Soplador Roots: Una solución eficiente y de ahorro de energía para la transferencia de gas industrial

1. Introducción del producto

El soplador Roots (Roots Blower) es un soplador de desplazamiento positivo con dos rotores de tres lóbulos que giran uno respecto al otro en un espacio sellado formado por la carcasa y las placas laterales. Cada rotor sigue una curva involuta o epicicloide, asegurando que los tres lóbulos de cada rotor sean idénticos, así como los dos rotores en sí, reduciendo significativamente la complejidad de fabricación. Los rotores se mecanizan utilizando equipos CNC para asegurar que, independientemente de su posición de rotación, mantengan un espacio muy pequeño mientras mantienen constante la distancia central entre ellos. Este diseño asegura que la fuga de gas se mantenga dentro de límites aceptables, haciéndolo ampliamente aplicable en industrias como tratamiento de aguas residuales, transporte neumático, acuicultura, procesamiento químico, generación de energía y metalurgia. Al girar dos rotores entrelazados, el soplador aspira gas desde la entrada, lo comprime y luego lo expulsa, presentando una estructura simple, operación estable y fácil mantenimiento.

(1) Componentes principales

El ventilador Roots está compuesto por cinco partes: carcasa, placa de pared, impulsor, tanque de aceite y silenciador

• Carcasa: principalmente para soportar (placa de pared, impulsor, silenciador) y fijar.
• Panel: se utiliza principalmente para conectar la carcasa y el impulsor, soportar la rotación del impulsor y desempeñar el efecto de sellado de la cara final.
• Rotor: es la parte giratoria del soplador Roots, dividida en dos palas y tres palas. Sin embargo, debido a que las tres palas tienen muchas ventajas, como menor pulsación de gas, menos ruido y operación más estable que las dos palas, ha reemplazado gradualmente al soplador Roots de dos palas.
• Engranaje sincrónico: aseguran la operación sincrónica del impulsor, reducen la fricción y el ruido.
• Cojinetes y sellos: se utilizan cojinetes y sellos de alta calidad para extender la vida útil.
• Tanque de combustible: se utiliza principalmente para almacenar aceite lubricante para lubricar engranajes y cojinetes.
• Silenciador: se utiliza para reducir el ruido generado por la pulsación del flujo de aire cuando el soplador Roots entra y sale 

(2) Principio de funcionamiento

La carcasa del ventilador contiene dos conjuntos de impulsores de tres palas, impulsados por un par de engranajes sincrónicos para girar en direcciones opuestas. El volumen de admisión es V1, y debido a la rotación de los impulsores, se crea una baja presión, aspirando aire con un volumen de V2. A medida que aumenta la resistencia en la salida, se genera gas a alta presión, expulsando así el aire. Dado que hay un cierto espacio entre los impulsores y entre los impulsores y la carcasa, no hay fricción, lo que permite una operación a largo plazo.

2. Características del producto

1Internet de las cosas

La interfaz de operación humano-máquina admite control remoto; el panel de control inteligente ajusta la presión y el flujo según sea necesario; alarma automática de fallos y registro; el control remoto se realiza mediante el uso de una aplicación móvil; función de protección contra choques.

2Convertidor de frecuencia de alta eficiencia

Alta estabilidad y fiabilidad; rango de volumen de aire ajustable 45%-110%; frecuencia ajustable 400-1000HZ según diferentes especificaciones de ventilador; reactor DC incorporado, supresión de armónicos de potencia, cálculo de precisión, arranque suave.

Motor síncrono de imán permanente de alta velocidad

La fábrica está ubicada en Ganzhou, la cuna de las tierras raras, proporcionando imanes permanentes de alto rendimiento para motores; ajusta la velocidad, fuerte torque, ahorro de energía del 18%-40% en comparación con motores ordinarios;

Motor principal Roots de doble caja de engranajes, 18 años de vida útil estable

3. Características de rendimiento

Debido a la adopción de una estructura de rotor de tres palas y una estructura razonable en la entrada y salida de la carcasa, la vibración del ventilador es pequeña y el ruido es bajo.

El impulsor y el eje son una estructura integral, el impulsor no se desgasta, el rendimiento del ventilador es constante y puede funcionar continuamente durante mucho tiempo.

El ventilador tiene una gran tasa de utilización, alta eficiencia de volumen, estructura compacta y modo de instalación flexible.

La máquina está completa, lo que puede satisfacer las necesidades de diferentes usuarios para diferentes propósitos. Además, el ventilador de ahorro de energía de alta eficiencia Roots desarrollado por nuestra empresa también incluye las siguientes características:

(1) Alta eficiencia y estabilidad

El ventilador Roots adopta el diseño de no compresión interna, y el transporte de gas es continuo y estable, lo que es adecuado para ocasiones que requieren flujo constante. Su velocidad es proporcional al volumen de aire, y es fácil de ajustar, de modo que puede cumplir con los requisitos de diferentes condiciones de trabajo.

(2) Operación de bajo ruido

Los ventiladores Roots modernos utilizan un diseño de rotor de tres palas para optimizar la pulsación del flujo de aire y reducir significativamente el ruido (generalmente controlado por debajo de 75dB), haciéndolos adecuados para entornos ruidosos.

(3) Fuerte resistencia a sobrecargas

Debido al principio de transporte mecánico, el ventilador Roots puede mantener una operación estable cuando la presión fluctúa, siendo adecuado para condiciones de alta carga.

(4) Larga vida útil y fácil mantenimiento

-Se utilizan materiales resistentes al desgaste para componentes clave para reducir el desgaste.

-Diseño modular para fácil desmontaje y mantenimiento.

-Optimizar el sistema de lubricación para reducir la tasa de fallos.

4. Ventajas de ahorro de energía

Nuestro ventilador Roots se desempeña bien en el ahorro de energía, lo que se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

(1) Emparejamiento eficiente del motor

Usando motor de alta eficiencia IE3/IE4, reducir la pérdida de energía y mejorar la utilización de energía.

(2) Tecnología de control de conversión de frecuencia

Al ajustar la velocidad con un convertidor de frecuencia (VFD), el consumo de energía del ventilador puede reducirse a baja carga, y la tasa de ahorro de energía puede alcanzar el 20%~40%.

(3) Optimizar el diseño del impulsor

El impulsor lineal de tres hojas que se abre gradualmente reduce el reflujo de gas, mejora la eficiencia volumétrica y reduce el consumo de energía inútil.

(4) Sistema de monitoreo inteligente

Algunos modelos de alta gama están equipados con un sistema de control inteligente para monitorear en tiempo real la presión, temperatura, vibración y otros parámetros, y ajustar automáticamente el estado operativo para evitar el desperdicio de energía.

5. Campos de aplicación

• Tratamiento de aguas residuales: utilizado en el sistema de aireación para proporcionar oxígeno y promover la descomposición microbiana de materia orgánica.
• Transporte de aire: transporte de materiales en polvo, granulares, como cemento, grano, etc.
• Acuicultura: oxigenación, mejorar el contenido de oxígeno del agua, promover el crecimiento de los peces.
• Química y metalurgia: utilizado para circulación de gas, suministro de gas a reactores, etc.
• Industria energética: transporte de gas en procesos de desulfuración y desnitrificación.

6. ¿Cómo elegir el soplador Roots adecuado?

Guía de Selección de Sopladores Roots: Factores Clave y Recomendaciones Prácticas

La selección adecuada de sopladores Roots impacta directamente en la eficiencia operativa, el consumo de energía y la vida útil. A continuación se presentan las consideraciones principales y recomendaciones prácticas para la selección profesional de equipos:

1Parámetros Básicos de Selección

Flujo de aire (Capacidad)

- Unidad: m³/min (condiciones estándar)

- Métodos de Cálculo:

- Método de demanda de proceso: Basado en los requisitos de aireación, volumen de transporte de material, etc.

- Fórmula empírica: por ejemplo, el tratamiento de aguas residuales generalmente requiere 0.03-0.05m³ de aire/m³ de aguas residuales·h

- Recomendación: Permitir un margen del 10-15% para evitar operación a plena carga

Presión (Presión Diferencial)

- Unidad: kPa o mbar

- Consideraciones Clave:

- Resistencia del sistema (pérdida de presión en tuberías + equipos terminales como difusores/filtros)

- Profundidad del agua (la acuicultura requiere cálculo de presión estática del agua)

Ejemplos

- Tratamiento de aguas residuales: 49-58.8kPa

- Transporte neumático: Típicamente 58.8-98kPa dependiendo de las características del material (polvo > gránulos)

Características del Medio

- Aire limpio / gases corrosivos / gases con polvo

- Las aplicaciones de alta temperatura requieren materiales especiales (por ejemplo, rotores de acero inoxidable)

2 Factores Avanzados de Selección

Selección de Velocidad

Comparación de tipos de rotores

Emparejamiento del motor

- Fórmula de cálculo de potencia:

  P = (Q×ΔP)/(60×η) × K

  (Q: Tasa de flujo, ΔP: Diferencia de presión, η: Eficiencia 0.7-0.9, K: Factor de seguridad 1.1-1.3)

- Selección de control VFD:

- Recomendado cuando la fluctuación de carga excede el 30%

- Los modelos equipados con VFD pueden ahorrar 25-40% de energía

Manejo de condiciones especiales

Entornos de alta temperatura

- Ajustes de selección:

- Actualización de material (hierro fundido → acero inoxidable)

- Agregar dispositivos de enfriamiento de admisión

- Reducir la velocidad nominal en un 10-15% 

Gases corrosivos

- Medidas de protección:

- Recubrimiento de resina epoxi

- Rotores de aleación de titanio

- Preinstalar filtros químicos 

Lugares de gran altitud

- Fórmula de corrección:

  Q real = Q nominal × (P local/P estándar)

Optimización de la eficiencia energética

Emparejamiento del sistema:

   - Evitar "sobredimensionar": La presión de operación debe ser ≥70% de la presión nominal

   - Operación en paralelo: Múltiples sopladores pequeños son más eficientes que una sola unidad grande

Diseño de tuberías:

   - Pérdida de presión: ~0.1kPa por cada 10m de tubería recta

   - Codo de 90° ≈ 2-3kPa de pérdida de presión

   - Velocidad de flujo recomendada: 10-15m/s

Proceso de selección

1. Determinar los requisitos del proceso → 2. Calcular el flujo de aire/presión → 3. Seleccionar el tipo de rotor → 4. Determinar la velocidad → 5. Emparejar el motor → 6. Configuraciones especiales → 7. Verificación de eficiencia energética

 Errores comunes de selección

- Selección basada únicamente en los datos de la placa de características, ignorando la resistencia del sistema

- Margen de seguridad excesivo (>30%)

- Ignorar los efectos de la temperatura del medio en los sellos

- Considerando el par a baja velocidad para la selección de VFD

Recomendación: Para condiciones complejas, proporcione a los proveedores:

- Composición del medio y temperatura

- Restricciones de espacio de instalación

- Horas de operación diarias/frecuencia de arranque-parada

- Estabilidad del suministro de energía local

La selección científica puede optimizar el rendimiento del soplador Roots, reduciendo el consumo de energía en un 15-25% y extendiendo la vida útil en 3-5 años.

Determinar el volumen de aire y la presión: calcular el volumen de aire requerido (m³/min) y la presión (kPa) según los requisitos del proceso.

Seleccionar la potencia del motor: emparejar la potencia adecuada para evitar el fenómeno de "caballo grande tirando de un carro pequeño".

Considere el ruido y el entorno: si es sensible al ruido, elija un modelo de bajo ruido o instale un silenciador.

Requisitos de ahorro de energía: prioridad para elegir modelos de conversión de frecuencia o versiones de motores de alta eficiencia.

Conclusión

Con su alta eficiencia, estabilidad y características de ahorro de energía, el soplador Roots se ha convertido en una opción ideal en el campo del transporte de gas industrial. Con el avance de la tecnología, los nuevos tipos de sopladores Roots están mejorando constantemente en términos de eficiencia energética e inteligencia, proporcionando a los usuarios soluciones más económicas y respetuosas con el medio ambiente.