vŕtania, vetranie v podzemných baniach a pri spracovaní rúd. V metalurgii zohrávajú úlohu v procesoch, ako je odplyňovanie ocele, kde sa na odstránenie nečistôt z roztavenej ocele používajú dúchadlá s vysokým obsahom vákua.

4.2 Environmentálne aplikácie ​

Čistenie vody a odpadovej vody: Vo vodných úpravách sa na účely prevzdušňovania používajú koreňové dúchadlá. Dodávajú kyslík do vody, čo je nevyhnutné pre rast aeróbnych baktérií, ktoré rozdeľujú organické látky v odpadovej vode. Používajú sa tiež na spätné preplachovanie filtra, kde vysoký tlakový vzduch pomáha vyčistiť filtre uvoľnením zachytených častíc. V čistiacich zariadeniach na odpadové vody dúchadlá zabezpečujú správne prevzdušnenie v procese aktivovaného kalu, čo je rozhodujúce pre účinné čistenie odpadovej vody.

Kontrola znečistenia životného prostredia: Môžu sa používať v systémoch na reguláciu znečistenia ovzdušia, napríklad pri zbere a preprave prachu a výparov. Napríklad v cementovej továrni sa koreňové dúchadlá môžu použiť na sprostredkovanie prachu - naložený vzduch do systému zberu prachu, čím sa zabráni uvoľňovaniu škodlivých častíc do atmosféry.

4.3 Ostatné aplikácie

Priemysel potravín a nápojov: V tomto odvetví sa koreňové dúchadlá používajú na úlohy, ako je fľaša fľaše vo výrobe plastových fliaš, pneumatické sprostredkovanie potravinových výrobkov a v procese balenia. Používajú sa tiež v procese fermentácie nápojov, ako je pivo a víno, kde poskytujú potrebný vzduch na rast kvasiniek a fermentáciu.

Generovanie energie: V elektrárňach sa používajú na prívod vzduchu spaľovania v kotlach, zabezpečujú efektívne spaľovanie paliva a vyššiu účinnosť výroby energie. Môžu sa tiež použiť pri čistení zariadení elektrárne, napríklad pri preplachovaní vzduchových filtrov v elektrárňach s plynmi - turbínami.

5. Porovnanie s inými typmi dúchadiel

6. Údržba a riešenie problémov

6.1 Pravidelná údržba

Mazanie: Aj keď je časť manipulácie s vzduchom zvyčajne olejom - voľné, ložiská a časovacie prevody koreňov rotačných lalokov dúchadlá vyžadujú pravidelné mazanie. Použitie správneho typu lubrikantu a po intervaloch odporúčaných mazania výrobcu je rozhodujúce na zabezpečenie hladkej prevádzky a zabránení predčasného opotrebenia.

Kontrola pásov a spojok: Ak je dúchadlo poháňané pásom, pásy by sa mali pravidelne kontrolovať, či nie sú známky opotrebenia, napätia a zarovnania. Spojenia, ak sú prítomné, by sa mali skontrolovať aj na správne spojenie a akékoľvek príznaky poškodenia.

Údržba vzduchového filtra: Vzduchový filter, ktorý chráni dúchadlo pred prachom a inými kontaminantmi, je potrebné pravidelne čistiť alebo vymeniť. Zanesený vzduchový filter môže zvýšiť pokles tlaku, znížiť účinnosť dúchadla a potenciálne spôsobiť poškodenie rotorov.

6.2 Riešenie problémov Bežné problémy

Nízky prietok: To môže byť spôsobené rôznymi faktormi, ako je napríklad upchatý vzduchový filter, úniky v potrubnom systéme alebo opotrebované rotory. Kontrola a čistenie vzduchového filtra, kontrola únikov v systéme a skúmanie stavu rotorov sú bežné kroky na riešenie problémov.

Vysoký hluk alebo vibrácie: Nadmerný hluk alebo vibrácie môžu naznačovať problémy, ako sú nesprávne zarovnané rotory, opotrebované ložiská alebo poškodené časovacie prevody. Kontrola zarovnania rotorov, výmenu opotrebovaných ložísk a kontrola a výmena poškodených časovacích zariadení môže pomôcť vyriešiť tieto problémy.

Prehriatie: Prehrievanie môže byť spôsobené nedostatočným ochladením (ak je dúchadlo chladený vzduchom), vysokej tlakovej prevádzke za kapacitou menovité dúchadlo alebo mechanických problémov, ako je nadmerné trenie. Zabezpečenie správneho chladenia, kontroly prevádzkového tlaku a riešenie akýchkoľvek mechanických problémov sú potrebné na riešenie problémov s prehriatím.

7. Budúci vývoj

Energia - Zlepšenie efektívnosti: S rastúcim zameraním na ochranu a udržateľnosť energie sa budúci vývoj v koreňových dúchadlách pravdepodobne zameria na ďalšie zlepšenie ich energetickej účinnosti. To môže zahŕňať použitie pokročilých materiálov, efektívnejšie návrhy lalokov a lepšie - optimalizované vnútorné povolenie na zníženie energetických strát.

Inteligentná integrácia technológie: Integrácia inteligentných senzorov a ovládacích prvkov je ďalšou oblasťou vývoja. Inteligentné dúchadlá môžu monitorovať svoj vlastný výkon, ako je prietok, tlak, teplota a vibrácie, a podľa toho upraviť svoju prevádzku. To môže viesť k lepšiemu - optimalizovanému výkonu, zníženiu potrieb údržby a zvýšenej celkovej spoľahlivosti.

Prispôsobenie špeciálnych aplikácií: Keďže priemyselné odvetvia sa naďalej vyvíjajú a objavia sa nové aplikácie, rastie dopyt po prispôsobených koreňových dúchadlách. Výrobcovia sa pravdepodobne zameriavajú na vývoj dúchadiel prispôsobených konkrétnym priemyselným potrebám, ako sú tí, ktorí majú zvýšenú odolnosť proti korózii pre použitie v drsných chemických prostrediach alebo na tých, ktorí majú špeciálne funkcie hluku na použitie v citlivých oblastiach.