ŁOŻYSKA MAGNETYCZNE KONTRA POWIETRZNE Łożyska powietrzne AERZEN – znacznie dalej niż konkurenci!

Łożyska o prostej fizyce.

Jako efektywny system łożyskowania bez mechanicznego zużycia promuje AERZEN sprężone powietrze w dwóch łożyskach promieniowych wału napędowego i łożysku osiowym do absorbcji sił osiowych. Jednakże w żadnym wypadku powietrze pod wysokim ciśnieniem nie jest pompowane z zewnątrz, a używa się tutaj zasady kompresji w genialny sposób. Szybko obracający się wał generuje podczas startu turbo dmuchawy w szczelinie powietrznej łożyska, poprzez naturalne niewyważenie, ruch mimośrodowy. Ponieważ wał zwiększa ciśnienie w sekcji na drodze minimalnej do ściany łożyska, powstaje siła reakcji w formie wzrostu ciśnienia. Wciska ona wał – podobnie jak kompresor lub silnik Wankla – w przeciwnym kierunku. Na skutek szybkiego wzrostu obrotów wał samoczynnie centruje się w łożysku i zwiększa ciśnienie w szczelinie łożyska do 30 bar. Powstała w ten sposób para sił jest tak duża, iż wał także przy silnie zmieniających się i wymagających warunkach pracy trwale pozostaje w środku łożyska i w dodatku unosi się bez kontaktu powierzchniowego.

Geniusz tego rozwiązania polega na fakcie, iż poduszka powietrzna tworzy się w trakcie pracy automatycznie – bez jakiegokolwiek dodatkowego impulsu energetycznego. Alternatywnie funkcjonują turbo dmuchawy innych producentów z łożyskami magnetycznymi, które mają także za zadanie uporać się z wysokimi prędkościami obrotowymi bez łożyskowania mechanicznego. W przypadku łożysk magnetycznych konieczny jest jednakże prąd elektryczny, tak aby cewki umieszczone kołowo wokół wału napędowego mogły wytworzyć w trakcie pracy siły utrzymujące wał w stanie wolnym od mechanicznego tarcia.

Szczególnie zmieniające się warunki pracy wystawiają ten wysoce skomplikowany system regulacyjny na próbę, dlatego też częstokroć prowadzi to do technologicznie uwarunkowanych awaryjnych wyłączeń całego agregatu turbodmuchawy.

Długa żywotność serwisowa wraz ze zmniejszającym się kosztem operacyjnym. W przypadku łożysk powietrznych, żadna elektryczna, mechaniczna czy pneumatyczna regulacja nie jest konieczna – nawet w przypadku dynamicznie zmieniających się obciążeń. Jednakże krytycy prostych i efektywnych łożysk powietrznych

PROSTO I EFEKTYWNIE:POWIETRZE JAKO SYSTEM ŁOŻYSKOWANIABudowa i zasada działania obecnie oferowanej dmuchawy Aerzen Turbo serii AT jest prosta i zarazem efektywna. Ponieważ zaopatrzenie nowoczesnej oczyszczalni ścieków na powietrze musi być zaprojektowane dla zapewnienia maksymalnej dostępności, wysokiej efektywności energetycznej oraz długich okresów międzykonserwacyjnych, AERZEN w swoich turbo dmuchawach wykorzystuje wytrzymałe bezolejowe łożyska, nie zawierające również innych środków smarnych a wyłącznie powietrze.

Foliowe łożyska powietrzne w rysunku przekrojowym:• Wał centruje się automatycznie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej • Folia z podwójnym pokryciem celem niezawodnego zabezpieczenia

w przypadku kontaktu wału z folią

• Jakiekolwiek niewyważenie czy ekstremalna siła jest tłumiona i absorbowana poprzez napiętą sprężynowo folię

potępiają fakt, iż podczas startu wał napędowy leży na łożysku i do czasu utworzenia się poduszki powietrznej wytwarza tarcie. AERZEN wychodzi naprzeciw tej teoretycznej wadzie z innowacyjnymi powietrznymi łożyskami foliowymi. W tym celu specjalista w dziedzinie dmuchaw i sprężarek używa bezobsługowego podwójnego pokrycia materiałowego. Jednym z tych materiałów jest politetrafluoroetylen. PTFE zalicza się do termoplastów, które ze względu na bardzo niski współczynnik tarcia znajdują zastosowanie jako materiały

Folia z podwójnym pokryciem

Wał

Folia sprężynowa

Szczelina z lokalnym ciśnieniem do 30 bar

Korpus

antyadhezyjne. Aby być pewnym, iż ta konstrukcja może trwale absorbować występujące siły tarcia pojawiające się w pierwszych sekundach startu turbo dmuchawy, konieczna jest wysoka jakość powierzchni materiału. W nowym typoszeregu turbo dmuchaw Aerzenerowi udało się wprowadzić na rynek wyraźnie prostsze i tanie rozwiązanie w porównaniu do wysoce skomplikowanej technologii łożysk magnetycznych. Jednakże PTFE jako twardy materiał łożyskowy sam w sobie nie zapewnia konstrukcyjnej długowieczności. Ponieważ efekt sprężania w łożyskach znacznie zwiększa ciśnienie powietrza, tak więc warstwa pomiędzy pierścieniem łożysk a wałem jest praktycznie tak twarda jak stal, a Aerzen skonstruował indywidualnie dla tego zastosowania specjalną warstwę tłumiącą. W tym wypadku chodzi o walcowaną faliście blachę grubości jednego milimetra, która chroniwarstwę ślizgową łożysk i równocześnie tłumi drgania.

Powietrze zapewnia rezerwę przy wyższych prędkościach obrotowych

Stosując wyrafinowaną koncepcję foliowych łożysk powietrznych Aerzenerowi udało się jednocześnie zachować prostotę konstrukcji turbo dmuchawy z synchronicznym silnikiem magnetycznym jako energetycznie efektywnym napędem. Ten typ łożysk ciągle posiada rezerwę w przypadku pracy z wyższymi prędkościami obrotowymi, inaczej niż to jest w przypadku łożysk magnetycznych. W konsekwencji tzw. gęstość mocy może być zwiększona jako skutek szybciej wirujących łopatek wirnika, jeśli tylko zastosuje się odpowiednie silniki. Głównym ograniczeniem osiągów łożysk magnetycznych jest natomiast elektroniczny system kontroli, który ma za zadanie ciągłe regulowanie sił pola magnetycznego. W tym celu stosuje się czujniki, które ciągle kontrolują, gdzie w danym momencie w polu magnetycznym znajduje się wał. Aby system,

w przypadku zakłóceń, wyłączeń awaryjnych czy braku zasilania elektrycznego przez jakiś czas pozostał aktywny, łożyska magnetyczne turbo dmuchaw są zawsze wyposażane w system zabezpieczenia przed zanikiem napięcia (UPS). Akumulator zapewnia, w przypadku zaniku napięcia, iż pole magnetyczne jest wytwarzane tak długo, jak tylko wał osiągnie bezpieczną prędkość obrotową dla mechanicznych łożysk bezpieczeństwa.

Jednakże zabezpieczenie przed zanikiem napięcia (UPS) tylko wtedy zapewnia bezpieczeństwo, jeśli samo w sobie jest niezawodne. Wymagane jest więc przestrzeganie cykli ładowania jak też regularna, ujęta w planie serwisowy urządzenia, wymiana zestawów bateryjnych. W konsekwencji UPS wpływa więc na koszty serwisowe urządzenia. Podobne nakłady tkwią także w samych łożyskach magnetycznych, ponieważ w trakcie pracy wymagają one ciągłej dostawy energii a skomplikowana technika monitoringu także wymaga nakładów serwisowych. W porównaniu z tym systemem foliowe łożyska powietrzne ze swym energetycznie zoptymalizowanym trybem pracy bez obciążenia są bezobsługowe i w razie potrzeby ze względu na swą prostą konstrukcję łatwo wymienialne na miejscu instalacji w trakcie planowych przeglądów. Co ważniejsze, opinie ekspertów potwierdzają, iż całościowy nakład wydatków serwisowych związanych z systemem łożyskowania powietrznego jest znacznie mniejszy, gdyż cały system jest konstrukcyjnie prostszy a serwis dostępny na terenie Polski. Ten detal prowadzi zatem do podwyższenia dostępności turbo dmuchaw, co jest szczególnie ważnym aspektem w przypadku opracowywania koncepcji lub modernizacji np. oczyszczalni ścieków z zamiarem redukcji urządzeń zapasowych.

Foliowe łożyska powietrzne:• prosta konstrukcja, niezawodna technologia• brak wydatków serwisowych dla silnika i wirnika• brak dodatkowego sterowania, baterii czy

urządzeń peryferyjnych

Łożyska powietrzne wraz z folią sprężynową

• wymienne na miejscu instalacji: szybko i ekonomicznie• solidne i odporne za zakłócenia nawet w przypadku

ekstremalnych warunków pracy• długa żywotność przy niskich kosztach operacyjnych

PL – 500 – 03.2017

Technologia sprężania AERZEN kluczem do sukcesu.Firma Aerzener Maschinenfabrik powstała w 1864 r. W 1868 r.zbudowaliśmy pierwszą dmuchawę rotacyjną w Europie.W 1911 r. pojawiły się dmuchawy Turbo, następnie przyszłakolej na sprężarki śrubowe - 1943 r. W 2010 r. skonstruowaliśmypierwszą na świecie sprężarkę rotacyjną. InnowacjeAERZEN są impulsem w rozwoju technologii sprężania.AERZEN zalicza się do jednego z najstarszych i najbardziejznaczących na świecie producentów dmuchaw rotacyjnych,sprężarek rotacyjnych, liczników gazowych, sprężarek śrubowychi dmuchaw turbo. Jest także jednym z niekwestionowanychliderów w wielu obszarach zastosowań.

Ponad 2000 doświadczonych pracowników w ponad 45 filiachna całym świecie przyczynia się do ciągłego rozwojutechnologii sprężania. Nasza wiedza techniczna, doświadczenie,międzynarodowa grupa specjalistów, wreszcie stałykontakt z Klientem, są podstawą naszego sukcesu. Produktyi usługi AERZEN tworzą w branży standardy oparte naniezawodności, trwałości i efektywności.Wymagaj od nas.

Aerzen Polska Sp. z o.o.Al. Niepodległości 18, 02-653 WarszawaTel.: +22 489 55 22 – Fax: +22 489 55 27info@aerzen.pl – www.aerzen.com