錦工羅茨風機獨特的環保設計

錦工羅茨風機獨特的環保設計

一般意義上，環保設計在羅茨風機的應用上占據了重要作用，因為環保設計是一個要考慮綜合環境影響和資源效率的現代設計模式,這樣一來不僅可以使產品從設計、制造、銷售使用一系列的過程中,對環境各方面的負面影響最小,而且資源效率也最高,并使企業經濟效益和社會效益協調優化的制造系統。

通常情況下，環保設計的主要內容涉及環保設計的材料選擇、可拆卸性設計、回收性設計、面向制造和裝配設計、環保產品的價值過程分析等。例如,為使產品在制造階段對環境的影響降到最小,設計時應遵循節省能源的原則。同時,采用先進的設計方法,可以減少設計階段對資源的耗費。為使產品在使用階段產生有害副產品最少,設計時應遵循環保的原則。最后,在產品壽命結束階段,設計的目標是提高產品的回收效益,包括面向材料和產品回收的設計,面向拆卸的設計,最少污染物的設計等。

山東錦工有限公司生產的羅茨風機就是回轉式鼓風機的一種,作為氣體增壓與輸送機械,羅茨風機由于結構簡單使用維修方便,不需要內部潤滑,在使用壓力范圍內,有排氣流量變化小,輸送介質不含油等特性,被廣泛應用于建材、電力、冶煉、化工、礦山、港口、水產養殖、污水處理等領域。

跟山東錦工有限公司生產的羅茨風機相比，一般其他廠家生產的該機子都存在效率低、噪聲大等缺點,加之西方發達國家已經制定對企業環境污染行為的嚴格管理,這些制造行業一直不注重環境保護,各方面指標差距較大,國際競爭力不強。解決這一問題的辦法,就得在設計上引進環保設計的思想。

1　提效率

在設計手段上，如果采用環保設計更更有效的減少能源的消耗,提高資源利用率,滿足環保設計要求。

(1)提高面積利用系數λ的值與風機轉速

根據面積利用系數定義,對于葉輪長度為L的羅茨風機,其基元容積

因此相同理論流量與轉速的風機,適當提高葉輪面積利用系數λ與轉速,可以有效減小體積。

現今國內羅茨風機的葉輪面積利用系數λ的值一般為0.5,葉輪面積利用系數與轉速都比國外部分同類產品小,錦工風機引進日本HI-BAR技術生產的JG系列羅茨風機的葉輪面積利用系數λ可以取到0.6,最高轉速可以達到4000rmin。

有效提高面積利用系數λ值與轉速可以達到小體積大流量的目的,從而減少材料的使用與浪費,降低成本,達到環保要求。

(2)改善葉輪線型,減小轉子間隙羅茨風機的轉子葉數，一般來說，又稱頭數，多為2葉3葉,沿長度方向大多為直葉,若在3葉羅茨風機中采用扭轉葉型,可以使風機因氣體回流導致的氣流脈動大大削弱,而且能實現一定程度的內壓縮,提高容積效率。

而改善轉子間隙的均勻程度,并使之盡可能縮小,可以減少氣體的內泄漏,提高容積效率。

(3)改善密封與潤滑羅茨風機的理論功率Pth=nW/60

羅茨風機的軸功率中,包括3部分:壓縮氣體的理論功率;吸、排氣流動損失及泄漏、傳熱損失;克服同步齒輪及軸承摩擦阻力的機械損失。

減少泄漏,改善潤滑可有效提高風機的機械效率,同時,良好的潤滑可以減少鼓風機葉輪旋轉產生的熱量,減少甚至避免冷卻水的使用,降低其對環境的負面影響。

2　降噪音

不難想象，如果采用環保設計，使產品真的降低噪音,有這樣一來不僅有利于改善羅茨風機的工作環境,還可達到環保目的。

(1)葉輪串聯設計羅茨風機由于等容壓縮,高壓氣體回流會導致強烈的氣體沖擊噪聲,為了有效降低羅茨風機的噪聲,需要降低這種氣體回流引起的氣流脈動幅度。

將幾段葉輪串接在同一根軸上,相鄰2段之間相互錯開一定的角度。這種結構可減少整臺鼓風機的氣流脈動,從而達到降低噪音的目的。

(2)扭葉轉子設計扭葉轉子風機沿整個葉輪長度的理論流量

當φ=πz時,扭葉鼓風機理論流量為定值,若視內泄漏為勻速流動,則進氣流量亦為定值。扭葉有延緩回流過程、降低排氣脈動的特點,排氣流量的脈動幅度及不均勻度,比直葉鼓風機都要小得多。因此,噪音也有所下降。

(3)改形狀

適當改進排氣口形狀,如排氣口采用菱形,平行四邊形等形狀,這樣也會比傳統的矩形排氣口鼓風機的噪音有所降低。

• 逆流冷卻設計

從羅茨風機排出的高溫高壓氣體中引出部分氣體,經過冷卻器冷卻后,通過機殼的回流槽進入由機殼、葉輪、前后墻板組成的封閉腔,使該腔內的氣體壓力瞬時達到或接近排氣壓力,避免氣腔與出口系統接通時高溫高壓氣體瞬時回流產生沖擊,從而降低羅茨風機排氣溫度,減少了能源的消耗,同時也降低了噪音的產生。

• 吸音降噪設備

要想取得良好的降噪效果，首先設計合理的隔振墊與防振溝應在首要,我們知道，在機房內墻面和平頂設計吸音磚和吸音板,一般可降低機房內噪5～10dB,試聽效果較為明顯輸氣管外可用瀝青、毛氈等阻尼材料緊敷,然后,用玻璃棉等輕質材料做一層吸聲層,再用鋼絲網水泥2em左右的刷層,可降管壁噪聲15～20dB。合理的進口與出口消音器設計,例如消聲器可設置在機房頂部或側墻壁上部的開口處,讓進風口接近電機,使吸收氣流既能夠通風冷卻電機,又不致使噪聲傳出機房外。

如今，現代化中國隨著經濟日益的增長與加快,面對“環保貿易壁壘,羅茨風機的環境問題很有可能成為影響中國爭奪國際市場、參與國際競爭的主要障礙。

因此,只有像錦工一樣，把羅茨風機行業推行環保設計,使之滿足環保環保的要求,才能更有效的增強企業的國際競爭力,在激烈的國際競爭中取得優勢。同時，實現環境友好,也是構建節約型社會和保持可持續發展的必要因素。

山東錦工有限公司
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