Навигация:
Газодувка (воздуходувка) в вакуумных системах используется для подачи газовой среды под давлением (около 2 атм.).
Применяется газодувка для вакуумных систем в достаточно разных областях промышленности, самыми популярными являются следующие способы использования:
- Пневмотранспортировка различных сыпучих материалов.
- Введение технологических газов в производственных процессах нефтедобывающей, химической и металлургической отраслях.
- Вентилирование шахт в угледобывающем производстве (откачка метана).
- Очищение сточных вод (введение биогаза).
- На АЭС для контроля радиационного фона, отбора проб и ввод газа.
- Перемещение газовых смесей в системах очистки (удаление пыли, дыма и т.д.).
- Перемещение взрывоопасных и пожароопасных газов.
- В сепараторах для разделения газа и небольших вкраплений твердых частиц при производстве.
- Опрыскивание посевов, садов.
- Пожаротушение.
- Вакуумное осушение и испарение в фармацевтике и прочее.
Основными составляющими элементами газодувки является компрессор и двигатель. Оборудование монтируется на общую основу, закрепляется цапфами и прижимается пружинами. Под этим основанием обязательно должен фундамент или металлическое строение.
Для большей эффективности работы используется прямой привод в виде упругой муфты между двигателем и компрессором. Хотя часто применяется и ременная передача.
Уплотнения выполняются в виде специальных колец или набивных уплотнений, которые могут выдержать высокие переменные нагрузки (сжатие и растяжение).
Корпус газодувки может быть изготовлен из чугуна или стали различного качества, все зависит от условий использования оборудования.
Примечание. Температурный режим для использования газодувок достаточно гибкий: от -10 до + 35 градусов.
Газодувки (воздуходувки) в зависимости от конструкции и технических особенностей условно делятся на три вида:
- лопастные;
- поршневые;
- ротационные.
Лопастные газодувки получили свое название из-за наличия в их конструкции основной детали – лопасти. С их помощью перемещаются и сжимаются газовые смеси.
Способ фиксации лопастей подразделяет лопастные газодувки на центробежные и осевые.
Лопастные газодувки лучше всего использовать в случае необходимости введения больших объемов при небольшом давлении.
Поршневые газодувки создают давление газа с помощью поршня, которые вращательно-поступательными движениями втягивает газовую смесь, сжимает ее и выпускает наружу. Такие газодувки работают автоматически, но с ограниченной скоростью движения поршня. Поскольку большая скорость перемещения способствует неблагоприятному воздействию инерционной силы на работу оборудования.
Ротационные газодувки, или роторные, отличаются от остальных наличием ротора в середине корпуса и являются наиболее востребованными из всех видов газодувок.
Принцип работы всех газодувок одинаковый и сводится к процессу вытеснения сжатого газа. Газовая смесь поступает в рабочую камеру, в процессе движения рабочих элементов оборудования замкнутая полость уменьшается в объеме, сжимает газ, давление возрастает и сжатый газ выталкивается в выходное отверстие.
Газодувка ротационная
Среди ротационных газодувок очень широко применяется двухроторная ротационная газодувка или газодувка Рутс, которая имеет в своем составе два ротора, перемещающихся синхронно.
Преимуществами ротационных газодувок являются:
- высокие показатели сжатия;
- возможность работы при сложных условиях запыленности;
- простота в обслуживании;
- комплектация температурными датчиками и манометрами повышает удобство использования;
- долговечность работы за счет отсутствия трущихся элементов;
- компактность.
Примечание. Ротационные двухроторные газодувки работают без применения масла, так как роторы перемещаются в корпусе бесконтактно. Масло необходимо лишь для смазки подшипников и шестерен.
Принцип работы двухроторной газодувки основан на создании давления газа непосредственно на выходе за счет обратного потока газовой среды в рабочую камеру.
Два ротора синхронно вращаются с минимальным зазором между друг другом и корпусом, нагнетают газ возле выходного отверстия, сжимают его и потом выдавливают.
Охлаждается газодувка воздушным способом.
Ротационная газодувка Рутса имеет два вида исполнения, которые обозначаются следующим образом:
- 1А – работа с нейтральными газами по отношению к смазке;
- 1Г – работа с токсичными и агрессивными средами.
Кроме этого, обозначения газодувки также обозначают. Например, модель 1А24-30:
1А – исполнение;
24 – условный размер газодувки, в котором первая цифра обозначает расстояние между осями роторов (1 – 72 мм, 2 – 100 мм, 3 – 200 мм), вторая цифра обозначает условный размер длины роторов (может быть 1, 2 или 4);
30 – самый большой перепад давления в Кпа при испытании.
Синхронность движения обеспечивается роторной парой – шестернями, которые находятся в зацеплении друг с другом.
Примечание. Бесконтактная работа роторов, использование специальной стали или покрытий для изготовления частей оборудования, а также особых уплотнений дает возможность использовать взрыво- и пожароопасные газовые смеси.
Однороторные газодувки имеют в своей конструкции еще пластины, свободно перемещающиеся по прорезям. Пластинки в процессе вращения ротора прижимаются к корпусу, создавая таким образом ячейки. Газ попадает в эти ячейки и сжимается в них за счет изменения размеров ячеек.
В конструкции такого типа ротационной газодувки присутствует трение пластинок о поверхность корпуса.
Газодувка цетробежная
Центробежная газодувка может иметь моноблочную конструкцию или состоять из двигателя и компрессора. Также существует два типа центробежных газодувок: одноступенчатые и многоступенчатые.
Примечание. Главной особенностью центробежной газодувки является то, что газ направляется от центра в радиальном направлении.
В середине корпуса моноблочной газодувки вращается рабочее колесо, на котором размещаются лопатки. Колесо устанавливается прямо на вал двигателя.
Возможно применение конструкции с ротором, который состоит из вала и колеса. Опоры вала – подшипники качения в опорной стойке.
Уплотнение используется графитовое в виде графитовых колец.
Примечание. Для работы с агрессивными средами корпус и рабочее колесо изготавливается из коррозионностойкой стали.
В конструкции многоступенчатых центробежных газодувок для стабильной и надежной работы коллекторы с промежуточными секциями центрируются и соединяются между собой стальными стяжками. Колеса рабочие должны быть обязательно сбалансированы сначала статически, потом динамически.
Газ проходит поочередно по каждой ступени газодувки. Каждая камера оснащается обратным клапаном, чтобы направление движения газовой среды было только одно. Окончательное нагнетание или сжатие происходит в последней камере, после чего выходит наружу.
Преимуществами центробежной газодувки являются:
- небольшой износ частей конструкции из-за отсутствия трения, что увеличивает долговечность работы;
- отсутствие смазки исключает образование масляных паров;
- легкость в обслуживании;
- компактность;
- возможность работать в запыленных условиях.
Газодувки промышленные
Промышленные газодувки используются не только как отдельное оборудование, но и устанавливаются, как узел на сложных технологических линиях. Поэтому промышленные газодувки изготавливаются как горизонтального, так и вертикального расположения.
Комплектация промышленных газодувок может включать в себя, кроме стандартной комплектации, глушители на всасывающее отверстие, различные предохранительные и обратные клапаны, шумопоглощающие кожуха (уменьшается уровень шума на 15-20 децибел). Также возможно дооборудование специальными устройствами для предварительной подготовки воздуха, например, охладители, фильтры и другое.
Вихревые воздуходувки
Вихревые газодувки бывают моноблочными или с отдельно расположенными компрессором и двигателем.
В вихревых газодувках газовая смесь перемещается к оси по внутренней стенке бокового канала и поступает снова в рабочее пространство колеса. Таким образом за счет многократного воздействия на газ колесом происходит повышение давления.
Преимуществами вихревых газодувок является:
- бесшумность;
- компактность;
- надежность;
- простота.
Но по показателям КПД вихревое оборудование несколько уступает ротационным и центробежным установкам.