Воздуходувки (нагнетатели) промышленные. Виды и сферы применения.

Промышленные воздуходувки – это особый вид оборудования, предназначенный для нагнетания или откачки газа, позволяющий производить любые технологические процессы, требующие наличия мощной и стабильной струи воздуха. По сути, эти аппараты занимают промежуточное положение между компрессорами и мощными вентиляторами. Иногда их даже называют «компрессорами низкого давления». Работа воздуходувки заключается в создании избыточного давления в диапазоне от 0,1 до 1 Атм. Помимо нагнетания воздуходувка также может работать на создание вакуума до 0,5 Атм, что делает ее еще более универсальной в промышленном применении.

Конструктивные виды воздуходувок (нагнетателей воздуха)

В зависимости от конструкции выделяют несколько видов промышленных воздуходувок. Они отличаются производительностью, типом двигателя, различным уровнем шума и вибраций, так же есть оборудование, специально спроектированное под конкретную сферу применения, например погружные.

Воздуходувки можно иначе охарактеризовать как компрессоры низкого давления, служащие для подачи воздуха или производства вакуума. Основное назначение их связано с задачами аэрации бассейнов, прудов, водоочистных сооружений, а также с транспортировкой порошкового материала. Имеют место различные виды компрессоров, которые отличаются как мощностью потока воздуха, так и принципом работы, который определяет в конечном итоге то или иное назначение воздуходувки. Известно огромное количество видов воздуходувок: ротационные, кулачковые, турбовоздуходувки, использующиеся на крупных производственных предприятиях и комбинатах, и т.д. Их широко применяют для обеспечения работы пневмоинструмента. Фабрики и заводы, связанные непосредственно с переплавкой металла, обязательно имеют в своём составе нагнетатели. Следующая область применения воздуходувок: вентиляция, вытяжка и системы кондиционирования. С целью обеспечения кондиционирования должного качества в любой строительной области используются ротационно-пластинчатые воздуходувки (безмасляные воздуходувки). Ротационные воздуходувки работают без использования масла, вследствие чего не происходит засорение нагнетаемого воздуха ее парами. Для кондиционирования в медицинской или пищевой сферах промышленности также рекомендуется этот тип воздуходувок. Они находят широкое применение в котельных отделениях, в процессах аэрации водоочистных сооружений, и при подаче в печи воздуха, а также для очистки фильтровального оборудования. Ниже перечислены основные виды воздуходувок по конструктивному исполнению и принципу их действия.

Поршневые воздуходувки.

Нагнетание среды в газодувках этого типа происходит за счет работы поршня, вытесняющего из рабочей камеры соответствующий объем газа. Возвратно-поступательные движения поршня обычно создаются с помощью кривошипно-шатунного механизма, а первичным источником движения является приводной вал, соединенный с валом двигателя. Контроль направления движения нагнетаемой среды осуществляется с помощью обратных клапанов. В работе таких газодувок выделяют отдельные циклы, состоящие из нескольких фаз. Во время фазы всасывания поршень совершает обратный ход, за счет чего в рабочей камере создается разряжение и через клапан из всасывающего патрубка забирается порция газа, при этом клапан нагнетательного канала закрыт. Во время фазы нагнетания, при котором поршень совершает прямой ход, происходит обратная ситуация, при которой клапан всасывающего патрубка закрывается, а через открывшийся клапан нагнетательного патрубка происходит вытеснение объема газа из рабочей камеры. Поршневой вид оборудования считается устаревшим, на смену ему приходят более производительные устройства.

Вихревые воздуходувки.

К воздуходувкам динамического действия относятся имеющие боковые каналы (вихревые) воздуходувки. В то время, как в воздуходувках центробежного типа газ единожды отбрасывается лопатками колеса от центра в радиальном направлении, в воздуходувках вихревого типа газ возвращается к оси по внутренней стенке бокового канала, затем поступает повторно в область действия того же рабочего колеса. Так как рабочее колесо неоднократно воздействует на газ, то передаваемая ему кинетическая энергия увеличивается, способствуя повышению давления. Воздуходувки вихревого типа работают почти бесшумно, имеют компактную форму, достаточную степень надёжности, и просты в обращении. Они уступают, однако, своим конкурентам двухроторного и центробежного типов по показателю КПД, поэтому их лучше применять в тех случаях, где итоговая стоимость электроэнергии несущественна. Области использования вихревых воздуходувок довольно разнообразны: от процессов аэрации на очистных сооружениях, снабжения воздухом горелок, высушивания стеклянной тары до операций по обрабатыванию пищевых продуктов. В общем случае их применимость крайне велика и охватывает такие области как: очистные сооружения; рыбное хозяйство; аэрация водоемов; пневмотранспорт сыпучих продуктов; откачка паров бензина; обдув в технологических процессах; текстильная промышленность; вакуумный прижим на станках и упаковочных аппаратах; в качестве промышленные пылесосы; медицина; процессы сушки и удаления влаги; производство изделий из стекла; химическая промышленность; газовый анализ.

Турбовоздуходувки

При высоких расходах сжатого воздуха и напорах не более 10 м, например на аэрационных станциях и подобных сооружениях, применяются турбовоздуходувки. Там, где напор превышает 10 м, применяют турбовоздуходувки многоступенчатого вида, способные обеспечивать напор до 30 м. Принцип действия турбовоздуходувок такой же, что и у центробежных насосов. Воздух сжимается и нагнетается в них под воздействием центробежной силы, возникающей вследствие вращательного движения рабочего колеса, из которого воздух попадает в неподвижный диффузор кольцевой формы. Диффузор, образующий вместе с лопатками направляющий аппарат, служит для превращения кинетической энергии воздушного потока в потенциальную (напор). При работе на всасывание они способны давать разрежение в пределах 10-50 кПа, а в отдельных случаях до 90 кПа, то есть они в состоянии исполнять роль вакуумных насосов (с низким уровнем вакуума). Турбовоздуходувки делятся на одно- и многоступенчатые устройства. Одноступенчатый вид турбовоздуходувок способен работать при напоре 3—6 м, многоступенчатые же турбовоздуходувки создают напор до 30 м и оснащаются числом ступеней, не превышающим 4-х, при этом всасывание может быть односторонним и двухсторонним. Такие турбовоздуходувки имеют обычно литой корпус из чугуна с осевым разъемом, состоящим из секций, разделённых перегородками (диафрагмами). Вращающийся ротор, расположенный внутри корпуса, состоит из вала и рабочих колёс, насаженных на вал. Вал ротора имеет ступенчатую форму с утолщением от концов к середине, и опирается на две или три шарикоподшипниковые опоры, изготавливаемые обычно из углеродистой стали. Другая возможность повышения давления в турбовоздуходувках, позволяющая снизить габариты устройства, состоит в увеличении частоты вращения ротора, что обеспечивается применением повышающей передачи. Форма рабочих колёс турбовоздуходувок, как правило, закрытая, с отогнутыми назад лопатками. Такая конструкция характеризуется высоким КПД (гидравлическим) и обеспечивает широкое поле устойчивости при работе. На изготовление лопаток идет никелевая сталь, а диски изготавливаются из хромомолибденовой стали или из высококачественной стали углеродосодержащих сортов. Они применяются для аэрации (например, для насыщения воды воздухом), в системах транспортирования сыпучих веществ в пищевой промышленности, для создания тепловых воздушных завес, в качестве нагнетателей для систем очистки, в процессах сушки тары и удаления влаги с поверхностей перед нанесением покрытий, а также в устройствах сушки на автомобильных мойках.

Двухроторные воздуходувки

В случае необходимости получения высокого давления могут быть использованы двухроторные воздуходувки. Достоинства двухроторных воздуходувок заключаются в их практичности, низком уровне шума, продолжительности срока службы, низкой вибрации и относительно простом конструкционном исполнении. К единственному недостатку воздуходувок данного типа следует отнести низкую энергоёмкость. Исходя из этого, правильный выбор оборудования должен основываться не только на его рабочих характеристиках, но и на степени его энергопотребления, в частности, если компрессоры воздуходувок планируется использовать постоянно и в непрерывном режиме работы. Рабочая полость газодувки (двухроторной) оснащена, как следует из названия, двумя роторами с синхронным вращением, при работе которых газ забирается из всасывающего патрубка и транспортируется к нагнетательному патрубку. Роторы выступают в роли вращающихся поршней. При встрече объёма газа с патрубком нагнетания происходит резкое (почти адиабатическое) повышение давления. Синхронизация при вращении роторных механизмов достигается с помощью зубчатой (шестеренчатой) передачи, поэтому можно часто встретить газодувки такого типа под определением "шестеренчатых компрессоров". Шестерёнчатая передача позволяет обоим роторам работать синхронно и бесконтактно. При такой работе лопасти роторных механизмов не соприкасаются друг с другом, а также с кожухом устройства, и это позволяет отказаться от их смазки. В смазке нуждаются только шестерни и узлы подшипников, размещённые в отдельном смазочном отсеке, что предотвращает попадание смазочных средств или металлических опилок (стружки) в нагнетаемый поток воздуха. Для эффективной работы данной конструкции необходимо выполнять роторы с лопастями и корпус устройства с минимальными допусками: чем лучше примыкание деталей с меньшим допуском, тем меньше зазор, а значит, работа воздуходувки будет более эффективной и экономичной. Соблюдение такой точности при изготовлении механизма воздуходувки влечет за собой появление таких факторов, как чрезмерная чувствительность к превышению рабочей температуры. Поэтому категорически недопустимо использовать воздуходувки роторного типа при температурах выше номинальных или на превышенных оборотах вала. При высокой температуре лопасти роторов будут подвержены термическому расширению, что может вызвать заклинивание механизма. Корпуса двухроторных газодувок, изготовленные с оребрением снаружи, они имеют хорошую теплоотдачу, и, соответственно, повышают надёжность всей воздуходувки в целом. Двухроторные воздуходувки могут обеспечить широкий спектр регулирования производительности (при использовании частотного преобразователя) и устойчиво функционировать в режиме любых давлений, не превосходящих максимально допустимое значение. Шестеренчатые компрессоры могут отличаться по компоновке, идущим на изготовление материалам, наличием обратных клапанов и их типом, типом передачи (ременная или муфтовая), видом уплотнительных соединений между рабочей камерой и шестеренчатым блоком, категорией взрывозащищённости. Негативным фактором в работе, а, следовательно, и в конструкции воздуходувок роторного типа считается пульсация воздушного потока, создающая вибрационные воздействия, которые оказывают изнашивающие воздействие на части механизма. Вибрации также повышают шумность эксплуатируемой воздуходувки. В целях уменьшения вибрационного воздействия на воздуходувку устанавливают амортизационные подушки и применяют звукоизолирующий кожух. В целях предотвращения вибрационных воздействий на распределительные трубопроводные линии могут быть использованы компенсирующие элементы (компенсаторы). Выпускаемые сегодня двухроторные газодувки подразделяются на две группы: двухлопастные; трехлопастные. Первый тип проще в изготовлении, а значит и дешевле, однако его рабочие характеристики уступают аналогичным характеристикам у машин второго типа. Трёхлопастные воздуходувки обладают рядом преимуществ, заключающихся в их большей эффективной и надёжности при эксплуатации. Лопасти в трехлопастном механизме размещаются под углом 120° (у двухлопастного механизма они стоят под углом 180°). Вследствие этого возникающее при сжатии газа усилие бокового смещения уменьшается, что приводит к уменьшению риска соприкосновения лопастей друг с другом и с корпусом, из-за чего возможно заклинивание механизма. Благодаря этому трехлопастные воздуходувки в меньшей степени подвергаются износу. Еще одно важное отличие между двухлопастными от трехлопастными газодувками заключается в том, что двухлопастная выполняет 4 операции по сжатию, приходящиеся на один полный оборот, а трехлопастная обеспечивает 6 сжатий на один оборот, но при меньшем объёме сжатия. Так как объём сжимаемого воздуха у трёхлопастной воздуходувки меньше, то при меньшей амплитуде пульсаций она обеспечивает большую их частоту, что способствует выравниванию потока подаваемого газа.

Пластинчатые газодувки

Данные газодувки относятся к роторному типу. Ротор располагается внутри цилиндрической части корпуса и смещен относительно ее оси, то есть расположен эксцентрично. Также он оснащен пластинами, определившими название, которые не имеют жесткого крепления и способны двигаться в специальных пазах, расположенных в роторе. При вращении пластины за счет центробежной силы прижимаются к корпусу, за счет чего отсекают ограниченные объемы газа, перемещающиеся от всасывающего патрубка к нагнетательному. Прижим пластин к корпусу также может осуществляться с помощью встроенных в ротор пружин. Благодаря смещению осей ротора цилиндрической части корпуса отсеченный пластинами объем газа уменьшается при приближении к выходу из газодувки, за счет чего обеспечивается повышение давления. В представленном типе газодувок основным подверженным износу элементом являются пластины, которые могут быть легко заменены в случае выхода из строя. Также пластинчатые газодувки не засоряют перекачиваемую среду смазочным маслом ввиду его отсутствия, а большое число пластин сглаживает пульсацию выдаваемого потока, что уменьшает влияние одного из основных недостатков газодувок объемного действия.

Промышленная воздуходувка является универсальным устройством, способным выполнять широкий спектр задач. Такое оборудование позволяет эффективно устранять загрязнения, обогащать воду кислородом, перемещать сыпучие вещества, сушить поверхность и т.д. Выбор конструкции воздуходувки зависит от условий, в которых ее необходимо использовать. Обязательно учитывается стоимость обслуживания и ремонта, габариты и технические характеристики устройства. Вы можете купить воздуходувку промышленного назначения В Нижнем Новгороде. Компании ГК НТЦ предлагает оборудование воздухоподготовки ведущих европейских и российских производителей. Так же наша компания специализируется на техническом обслуживании и ремонте компрессорного оборудования. Высококвалифицированные сервисные инженеры компании ГК НТЦ и большой опыт работы – гарантия долгой и бесперебойной работы Вашего оборудования: компрессоров, воздуходувок, осушителей сжатого воздуха.