Воздуходувки являются важным инструментом в современном промышленном производстве. Наряду с воздушными компрессорами они являются одними из основных насосов, которые обеспечивают подачу воздуха и реакционных сред. Воздуходувки специально разработаны для создания больших, непрерывных потоков воздуха низкого давления.
От металлургии до пневмотранспорта, от аэрации до вентиляции, от тестирования трубопроводов до систем HVAC воздуходувки играют важную роль в различных областях применения. Воздуходувки бывают разных моделей, типов, размеров, с разной подачей воздуха и давлением. В этом руководстве представлены типы воздуходувок, принципы работы, различия с воздушными компрессорами, области применения и способы выбора лучшей воздуходувки для вашего применения.
Что такое воздуходувка?
Эволюция воздуходувок
Воздуходувки впервые появились в кузнечном деле, металлургия появилась в Китае уже 5,000-6,000 лет назад. После вступления в железный век в V веке до нашей эры железные изделия стали важным фактором, способствующим историческому прогрессу, и когда-то стали символом уровня развития производительности.
Выплавка чугуна представляет собой комбинацию нескольких технологий, и технология продувки воздухом является ее неотъемлемой частью. Продувка воздухом заключается в том, чтобы вдувать в печь определенное количество воздуха под определенным давлением, чтобы обеспечить полное сгорание топлива, тем самым получая более высокую температуру печи и повышая эффективность плавки.
Технология воздуходувки в металлургии прошла путь от прерывистой до непрерывной продувки, а воздуходувное оборудование прошло путь от кожаных мехов до деревянных вентиляторов и поршневых деревянных мехов.
Самыми ранними инструментами, использовавшимися для принудительного нагнетания воздуха, были вентиляторы и духовые трубки. На фресках в гробнице Рехмира (около 1450 г. до н. э.) в 18-й династии Египта изображены нагнетатели в форме кувшинов с ножным приводом.
Благодаря современным промышленным революциям и развитию науки и техники в настоящее время появились различные крупногабаритные воздуходувные машины, такие как ранняя воздуходувка Рутса, а также более поздние винтовая воздуходувка и центробежная воздуходувка.
Развитие воздуходувного оборудования не только является важной частью прогресса технологии выплавки чугуна, но и оказывает влияние на все большее количество отраслей промышленности по мере развития механических технологий.
Кроме того, с развитием технологий появились новые воздуходувки, такие как воздуходувки с магнитной подвеской и воздуходувки с воздушной подвеской. Эти новые воздуходувки используют такие технологии, как подшипники с магнитной подвеской и высокоэффективные рабочие колеса.
Они обладают такими характеристиками, как отсутствие смазки, низкие затраты на техническое обслуживание и высокая эффективность работы. Они являются важным направлением для развития воздуходувок в будущем.
Типы воздуходувок
Воздуходувка — это машина, способная создавать и нагнетать большой объем воздушного потока. Она в основном используется для подачи свежего воздуха, транспортировки газа или пыли, вентиляции и нагнетания давления в различных промышленных применениях.
По принципу работы и механической конструкции воздуходувки можно разделить на воздуходувки типа «Рутс», шнековые воздуходувки, центробежные воздуходувки. Некоторые переносные воздуходувки также используются в качестве воздуходувок для листьев и пылесосов.
(Воздуходувка)
Роторный воздуходувка : Роторный воздуходувка — это разновидность объемной воздуходувки (объемной воздуходувки), в которой используются два или три ротора с лопастями, вращающиеся в противоположных направлениях внутри цилиндра для подачи воздуха. Благодаря непрерывному относительному вращению двух роторов воздух всасывается снаружи в полости между роторами и корпусом, а затем выходит через выпускное отверстие.
(Винтовой воздуходув)
Винтовой воздуходувка : Винтовые воздуходувки обычно состоят из двух винтовых роторов, вращающихся в противоположных направлениях. Вращение винтов сжимает и транспортирует газ, обеспечивая принудительную подачу воздуха. Такая конструкция стабильна и надежна, а ее эффективность выше, чем у воздушных компрессоров в условиях низкого давления.
Поэтому он широко используется в различных областях, таких как очистка отходящих газов, водоочистка, нефтехимическая промышленность, сжатие природного газа и т. д.
(Центробежный вентилятор)
Центробежный вентилятор : Центробежные вентиляторы (также известные как центробежные воздуходувки) используют вращающееся рабочее колесо для создания вакуума, который затягивает наружный воздух внутрь вентилятора; вращающееся рабочее колесо создает центробежную силу для воздушного потока, увеличивая его скорость и давление.
Центробежный нагнетатель, который имеет только одно рабочее колесо, называется одноступенчатым центробежным нагнетателем, центробежный нагнетатель с двумя или более рабочими колесами называется многоступенчатым центробежным нагнетателем. Магнитный левитационный нагнетатель (магнитный левитационный нагнетатель) и воздушный левитационный нагнетатель являются новыми технологиями центробежных нагнетателей.
Целевое направление воздуха является отличием воздуходувок от обычных вентиляторов. Это также делает воздуходувки широко используемыми в вентиляции, угольной, электроэнергетической, металлургической, водоочистной, пневмотранспортной и других промышленных областях. Каждый тип воздуходувок имеет свои особые технические характеристики и области применения.
Например, воздуходувки Рутса имеют широкий диапазон выбора с точки зрения параметров давления и расхода; винтовые воздуходувки имеют простую конструкцию, хорошую устойчивость и относительно просты и удобны с точки зрения регулирования рабочего объема и выходного давления; центробежные воздуходувки обладают такими преимуществами, как высокая эффективность, низкий уровень шума, большой и плавный поток воздуха.
Как работает воздуходувка?
Роторы воздуходувок
(Трехлопастные роторы воздуходувки Рутса)
Ротор Рутса : Ротор Рутса обычно имеет две лопасти. Простая форма ротора — циклоидальный ротор, состоящий из тангенциальных частей чередующихся гипоциклоидальных и эпициклоидальных кривых. Существуют две формы роторов: двухлопастный и трехлопастный. Профиль двухлопастного ротора имеет меньшие образующие окружности, диаметр которых составляет четверть диаметра большего ротора.
(Винтовые роторы винтовых воздуходувок)
Винтовой воздуходувка : Два винтовых ротора с противоположной резьбой установлены на параллельных валах. Два винта зацепляются друг с другом, один винт вращается по часовой стрелке, а другой — против часовой стрелки. Спиральные канавки между двумя винтами образуют ряд полостей. При поступлении воздуха заполненные воздухом полости перемещаются к выпускному отверстию по мере вращения винтовых роторов (два винта вращаются, но не двигаются, появляются и периодически перемещаются только полости).
(Центробежный вентилятор центробежного нагнетателя)
Центробежный воздуходув : на рабочем колесе имеются эвольвентные лопатки, конструкция и размеры которых зависят от типа применения и желаемого эффекта. Лопатки с изгибом вперед позволяют создавать более высокую скорость воздушного потока при низких скоростях вращения; лопатки с изгибом назад вращаются быстрее, при этом плоская часть лопатки направлена в сторону, противоположную направлению вращения, что позволяет создавать более высокое давление воздуха; радиальные лопатки не имеют изгиба и часто используются в системах с малым расходом воздуха.
Принцип работы воздуходувки
(Принцип работы воздуходувки Рутса)
Роторная воздуходувка : Роторная воздуходувка состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях лопастных роторов. Воздуходувка всасывает воздух и направляет его поток через зазоры по обеим сторонам лопастных роторов к выпускному отверстию, тем самым ускоряя и перемещая воздушные потоки.
Кулачковые роторы приводятся в действие синхронными шестернями для вращения относительно друг друга с одинаковой скоростью. Это означает, что когда кулачки роторов вращаются до положения зацепления, это может предотвратить обратный поток воздуха, но при этом в точке контакта не возникает относительного трения, что исключает необходимость в смазочном масле и позволяет воздуходувке Рутса выполнять работу со строгим контролем загрязнения.
Подача воздуха воздуходувкой Рутса положительно коррелирует со скоростью вращения роторов, но создаваемое ею давление низкое.
(Принцип работы винтовой воздуходувки)
Винтовой воздуходувка : Как и роторные компрессоры , винтовой воздуходувка работает за счет вращения двух винтовых роторов и нескольких образованных ими полостей. По мере вращения винтовых роторов объем полостей непрерывно и периодически изменяется от большего к меньшему.
При наименьшем объеме сжатый воздух выпускается. Рабочий процесс винтовой воздуходувки имеет характеристики внутреннего сжатия и принудительной подачи воздуха. В диапазоне нагрузки давление выхлопа может адаптивно регулироваться в соответствии с противодавлением.
Изменение давления мало влияет на поток воздуха, а объем воздуха можно регулировать также скоростью вращения.
(Принцип работы центробежного вентилятора)
Центробежный воздуходув : Центробежные воздуходувки также называют турбинными воздуходувками. Принцип их работы практически такой же, как у центробежных компрессоров : двигатель вращает рабочее колесо, приводя его во вращение. Воздух, вращаясь вместе с рабочим колесом, создает центробежную силу и ускорение, и выбрасывается через постепенно увеличивающийся зазор между лопатками рабочего колеса.
После попадания воздуха в корпус направление потока меняется, скорость потока уменьшается, а давление увеличивается, а кинетическая энергия преобразуется в энергию статического давления.
Наконец, сжатый воздух выпускается из выпускного отверстия. При вращении крыльчатки в ее центре образуется определенное отрицательное давление, так что наружный воздух пополняется под действием атмосферного давления, чтобы достичь цели непрерывного продува.
Воздуходувка с магнитной левитацией (магнитная левитационная воздуходувка) представляет собой турбовоздуходувку, которая использует подшипники с магнитной левитацией. Ее основная структура заключается в том, что рабочее колесо непосредственно установлено на удлиненном конце вала двигателя, а ротор вертикально подвешен на активном контроллере магнитного подшипника.
Не требует повышающего преобразователя скорости или муфты. Это одноступенчатый высокоскоростной центробежный вентилятор, который напрямую приводится в действие высокоскоростным двигателем и регулируется преобразователем частоты. Его ядро — подшипники магнитной левитации и технология двигателей с постоянными магнитами.
Воздуходувка с левитацией — это центробежный воздуходув новой концепции. Он использует турбинные двигатели авиации и космических кораблей, применяет передовую технологию воздушной подвески и использует две передовые основные технологии: «высокоскоростной двигатель прямого соединения» и «подшипник воздушной подвески».
Он улучшает зубчатую муфту, систему охлаждения и систему масляной смазки традиционных одноступенчатых высокоскоростных турбонагнетателей, что значительно повышает технические характеристики и эксплуатационную надежность изделия.
Для чего используется воздуходувка?
В пищевой промышленности воздуходувки необходимы для переработки мяса, крупного птицеводства, ферментации молочных продуктов, производства фруктов, овощей и напитков и т. д.
В водоочистных сооружениях нам нужны воздуходувки для подачи воздуха в резервуары с водой на очистных сооружениях с целью ускорения размножения определенных микробных сообществ и разложения вредных веществ в сточных водах, что мы часто называем аэрацией.
В системах высокоскоростной печати нам необходимы промышленные воздуходувки для быстрой сушки отпечатанных изображений.
В коммерческих помещениях воздуходувки широко используются для вентиляции, удаления пыли и охлаждения.
На промышленных предприятиях воздуходувки могут всасывать и транспортировать воздух в различные рабочие зоны, чтобы поддерживать циркуляцию воздуха и обеспечивать достаточное количество кислорода для дыхания людей, горения в доменных печах и т. д.
В горнодобывающей промышленности воздуходувки могут подавать свежий воздух в шахты для обеспечения безопасности подземных рабочих, удалять метан из подземных бассейнов угольных шахт и повышать концентрацию посредством флотации и выщелачивания.
В области охраны окружающей среды воздуходувки могут использоваться для очистки отработавших газов, транспортируя их в специально отведенные места для очистки.
В пневмотранспорте воздуходувки могут использоваться для транспортировки любых сухих сыпучих материалов, включая порошки, гранулы, щепу и пеллеты. Например: цемент, известь, моющее средство и т. д.
В металлургической промышленности воздуходувки используются для подачи кислорода в печи, поддержания потока сырья, охлаждения смеси после ее выхода из печи, а также могут использоваться для очистки катализаторов SCR.
Воздуходувки используются во всех аспектах нашей жизни, от сдувания опавших листьев до вентиляции помещений, от снегоочистителей до промышленных воздуходувок, от выбросов выхлопных газов до очистки сточных вод, от пневмотранспорта до нефтехимии и многих других применений, все из которых неотделимы от воздуходувок. Эти устройства делают процесс более энергосберегающим, эффективным, безопасным, экономичным и надежным.
В чем разница между воздуходувкой и воздушным компрессором?
Воздуходувки очень похожи на воздушные компрессоры. Однако эти машины принципиально отличаются. Воздуходувка больше похожа на большой вентилятор, который может непрерывно продувать большое количество воздуха из одного места в другое, за исключением того, что воздух движется быстрее и под более высоким давлением, чем обычный бытовой вентилятор, но их давление относительно низкое по сравнению с воздушными компрессорами. Воздуходувки используются в системах отопления и охлаждения, системах HVAC, пневматических конвейерах и других.
В отличие от воздуходувок, воздушные компрессоры сжимают больше воздуха в меньшем объеме, создавая более высокое давление. Фактически, они делают воздух более плотным, обеспечивая высокое давление, необходимое для работы пневматических инструментов и сопутствующего оборудования. Различные типы компрессоров имеют разные параметры и области применения.
Оба воздушных оборудования создают поток сжатого воздуха во время работы. Однако они принципиально различаются по степени сжатия. Воздушные компрессоры сжимают воздух с более высокой степенью сжатия. Основное назначение воздуходувок — транспортировка воздуха или материалов потоком воздуха, им требуется лишь небольшое давление и скорость воздуха, поэтому степень сжатия, естественно, ниже. Таким образом, они различаются по производительности, стоимости, энергопотреблению и т. д.
Применение воздуходувок
Воздуходувки используются в различных отраслях промышленности, таких как металлургия, химические заводы, производство органических удобрений, продуктов питания, декоративных строительных материалов, сырой нефти, горнодобывающая промышленность, текстильная промышленность, автозаправочные станции, пневмотранспорт, очистка сточных вод, нефтехимическая промышленность и т. д. Каждый тип воздуходувок имеет свои уникальные преимущества, основанные на его конструкции, принципе работы и предполагаемых областях применения.
Например, роторно-лопастные воздуходувки отлично подходят для создания постоянного потока воздуха низкого давления благодаря своему принципу работы. Воздуходувки Рутса широко используются в областях, где требуется постоянный поток воздуха и низкое/среднее давление воздуха, например, при транспортировке газа при очистке сточных вод и производстве чистых химикатов.
Более того, благодаря разработанному им безмасляному воздушному потоку, воздуходувки Рутса очень подходят для транспортировки чистого воздуха, угольного газа, диоксида серы и других инертных газов. Они являются предпочтительными продуктами для специальных газовых отраслей промышленности (угольный газ, природный газ, биогаз, диоксид углерода, диоксид серы и т. д.). Воздуходувки Рутса также широко используются на малых и средних заводах по производству серной кислоты.
С другой стороны, диапазон применения винтовых воздуходувок более широк. Благодаря своей механической структуре и принципу работы, роторный винтовой воздуходув имеет более высокую эффективность сжатия, может обеспечивать более высокое давление воздуха, с тихой, стабильной работой, а также более высокой энергоэффективностью, и подходит для различных промышленных сред и различных применений, таких как технологическое оборудование и пневматические инструменты в промышленном производстве, продувка воздухом, транспортировка и сушка газа, системы кондиционирования воздуха, газовые турбины, вентиляция котлов и т. д. Он также часто используется для наддува промышленных систем выбросов, таких как контроль и очистка промышленных газовых выбросов.
(Безмасляный винтовой воздуходув низкого давления серии KSB)
Центробежные нагнетатели могут обрабатывать больший поток воздуха, работают энергосберегающе и без масла, могут обеспечивать подачу чистого воздуха для специальных отраслей промышленности, таких как медицина, электроника, пищевая промышленность, авиация и т. д. Многоступенчатые центробежные нагнетатели могут легко перерабатывать небольшие объемы воздуха под высоким давлением, поэтому они широко используются в аэрации, нефтехимии, выплавке металлов, производстве тепловой энергии, очистке сточных вод, рекуперации отходящего тепла, десульфурации и денитрификации и т. д.
Центробежные воздуходувки также включают воздуходувки с воздушной подвеской и воздуходувки с магнитной подвеской. Эти новые технологии еще больше повышают эффективность и надежность центробежных воздуходувок и снижают расходы на техническое обслуживание.
Как правильно выбрать воздух воздуходувка?
Различные типы воздуходувок имеют различные преимущества и недостатки. Например, воздушный поток, подаваемый воздуходувками Рутса, пропорционален скорости вращения лопастных роторов, имеет простую конструкцию и стабильную производительность, расход мало меняется при регулировке в допустимом диапазоне давления, а диапазон выбора давления очень широк.
Однако воздуходувки Roots имеют низкую эффективность изоляции, высокий уровень шума, высокое потребление энергии и пульсирующий поток воздуха. Пульсация потока воздуха может вызвать кавитацию и/или повредить компоненты, расположенные ниже по потоку от воздуходувки.
Винтовой воздуходув может легко сжимать и транспортировать воздух, заставляя винтовые роторы вращаться с высокой скоростью через синхронные передачи. Он имеет более высокую эффективность сжатия и давление выхлопа, а управление смещением и выходным давлением относительно простое и удобное. В то же время винтовые воздуходувки обычно имеют хорошие характеристики уплотнения, могут значительно снизить утечку газа, а система отличается высокой стабильностью.
Однако шнек легко изнашивается и нуждается в смазке такими материалами, как масло; воздух и продукт могут быть загрязнены, и может потребоваться удаление масляного шлама и углеродных отложений.
Центробежные воздуходувки характеризуются высокой энергоэффективностью, низким потреблением энергии, большой подачей воздуха, низким уровнем шума, плавной работой, отсутствием пульсаций, широкой стабильной зоной, чистым и безмасляным газом, небольшим количеством изнашиваемых деталей, простотой установки, эксплуатации и обслуживания.
Оптимизированное рабочее колесо снижает осевое усилие до самого низкого уровня, а статическая и динамическая балансировка делает поток воздуха плавным. Однако центробежные нагнетатели используют центробежную силу для сжатия газа, что более подвержено риску помпажа.
В целом, воздуходувки Рутса, винтовые воздуходувки и центробежные воздуходувки имеют свою собственную область применения и характеристики. Для применений, требующих потока воздуха низкого/среднего давления, воздуходувки Рутса очень подходят; для применений, требующих потока воздуха высокого давления, лучшим выбором являются винтовые воздуходувки; а для применений, требующих высокого потока, более подходящим выбором являются центробежные воздуходувки. Различные типы воздуходувок имеют различные преимущества и недостатки.
Учет всех этих факторов поможет выбрать воздуходувку, которая наилучшим образом соответствует вашим промышленным требованиям и гарантирует долгосрочную эффективную работу и экономическую эффективность.
Подробнее Kotech"воздуходувки
Выше приведено краткое введение в то, что такое воздуходувка и как она работает, а также ее преимущества и области применения. Если вы хотите узнать больше о воздуходувках, вы можете нажать кнопку консультации справа. Kotech является ведущим производитель воздуходувок и является лучшим выбором для всех ваших потребностей в сжатом воздухе.
Наша команда экспертов опытна и профессиональна, и может помочь вам решить любую проблему, которая может возникнуть с воздушными компрессорами. От выбора до установки и обслуживания, мы можем предоставить полное руководство, включая оптимальные советы и решения для вашего проекта.
Низконапорные безмасляные винтовые воздуходувки серии KSB созданы с оптимизированной звукоизоляцией, благодаря чему уровень шума составляет всего 73–85 дБ (А). Безмасляный двухвинтовой компрессор и оптимизированная конструкция профиля обеспечивают более высокую эффективность и меньшее энергопотребление.
Воздуходувки серии KSB оснащены международным 5-уровневым синхронным редуктором и сочетают в себе лабиринтное уплотнение и углеродное кольцевое уплотнение для обеспечения изоляции масла и воздуха, гарантируя, что сжатый воздух на 100% безмасляный.
