Roots въздуходувки: лопатки, синхронизиращи зъбни колела и поддръжка разглежда ротативната въздуходувка с положително изместване (Roots), при която два взаимодействащи ротора с лопатки, поддържани във фаза от чифт синхронизиращи зъбни колела, улавят и пренасят газа от всмукването до изпускането без вътрешно компресиране.
Това прави машината проста, здрава и без масло в газовия път, но също така фиксира режимите на повреда, които екипите трябва да следят: увеличаване на зазорите, износване на синхронизиращите зъбни колела, влошаване на лагерите и течове на уплътненията.
Roots въздуходувка има два ротора, всеки с две или три лопатки, които работят в плътно прилягащ корпус. Лопатките никога не се допират една до друга или до корпуса.
Вместо това прецизни синхронизиращи зъбни колела на задвижващия и задвижвания вал държат двата ротора точно във фаза, така че техните профили се изплъзват един покрай друг с малък, контролиран зазор. Тъй като зъбните колела поемат фазиращото натоварване, процесният газ остава чист: без масло, без бутален пръстен и без плъзгащ контакт в работната камера.
Задвижван е само един вал; синхронизиращите зъбни колела предават движението и запазват ъгловото отношение към втория ротор. Зазорите, които правят това възможно, са малки, обикновено част от милиметър между върховете на лопатките, между самите лопатки и по крайния радиус на ротора.
Когато тези пролуки се увеличат вследствие на износване, термична деформация или триене, производителността спада и вибрациите нарастват.
За разлика от винтова или бутална машина, Roots въздуходувката не намалява обема на уловения газ при преместването му. Всяка кухина на газа между лопатка и корпуса се носи при входно налягане, докато не достигне изпускателния отвор. В този момент по-високо налягане в изпускателната линия се връща в кухината и налягането се изравнява.
Следователно налягането се повишава външно, в изпускателната система, а не вътре в машината. Машината е ефективно с постоянен обем: дебитът се задава главно от скоростта, а диференциалното налягане, което тя може да задържи, е ограничено от изтичания и от характеристиките на задвижването и корпуса.
Типичните едностепенни машини работят до приблизително 1 bar (100 kPa) диференциално налягане и също се използват широко като вакуумни бустери.
Прослизването е вътрешното обратно пропускане на газ през работните зазори от изпускането към всмукването. То е разликата между теоретичното изместено (свободно) обемно количество и реално доставения дебит. Прослизването се увеличава с диференциалното налягане, с температурата на газа и, най-вече, с нарастването на зазорите.
Нова въздуходувка с тесни зазори има умерено прослизване; когато върховете се износят, уплътненията се отпускат или триене увеличи даден зазор, прослизването нараства, доставеният дебит спада със същата скорост и машината работи по, горещо, защото газът се разбърква, а не се премества.
Проследяването на доставения дебит спрямо скоростта и диференциалното налягане е най-ясният раннен индикатор за отваряне на зазорите.
Понеже газът се доставя в отделни кухини и се изравнява рязко при изпускането, Roots въздуходувката генерира силни наляганияни пулсации на честотата на преминаване на лопатките и на нейните хармоници. Ако не се третират, те се проявяват като въздушен шум и като динамично натоварване върху изпускателните тръбопроводи, което може да умори опори, заварки и гъвкави съединители.
Абсорбиращи или реактивни изпускателни заглушители, правилен размер на тръбата и демпфери на пулсациите държат както шума, така и напреженията в тръбопроводите под контрол. Ротори с три лопатки и усукани (хеликални) профили на лопатките намаляват пулсациите в сравнение с прави двулопатни конструкции.
Синхронизиращите зъбни колела и лагерите на вала изискват масло, но газовият път трябва да остане сух.
Това се постига чрез поставяне на зъбните колела и лагерите в маслено пълнени крайни къщи, отделени от работната камера посредством уплътнения на вала, обикновено комбинация от лабиринтни и устни или бутални (пъхтащи) уплътнения, често с вентилирано буферно пространство между тях.
Вентилът позволява евентуално изтичане през уплътнението да се освободи в атмосферата, а не в газа или в маслото. Масло в изпускателния газ следователно показва повредено вътрешно уплътнение, препълнен картер или запушен вентилационен отвор. Редовният анализ на маслото хваща металните частици от износване на зъбните колела и лагерите преди те да предизвикат повреди.
| Елемент на поддръжката | Типичен симптом | Действие |
|---|---|---|
| Работни зазори на роторните лопатки и крайни зазори | Намаляващ дебит, нарастващо прослизване, стук при контакт | Измерете с щупове, регулирайте/сменете шимовете, проверете за деформация на ротора и корпуса |
| Зъбен луфт на синхронизиращите зъбни колела | Дребезжене при малко натоварване, метални частици в маслото | Измерете луфта, заменете износените зъбни колела, повторно синхронизирайте роторите |
| Лагери на вала | Увеличаване на вибрациите и температурата на лагерите | Следете скоростта на вибрациите според ISO 20816; сменете при поява на честотни признаци за дефект |
| Уплътнения на вала и вентилация | Масло в процесния газ, висока консумация на масло | Сменете уплътненията, прочистете буферния вентилационен отвор, коригирайте нивото на маслото |
| Смазочно масло | Висока температура на картера, налични метални частици | Анализ на маслото, смяна по график, проверете спецификацията и количеството |
| Изпускателен заглушител и тръбопровод | Прекомерен шум, вибрации в тръбопровода, пукнатини | Проверете поглъщащия материал на заглушителя, обслужете демпфера на пулсациите, проверете опорите |
| Предпазен клапан | Изключвания поради прекомерно налягане, претоварване на мотора | Тествайте зададената стойност и седлото; никога не дроселирайте изпускането под зададеното налягане на клапана |
Roots въздуходувката дава резултат от прост, дисциплиниран мониторинг: доставен дебит спрямо скорост и диференциално налягане за контрол на зазорите и прослизването; вибрации и температура на лагерите за механичното състояние; и анализ на маслото за зъбните колела.
Цялостните вибрации е най-добре да се оценяват спрямо диапазоните за тежест на вибрациите ISO 10816-3, докато спектралният анализ при честотата на зъбното зацепване разкрива рано износване на синхронизиращите зъбни колела.
При задвижвания с ремък или съединител лошото подравняване увеличава натоварването на вала и лагерите и може да се маскира като износване на въздуходувката, затова първо го изключете като причина. Записването на тези тенденции спрямо отработените часове в CMMS превръща разпръснатите показания в ясен сигнал за поддръжка.
Резервирайте демонстрация на Fabrico , за да видите как се свързват показанията и заявките за работа.
Роторите пренасят газа при входно налягане без да намаляват обема му. Компресията настъпва само когато всяка кухина се отвори към изпускането и по-високо налягане се върне, за да я изравни. Следователно налягането се натрупва в системата надолу по потока, а не вътре в машината.
Прослизването е обратно протичане през работните зазори. То нараства, когато върховете на лопатките се износят, уплътненията се отпуснат или триене увеличи даден зазор; също така се повишава при по-голямо диференциално налягане и по-висока температура на газа. Класическият симптом е намаляващ дебит при запазена скорост.
Маслото трябва да остава в затворените кутии на зъбните колела и лагерите. То достига до газа само през повредено вътрешно уплътнение на вала, при препълнен картер или при запушен буферен вентилационен отвор. Откриването на масло в изпускането налага проверка на уплътненията и вентилацията.
Проверявайте зъбния луфт при планирани основни ремонти и винаги когато анализът на маслото показва нарастващи количества метални частици или въздуходувката започне да дрънчи при лек товар. Прекомерният луфт позволява ротори да излязат от фаза и увеличава риска от контакт между лопатките.
Вход
Блог
