Témata
Reklama

Základní možnosti využití Rootsových dmychadel

Již více než dvanáct let se firma Lubenecké továrny Svoboda, a. s., (LuToS) zabývá vývojem, výrobou a prodejem Rootsových dmychadel, která patří do skupiny objemových rotačních kompresorů se dvěma rotačními písty. Podle pracovního tlaku do 1 MPa patří k nízkotlakým kompresorům.

Rootsovo dmychadlo je nejpoužívanějším zubovým kompresorem. Patří do skupiny kompresorů s vnější kompresí. Ke stlačení nedochází v pracovním prostoru, ale až za ním. Dmychadlo má dva rotory, počet zubů na rotoru je různý, ale v současné době je v Evropě nejpoužívanější profil rotoru se třemi zuby. Osy hřídelí rotorů jsou rovnoběžné. Rotory jsou vzájemně spřaženy pomocí synchronizačního soukolí o stejném počtu zubů. Roostsovo dmychadlo nemůže pracovat bez synchronizačního soukolí. Indikátorový (p,v) diagram má tvar obdélníku, protože ke stlačení objemu ve výtlačném hrdle dochází náhle v jednom okamžiku, po spojení pracovního prostoru s výtlakem. Jako kompresory se Rootsova dmychadla používají jednostupňově do tlakového poměru 2, dvoustupňově s mezichlazením do tlakového poměru 3 (3,5). Rozsah výkonnosti je od 10 do 60 000 m3.hod-1. Běžně se tato dmychadla vyrábějí do maximální výkonnosti asi 12 000 m3.hod-1. Nad tuto hranici jsou jednoznačně výhodnější turbokompresory.
Reklama
Reklama
Reklama

Popis činnosti

Rotory se v pracovním válci otáčejí proti sobě. Sací a výtlačné hrdlo je zaústěno do pracovního válce mezi osami rotorů. Obě mají velké průřezy, aby mohla vzdušina (plyn) v dostatečném množství vniknout do válce nebo z něho vystoupit. Mezi stěnami válce a rotorů se vytvářejí prostory spojené buď se sáním, nebo výtlakem, nebo prostory uzavřené, kdy je vzdušina dopravována mezi stěnou tělesa a rotorem ze strany sací na stranu výtlačnou. Nikdy nesmí dojít k současnému spojení stran sání s výtlakem. Vzdušina se po oddělení rotorem od sacího hrdla dopravuje dmychadlem bez zvýšení tlaku. Teprve po spojení s výtlačným hrdlem stoupne jeho tlak působením plynu již dříve vytlačeného a proudícího zpět do dmychadla. Na oba rotory působí stále plný výtlačný tlak. Z toho plyne, že ložiska rotorů jsou i při relativně malých stlačeních značně zatížena.

Konstrukce

Skříň dmychadla je většinou tvořena tělesem a dvěma přírubami (ložiskovými domečky). Těleso je většinou odlitek z tvárné nebo šedé litiny (GJL-250, GJS-400). Příruby jsou vyráběny z tvárné litiny, např. GJS-400. U menších dmychadel s výkonností do 10 000 m3.hod-1 jsou tělesa i příruby ve vodorovné ose dmychadla nedělené. Těleso je s přírubami spojeno kolíky. Poněkud složitější postupy montáže i demontáže jsou nahrazeny přesnější geometrií tvaru pracovního prostoru a pracovních válců. V přírubách jsou otvory pro valivá ložiska, která získala naprostou převahu při konstrukci těchto dmychadel z důvodu menších radiálních vůlí, menší osové délky a nižších mechanických ztrát. To příznivě ovlivňuje možnost zmenšení vůlí mezi rotory i mezi rotory a přírubami. Zmenšené vůle mají za následek vyšší dopravní účinnost, nižší teplotu výtlaku a také vyšší výkonnost.
Rotory dmychadel většiny evropských výrobců jsou v současné době třízubé, jak již bylo uvedeno výše. Horší součinitel plnění válce je kompenzován zvýšením počtu těsnicích spár, snížením měrného příkonu, plynulejším vytlačováním vzdušiny atd. Z toho plynou nižší provozní náklady, nižší hlučnost a menší pulzace v potrubí. Technologie výroby křivek rotorů jsou různé. Vlastní tvar křivky nemá na funkci výrazný vliv. Vliv má přesnost výroby a velikost spár mezi rotory a rotory a skříní dmychadla.
Na funkci a hlavně spolehlivost dmychadel má vliv ta skutečnost, že rotory s hřídelovými konci jsou vyráběny z jednoho kusu materiálu. Menší rotory jsou buď výkovky nebo odlitky z tvárné litiny GJS 500-7, velké rotory jsou povětšinou odlitky ze stejného materiálu - GJS 500-7. Tímto opatřením se výrazně zvýšila spolehlivost dmychadel pracujících i s vyšším tlakovým rozdílem.
Synchronizační soukolí se v současné době vyrábí většinou s přímými nebo šikmými zuby. Soukolí je dimenzováno na 100 000 a více provozních hodin. Ozubená kola jsou povětšinou z legovaných ocelí, profily zubů jsou broušeny. Přenos výkonu mezi rotorem I a II je zabezpečován různým druhem uložení. K základním patří nalisování ozubených kol na válcový či kuželový hřídelový konec rotoru. Tato varianta je z hlediska požadavků kladených na chod synchronizačního soukolí nejvýhodnější, vzhledem k možnosti dostatečně pevného svěrného spojení a také přesnosti chodu synchronizačního soukolí, dosažených úchylek tvaru a polohy. Běžná je také varianta s použitím kuželových spojek. Toto řešení je stejně kvalitní, s ohledem na přenos krouticího momentu, ale vykazuje poněkud horší parametry co do přesnosti chodu synchronizačního soukolí. Má ovšem svoje výhody při montáži a demontáži ozubených kol. Používá se většinou u větších velikostí dmychadel, kde je požadavek na přesnost chodu soukolí menší.
Mazání ložisek dmychadel je zabezpečováno olejovou mlhou, vytvářenou brodícími se mazacími kotouči v olejové lázni. Tento způsob používá většina výrobců. Pouze u některých typů dmychadel se sníženými požadavky na počet provozních hodin se mohou vyskytovat krytovaná ložiska s trvalou tukovou náplní. Problémy u ložisek mazaných olejovou mlhou mohou vznikat pouze s výškou hladiny oleje, aby olejový labyrint za ložisky a kanálky odvádějící přebytečný olej za ložiskem zpět do olejové lázně ve víku stačil toto množství oleje odvést. V opačném případě je olej nasáván do prostoru vzduchového labyrintu s pístními kroužky a posléze také do pracovního prostoru. Proto je velmi důležité hlídat jak minimální, tak i maximální výšku hladiny oleje.
Vzduchové labyrinty jsou u většiny výrobců pouzdra s pístními kroužky, která vytvářejí dostatečnou tlakovou zábranu proti tlaku vzdušiny v pracovním prostoru dmychadla. Zajímavostí je, že se přechází při řešení odvětrání ucpávky k vnitřnímu řešení. Vzdušina již neproudí "odfukovými" otvory z dmychadla ven, ale pomocí kanálku se přepouští mezi sací a výtlačnou polovinou vnitřního pracovního prostoru dmychadla.
Mezi přednosti Rootsových dmychadel patří jednoduchá stavba a z ní plynoucí spolehlivost a dlouhá životnost hlavních součástí, nízký počet a jednoduchá stavba součástí, bezkontaktní provoz a z toho plynoucí nenáročná obsluha a údržba. Vzhledem k pracovním vůlím nemůže uvnitř dmychadla dojít ke styku mezi rotory navzájem a také mezi rotory a skříní, a odpadá tak potřeba mazání. Vzdušina je po stlačení prostá oleje, což je značná výhoda v odvětvích, kde je nutné, aby vzdušina nebo plyn byly bez oleje. Díky zvyšujícím se otáčkám dosahují Rootsova dmychadla velkých výkonů z relativně malého zastavěného prostoru.
Současné trendy konstrukce a skladby dmychadlových soustrojí se přibližují u všech výrobců ke standardu. Sací tlumiče jsou vybaveny výměnnými filtračními vložkami (papír, plast). Samozřejmostí začíná být samonapínání klínových řemenů pomocí hmotnosti elektromotoru zavěšeného na otočných ramenech. Stále více se začínají uplatňovat sdružené pojišťovací a rozběhové ventily, které odstraňují rázy a vibrace od přímočinných pružinových ventilů. Výtlačné tlumiče dmychadlových soustrojí jsou pojímány jako součást potrubí, nikoliv jako tlakové nádoby.
Hlavní využití nacházejí Rootsova dmychala v aplikacích aeračních systémů čistíren odpadních vod, čeření pískových filtrů v úpravnách pitné vody, dopravy a čeření popílku, dopravy drceného vápence v elektrárnách (odsíření), čeření vápna a cementu v silech, pneudopravy cementu, přetlakové i podtlakové dopravy sypkých hmot v chemickém i potravinářském průmyslu nebo pneumatické dopravy na mobilních dopravních prostředcích, dopravy výbušných plynů (metan, zemní plyn) nebo jiných nebezpečných plynů, odsávání a dopravy vodní páry (destilační přístroje) a pomocných systémů jaderných elektráren. Zajímavou aplikací z posledního období je uzavřený okruh s heliem při výrobě nové generace polovodičových součástek, kde dmychadlo umožňuje dosáhnout vakua v hodnotách 5 až 10 Pa abs a stupně stlačení od 10 do 100. To je možné díky zředění plynu a z toho vyplývající větší vzdálenosti mezi molekulami. Znamená to, že při stejných pracovních vůlích v dmychadle je průtok plynu přes vůle podstatně menší. Z toho vyplývá, že se do sání vrací méně teplého plynu, což znamená menší smíchání expandujícího plynu s nasávaným a tím menší teplotu a zvýšení adiabatické účinnosti.
Ing.Vladimír Ducháček
Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 40735
Datum: 16. 07. 2004
Rubrika: ČNI / Automobilový průmysl
Autor:
Firmy
Související články
Skutečný pomocník

Na českém trhu je od září letošního roku k dostání nová generace vozů Opel Vivaro a to ve třech variantách: Van, Crew Van a Combi. První dvě verze jsou určeny především pro převoz nákladu a osob, Combi pak pro převoz větších skupin lidí či sportovních týmů. Všechny vozy pohání turbodieselové motory.

Vozový park pod kontrolou díky moderním technologiím

Mít na starost firemní flotilu není snadné, ale když se nebudete vyhýbat moderním technologiím, ušetříte spoustu peněz, času i stresu.

Stavme na pozitivním a fungujícím

Česko patřilo ke konci roku 2023 k zemím, jejichž ekonomika stále nedosáhla předcovidové úrovně. Hospodářský růst bude podle většiny ekonomů i v tomto roce velmi pomalý. Situaci komplikují nepříliš optimistické faktory, jako je nestabilita veřejných financí, výroba postavená na subdodávkách, nedostatečná infrastruktura a další. Když k tomu připočteme vnější geopolitické okolnosti, není situace příliš příznivá. A o tom, jak toto vše ovlivňuje automobilový průmysl a jak se zbavit stigmatu subdodavatelské země, jsme hovořili s Petrem Knapem, odborníkem společnosti EY pro automobilový průmysl.

Související články
Je nutné stanovit diagnózu a následně zvolit léčbu

Bohdan Wojnar vždy razil zásadu, že je třeba si všechno řádně odpracovat a každý den zkusit udělat něco navíc. Nikdy se nebránil novým věcem, trpělivě se je učil a s potřebnou dávkou štěstí se pak dostával k zajímavým pracovním příležitostem. Během čtyřiceti profesních let ušel cestu od chemického inženýra, přes dlouhou kariérou ve Volkswagenu Slovakia ve financích a controllingu až po člena představenstva za oblast HR ve Škoda Auto. Toto je dle jeho slov výhodou velkého koncernu, kdy nemusíte zůstat na jednom místě, u jednoho oboru a v jedné zemi. Tyto zkušenosti mu poskytly velký profesní přehled, ze kterého vycházejí témata aktuálního otevíracího rozhovoru MM Průmyslového spektra.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Krize jako cesta k žádoucí změně

Hlavním životním mottem Ing. Vlastislava Břízy, majitele a generálního ředitele společnosti Koh-i-noor, je tvrzení, že kdo je připraven, není zaskočen. Společný rozhovor probíhal v intencích této jeho celoživotní strategie.

MM Podcast: Glosa - Sedmnáctá země spolková na kolečkách

Problémy koncernové automobilky jsou vážnější, než si většina lidí umí představit. Kombinace emisního skandálu DieselGate, změny trhu a návyků spotřebitelů, inflace a neschopnosti na to všechno pružně reagovat je pro VW smrticí koktejl. Může jí dokonce hrozit osud finské Nokie či amerického Kodaku, které před lety nedokázaly zachytit nastupující disruptivní změny a se svým ikonickým byznysem skončily. Jak zásadní problém by podobný osud znamenal pro Německo, potažmo celou subdodavatelskou Evropu, se můžeme jen domýšlet.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Žijeme na dluh dalších generací

Petr Novák aktuálně zastává pozici Director of Automotive Operations ve společnosti JTEKT European Operations. Je zodpovědný za devět výrobních závodů ve Francii, Belgii, ČR, Anglii a Maroku. Obrat této divize čítající 4 000 zaměstnanců představuje 1, 2 miliardy eur.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Příklady táhnou: Umět řídit i motivovat

Ačkoli byla Ing. Andrea Urban - tehdy ještě Andrea Kovačiková ze Žiliny- již od střední školy orientována humanitním a ekonomickým směrem, vystudovala posléze v doktorandském programu obor Strojírenská technologie na ostravské VŠB-TUO. A také toto vzdělání ji katapultovalo do prestižních pozic ve špičkových technologických firmách, z nichž zatím poslední, od roku 2014, je Volvo stavební stroje v německém městě Hameln.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Příklady táhnou:
Maximum aerodynamiky pro nejrychlejší vozy

Petra Palizu již od mládí zajímaly automobily a záhy se rozhodl, že se v dospělosti bude podílet na jejich vývoji. V průběhu prvních ročníků studia Wichterlova gymnázia v Ostravě si ujasnil, že jeho profesní dráha povede přes strojírenský obor na univerzitě. Že se za několik let bude podílet na vývoji nejrychlejších automobilů na světě, by jej nejspíš v té době ještě nenapadlo…

Stroje v pohybu:
Jak uhasit letadlo

Pozoruhodný stroj, který vám v tomto článku představíme, se pohybuje na šesti kolech a setkáte se s ním nejčastěji v prostoru letiště. Jde o speciální zásahové vozidlo hasičů. Kombinovaný hasicí automobil Rosenbauer Panther 6 x 6 je tři metry široký a téměř 12 metrů dlouhý, váží až 36 tun a ve výbavě má dlouhé teleskopické rameno. Dva tyto vozy slouží na letišti v Praze-Ruzyni.

Reformy nestačí. Je nutná transformace

Je současná ekonomická krize příležitostí k progresu národního hospodářství? Bude avizovaná 7% inflace v tomto roce velkou hrozbou? Proč by se čísla měření životní úrovně ČR neměla srovnávat s některými státy EU? Je iniciativa českých podnikatelů k druhé transformaci české ekonomiky oprávněným voláním po změnách? Na tyto a další otázky odpovídala v rozhovoru pro MM Průmyslové spektrum hlavní ekonomka Raiffeisenbank Helena Horská.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit