錦工羅茨風(fēng)機(jī)獨(dú)特的環(huán)保設(shè)計(jì)

一般意義上，環(huán)保設(shè)計(jì)在羅茨風(fēng)機(jī)的應(yīng)用上占據(jù)了重要作用，因?yàn)榄h(huán)保設(shè)計(jì)是一個要考慮綜合環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代設(shè)計(jì)模式,這樣一來不僅可以使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、銷售使用一系列的過程中,對環(huán)境各方面的負(fù)面影響最小,而且資源效率也最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化的制造系統(tǒng)。

通常情況下，環(huán)保設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容涉及環(huán)保設(shè)計(jì)的材料選擇、可拆卸性設(shè)計(jì)、回收性設(shè)計(jì)、面向制造和裝配設(shè)計(jì)、環(huán)保產(chǎn)品的價(jià)值過程分析等。例如,為使產(chǎn)品在制造階段對環(huán)境的影響降到最小,設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循節(jié)省能源的原則。同時,采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,可以減少設(shè)計(jì)階段對資源的耗費(fèi)。為使產(chǎn)品在使用階段產(chǎn)生有害副產(chǎn)品最少,設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循環(huán)保的原則。最后,在產(chǎn)品壽命結(jié)束階段,設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高產(chǎn)品的回收效益,包括面向材料和產(chǎn)品回收的設(shè)計(jì),面向拆卸的設(shè)計(jì),最少污染物的設(shè)計(jì)等。

山東錦工有限公司生產(chǎn)的羅茨風(fēng)機(jī)就是回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)的一種,作為氣體增壓與輸送機(jī)械,羅茨風(fēng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單使用維修方便,不需要內(nèi)部潤滑,在使用壓力范圍內(nèi),有排氣流量變化小,輸送介質(zhì)不含油等特性,被廣泛應(yīng)用于建材、電力、冶煉、化工、礦山、港口、水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理等領(lǐng)域。

跟山東錦工有限公司生產(chǎn)的羅茨風(fēng)機(jī)相比，一般其他廠家生產(chǎn)的該機(jī)子都存在效率低、噪聲大等缺點(diǎn),加之西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)制定對企業(yè)環(huán)境污染行為的嚴(yán)格管理,這些制造行業(yè)一直不注重環(huán)境保護(hù),各方面指標(biāo)差距較大,國際競爭力不強(qiáng)。解決這一問題的辦法,就得在設(shè)計(jì)上引進(jìn)環(huán)保設(shè)計(jì)的思想。

1　提效率

在設(shè)計(jì)手段上，如果采用環(huán)保設(shè)計(jì)更更有效的減少能源的消耗,提高資源利用率,滿足環(huán)保設(shè)計(jì)要求。

(1)提高面積利用系數(shù)λ的值與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

根據(jù)面積利用系數(shù)定義,對于葉輪長度為L的羅茨風(fēng)機(jī),其基元容積

因此相同理論流量與轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī),適當(dāng)提高葉輪面積利用系數(shù)λ與轉(zhuǎn)速,可以有效減小體積。

現(xiàn)今國內(nèi)羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪面積利用系數(shù)λ的值一般為0.5,葉輪面積利用系數(shù)與轉(zhuǎn)速都比國外部分同類產(chǎn)品小,錦工風(fēng)機(jī)引進(jìn)日本HI-BAR技術(shù)生產(chǎn)的JG系列羅茨風(fēng)機(jī)的葉輪面積利用系數(shù)λ可以取到0.6,最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到4000rmin。

有效提高面積利用系數(shù)λ值與轉(zhuǎn)速可以達(dá)到小體積大流量的目的,從而減少材料的使用與浪費(fèi),降低成本,達(dá)到環(huán)保要求。

(2)改善葉輪線型,減小轉(zhuǎn)子間隙羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉數(shù)，一般來說，又稱頭數(shù)，多為2葉3葉,沿長度方向大多為直葉,若在3葉羅茨風(fēng)機(jī)中采用扭轉(zhuǎn)葉型,可以使風(fēng)機(jī)因氣體回流導(dǎo)致的氣流脈動大大削弱,而且能實(shí)現(xiàn)一定程度的內(nèi)壓縮,提高容積效率。

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

(3)改善密封與潤滑羅茨風(fēng)機(jī)的理論功率Pth=nW/60

羅茨風(fēng)機(jī)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(jī)械損失。

減少泄漏,改善潤滑可有效提高風(fēng)機(jī)的機(jī)械效率,同時,良好的潤滑可以減少鼓風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量,減少甚至避免冷卻水的使用,降低其對環(huán)境的負(fù)面影響。

2　降噪音

不難想象，如果采用環(huán)保設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品真的降低噪音,有這樣一來不僅有利于改善羅茨風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境,還可達(dá)到環(huán)保目的。

(1)葉輪串聯(lián)設(shè)計(jì)羅茨風(fēng)機(jī)由于等容壓縮,高壓氣體回流會導(dǎo)致強(qiáng)烈的氣體沖擊噪聲,為了有效降低羅茨風(fēng)機(jī)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(jié)構(gòu)可減少整臺鼓風(fēng)機(jī)的氣流脈動,從而達(dá)到降低噪音的目的。

(2)扭葉轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)扭葉轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)沿整個葉輪長度的理論流量

當(dāng)φ=πz時,扭葉鼓風(fēng)機(jī)理論流量為定值,若視內(nèi)泄漏為勻速流動,則進(jìn)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(diǎn),排氣流量的脈動幅度及不均勻度,比直葉鼓風(fēng)機(jī)都要小得多。因此,噪音也有所下降。

(3)改形狀

適當(dāng)改進(jìn)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(tǒng)的矩形排氣口鼓風(fēng)機(jī)的噪音有所降低。

• 逆流冷卻設(shè)計(jì)

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

• 吸音降噪設(shè)備

要想取得良好的降噪效果，首先設(shè)計(jì)合理的隔振墊與防振溝應(yīng)在首要,我們知道，在機(jī)房內(nèi)墻面和平頂設(shè)計(jì)吸音磚和吸音板,一般可降低機(jī)房內(nèi)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(zhì)材料做一層吸聲層,再用鋼絲網(wǎng)水泥2em左右的刷層,可降管壁噪聲15～20dB。合理的進(jìn)口與出口消音器設(shè)計(jì),例如消聲器可設(shè)置在機(jī)房頂部或側(cè)墻壁上部的開口處,讓進(jìn)風(fēng)口接近電機(jī),使吸收氣流既能夠通風(fēng)冷卻電機(jī),又不致使噪聲傳出機(jī)房外。

如今，現(xiàn)代化中國隨著經(jīng)濟(jì)日益的增長與加快,面對“環(huán)保貿(mào)易壁壘,羅茨風(fēng)機(jī)的環(huán)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(fēng)機(jī)行業(yè)推行環(huán)保設(shè)計(jì),使之滿足環(huán)保環(huán)保的要求,才能更有效的增強(qiáng)企業(yè)的國際競爭力,在激烈的國際競爭中取得優(yōu)勢。同時，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好,也是構(gòu)建節(jié)約型社會和保持可持續(xù)發(fā)展的必要因素。

山東錦工有限公司
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