دمنده تعلیق بادی: چگونه کار می کند و چه باید بدانید

دمنده تعلیق بادی چیست؟

یک دمنده تعلیق بادی یک دمنده با سرعت بالا و بدون روغن است که از یک بالشتک هوای تحت فشار برای معلق کردن اجزای چرخان خود استفاده می کند و تماس فیزیکی بین قطعات متحرک را از بین می برد. نتیجه ماشینی بدون سایش مکانیکی بر یاتاقان ها، بدون نیاز به روغن کاری و عمر مفیدی است که به طور معمول بیش از 80000 ساعت است. این دمنده‌ها بیشتر در هوادهی فاضلاب، انتقال پنوماتیک و کاربردهای هوای فرآیند صنعتی که قابلیت اطمینان و کارایی انرژی غیرقابل مذاکره هستند استفاده می‌شوند.

بر خلاف دمنده های لوب سنتی یا فن های گریز از مرکز، دمنده های تعلیق بادی بر اساس فناوری بلبرینگ آیرودینامیکی کار می کنند. شفت به معنای واقعی کلمه در داخل محفظه یاتاقان روی یک لایه نازک از هوای فشرده شناور می شود، به این معنی که در حین کار تماس فلز به فلز صفر است. این یک ترفند طراحی جزئی نیست - به طور اساسی مشخصات عملکرد دستگاه را تغییر می دهد.

فن آوری تعلیق هوا (برینگ آیرودینامیک) چگونه کار می کند

اصل اصلی ساده است: هنگامی که یک شفت با سرعت بسیار بالایی در داخل یک یاتاقان فویل ماشینکاری شده می چرخد، یک گوه هوای خودپایدار بین شفت و سطح یاتاقان ایجاد می کند. این گوه بار کامل شعاعی و محوری روتور را بدون هیچ گونه سیستم روانکاری خارجی تحمل می کند.

اجزای کلیدی درگیر عبارتند از:

• بلبرینگ فویل: نوارهای فویل فلزی انعطاف پذیر که کمی خم می شوند تا لایه هوا را در خود جای دهند و به شفت اجازه می دهند در سرعت کارکرد به طور پایدار شناور شوند.
• پروانه پر سرعت: به طور معمول پروانه گریز از مرکز تک مرحله ای یا چند مرحله ای با سرعت 20000 تا 80000 دور در دقیقه می چرخد.
• موتور آهنربای دائم: پروانه را مستقیماً بدون گیربکس هدایت می کند و تلفات مکانیکی و تولید گرما را کاهش می دهد.
• درایو فرکانس متغیر (VFD): سرعت چرخش را برای مطابقت با تقاضای واقعی هوا کنترل می کند و مدولاسیون دقیق جریان را امکان پذیر می کند.

در هنگام راه‌اندازی و خاموش شدن - زمانی که سرعت شفت برای تولید یک لایه هوای کامل کم است - سطوح فویل تماس کوتاهی برقرار می‌کنند. آنها با یک روان کننده خشک (معمولاً مبتنی بر PTFE) پوشانده شده اند تا این فازهای گذرا را بدون آسیب اداره کنند.

دمنده تعلیق هوا در مقابل سایر انواع دمنده

انتخاب بین فناوری‌های دمنده مستلزم مقایسه کارایی، تقاضای تعمیر و نگهداری و کل هزینه مالکیت در طول عمر تجهیزات است. جدول زیر نحوه مقایسه دمنده های تعلیق بادی با دو رایج ترین جایگزین را خلاصه می کند.

تفاوت اصلی بین سیستم تعلیق بادی و دمنده های بلبرینگ مغناطیسی پیچیدگی کنترل است. سیستم های بلبرینگ مغناطیسی برای حفظ موقعیت شفت همیشه به کنترل الکترونیکی فعال نیاز دارند - قطع برق بدون پشتیبان مناسب می تواند به دستگاه آسیب برساند. یاتاقان های تعلیق هوا غیرفعال و خودپایدار هستند و برای حفظ فیلم هوا در طول عملیات عادی نیازی به نیروی کنترلی ندارند.

مشخصات کلیدی عملکرد برای ارزیابی

هنگام انتخاب یک دمنده تعلیق بادی، مشخصات زیر مستقیماً تعیین می کند که آیا دستگاه با برنامه شما مطابقت دارد یا خیر:

نرخ جریان و محدوده فشار

بیشتر دمنده های تعلیق بادی موجود در بازار دارای محدوده جریان پوششی هستند 500 تا 30000 نیوتن متر مکعب در ساعت و فشارهای تخلیه تا 1.0 بار (گرم) . واحدهای در نظر گرفته شده برای هوادهی فاضلاب معمولاً در 0.4-0.7 bar (g) کار می کنند، در حالی که سیستم های انتقال پنوماتیک ممکن است به محدوده بالایی نیاز داشته باشند. همیشه جریان مورد نیاز را در فشار عملیاتی واقعی تأیید کنید - نه فقط در شرایط تحویل هوای آزاد.

نسبت چرخش

به لطف کنترل سرعت VFD، دمنده های تعلیق بادی معمولاً به یک نسبت کاهش 40 تا 100 درصد ظرفیت نامی این برای تصفیه خانه های فاضلاب که نیاز به اکسیژن به طور قابل توجهی بین چرخه های روز و شب متفاوت است، بسیار مهم است. یک دمنده Roots با یک موتور با سرعت ثابت نمی تواند این انعطاف پذیری را بدون دریچه گاز که باعث هدر رفتن انرژی می شود، مطابقت دهد.

بهره وری سیم به هوا

این متریک کل راندمان سیستم را از ورودی الکتریکی تا خروجی هوای تحویلی، از جمله تلفات موتور، VFD و پروانه نشان می‌دهد. یک دمنده تعلیق بادی با طراحی خوب به دست می آورد بازده سیم به هوا 75 تا 80 درصد ، در مقایسه با 55-65٪ برای یک دمنده روت معمولی. در یک واحد 200 کیلوواتی که 8000 ساعت در سال کار می کند، این شکاف تقریباً به معنای 24000 تا 32000 دلار صرفه جویی در انرژی سالانه (در 0.12 دلار / کیلووات ساعت).

حساسیت دمای هوای ورودی

بلبرینگ تعلیق هوا برای تولید فیلم به ویسکوزیته هوا بستگی دارد. در دمای ورودی بسیار بالا (بالاتر از 60 درجه سانتیگراد)، پایداری فیلم می تواند کاهش یابد. اکثر سازندگان حداکثر دمای ورودی پیوسته را مشخص می کنند 50-60 درجه سانتیگراد . در آب و هوای گرم یا تاسیسات داخلی نزدیک منابع گرما، این حد را بررسی کنید و در صورت لزوم خنک کننده ورودی را در نظر بگیرید.

برنامه های کاربردی اولیه

دمنده های تعلیق بادی یک راه حل جهانی نیستند، اما در کاربردهای خاص و با ارزش عالی هستند:

• هوادهی فاضلاب شهری: تنها بزرگترین برنامه در سراسر جهان. هوادهی 50 تا 70 درصد از صورتحساب انرژی یک تصفیه خانه را تشکیل می دهد، که باعث می شود مزیت کارایی دمنده های تعلیق بادی مستقیماً بر هزینه های عملیاتی تأثیر بگذارد.
• تصفیه فاضلاب صنعتی: کارخانه های مواد غذایی و آشامیدنی، دارویی و شیمیایی با مراحل تصفیه بیولوژیکی از خروجی هوای تمیز و بدون روغن بهره می برند.
• انتقال پنوماتیک (فاز رقیق): مناسب برای انتقال فشار کم تا متوسط پودرها و گرانول ها که آلودگی روغن یک مشکل کیفیت محصول است.
• تخمیر و بیوگاز: بدون خطر آلودگی ناشی از تجهیزات روغن کاری شده، هوای فرآیند تمیز را برای بیوراکتورها فراهم می کند.
• گوگرد زدایی از گازهای دودکش: در سیستم های کنترل انتشار نیروگاهی که در آن تامین مداوم و مطمئن هوا حیاتی است استفاده می شود.

الزامات نگهداری و قابلیت اطمینان در دنیای واقعی

یکی از قوی ترین نقاط فروش دمنده های تعلیق بادی، بار تعمیر و نگهداری بسیار کم آنهاست. از آنجایی که هیچ سیستم روغنی، گیربکس و یاتاقان های عنصر نورد وجود ندارد، لیست وظایف تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده کوتاه است:

• تعویض فیلتر هوای ورودی - معمولاً هر 2000 تا 4000 ساعت بسته به کیفیت هوای محیط
• مانیتورینگ لرزش و دما - معمولاً در کنترلر داخلی دمنده ادغام می شود
• بازرسی VFD و تمیز کردن کانال خنک کننده - سالانه یا بر اساس برنامه سازنده VFD
• بازرسی بلبرینگ فویل - تولیدکنندگان معمولاً اولین بازرسی را در 40000 ساعت توصیه می کنند

داده های واقعی قابلیت اطمینان از تاسیسات کارخانه فاضلاب این ادعاها را پشتیبانی می کند. یک مطالعه موردی در سال 2021 از یک مرکز درمانی شهرداری اروپا گزارش شد 99.4٪ در دسترس بودن در ناوگانی متشکل از هشت دمنده تعلیق بادی در یک دوره پنج ساله، با جایگزینی بلبرینگ صفر. این در مقایسه با دمنده های Roots در همان تاسیسات است که هر 18 تا 24 ماه یکبار نیاز به تعویض یاتاقان و آب بندی دارند.

محدودیت ها و زمانی که دمنده های سیستم تعلیق بادی انتخاب مناسبی نیستند

دمنده های تعلیق بادی علی رغم مزایایی که دارند، همیشه انتخاب بهینه نیستند. قبل از اینکه یکی از آنها را مشخص کنید این محدودیت ها را در نظر بگیرید:

• کاربردهای فشار بالا: بیشتر دمنده های تعلیق هوا به حدود 1.0 بار (گرم) محدود می شوند. اگر فرآیند شما به 2 تا 10 بار (گرم) نیاز دارد، یک کمپرسور پیچ یا سانتریفیوژ چند مرحله ای مناسب تر است.
• الزامات جریان کوچک: کمتر از حدود 500 نیوتن متر در ساعت، مزیت هزینه سرمایه به طور قابل توجهی کاهش می یابد و یک دمنده کانال جانبی یا احیا کننده ممکن است ارزش بهتری ارائه دهد.
• هوای ورودی غبارآلود یا آلوده: بلع ذرات بالاتر از حدود 5 میلی گرم بر متر مکعب می تواند به مرور زمان پوشش یاتاقان فویل را فرسایش دهد. فیلتراسیون ورودی با راندمان بالا اجباری است و هزینه و افت فشار را اضافه می کند.
• پروژه های محدود بودجه با الزامات بازپرداخت کوتاه: هزینه اولیه 30 تا 60 درصد بیشتر از دمنده های Roots معادل است. دوره بازپرداخت از طریق صرفه جویی در انرژی معمولاً 2 تا 4 سال است - برای اکثر امکانات قابل قبول است، اما نه همه محیط های تدارکات.

نحوه تعیین صحیح دمنده تعلیق بادی

مشخصات نادرست شایع ترین علت مشکلات عملکرد میدان است. هنگام تعیین نیازهای خود این ترتیب را دنبال کنید:

1. را تعریف کنید نرخ جریان واقعی در شرایط عملیاتی (Nm³/h یا SCFM)، تحویل هوایی رایگان نیست. اصلاحات دما، ارتفاع و رطوبت را در نظر بگیرید.
2. مشخص کنید حداکثر و حداقل جریان مورد نیاز برای تأیید اینکه محدوده خاموشی دستگاه تمام پاکت عملیاتی شما را پوشش می دهد.
3. را تایید کنید فشار تخلیه مورد نیاز شامل تمام افت فشار سیستم (اصطکاک لوله، فشار معکوس دیفیوزر، تلفات فیلتر).
4. فراهم کند شرایط هوای ورودی : حداکثر دما، حداکثر رطوبت نسبی و هر گونه آلاینده موجود.
5. درخواست الف منحنی کارایی سیم به هوا در سراسر محدوده جریان کامل - نه فقط در نقطه طراحی رتبه‌بندی شده، جایی که همه تولیدکنندگان خوب به نظر می‌رسند.
6. شفاف سازی کنید الزامات نویز برای محیط نصب داده های سطح قدرت صدا (LW) را بخواهید، نه فقط سطح فشار صدا (LP)، که به فاصله اندازه گیری بستگی دارد.

یک برگه مشخصات کامل به اشتراک گذاشته شده با چندین تامین کننده امکان مقایسه دقیق فنی و تجاری را فراهم می کند. تکیه بر داده های کاتالوگ به تنهایی اغلب منجر به عدم تطابق بین عملکرد ارائه شده و مورد انتظار می شود.