Братья изобретатели Рутс в далеком 1860 году создали низконапорный компрессор. Установки, в которых используется рабочий механизм, созданный учеными, именуются воздуходувками Рутса. За время их использования конструкцию многократно усовершенствовали и видоизменяли.
Навигация:
- Принцип работы воздуходувок Рутса
- Принцип действия трехлопастного нагнетателя типа рутс
- Применение воздуходувок Рутса
Принцип работы воздуходувок Рутса
В воздуходувках типа Рутс работу по перемещению воздуха и газов выполняют два ротора с лопастями. Они выполняют синхронное вращение в нагнетательной полости, выступая в качестве поршней. Вращаясь, они производят захватывание входящего потока газа или воздуха. Его подача осуществляется посредствам всасывающего патрубка. Лопасти осуществляют постепенный захват воздуха и изолируют часть пространства, сжимая и перемещая к нагнетательному патрубку с дельнейшим перемещением к входному отверстию.
В установках данного типа давление нагнетания происходит в момент, когда газ в системе, достигает нагнетательного патрубка. Сжимается газ при обратном потоке и создания рабочего перепада давлений. Его значение равно сопротивлению цепи.
Для стабильной работы вращение роторов необходимо, чтобы они имели полную синхронизацию. Выполнение этой функции ложится на шестереночную передачу. Иногда из-за такой особенности газодувки и воздуходувки типа Рутс называют шестеренчатыми.
Зубчатая передача необходима для обеспечения синхронной бесконтактной работы роторов. Благодаря высокой точности при расчете размеров лопастей, они не соприкасаются между собой, а также не затрагивают кожух. Поэтому рабочая полость не нуждается в смазочном материале. В систем смазке подвергаются шестеренки и подшипники, которые имеют отдельны смазочный блок.
Такая конструктивная особенность исключает возможность попадания смазочных материалов или стружки в рабочую камеру. Только минимальные допуски при работе лопастей ротора с корпусом позволяют получать высокую производительность. Экономичность и эффективность системы данного типа зависит от величины допусков и зазоров. Чем меньше их значение, тем большую эффективность показывает установка.
Это достоинство делает систему уязвимой к высоким температурам. Производители установок не рекомендуют использовать оборудование температуре, которая превышает допустимую. Следует постоянно следить за значением быстродействия, на которую влияет скорость вращения вала. Лопасти вала при перегреве могут подвергаться температурному расширению, а это чревато заклиниванием механизма.
Принцип действия трехлопастного нагнетателя типа рутс
Существуют двухлопастные и трехлопастные нагнетательные установки Рутс. Каждая из них имеет свои преимущества, но, как показала практика, трехлопастные на сегодняшний день пользуются большей популярностью. Они, хоть и дороже, но показывают высокую производительность. При этом за счет простоты в изготовлении двухлопастные установки гораздо дешевле.
Преимущества трехлопастных воздуходувок Рутс:
- Установки, которые оснащены тремя лопастями, показывают высокую эффективность и надежность.
- Высокая производительность достигается благодаря расположению лопастей.
- Форма лопастей снижает боковую силу смещения, которая возникает в процессе сжатия газа. Этот фактор также положительно влияет на уменьшение риска заклинивания блока установки.
- Износоустойчивость трехлопастных узлов более высокая при одинаковом количестве часов работы.
- Высокий показатель сжатия при одинаковых оборотах.
- С помощью трехлопастных установок можно осуществлять контроль обратного давления. Этот же фактор значительно увеличивает экономичность их использования.
- Большая частота пульсаций и меньшая амплитуда достигается за счет того, что объем воздуха, который сжимается в полости меньше.
При выборе установки необходимо обращать внимание на материал, из которого изготавливается корпус, поскольку от этого зависит максимальный температурный предел. Нагнетатель, в котором имеются оребрения, обеспечивает высокий показатель теплоотдачи, а значит, имеет более высокую надежность.
Одной из характеристик установок данного типа является степень пульсации воздушной смеси. Пульсация относится к негативным явлениям, которое может привести к вибрации, а, следовательно, износу деталей, которые проделывают движение и элементов, соприкасающихся с ними.
Многие производители используют в установках специальные амортизационные подушки, которые способствуют уменьшению уровня шума и вибрации. Кроме этого, использование звукоизолирующего кожуха позволит избавиться от шума. В купе с вышеперечисленными инструментами, могут использоваться глушители. Они устанавливаются на воздуходувки ременного типа и способствуют понижению уровня шума и стабилизируют пульсацию воздуха.
За один цикл в двухлопастной установке производится 4 пульсации, при этом амплитуда может варьироваться в диапазоне от +40 до -40 процентов. В то же время за один цикл в трехлопастной установке производится шесть пульсаций, а амплитуда варьируется в диапазоне от +20 до -20 процентов, что позволяет иметь более низкий уровень шума, вибрации и обеспечить длительную работу подшипников.
Применение воздуходувок Рутса
Установки могут применяться в различных сферах. Особенности конструкции позволяют получать высокую производительность. Важной особенностью является низкая склонность к изнашиванию. В современных воздуходувках имеются небольшие зазоры, которые не мешают получать высокую производительность, но, в то же время сохраняют движущиеся элементы в исправном рабочем состоянии длительный срок. Все вышеперечисленные особенности позволяют использовать воздуходувки Рутса для выполнения различных задач.
Наиболее широкое применение воздуходувкам Рутса:
- Пневмотранспорт. С помощью установок низкой и средней производительности пневмотранспорт перемещает мелкие материалы по каналам, используя силу нагнетания воздуха. Как правило, воздуходувки Рутса применяют в сельском хозяйстве для перемещения зерновых культур, муки, а так же в других сферах для транспортировки текстильных материалов, древесины, стружки или абразивной пыли. Воздуходувки, имеющие достаточную нагнетательную мощность, позволяют значительно увеличить производительность. Кроме этого, с их использованием можно избежать потерь материалов. Используя низко производительные установки, можно производить очистку и сушку зерновых культур. Нередко установки могут использоваться на специальной колесной технике.
- Аэрация бассейнов и водоемов. Аэрация представляет собой процесс по насыщению жидкости кислородом. Установки используются в водоочистных сооружениях. Они могут осуществлять перекачку жидкостей различного качества. Если их используют для аэрации водоема, то рыбы, которые в них обитают, получают достаточное количество кислорода, что помогает быстрее расти и размножаться.
- Вакуумных манипуляторах. Они необходимы для осуществления операций по перемещению грузов. Это значительно ускоряет процесс и позволяет увеличить производительность.
