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
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.

CIMT a Čína v roce 2025

Předpokládám, že výstava CIMT je čtenářům MM Průmyslového spektra důvěrně známa. Vždyť o ní bylo napsáno v tištěné i elektronické podobě mnohé a mnohokrát. Avšak nikdy se nejednalo o kontext největší výstavy věnované obráběcím strojům na světě. Takový totiž byl letošní ročník. Tento text doplňuje a zároveň zakončuje sérii reportážních vstupů přímo z místa výstavy, které byly publikovány na redakčním webu.

Revoluce udržitelnosti: Uzavřené smyčky v kovoprůmyslu

Navzdory sebevětšímu úsilí o maximální efektivitu zůstává produkce odpadu v průmyslu kovovýroby nedílným doprovodným faktorem. Recyklace třísek, emulzí a olejů je proto, zvláště pro malé a střední podniky, moudrým krokem do budoucna - šetří peníze i planetu, zefektivňuje ekonomickou stránku provozu a přispívá k dobrému jménu v očích potenciálních zákazníků.

Související články
Firmy přehodnocují koncentraci na americký trh

Podle Milana Kulhánka, partnera v oddělení poradenských služeb Deloitte Česká republika a lídra pro oblast automobilového průmyslu a dodavatelských řetězců, je receptem na úspěch tuzemského průmyslu kombinace digitalizace, automatizace, diverzifikace trhů a hledání výroby s vyšší přidanou hodnotou. V tom všem hraje zásadní roli jak úroveň vzdělávání, tak samozřejmě i koncepce strategie České republiky, která by měla jasně definovat, kam vlastně směřujeme a jak toho chceme dosáhnout. A s tím vším velmi úzce souvisí otázka energií a jejich cena. A pokud to vše sečteme a podtrhneme, dostáváme výsledek v podobě cenové nekonkurenceschopnosti a nejistoty českých výrobců na zahraničních trzích, aktuálně na trhu americkém.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
MM Glosa: Euroatlantická civilizační nadřazenost?!

Zakázali jsme si spalovací motory a teď zíráme na to, jak nám evropský trh zaplavují čínská auta, navíc včetně budování infrastruktury výměnných bateriových stanic. Čemu se divíme? Snad jsme si nemysleli, že Číňané zůstanou po další století ve středověkých podmínkách zabořeni po pás ve vodě při sázení rýže? I naší zásluhou se naučili vyrábět prémiová auta stejně jako veškerou high-tech produkci, kterou tam dříve vyspělé ekonomiky dovážely, či v lepším případě vyráběly.

Inovace bez implementace je halucinace

S transformačním manažerem Liborem Witasskem jsme se při rozhovoru setkali v jeho opavské výrobní firmě Strojcar, kterou mj. používá jako laboratoř svých inovačních počinů, jež následně v roli manažerského konzultanta a interim manažera navrhuje globálním firmám na cestě jejich transformace. Hovořili jsme o naší strukturálně nemocné ekonomice s převahou výroby s nízkou přidanou hodnotou, o příležitostech, které nám přináší Green Deal, o stavu německé ekonomiky, a samozřejmě o budoucnosti českého průmyslu.

Snění o možné budoucnosti Tatry

Podnikatelská vize může znamenat i popuštění uzdy fantazie, ale měla by být vždy spojená s pocitem smysluplnosti a užitečnosti. Představy a fantazii však může mít každý, nemusí k tomu být zrovna majitelem podniku. Často si představuji, jak bych řešil nějaké technické problémy, někdy fantazíruji i o tom, jak bych uspořádal určitou organizaci, aby dobře a efektivně plnila svůj účel. Protože jsem strávil hodně času krizovou záchranou Tatry a protože se snažím skloubit manažerské znalosti a zkušenosti s technickými dovednostmi, tak jsem si během covidové karantény v roce 2020 vysnil, jak by továrna Tatra mohla vypadat třeba v roce 2030. Jsou to mé představy, byť vycházejí i z řady diskuzí s různými kolegy nebo dalšími lidmi.

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.

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.

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.

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