Roots Rotary Lobers Lobers: une introduction complète

1. Introduction

Roots Rotary Lobers Lobers , du nom de leurs inventeurs Philander Higley Roots et Frances Marion Roots qui ont breveté la conception en 1860, sont un type crucial de souffleur de déplacement positif dans diverses applications industrielles. Ils sont conçus pour déplacer de l'air ou du gaz à un volume relativement constant, indépendamment des changements de pression dans le système, ce qui les rend très fiables pour de nombreux processus.

2. Principe de travail

2.1 Structure de base

Roots Rotary Lobers Lobers se composent généralement de deux rotors ou plus (généralement du lobe ou du lobe ou du lobe) montés sur des arbres parallèles dans un boîtier. Dans un compresseur à double lobe, chaque rotor a deux lobes, ce qui entraîne un total de quatre lobes par compresseur. Dans une machine à lobe, chaque rotor a trois lobes, donnant six lobes par compresseur. Les machines Twin - Lobe (Bi - Lobe) sont couramment utilisées pour les applications de gaz de processus, tandis que les machines à trois lobes offrent certains avantages en termes de fonctionnement plus lisse et de pulsation réduite.

2.2 Processus opérationnel

Phase d'admission: Au fur et à mesure que les rotors tournent, un volume d'air ou de gaz est piégé entre les lobes et le boîtier du côté d'entrée du ventilateur. La rotation des rotors crée une zone de pression basse à l'entrée, dessinant dans le fluide.

Phase de transport: Le volume piégé de liquide est ensuite transporté autour de la circonférence du boîtier du rotor alors que les rotors continuent de tourner. Les rotors tournent dans des directions opposées, et le maillage des lobes assure un sceau entre les côtés d'entrée et de sortie, empêchant le reflux.

Phase de décharge: Lorsque les lobes atteignent le côté de sortie, le fluide piégé est comprimé à la pression du système à la sortie et expulsé. Des dégagements petits mais précisément conçus entre les lobes et le boîtier permettent un fonctionnement sans avoir besoin de lubrification interne dans la partie de la manipulation de l'air ou du gaz, réduisant le risque de contamination dans le fluide traité. Les engrenages de synchronisation sont utilisés pour contrôler la position relative des rotors, assurant un fonctionnement lisse et synchronisé.

3. Caractéristiques de performance

3.1 débit

Roots Rotary Lobers peut atteindre une large gamme de débits. Des modèles plus petits peuvent avoir des débits adaptés à des applications telles que le transport pneumatique à petite échelle ou la ventilation locale, tandis que les modèles industriels - de qualité industrielle peuvent gérer des débits extrêmement élevés, atteignant jusqu'à 120 000 m³ / h (70 000 cfm) dans certains cas. Le débit est relativement stable sur une large gamme de conditions de fonctionnement, tant que la vitesse de rotation des rotors reste constante. Cela les rend idéaux pour les applications où un volume cohérent d'air ou de gaz est nécessaire, comme dans les systèmes de transport pneumatique où les matériaux doivent être transportés à un rythme régulier.

3.2 Capacités de pression et d'aspirateur

Pression positive: Ces soufflantes peuvent générer des pressions positives jusqu'à une certaine limite. Par exemple, certains modèles peuvent atteindre des pressions allant jusqu'à 35 psig. Ils sont utilisés dans des applications telles que l'alimentation à air de combustion dans les fours industriels, où une pression positive spécifique est nécessaire pour assurer un mélange de carburant et de combustion efficace.

Génération de vide: Les racines peuvent également fonctionner comme des boosters à l'aspirateur, capables de créer des aspirateurs jusqu'à 28 ”Hg ou même plus dans certains modèles spécialisés à vide. Dans des applications telles que la filtration sous vide dans l'industrie chimique ou dans le séchage de certains produits, la capacité de générer un vide fiable est cruciale.

3.3 Efficacité

Bien qu'il ne soit pas aussi efficace d'énergie que certaines soufflantes centrifuges dans certaines applications à débit élevé et à basse pression, les racines du lobe rotatif offrent une bonne efficacité dans leur plage de fonctionnement typique d'applications de pression moyenne et variable. Leur nature de déplacement positive garantit qu'ils peuvent maintenir un flux de volume cohérent même contre les pressions du système variables, ce qui peut être plus efficace dans les applications où la stabilité de l'écoulement est une priorité. De plus, les progrès de la conception, tels que l'amélioration des profils de lobe et les dégagements internes réduits, ont contribué à augmenter leur efficacité globale au fil des ans.

3.4 bruit et vibration

Les souffleuses traditionnelles étaient connues pour des niveaux de bruit et de vibration relativement élevés en raison du maillage des lobes et de la nature pulsante du flux de fluide. Cependant, les conceptions modernes, en particulier celles incorporant des fonctionnalités innovantes comme la technologie Whispair ™, ont considérablement réduit le bruit et les vibrations. Ces technologies fonctionnent en optimisant la forme du lobe, en améliorant l'équilibre des rotors et en utilisant des matériaux de meilleure qualité. Par exemple, des enceintes acoustiques peuvent être ajoutées pour réduire davantage le bruit, fournissant jusqu'à 22 DBA sans atténuation sur le terrain. Cela les rend plus adaptés aux applications dans des environnements sensibles au bruit, comme dans les usines de transformation des aliments et des boissons ou des zones à proximité.

4. Applications

4.1 Applications industrielles

Transport pneumatique: Roots Rotary Lobers Lobers est largement utilisé dans les systèmes de transport pneumatique pour transporter des matériaux secs en vrac tels que les grains, les poudres et les granulés. Le débit cohérent et la capacité de gérer différentes pressions les rendent adaptés aux matériaux déplacés sur de longues distances et à travers des systèmes de tuyauterie complexes. Par exemple, dans l'industrie alimentaire, ils sont utilisés pour transmettre la farine, le sucre et d'autres ingrédients entre les différentes étapes de transformation.

Traitement chimique et gazier: Dans l'industrie chimique, ces souffleurs sont utilisés pour des applications telles que la circulation des gaz, l'agitation dans les réacteurs et dans le traitement de divers gaz tels que l'azote, l'hydrogène et les hydrocarbures. Ils peuvent gérer les gaz corrosifs et réactifs lorsqu'ils sont fabriqués avec des matériaux appropriés. Par exemple, dans une plante pétrochimique, des souffleurs de racines peuvent être utilisés pour faire circuler les gaz dans un réacteur catalytique pour assurer un bon mélange et des taux de réaction.

Exploitation minière et métallurgie: Dans les opérations minières, ils sont utilisés pour des tâches telles que l'approvisionnement pneumatique de l'air de forage, la ventilation dans les mines souterraines et dans le traitement des minerais. En métallurgie, ils jouent un rôle dans des processus comme le dégazage en acier, où des souffleurs à vide élevés sont utilisés pour éliminer les impuretés de l'acier fondu.

4.2 Applications environnementales ​

Traitement des eaux et des eaux usées: Dans les usines de traitement de l'eau, des souffleurs de racines sont utilisés à des fins d'aération. Ils fournissent de l'oxygène à l'eau, ce qui est essentiel à la croissance des bactéries aérobies qui décomposent la matière organique dans les eaux usées. Ils sont également utilisés pour le lavage à contre-courant du filtre, où l'air à haute pression aide à nettoyer les filtres en délogeant les particules piégées. Dans les usines de traitement des eaux usées, les souffleurs garantissent une aération appropriée dans le processus de boues activées, ce qui est crucial pour un traitement efficace des eaux usées.

Contrôle de la pollution de l'environnement: Ils peuvent être utilisés dans des systèmes pour contrôler la pollution de l'air, comme dans la collecte et le transport de poussière et de fumées. Par exemple, dans une usine de ciment, des souffleuses de racines peuvent être utilisées pour transmettre l'air de la poussière à un système de collecte de poussière, empêchant la libération de particules nocives dans l'atmosphère.

4.3 Autres applications

Industrie des aliments et des boissons: Dans cette industrie, des souffleurs de racines sont utilisés pour des tâches telles que le soufflage de bouteilles dans la production de bouteilles en plastique, la transmission pneumatique de produits alimentaires et le processus d'emballage. Ils sont également utilisés dans le processus de fermentation des boissons comme la bière et le vin, où ils fournissent l'air nécessaire à la croissance et à la fermentation des levures.

Génération d'électricité: Dans les centrales électriques, ils sont utilisés pour l'alimentation de l'air de combustion dans les chaudières, assurant une combustion efficace de carburant et une efficacité de production d'énergie plus élevée. Ils peuvent également être utilisés dans le nettoyage de l'équipement des centrales électriques, comme dans le lavage à contre-courant des filtres à air dans les centrales à gaz - turbine.

5. Comparaison avec d'autres types de souffleurs

6. Maintenance et dépannage

6.1 Entretien régulier

Lubrification: Bien que la pièce de manipulation de l'air soit généralement sans huile, les roulements et les engrenages de synchronisation des racines du lobe rotatif nécessitent une lubrification régulière. L'utilisation du bon type de lubrifiant et suivant les intervalles de lubrification recommandés par le fabricant est crucial pour assurer un fonctionnement en douceur et prévenir l'usure prématurée.

Inspection des ceintures et des réglages: Si le ventilateur est entraîné par ceinture, les ceintures doivent être vérifiées régulièrement pour des signes d'usure, de tension et d'alignement. Les accouplements, s'ils sont présents, doivent également être inspectés pour une connexion appropriée et tout signe de dommage.

Entretien du filtre à air: Le filtre à air, qui protège le ventilateur de la poussière et d'autres contaminants, doit être nettoyé ou remplacé régulièrement. Un filtre à air obstrué peut augmenter la chute de pression, réduire l'efficacité du ventilateur et potentiellement endommager les rotors.

6.2 Dépannage des problèmes communs

Faible débit: Cela peut être causé par une variété de facteurs, tels qu'un filtre à air obstrué, des fuites dans le système de tuyauterie ou des rotors usés. L'inspection et le nettoyage du filtre à air, la vérification des fuites dans le système et l'examen de l'état des rotors sont des étapes de dépannage courantes.

Bruit ou vibration élevé: Un bruit ou des vibrations excessifs peuvent indiquer des problèmes tels que les rotors mal alignés, les roulements usés ou les engrenages de synchronisation endommagés. La vérification de l'alignement des rotors, le remplacement des roulements usés et l'inspection et le remplacement des engrenages de synchronisation endommagés peuvent aider à résoudre ces problèmes.

Surchauffe: La surchauffe peut être due à un refroidissement insuffisant (si le ventilateur est à l'air ou à l'eau), un fonctionnement à haute pression au-delà de la capacité nominale du souffleur ou des problèmes mécaniques tels que la friction excessive. Assurer le refroidissement approprié, vérifier la pression de fonctionnement et résoudre les problèmes mécaniques est nécessaire pour résoudre les problèmes de surchauffe.

7. Développements futurs

Énergie - Améliorations de l'efficacité: Avec l'accent croissant sur la conservation et la durabilité de l'énergie, les développements futurs dans les souffleurs du lobe rotatif de racines sont susceptibles de se concentrer sur l'amélioration de leur efficacité énergétique. Cela peut impliquer l'utilisation de matériaux avancés, des conceptions de lobe plus efficaces et des dégagements internes optimisés pour réduire les pertes d'énergie.

Intégration de la technologie intelligente: L'intégration des capteurs et des contrôles intelligents est un autre domaine de développement. Les souffleuses intelligentes peuvent surveiller leurs propres performances, telles que le débit, la pression, la température et les vibrations, et ajuster leur fonctionnement en conséquence. Cela peut conduire à de meilleures performances optimisées, à une réduction des besoins de maintenance et à une fiabilité globale accrue.

Personnalisation pour les applications spéciales: Alors que les industries continuent de développer et que de nouvelles applications émergent, il y aura une demande croissante de souffleurs de racines personnalisées. Les fabricants se concentreront probablement sur le développement de souffleurs adaptés à des besoins spécifiques de l'industrie, tels que ceux qui ont une résistance à la corrosion améliorée pour une utilisation dans des environnements chimiques difficiles ou ceux qui ont des caractéristiques de réduction spéciales pour une utilisation dans les zones sensibles.