Roots Blowers: اصل کار، کاربردها و عوامل انتخاب

دمنده های ریشه ماشین‌هایی با جابجایی مثبت هستند که حجم ثابتی از گاز را به دام می‌اندازند و آن را از ورودی به تخلیه وادار می‌کنند و بدون توجه به تغییرات فشار، جریان تقریباً ثابتی را ارائه می‌دهند. آنها در کاربردهایی که نیاز به هوای بدون روغن در فشارهای معمولاً کمتر دارند، عالی هستند 1 بار (گرم) و نرخ جریان از 0.5 تا بیش از 1000 m³/min . این خروجی پایدار آنها را به منبع هوای مطلوب برای هوادهی فاضلاب، انتقال پنوماتیک، اکسیژن‌رسانی آبزی‌پروری و گوگردزدایی از گازهای دودکش تبدیل می‌کند.

اصل عملکرد دمنده های با جابجایی مثبت

در داخل محفظه، دو پروانه شکل هشت در جهت مخالف بدون تماس با یکدیگر یا محفظه می‌چرخند. همانطور که هر لوب از ورودی عبور می کند، یک محفظه گاز تشکیل می شود و بین لوب، دیواره پوشش و صفحات انتهایی محبوس می شود. چرخش این محفظه را بدون تغییر حجم به سمت تخلیه می برد، جایی که قرار گرفتن ناگهانی در معرض فشار بالاتر سیستم باعث فشرده سازی سریع می شود که اغلب به آن فشرده سازی ایزوکوریک یا خارجی می گویند. هیچ فشرده سازی داخلی رخ نمی دهد. دمنده به سادگی گاز را در مقابل فشار تخلیه حرکت می دهد که بازده ترمودینامیکی را محدود می کند اما عملکرد بدون روغن و ساخت ساده را تضمین می کند.

این اصل کار دو ویژگی مهم را توضیح می دهد: جریان متناسب با سرعت است و فشار تخلیه توسط مقاومت سیستم پایین دست تعیین می شود. یک دمنده Roots حجم نامی خود را حتی در برابر یک شیر نیمه بسته تحویل می دهد، اما توان جذب شده تقریباً به صورت خطی با اختلاف فشار افزایش می یابد. فشار بیش از حد می تواند به سرعت موتور محرک را اضافه بار کند، بنابراین یک شیر کاهش فشار یک جزء ایمنی اجباری است.

پیکربندی پروانه دو لوب و سه لوب

پروفیل پروانه مستقیماً بر ضربان، نویز و راندمان حجمی تأثیر می گذارد. روتورهای دو لوبی ایجاد می کنند دو پالس تخلیه در هر دور ، باعث ایجاد یک موج فشار با فرکانس پایین مشخصه می شود. روتورهای سه لوبی تولید می کنند سه پالس کوچکتر در هر دور ، به طور قابل توجهی جریان را صاف می کند و نویز را کاهش می دهد. جدول زیر مقادیر معمولی را مقایسه می کند.

در عمل، دمنده های سه لوب بر تاسیسات جدید تسلط دارند، زیرا آنها مقررات سختگیرانه تری برای سر و صدای محل کار را رعایت می کنند و خستگی ناشی از ارتعاش در کانال های متصل را کاهش می دهند. طرح‌های دو لوب یک انتخاب اقتصادی برای کاربردهای بزرگ و کم فشار باقی می‌مانند که در آن یک صدا خفه‌کننده می‌تواند به اندازه کافی ضربان‌ها را کاهش دهد، مانند هوادهی حوضچه‌ها در مزارع آبزی پروری از راه دور.

مرزهای عملکرد و ملاحظات کارایی

روت دمنده ها ماشین های فشار قوی نیستند. حداکثر افزایش فشار یک مرحله‌ای عملی تقریباً وجود دارد 1.0 بار (گرم) ، و واحدهای دو مرحله ای می توانند تقریباً برسند 1.5 بار (گرم) . فراتر از این محدودیت‌ها، نشت داخلی در میان شکاف‌های فاصله‌گیری بیش از حد رشد می‌کند و دمای تخلیه می‌تواند از آن بیشتر شود. 140 درجه سانتی گراد خطر انبساط حرارتی که ممکن است باعث تماس روتور شود.

راندمان آدیاباتیک معمولاً از 55% تا 65% در بهترین نقطه بازده، کمتر از کمپرسورهای اسکرو. این نتیجه مستقیم فشرده سازی خارجی است: انرژی مورد استفاده برای وادار کردن حجم ثابت گاز در برابر فشار بالاتر به طور کامل بازیابی نمی شود. با این حال، فلات بهره وری در یک محدوده جریان گسترده بسیار مسطح است و هزینه کل مالکیت اغلب به نفع دمنده های Roots است که در آن فشارها کمتر است. 0.8 بار (گرم) و این فرآیند می طلبد 8000 ساعت کار در سال در شرایط پایدار

برنامه های اصلی صنعتی

• تصفیه فاضلاب: تامین هوای حوضه های هوادهی. معمولی 10000 متر مکعب در روز کارخانه شهری از دو استفاده می کند 75 کیلو وات دمنده تحویل 2500 متر مکعب در ساعت هر کدام در 0.5 بار (گرم) به پخش کننده های حباب ریز
• انتقال پنوماتیک: انتقال سیمان، آرد یا گلوله های پلاستیکی در سیستم های فاز رقیق که به هوای مداوم و بدون روغن نیاز دارند. 0.4-0.8 بار (گرم) .
• آبزی پروری: استخرهای اکسیژن رسانی میگو و مسیرهای مسابقه ماهی، اغلب با واحدهای سه لوب در حال اجرا 24/7 در فشار کم
• گوگرد زدایی از گاز دودکش: فراهم کردن هوای اکسیداسیون برای تبدیل سولفیت به گچ در اسکرابرهای مرطوب، محیطی سخت که از طراحی ساده و مستحکم دمنده سود می برد.
• سرویس خلاء: هنگامی که ورودی به یک سیستم بسته متصل می شود، همان دستگاه به عنوان یک پمپ خلاء خشک عمل می کند و به سطوح خلاء خشن می رسد. 200 mbar (abs) .

معیارهای انتخاب برای بسته Roots Blower

انتخاب دمنده مناسب مستلزم تطبیق منحنی سیستم و ارزیابی شرایط سایت است. این عوامل را به ترتیب در نظر بگیرید:

1. دبی حجمی مورد نیاز در شرایط ورودی واقعی، نه شرایط استاندارد. در ارتفاعات بالاتر، ممکن است به یک دمنده فیزیکی بزرگتر برای جبران چگالی هوای کمتر نیاز باشد.
2. حداکثر فشار تخلیه مجاز. اگر فشار فرآیند بیش از حد باشد 1.0 بار (گرم) ، یک واحد دو مرحله ای یا یک فناوری جایگزین باید ارزیابی شود.
3. ترکیب گاز و آلاینده ها دمنده های ریشه هوا، بیوگاز و گازهای بی اثر را کنترل می کنند، اما اجزای خورنده به قطعات داخلی فولاد ضد زنگ یا پوشش های ویژه نیاز دارند.
4. محدودیت های نویز بسته‌های سه لوب با صدا خفه کن ورودی/خروجی و محفظه‌های صوتی می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. 70 دسی بل (A) در یک متر، برای تاسیسات داخلی یا شهری حیاتی است.
5. چرخه کاری و دمای محیط. کار مداوم در گرمای زیاد محیط ممکن است به خنک کننده های روغن خارجی یا محفظه های خنک شده با آب نیاز داشته باشد تا دمای تخلیه را کمتر از حد مجاز نگه دارد. 120 درجه سانتی گراد .
6. کل هزینه مالکیت ساختار ساده دمنده قطعات یدکی و هزینه های نگهداری را پایین نگه می دارد، اما مصرف انرژی در یک دوره 10 ساله معمولاً غالب است. بنابراین، کارایی در نقطه عملیاتی واقعی، نه فقط بهترین نقطه کارایی، باید به دقت بررسی شود.

روش های تعمیر و نگهداری که عمر سرویس را افزایش می دهد

روت دمنده ها به دلیل حداقل تعمیر و نگهداری ارزشمند هستند، با این حال چند اقدام متمرکز از خرابی برنامه ریزی نشده جلوگیری می کند. چرخ دنده های زمان بندی و یاتاقان ها روغن کاری شده و یا روغن کاری شده اند. تعویض روغن هر 2000 ساعت کار یا با توجه به آنالیز روغن استاندارد است. فیلترهای هوا باید ماهانه در محیط های گرد و غباری بازرسی شوند، فیلترهای گرفتگی افت فشار را افزایش می دهند، جریان را کاهش می دهند و بار موتور را افزایش می دهند. مهر و موم های دخمه پرپیچ و خم یا لبه ای که محفظه روغن را از محفظه فشرده سازی جدا می کنند، اقلام سایش هستند. هنگامی که نشتی آب بندی در طی بازرسی های سه ماهه تشخیص داده شد، باید فوراً تعویض شوند تا از آلودگی روغن هوای فرآیند جلوگیری شود.

فاصله‌های روتور با تلورانس‌های کارکرد سرد در کارخانه تنظیم می‌شوند 0.1-0.5 میلی متر بسته به اندازه روتور اینها هرگز نباید در میدان بدون راهنمایی سازنده تنظیم شوند. در عوض، افزایش دمای تخلیه و گوش دادن به هر صدای تماس ریتمیک، هشدار اولیه در مورد سایش یاتاقان یا رشد حرارتی بیش از حد را ارائه می دهد. با مراقبت مناسب، دمنده Roots به طور معمول به این کار دست می یابد 40000-60000 ساعت کار بین تعمیرات اساسی.