Осевые и центробежные вентиляторы

Введение

Вентиляторы находят применение в вентиляционных системах и служат для транспортирования воздуха от источников его забора до требуемого помещения посредством системы воздуховодов. Одной из основных технических характеристик вентиляторов является возможность преодоления сопротивления воздуховодной сети, обуславливаемое наличием изгибов в системе вентиляции, перепадов диаметров воздуховода и другими подобными особенностями. Сопротивление воздуха в сети вызывает дисбаланс давления, и возникающая разница давлений является главным фактором в вопросе выбора типа вентилятора.

Вентиляторы вытяжных установок рекомендуется устанавливать в изолированных вентиляционных камерах. В соответствии с эксплуатационными, санитарными и эстетическими требованиями их следует сосредотачивать в одном месте. Вентиляторы должны устанавливаться по возможности в специальных помещениях. Для установок, не требующих влажной очистки воздуха, и при отсутствии в удаляемом воздухе больших количеств влаги допускается установка вентиляторов под навесом.

Вентиляторы, называемые также воздуходувными аппаратами, по устройству своей конструкции делятся на три большие группы:

1) осевые вентиляторы (бывают реверсивные, вытяжные);

2) радиальные вентиляторы (центробежные);

3) канальные (тангенциальные) вентиляторы;

4) безлопастный вентилятор.

 

Конструкция вентиляторов

Привод вентиляторов обычно электрический. Электрические вентиляторы состоят из набора вращающихся лопаток, которые размещены в защитном корпусе, позволяющем воздуху проходить через него. Лопасти вращаются электродвигателем. Для больших промышленных вентиляторов используются трёхфазные асинхронные двигатели. Меньшие вентиляторы часто приводятся в действие посредством электродвигателя переменного тока с экранированным полюсом, щёточными или бесщёточными двигателями постоянного тока. Вентиляторы с приводом от двигателей переменного тока обычно используют напряжение электросети.

Вентиляторы с приводом от двигателя постоянного тока используют низкое напряжение, обычно 24 В, 12В или 5 В. В вентиляторах охлаждения для компьютерного оборудования используют исключительно бесщёточные двигатели постоянного тока, которые производят намного меньше электромагнитных помех при работе. В машинах, которые уже имеют двигатель, вентилятор часто соединяется непосредственно с ним -- это можно видеть в автомобилях, в больших системах охлаждения и веятельных машинах. Также вентиляторы насажены на валы многих электродвигателей мощностью 1 кВт и более, протягивая через обмотки двигателя охлаждающий воздух - это называется самовентиляцией электродвигателя. Для предотвращения распространения вибрации по каналу вентиляторы комплектуются тканевыми компенсаторами или гибкими вставками.

 

Осевые и центробежные вентиляторы

По принципу работы различают вентиляторы радиальные (центробежные) и осевые. В зависимости от разности полных давлений, создаваемых при перемещении воздуха (при плотности на входе в вентилятор 1,2 кг/м³), радиальные вентиляторы делят на следующие группы:

1) низкого давления -- до 100 кгс/м²;

2) среднего давления -- от 100 до 300 кгс/м²;

3) высокого давления -- от 300 до 1200 кгс/м².

Радиальные вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания правого вращения имеют колесо, вращающееся (если смотреть на вентилятор со стороны всасывания) по часовой стрелке, а левого -- колесо, вращающееся против часовой стрелки.

Положения кожухов радиальных вентиляторов определяются углом поворота корпуса относительно исходных положений. Отсчет углов производится по направлению вращения рабочего колеса.

Вентиляторы, как правило, приводят в действие электродвигателями, с которыми они соединяются одним из следующих способов:

1) непосредственно на одном валу или через эластичную муфту;

2) клиноременной передачей с постоянным передаточным отношением;

3) регулируемой бесступенчатой передачей через гидравлические и индукторные муфты скольжения.

В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготовляют:

1) обычного исполнения--для перемещения неагрессивных сред с температурой не выше 80° С, не содержащих липких веществ, при содержании пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м³. Для вентиляторов двухстороннего всасывания с расположением ременной передачи в перемещаемой среде температура перемещаемой среды не должна превышать 60° С;

2) коррозионностойкие;

3) взрывоопасного исполнения;

4) пылевые -- для перемещении воздуха Ј содержанием пыли более 100 мг/м³.

Вентиляторы коррозионностойкие изготовляют из титана, нержавеющей стали, алюминия (для некоторых сред) и полимерных материалов (винипласт, полипропилен). В отдельных случаях можно применять вентиляторы, выполняемые из углеродистой стали с антикоррозийными покрытиями.

Вентиляторы взрывобезопасного исполнения изготовляют в соответствии со специальными техническими условиями:

1) для перемещения смесей, взрывающихся от удара, вентиляторы применять нельзя. В этом случае используют эжекторы.

2) для систем пневмотранспорта древесных отходов устанавливают шестилопастные пылевые вентиляторы среднего и высокого давления.

3) в аспирационных системах могут использоваться как шестилопастные, так и многолопастные вентиляторы среднего или высокого давления, устанавливаемые до и после пылеуловителя.

4) для удаления воздуха из верхней зоны помещения устанавливают крышные осевые и радиальные вентиляторы.

5) при транспортировании липкой, волокнистой и цементирующейся пыли крышные вентиляторы запрещается применять.

6) при повышенных требованиях к бесшумности следует отдавать предпочтение радиальным крышным вентиляторам.

Осевые крышные вентиляторы, как правило, применяют для удаления воздуха с температурой до +40° С при общеобменном вытяжной вентиляции для сети разводящих воздуховодов, а также при необходимости направить удаляемый воздух сосредоточенной струей вверх.

Радиальные крышные вентиляторы (стальные) могут применяться для установок с сетью воздуховодов (в том числе для многоэтажных зданий). Они также могут устанавливаться для удаления воздуха с температурой не свыше 50° С от местных укрытий (когда не требуется очистка его перед выбросом в атмосферу).

 

2.1 Реверсивный осевой вентилятор

 

Реверсивный вентилятор из условий относительной бесшумности допускает большие окружные скорости, чем осевой четырехлопастный. Номер вентилятора соответствует размеру диаметра крыла в дециметрах. В реверсивном вентиляторе за счет изменения угла поворота лопастей достигаются более широкие пределы регулировки производительности, чем при дросселировании, при неизменном числе оборотов.

Характерной особенностью работы центробежных реверсивных вентиляторов является полное отсутствие гидравлического сопротивления сети.

Рабочие колеса центробежных вентиляторов должны постоянно вращаться по направлению разворота спирального кожуха. Нарушение этого условия приводит к значительному снижению производительности вентилятора и напора воздуха, создаваемого им. Рабочее колесо осевых не реверсивных вентиляторов при нормальной работе должно вращаться тупой кромкой и вогнутостью вперед (захватывая этой вогнутостью воздух), при вращении колеса и выпуклостью вперед производительность вентилятора снижается. Для восстановления нормальной работы рабочее колесо следует снять с вала, повернуть обратной стороной и вновь насадить на вал.

Осевыми вентиляторами правого вращения называются такие, которые при вращении по часовой стрелке подают воздух на наблюдателя. Если воздух идет на наблюдателя при вращении вентилятора против часовой стрелки - вентилятор левого вращения. При правильном вращении осевых вентиляторов их лопасти должны двигаться тупыми кромками и плоскими или вогнутыми сторонами вперед. Реверсивные вентиляторы дают одинаковую подачу воздуха при вращении в обе стороны; их лопасти имеют симметричную форму.

 

2.2 Вытяжной осевой вентилятор

 

Осевые вытяжные вентиляторы (по одному на 6 - 10 агрегатов) располагают на потолке или стонах так, чтобы все помещение хорошо проветривалось. Для автоматического пуска и остановки вентиляторов используют термостаты. Вытяжной патрубок одного из вентиляторов должен иметь свободный, неперекрываемый проход. В патрубках остальных вентиляторов ставят жалюзийные заслонки, которые открываются под воздействием струи воздуха, выходящей из вентилятора. При остановке вентилятора заслонки под влиянием собственного веса закрываются.

Электродвигатели к осевым вытяжным вентиляторам окрасочных установок должны располагаться вне воздуховодов и иметь Взрывозащищенное исполнение при расположении их внутри цеха или нормальное исполнение при расположении снаружи здания. В окрасочных камерах устанавливают светильники во взрывозащищенном исполнении.

Воздух из помещений с тупиковой расстановкой удаляют: 50 % из верхней зоны осевыми вытяжными вентиляторами, 50 % из нижней зоны через вытяжные каналы.

 

Шахтный вентилятор

Вентилятор шахтный - составная часть вентиляторной установки. По принципу действия вентиляторы шахтные делятся на центробежные и осевые, по характеру использования - на вентиляторы главного (обслуживают всю шахту или её часть) и местного (каждый обслуживает забой подготовительной выработки) проветривания.

В центробежном вентиляторе шахтном воздух через коллектор и направляющий аппарат поступает в каналы между лопатками рабочего колеса. При вращении последнего под действием центробежной силы направление движения воздуха изменяется на 90°. Воздух перемещается по спиральному корпусу и направляется в выходное отверстие, создавая на выходе из диффузора избыточное давление. К рабочему колесу воздух может поступать с одной или двух сторон (вентилятор шахтный одно- или двустороннего всасывания).

В осевом вентиляторе шахтном воздух по коллектору подходит к вращающемуся лопаточному рабочему колесу и далее, двигаясь вдоль оси, через направляющий аппарат, второе рабочее колесо и спрямляющий аппарат, попадает в диффузор, создавая на его выходе избыточное давление. Осевые вентиляторы шахтные, в отличие от центробежных, могут быть реверсивными.

Привод вентилятора шахтного - электрический, вентиляторов местного проветривания - электрический и пневматический. Давление, создаваемое вентилятором шахтным, и его производительность можно регулировать плавно или ступенчато изменением частоты вращения рабочего колеса, поворотом его лопаток и направляющего аппарата. Максимальное значение производительности, давления и коэффициента полезного действия осевых вентиляторов шахтных соответственно 650 м³/с, 4,6 кПа и 0,8, центробежных - 700 м³/с, 9,2 кПа и 0,86. Для увеличения производительности и развиваемого давления вентиляторы шахтные иногда соединяют соответственно параллельно и последовательно. Дальнейшее совершенствование вентиляторов шахтных связано с возможностями повышения давления, производительности, надёжности, снижения уровня шума без увеличения габаритов вентиляторов шахтных.