Для зниження рівня тиску в зоні виконання технологічних операцій, в ході яких потрібно підтримувати безперервність струму, що «відкачує» повітря при заданій продуктивності відкачування, застосовуються вакуумні повітродувки. Оскільки через вихідний патрубок вакуумної повітродувки викидається потік повітря підвищеного тиску, то при підключенні його (а не вхідного патрубка) до об'єкта, що обслуговується, повітря з атмосфери буде нагнітатися в робочу зону, створюючи в ній підвищений тиск. При такому «зворотному» підключенні до об'єкта, що обслуговується вакуумна повітродувка буде працювати в якості компресора.
Ці агрегати «подвійного призначення» поділяються на два класи:
- об'ємні (роторні) повітродувки, в яких використовуються конструкції з пластинчастими, зубчастими, спіральними, гвинтовими та мембранними механізмами,
- динамічні (лопатеві) повітродувки, часто звані також вихровими повітродувками, вихровими нагнітачами, вихровими вакуум-насосами, бокопроточними, канальними і турбовоздуходувками.
Принцип дії першого класу повітродувок - об'ємних - заснований на стисканні порції повітря, що захоплюється з вхідного патрубка, між двома роторами (або іншими робочими механізмами) і виштовхуванні її під надмірним тиском через вихідний патрубок в атмосферу. Внаслідок такої циклічної роботи в потоці повітря виникають пульсації тиску, а відвідний трубопровід піддається впливу вібрацій, в результаті чого рівень шуму, що створюється агрегатом (у сукупності з шумом, що викликається роботою електродвигуна) досягає 100 дБ.
Схемы двух- и трехлопастных двухроторных воздуходувок типа Рутс.
Перша двороторна повітродувка була запатентована в США в 1860 році братами Рутс (Francis Roots і Philander Roots), які для її виробництва заснували компанію Roots Blower Company (Blower перекладається з англійської як повітродувка, нагнітач, вентилятор, компресор), яка виробляла на основі системи для примусової вентиляції у промислових та адміністративних будівлях. Оскільки в цій конструкції для синхронізації обертання роторів використовується шестерна передача, двороторні повітродувки (повітродувки типу Рутса) іноді називають шестерними компресорами. У робочій камері агрегатів такого типу немає механізмів, для яких потрібне мастило, тому масло в неї не подається, а значить, у повітрі робочій зоні немає масляної пари. Відповідно, їх немає і на виході повітродувки, що важливо при використанні її як нагнітач.
Двороторні повітродувки здатні створювати вищі рівні вакууму (у режимі вакуумного насоса – до 500 мбар) або надлишкового тиску (у режимі компресора-нагнітачів – до 2000 мбар), ніж вихрові агрегати.
Робота повітродувок другого класу – вихрових повітродувок – заснована на «вентиляторному» принципі дії – безперервному захопленні потоку повітря з робочої зони лопастями імпелера (каналізованого вентилятора), що обертаються, і викиданні його через вихідний патрубок, завдяки чому вони створюють потік повітря без патрубок. ними шуму вбирається у 75 дБ. Лопаті закручують у потоці повітря вихори (звідси назва – «вихрові повітродувки»), надаючи йому додаткову кінетичну енергію, завдяки чому зростає тиск на виході агрегату. (Цікаво, що вихрові повітродувки були винайдені німецькою компанією Elmo рівно через 100 років після двороторних повітродувок типу Рутса – у 1960 році.)
Схема вихревой воздуходувки.
Конструктивно вихрові повітродувки значно простіше, ніж двороторні, і, відповідно, дешевші. Однак так як лопаті (лопатки) імпелера знаходяться дуже близько до внутрішньої поверхні циліндричного корпусу, то навіть мікроскопічні тверді частинки, що знаходяться в повітрі, що відкачується, можуть стати причиною «мікрозаклинивань» лопатей, що призводить до їх передчасного зносу. Через це на вході вихрових повітродувок доводиться встановлювати фільтри тонкого очищення повітря.
Вихрові повітродувки характеризуються нижчим коефіцієнтом корисної дії, ніж роторні, і здатні в основному знижувати тиск до 500 мбар або підвищувати (при зворотному підключенні) до 1000 мбар. При цьому оскільки в їх робочих об'ємах немає деталей і механізмів, що змащуються (так само як у двороторних типу Рутса), вихрові повітродувки при будь-якому підключенні видають на виході чисте (без парів масел) повітря. Цьому важливому для багатьох технологічних сфер застосування гідності вихрових повітродувок супроводжують наступні показники - простий монтаж (і, відповідно, підключення), а також відсутність будь-якого обслуговування протягом усього терміну експлуатації (зазвичай становить кілька років): максимум, що виявляється необхідним зробити для його продовження – це заміна підшипників та робочого колеса.
Вакуумный стол, работающий с использованием воздуходувки на деревообрабатывающем станке с ЧПУ, обеспечивает надежную фиксацию детали при ее обработке.
Основні сфери застосування повітродувок
Повітродувки – найпоширеніший вид вакуумного обладнання в тих областях, де потрібне забезпечення низького вакууму (або невеликого надлишкового тиску), наприклад, у таких додатках, як:
- Вакуумний притиск оброблюваних деталей на верстатах з ЧПУ.
- Подача, притискання та роздування листів у поліграфічних машинах.
- Притиск продуктів при їх сортуванні та упаковці.
- Пневмотранспорт сипучих речовин (гранул, порошків, зерна).
- Змішування сипких речовин.
- Створення повітряної подушки («повітряних підшипників») на конвеєрах та обробних центрах.
- Видалення продуктів обробки матеріалів на верстатах, обробних центрах та конвеєрах (промислові пилососи).
- Примусова подача повітря у пальники.
- Аерація розчинів у гальванічних ваннах (для прискорення процесів нанесення покриттів та підвищення рівномірності товщини покриттів).
- Аерація водойм та очисних споруд.
- Сушіння матеріалів подачею теплого повітря та вакуумуванням.
- Вакуумне захоплення у витягах-транспортерах.
- Системи примусової вентиляції
Вакуумный подъемник-транспортер.
Використання вихрових повітродувок найбільш оптимальне в інтервалі продуктивності від 1 до 40 м3/хв. у діапазоні перепадів тисків від 10 до 1000 мбар у режимі нагнітання та від 10 до 500 мбар у режимі всмоктування.
А застосування двороторних повітродувок переважно для підтримки високої (до 350 м3/хв.) та постійної продуктивності при постійному натиску.
Вихрові повітродувки створюють менший рівень шуму, ніж двороторні, простіше в експлуатації, проте суттєво поступаються двороторним повітродувкам по ККД, тобто при одній і тій же величині потужності, що споживається електродвигуном, вони витрачають більше електроенергії.
Дізнатися більше про повітродувки, які пропонує наша компанія, ви можете за цим посиланням.
