Kompresory, wentylatory i dmuchawy – podstawowe informacje

Sprężarki, wentylatory i dmuchawy są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Urządzenia te doskonale sprawdzają się w złożonych procesach i stały się niezbędne w niektórych specyficznych zastosowaniach. W uproszczeniu można je zdefiniować następująco:

• Kompresor:Sprężarka to urządzenie, które zmniejsza objętość gazu lub cieczy poprzez wytworzenie wysokiego ciśnienia. Można również powiedzieć, że sprężarka po prostu spręża substancję, która zazwyczaj jest gazem.
• Fani:Wentylator to maszyna służąca do przemieszczania cieczy lub powietrza. Jest napędzany silnikiem elektrycznym, który obraca łopatki zamocowane na wale.
• Dmuchawy:Dmuchawa to maszyna służąca do przemieszczania powietrza pod umiarkowanym ciśnieniem. Innymi słowy, dmuchawy służą do wdmuchiwania powietrza/gazu.

Podstawową różnicą między tymi trzema urządzeniami jest sposób, w jaki przemieszczają lub przesyłają powietrze/gaz i wytwarzają ciśnienie w układzie. Sprężarki, wentylatory i dmuchawy są definiowane przez ASME (Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników) jako stosunek ciśnienia tłoczenia do ciśnienia ssania. Wentylatory mają stosunek właściwy do 1,11, dmuchawy od 1,11 do 1,20, a sprężarki powyżej 1,20.

Rodzaje sprężarek

Typy sprężarek można podzielić na dwie główne grupy:Przemieszczenie dodatnie i dynamika

Sprężarki wyporowe dzielą się na dwa typy:Obrotowe i posuwisto-zwrotne

• Rodzaje sprężarek rotacyjnych to sprężarki krzywkowe, śrubowe, pierścieniowe, spiralne i łopatkowe.
• Rodzaje sprężarek tłokowych to sprężarki membranowe, sprężarki dwustronnego działania i sprężarki jednostronnego działania.

Sprężarki dynamiczne można podzielić na odśrodkowe i osiowe.

Przyjrzyjmy się im bliżej.

Sprężarki wyporoweUżyj systemu, który wtłacza pewną objętość powietrza do komory, a następnie zmniejsza jej objętość, aby sprężyć powietrze. Jak sama nazwa wskazuje, następuje przesunięcie elementu, które zmniejsza objętość komory, a tym samym spręża powietrze/gaz. Z drugiej strony, wkompresor dynamiczny, następuje zmiana prędkości płynu, co powoduje powstanie energii kinetycznej, która wytwarza ciśnienie.

Sprężarki tłokowe wykorzystują tłoki tam, gdzie ciśnienie wylotowe powietrza jest wysokie, ilość tłoczonego powietrza jest niska, a prędkość obrotowa sprężarki jest niska. Nadają się do pracy przy średnim i wysokim sprężu oraz przy dużych objętościach gazu. Z kolei sprężarki rotacyjne nadają się do pracy przy niskim i średnim ciśnieniu oraz dużych objętościach. Sprężarki te nie posiadają tłoków ani wału korbowego. Zamiast tego posiadają sprężarki śrubowe, łopatkowe, spiralne itp. Można je zatem klasyfikować według podzespołów, w które są wyposażone.

Rodzaje sprężarek rotacyjnych

• Spirala: W tym urządzeniu powietrze jest sprężane za pomocą dwóch spirali lub zwojów. Jedna spirala jest nieruchoma i nieruchoma, a druga porusza się ruchem okrężnym. Powietrze zostaje uwięzione w spirali tego elementu i sprężone w jej środku. Często są to konstrukcje bezolejowe i wymagające niewielkiej konserwacji.
• Łopatka: Składa się z łopatek, które poruszają się do wewnątrz wirnika, a sprężanie następuje w wyniku tego ruchu zamiatającego. Powoduje to wtłaczanie pary do małych sekcji objętości, przekształcając ją w parę o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze.
• Łopatka: Składa się z dwóch krzywek obracających się w zamkniętej obudowie. Krzywki te są przesunięte względem siebie o kąt 90 stopni. Podczas obrotu wirnika powietrze jest zasysane do strony wlotowej obudowy cylindra i wypychane z siłą od strony wylotowej, pokonując ciśnienie w układzie. Sprężone powietrze jest następnie dostarczane do przewodu tłocznego.
• Śruba: Wyposażona w dwie zazębiające się śruby, które zatrzymują powietrze między śrubą a obudową sprężarki, co powoduje jego ściśnięcie i dostarczenie pod wyższym ciśnieniem z zaworu tłocznego. Sprężarki śrubowe są odpowiednie i wydajne w zastosowaniach o niskim zapotrzebowaniu na ciśnienie powietrza. W porównaniu ze sprężarkami tłokowymi, w tym typie sprężarki sprężone powietrze jest dostarczane w sposób ciągły i pracuje cicho.
• Sprężarki spiralne: Sprężarki spiralne posiadają spirale napędzane przez główny napęd. Zewnętrzne krawędzie spiral zatrzymują powietrze, a następnie, obracając się, powietrze przemieszcza się od zewnątrz do wewnątrz, sprężając się w wyniku zmniejszenia powierzchni. Sprężone powietrze jest dostarczane przez centralną przestrzeń spirali do przewodu doprowadzającego.
• Pierścień cieczowy: Składa się z łopatek, które poruszają się do wewnątrz wirnika, a sprężanie następuje w wyniku tego ruchu zamiatającego. Powoduje to wtłaczanie pary do małych sekcji objętości, przekształcając ją w parę o wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze.
• W tym typie sprężarki łopatki są zabudowane w cylindrycznej obudowie. Podczas obrotu silnika gaz ulega sprężeniu. Następnie do urządzenia wprowadzana jest ciecz, głównie woda, która pod wpływem przyspieszenia odśrodkowego tworzy pierścień cieczowy w łopatkach, który z kolei tworzy komorę sprężania. Jest ona w stanie sprężać wszystkie gazy i pary, nawet pyły i ciecze.

• Sprężarka tłokowa

• Sprężarki jednostronnego działania:Tłok działa na powietrze tylko w jednym kierunku. Powietrze jest sprężane tylko w górnej części tłoka.
• Sprężarki dwustronnego działania:Posiada dwa zestawy zaworów ssących/wlotowych i tłocznych po obu stronach tłoka. Obie strony tłoka służą do sprężania powietrza.

• Kompresory dynamiczne

  Główną różnicą między sprężarkami wyporowymi a dynamicznymi jest to, że sprężarka wyporowa pracuje przy stałym przepływie, podczas gdy sprężarki dynamiczne, takie jak odśrodkowe i osiowe, pracują przy stałym ciśnieniu, a na ich wydajność wpływają warunki zewnętrzne, takie jak zmiany temperatury wlotowej itp. W sprężarce osiowej gaz lub ciecz przepływa równolegle do osi obrotu lub osiowo. Jest to sprężarka obrotowa, która może stale sprężać gazy. Łopatki sprężarki osiowej są stosunkowo bliżej siebie. W sprężarce odśrodkowej ciecz wpływa ze środka wirnika i przemieszcza się na zewnątrz przez obwód za pomocą łopatek prowadzących, zmniejszając w ten sposób prędkość i zwiększając ciśnienie. Jest ona również znana jako turbosprężarka. Są to wydajne i niezawodne sprężarki. Jednak ich stopień sprężania jest niższy niż w sprężarkach osiowych. Ponadto sprężarki odśrodkowe są bardziej niezawodne, jeśli przestrzegane są normy API (American Petroleum Institute) 617.

  Rodzaje wentylatorów

  W zależności od konstrukcji, rozróżnia się następujące główne rodzaje wentylatorów:

• Wentylator promieniowy:
• W tym typie wentylatora przepływ powietrza zmienia kierunek. Mogą być one pochylone, promieniowe, wygięte do przodu, do tyłu itd. Tego typu wentylatory nadają się do pracy w wysokich temperaturach i przy niskich i średnich prędkościach obrotowych końcówek łopatek przy wysokich ciśnieniach. Mogą być skutecznie stosowane w przypadku silnie zanieczyszczonych strumieni powietrza.
• Wentylatory osiowe:W tym typie wentylatora nie następuje zmiana kierunku przepływu powietrza. Mogą być one wahliwe, rurowo-osiowe i śmigłowe. Wytwarzają niższe ciśnienie niż wentylatory odśrodkowe. Wentylatory śmigłowe umożliwiają osiągnięcie wysokich przepływów przy niskich ciśnieniach. Wentylatory rurowo-osiowe charakteryzują się niskim/średnim ciśnieniem i wysokim przepływem. Wentylatory łopatkowo-osiowe posiadają łopatki kierujące wlotowe lub wylotowe i charakteryzują się wysokim ciśnieniem i średnim przepływem.
• Dlatego sprężarki, wentylatory i dmuchawy są szeroko stosowane w przemyśle komunalnym, produkcyjnym, naftowym i gazowym, górnictwie oraz rolnictwie, zarówno w prostych, jak i złożonych zastosowaniach. Przepływ powietrza wymagany w procesie oraz wymagane ciśnienie wylotowe to kluczowe czynniki decydujące o wyborze typu i rozmiaru wentylatora. Obudowa wentylatora i konstrukcja kanału również decydują o jego wydajności.
  

  Dmuchawy

  Dmuchawa to urządzenie lub sprzęt, który zwiększa prędkość powietrza lub gazu przepływającego przez odpowiednio wyposażone wirniki. Służą one głównie do przepływu powietrza/gazu potrzebnego do wyciągu, zasysania, chłodzenia, wentylacji, transportu itp. W przemyśle dmuchawa jest również powszechnie znana jako wentylator odśrodkowy. W dmuchawie ciśnienie wlotowe jest niskie, a na wylocie wyższe. Energia kinetyczna łopatek zwiększa ciśnienie powietrza na wylocie. Dmuchawy są stosowane głównie w przemyśle o umiarkowanym zapotrzebowaniu na ciśnienie, gdzie ciśnienie jest wyższe niż w wentylatorze i niższe niż w sprężarce.

  Rodzaje dmuchaw:Dmuchawy można również podzielić na odśrodkowe i wyporowe. Podobnie jak wentylatory, dmuchawy wykorzystują łopatki o różnych kształtach, takie jak łopatki wygięte do tyłu, do przodu i promieniowe. Są one najczęściej napędzane silnikiem elektrycznym. Mogą być jedno- lub wielostopniowe i wykorzystują wirniki o dużej prędkości do nadawania prędkości powietrzu lub innym gazom.

  Dmuchawy wyporowe są podobne do pomp PDP, które tłoczą ciecz, co z kolei zwiększa jej ciśnienie. Ten rodzaj dmuchawy jest preferowany w porównaniu z dmuchawą odśrodkową, gdy w procesie wymagane jest wysokie ciśnienie.

  Zastosowania sprężarek, wentylatorów i dmuchaw

  Sprężarki, wentylatory i dmuchawy są najczęściej wykorzystywane w takich procesach, jak sprężanie gazów, napowietrzanie w systemach uzdatniania wody, wentylacja powietrza, obsługa materiałów, suszenie powietrza itp. Zastosowania sprężonego powietrza są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, takich jak przemysł lotniczy i kosmiczny, motoryzacyjny, chemiczny, elektroniczny, spożywczy i napojów, produkcja ogólna, produkcja szkła, szpitale/medycyna, górnictwo, farmaceutyka, tworzywa sztuczne, wytwarzanie energii, wyroby z drewna i wiele innych.

  Główną zaletą sprężarki powietrza jest jej zastosowanie w przemyśle uzdatniania wody. Oczyszczanie ścieków to złożony proces, który wymaga rozłożenia milionów bakterii oraz odpadów organicznych.

  Wentylatory przemysłowe są również wykorzystywane w różnych zastosowaniach, np. w przemyśle chemicznym, medycznym, motoryzacyjnym,rolniczy,górnictwo, przetwórstwa spożywczego i budownictwa, które mogą wykorzystywać wentylatory przemysłowe do swoich procesów. Są one głównie wykorzystywane w wielu zastosowaniach związanych z chłodzeniem i suszeniem.

  Dmuchawy odśrodkowe są powszechnie stosowane w takich zastosowaniach, jak kontrola zapylenia, dostarczanie powietrza do spalania, chłodzenie, systemy suszenia, aeratory fluidalne z systemami transportu powietrza itp. Dmuchawy wyporowe są często stosowane w transporcie pneumatycznym, a także do napowietrzania ścieków, płukania filtrów i podbijania gazów, a także do przemieszczania wszelkiego rodzaju gazów w przemyśle petrochemicznym.

• Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub potrzebujesz pomocy, skontaktuj się z nami.