Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы центробежного вентилятора

Принцип работы центробежного вентилятора

Надежный центробежный вентилятор считается одним из наиболее простых и удобных приборов для нагнетания нужного количества воздушной массы в автономном режиме. Он делится на несколько видов по степеням давления и типу конструкции. Перед покупкой такого устройства стоит заранее изучить его характеристики, спецификацию и принцип функционирования, а также возможные достоинства и недостатки.

Конструктивные особенности и спецификация

Вентилятор радиальный центробежный представляет собой механизм нагнетательного вида для генерации давления в различном диапазоне. Устройства такого типа применяют в системах вентиляции промышленных, коммунальных и коммерческих зданий с целью подачи чистого воздуха и ликвидации опасных летучих компонентов. Они имеют максимально простое строение, которое включает корпус спирального вида, рабочее колесо, лопасти, а также двигатель. Внутренний механизм вентилятора приходит в движение благодаря электрическому мотору либо элементу, отвечающему за вращение вала с крыльчаткой. Приборы этой категории можно устанавливать в помещениях, где соблюдаются определенные условия:

  • поддержание температуры на уровне, не превышающем 80 градусов;
  • содержание механических компонентов в воздухе не более 1 г/м 3 ;
  • отсутствие волокнистых частиц и липких веществ в гуще воздушной массы.

Роторный центробежный вентилятор подходит для вентиляционных и отопительных систем индивидуальных и многоэтажных строений, фильтрационных сельскохозяйственных устройств, выдачи и очищения воздуха в зданиях нежилого типа. Помимо этого воздуходувки применяют в системах для пожаротушения и с целью ускоренной замены воздушных масс в ограниченных пространствах. Более экономичными считаются модели с колесами, лопасти которых загибаются назад, поскольку они потребляют гораздо меньше электричества и быстро справляются с перегрузками системы.

Перед покупкой стоит заранее узнать, из чего состоит центробежный вентилятор, чтобы вовремя устранить возможные неисправности при необходимости и предотвратить аварию.

Принцип работы

Вентиляторы этого типа представлены в двух вариантах: с радиальным или осевым входным отверстием для всасывания воздушного потока. На первоначальном этапе воздушные массы выходят на поверхность крутящегося импеллера. Далее лопатки крыльчатки делят их и переносят внутрь стандартной камеры, где происходит сжимание масс воздуха. На следующем этапе запускается процесс нагнетания потоков в камере и повышается давление газа.

Заключительный цикл работы вентилятора включает отвод сжатого газового вещества к отверстию выхода, после чего воздух начинает поступать в центральный воздуховод и двигаться в заданном направлении. Во время разрежения воздушная масса перемещается от трубопровода либо из замкнутого пространства и затем выводится в окружающую среду либо дополнительное помещение.

Виды центробежных вентиляторов

Принцип функционирования и устройство вентилятора напрямую зависят от его типа. С учетом направления движения масс воздуха такие приборы могут быть вытяжными или оснащаться функцией всасывания с двух сторон. Также их разграничивают по направлению вращения, которое бывает левым или правым. Главным критерием является величина давления воздуха внутри конструкции.

Низкого давления

Низким считается давление величиной до 1000 Па, такие вентиляторы имеют сплошной спектр уровня шумности, состоящий из вихревого и приграничного шумов. Они разделяются на две категории в зависимости от скорости вращения основного колеса, которая составляет менее 30 м/с для первого и 30-50 м/с для второго классов.

Среднего давления

Приборы среднего типа создают воздушные потоки с давлением в пределах 1000-3000 Па. Их устанавливают в отопительных и вентиляционных системах, предназначенных для больших помещений разного назначения. Такие вентиляторы оснащены входными отверстиями с меньшим диаметром и количеством лопаток по сравнению с аналогами низкого давления.

Высокого давления

Такие устройства способны создавать давление воздушного потока, превышающее 3000 Па, и используются для монтажа в системах для вентилирования помещений с большой площадью, включая складские, производственные и торговые. Также они используются с целью выдачи масс воздуха в сушильные печи, во время монтажа систем пневматического перемещения грузов и для прочих нужд.

Конструктивные исполнения

Вентилятор центробежный стандартный вытяжной бывает напольным либо настольным в зависимости от конструкции. Варианты первого типа предназначены для больших помещений, их чаще используют на производстве. Настольные модели более компактные и простые в обслуживании, помимо этого они не доставляют проблем в процессе установки. Устройства для вентилирования различаются и по направлению движения стационарных колес, правосторонние вращаются по часовой стрелке, левосторонние в противоположную сторону. Колеса могут закрепляться различными способами и запускаться с помощью электрического двигателя или клиноременной передачи.

Правила выбора

Специалисты рекомендуют выбирать модели, требующие меньшее количество энергии и имеющие максимальный КПД в рабочей точке. Прибор подбирают по специальному графику, отдавая предпочтение вариантам, которые ближе всего располагаются к заданным параметрам. На такой схеме определяют рабочий режим или точку с учетом пересечения этого пункта с прямой линией равного ей КПД, этот метод подбора является основным.

По точке также производят предельные расчеты вентиляционной сети, при которых принимают во внимание допуски на полноценное давление. При выборе центробежного устройства следует учитывать аэродинамические, шумовые и другие опции, которые присутствуют у вентиляторов общего типа. Оптимальным вариантом станет шумозащитная современная модель, дополненная вытяжкой и системой охлаждения.

Перед покупкой устройства нужно заранее узнать, в какой среде он будет работать. Обычные приборы могут функционировать при температуре воздуха до 80 градусов, в воздушной массе, не содержащей химически активных веществ. Для применения в тяжелых условиях используют центробежные асинхронные вентиляторы, назначение и конструкция которых позволяет им справляться с загрязненным воздухом.

Достоинства и недостатки

Центробежные приборы отличаются от аналогов высоким уровнем производительности, позволяющими им быстро и качественно охлаждать воздух в помещениях. Такие модели полностью безопасны и удобны за счет идущих вниз воздушных потоков, что делает их идеальным выбором для производственных нужд. Оптимальное соотношение цены и качества дает возможность использовать их и в быту, подобрав нужную модель под конкретный дизайн интерьера и индивидуальные потребности. В перечень основных плюсов центробежных устройств входят:

  • компактные габариты;
  • малое количество пусковых токов;
  • возможность регулировать производительность;
  • защита от чрезмерных нагрузок.

У центробежных устройств практически нет минусов. Некоторые пользователи отмечают более высокий уровень шума центробежных вентиляторов, особенно канальных и кухонных, по сравнению с аналогичными приборами.

Центробежные вентиляторы, устройство и принцип работы

Рейтинг: ++++ +

Центробежный (радиальный) вентилятор – устройство, служащее для принудительной перегонки воздуха внутри помещения либо выведения загрязненного воздуха через очистной канал в окружающую среду.

Читайте так же:
Вентиляция в парилке: примеры проверенных схем и разбор правил обустройства

Радиальные вентиляторы («улитки») используют для обеспечения нормальной конвекции воздуха, его очистки и поддержания оптимальной влажности в промышленных, общественных и бытовых помещениях.

Принципиальное устройство

Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса, представляющего собой лопастной ротор с лопатками небольшой высоты. Их количество зависит от диаметра колеса. Форма лопастей чаще всего бывает:

  • загнутой назад (относительно основного вращения), что обеспечивает высокий КПД, энергоэффективность и возможность сжимать воздух до высоких давлений;
  • загнутой вперед, что делает вентилятор менее эффективным (меньшее КПД, малая скорость вращения), но менее шумным.

центробежный вентилятор с назадзагнутыми лопатками

Рис 1. назад загнутые лопатки

центробежный вентилятор с вперед загнутыми лопатками

Рис 2. вперед загнутые лопатки

Реже встречаются модели с плоскими лопатками (практически не применяются в современных устройствах из-за низкого КПД) и лопатками специальной формы исполнения (данные лопасти могут иметь разнообразную геометрию и размеры).

Ротор помещают в кожух-диффузор спиральной конструкции. Кожух оснащен всасывающим и нагнетательным патрубками (в мощных вентиляторах может быть два всасывающих и два нагнетательных патрубка).

Вал соединятся с двигателем:

  • непосредственно (рабочее колесо расположено на валу), что позволяет получить компактный, но шумно работающий прибор;
  • через ременную передачу (на валу вентилятора при этом имеется шкив, через который проходит вращающий его ремень), что увеличивает размеры устройства по сравнению с прямым соединением, но обеспечивает относительно бесшумную работу;
  • прямым подключением.

Принцип работы

Электродвигатель приводит в движение лопасти. Вращаясь, они втягивают воздух, который начинает перемещаться на поверхности импеллера, вращающегося с большой скоростью. На лопатках крыльчатки происходит разделение воздушных масс и нагнетание их в рабочей камере (сжатие). С жатый воздух (газ) направляется в воздуховод, где проходит очистку и выпускается наружу.

Центробежный вентилятор можно использовать для разрежения воздушного пространства. В этом случае воздух (газ) втягивается из воздуховода либо из помещения, а выводится в окружающую среду либо в иное помещение.

При правильном выборе модели устройства и соблюдении элементарных норм эксплуатации, срок службы радиальных вентиляторов соответствует заявленному производителем, и составляет не менее 12 лет.

Классификация центробежных вентиляторов

Радиальные вентиляторы классифицируют по:

  • направлению движения потоков газа (воздуха) подразделяются на вытяжные и двухстороннего всасывания (направление движения воздуха определяется по стороне, лежащей напротив привода);
  • значению величины давления газа делятся на вентиляторы низкого, среднего и высокого давления;
  • по направлению вращений — на вентиляторы с вращением по часовой стрелке (правосторонние) и против часовой стрелки (левосторонние);
  • по степени защиты от влияния внешних факторов – от низкого до повышенного уровня с возможностью фильтрации воздуха, содержащего взвеси твердых частиц; также существуют вентиляторы, изготовленные из инертных материалов, либо из стандартных материалов, имеющих инертное покрытие (используются для фильтрации воздуха, содержащего химически агрессивные примеси);
  • по уровню пожаро- и взрывобезопасности – устройства, с высоким уровнем защиты производят из алюминиевых сплавов с двигателями, исключающими искрообразование.

Области применения

Простая конструкция, надежность, долговечность и удобство применения центробежных приборов сделали их незаменимыми во многих областях.

  • Вентиляторы центробежные используют в производственных цехах для быстрой очистки воздуха от вредных веществ, пыли, механических взвесей.
  • Также на производстве могут использоваться для перегонки газов.
  • В помещениях складского типа данные приборы обеспечивают нужный уровень вентиляции, убирают избыточную влажность.
  • В офисах, торговых залах и общественных местах «улитки» обеспечивают комфортные условия труда.
  • В частных домовладениях применяются для создания комфортного микроклимата.
  • В ванных и туалетных комнатах устанавливают влагозащищенные модели, выводящие избыток влаги и запахи.
  • Радиальные вентиляторы являются частью промышленных отопительных и холодильных систем; устанавливаются в системах кондиционирования.
  • Компактными центробежными приборами охлаждаются двигатели внутреннего сгорания.

Часто в больших зданиях и на предприятиях устанавливают систему, включающую несколько центробежных вентиляторов.

Для подбора вентилятора отправьте заявку нашему менеджеру или позвоните по номеру: 8 (499) 647-40-32. Ответ нашего менеджера будет содержать всю необходимую информацию: цену, техническое описание, срок поставки, условия доставки и оплаты.

Как устроен центробежный вентилятор и обзор производителей

С развитием промышленного сектора большая часть технологических процессов потребовала организации принудительной подачи воздуха. Исключением не стала и бытовая сфера. Наибольшее распространение получил центробежный вентилятор, ставшей основой для множества систем кондиционирования, вентиляции и отопления. Как центробежные вентиляторы выглядят и по какому принципу работают, мы сегодня и поговорим.

Центробежный вентилятор

Что это такое и для чего нужен центробежный вентилятор?

Принцип работы и устройство

Принцип работы центробежных вентиляторов заключается в следующем: воздух засасывается во входное отверстие устройства, попадает в пространство между лопатками колеса, вращающегося в спиральном кожухе, и под воздействием центробежной силы перемещается к выпускному отверстию.

Состоит центробежный вентилятор из колеса с лопастями, спирального кожуха и станины с валом и подшипниками. Для того чтобы вентилятор приходил в движение, прибор оснащается электрическим двигателем.

Внимание: Количество и форма лопастей зависят от целей использования устройства.

Отзывы: плюсы и минусы

Как показывает практика, от других видов устройств центробежные вентиляторы отличаются, прежде всего, высокими показателями производительности, что позволяет прибору справиться с быстрым и качественным охлаждением воздуха в любом помещении.

Кроме того, центробежные вентиляторы полностью безопасны, а выпускаемый воздух направляется вниз, что делает использование устройства на производстве более удобным.

При этом соотношение цены и качества позволяет использовать вентиляторы центробежного типа и в быту, а многообразие моделей позволит подобрать устройство под индивидуальные потребности и дизайн интерьера.

Какой вентилятор лучше центробежный или осевой?

Для того чтобы выяснить, какой вентилятор лучше, рассмотрим основные критерии оценки центробежного и осевого вентиляторов:

  • Аэродинамика. Вентиляторы осевого типа больше подходят для установки в системе с низким давлением и повышенным расходом воздуха. Работа такого устройства возможна и без системы воздуховодов. Центробежные же вентиляторы больше подходят для вентиляционных систем, где при более высоком давлении напора требуется меньший расход воздуха. Наличие воздуховодов при этом обязательно, а вентилятор должен подбираться не только по необходимому расходу воздуха, но и по его аэродинамическому сопротивлению и требуемому давлению вентиляционной сети, к которой он будет подсоединяться.
  • Уровень загрязненности воздуха. Центробежные вентиляторы более приспособлены к работе с повышенной загрязненностью и агрессивными средами благодаря тому, что они изготавливаются из алюминиевых сплавов и оснащаются взрывозащитными электродвигателями. По уровню защиты от искр такие устройства относятся к приборам с повышенным уровнем защиты. Уменьшение влияния загрязнений на вентилятор может быть реализовано за счет включения в сеть фильтра непосредственно перед вентилятором. Так осевые вентиляторы устанавливаются напрямую в окна или другие проемы. Также для работы с высокозапыленной средой существует специальная серия «пылевых»» вентиляторов.
  • Температура воздуха. Центробежные вентиляторы способны выдерживать гораздо более высокие температуры, чем вентиляторы осевого типа. Обуславливается такая устойчивость к температурам конструктивными особенностями центробежных устройств.
  • Управление воздушным потоком. Для обеспечения высокой эффективности работы вентилятора при условии переменных нагрузок наиболее подходящим вариантом является осевой вентилятор. Центробежные приборы, в свою очередь, больше рассчитаны на использование в промышленности, так как за счет конструкции из вращательных лопастей вентилятора способны выдерживать перегрузки по расходу воздуха.
  • Габариты устройства. Осевые вентиляторы отличаются компактными размерами и меньшей требовательностью к условиям монтажа. Кроме того, осевые приборы могут работать в любо положении. В случае же с центробежными вентиляторами необходимо учитывать их конструкторские особенности, требующие обустройства площадки, на которой будет размещаться устройство.
  • Электроснабжение. Центробежные вентиляторы обладают большим моментом инерции, а для их запуска в сравнении с осевыми вентиляторами требуется больший ток, что влечет за собой необходимость использования проводов большего сечения.
  • Уровень звукового давления. Оба типа вентиляторов производят значительный шум во время работы, при этом центробежные вентиляторы преобладают в низком диапазоне частот, а осевые вентиляторы шумят, как правило, в средних частотах.
Читайте так же:
Утеплитель для стен дома снаружи: обзор вариантов + советы по выбору наружного утеплителя

Виды и технические характеристики

Вытяжной

Вытяжные центробежные вентиляторы предназначаются для использования в вытяжных системах производственных и бытовых помещений. Такой вид устройств применяется для устранения воздушных масс, температура которых не превышает 55 градусов.

Крепится вытяжной вентилятор на наружной стороне стены здания и присоединяется к воздуховоду. Как правило, такой тип устройства используется в заведениях общественного питания и жилых помещениях.

centrobezhnyj-ventilyator_00006

Роторный

Конструкция любого центробежного вентилятора предполагает наличие ротора (рабочего колеса) с лопастями, спирального корпуса и станины. При этом ротор насажен на вал, который, в свою очередь, установлен в подшипниках на станине.

Ротор такого вентилятора состоит из двух дисков, между которыми размещаются лопатки. Количество их может колебаться от 6 до 36 штук.

centrobezhnyj-ventilyator_00007

Радиально-центробежный

Основными функциями радиально-центробежных вентиляторов является конвекция воздушных потоков, очищение и регулирование влажности воздуха, а такое создание комфортного для пребывания в помещении микроклимата.

Различаются такие вентиляторы по направленности движения воздушных потоков (вытяжные и двустороннего всасывания), величине воздушного давления (низкого, среднего и высокого уровня) и направлению вращений (левосторонние и правосторонние).

Вентилятор центробежный малогабаритный

Малогабаритные центробежные вентиляторы с диаметрами роторов менее 200 миллиметров являются, как правило, вентиляторами встроенного типа. Использоваться они могут как в стационарных, так и подвижных машинах и технологических установок. Привод малогабаритных вентиляторов осуществляется в основном от малогабаритных высокоскоростных двигателей.

Вентиляторы центробежные высокого давления

Центробежные вентиляторы высокого давления предназначаются для транспортировки воздушных масс и газовых смесей, агрессивность которых по отношению к углеродистым сталям не превышает агрессивность воздушных масс с температурой +80 градусов. При этом рабочие среды не должны содержать пыль или другие твердые частицы в объеме более 100 миллиграммов на метр кубический. Используются такие устройства для подачи воздуха в стационарные системы вентиляции и кондиционирования, а также для иных целей санитарно-технического характера.

centrobezhnyj-ventilyator_00005

Среднего давления

Центробежные вентиляторы среднего давления применяются для транспортировки умеренных объемов воздуха при достаточно высоком уровне сопротивления в устройстве. Используются такие вентиляторы в стационарных системах вентиляции и кондиционирования как производственных зданий, так и жилых и общественных помещений.

Ориентированы центробежные вентиляторы среднего давления на работу с малозапыленными средами. Максимально возможная концентрация взвешенной пыли в воздушной массе составляет 100 миллиграммов на метр кубический. Наличие липких или волокнистых материалов, а также взрывоопасных веществ в рабочей среде не допустимо. Химическая активность рабочей среды при этом не должна превышать аналогичной величины воздуха при его температуре в +80 градусов. В то же время для приборов в теплостойком исполнении максимальный температурный порог составляет +200 градусов.

Низкого давления

Центробежные вентиляторы низкого давления предназначены для перемещения невзрывоопасных газов при малом сопротивлении устройства. Используются такие устройства в основном на производственных предприятиях, однако могут применяться и в составе климатических систем общественных и жилых зданий. Рассчитано такое оборудование на транспортировку невзрывоопасных рабочих сред газообразного типа с умеренной запыленностью и температурой не выше +80 градусов.

Канальный

Канальные центробежные вентиляторы используются в приточных и вытяжных системах вентиляции общего назначения, в гражданском строительстве и промышленности.

Выполняется такой вентилятор по прямоточной схеме, имеет рабочее колесо и специальный входной коллектор. При этом изделие может оснащаться встроенной системой шумопоглощения.

centrobezhnyj-ventilyator_00008

Улитка

Центробежные вентиляторы «Улитка» получили такое название из-за особенностей конструкции, так как внешне агрегат напоминает закрученную спираль.

centrobezhnyj-ventilyator_00001

Промышленные центробежные вентиляторы: производители и популярные модели

Ниже мы рассмотрим технические характеристики наиболее популярных моделей промышленных центробежных вентиляторов:

  • вентилятор канальный центробежный «SHUFT CFK 315 MAX»:
    • страна-производитель: Норвегия;
    • уровень звукового давления: от 51 до 69 дБ;
    • температура рабочей среды: от -20 до +45 градусов;
    • потребляемая мощность: 0,39 кВт;
    • приблизительная стоимость: 9 тысяч рублей.

    centrobezhnyj-ventilyator_00004

    • вентилятор канальный центробежный «SHUFT CFK 200 VIM»:
      • страна-производитель: Норвегия;
      • уровень звукового давления: от 52 до 71 дБ;
      • температура рабочей среды: от -20 до +60 градусов;
      • потребляемая мощность: 0,15 кВт;
      • приблизительная стоимость: 6 тысяч рублей.

      centrobezhnyj-ventilyator_00003

      • центробежные вытяжные вентиляторы серии «STELS 100»:
        • страна-производитель: Россия;
        • уровень звукового давления: 56 дБ;
        • температура рабочей среды: до +40 градусов;
        • потребляемая мощность: 0,058 кВт;
        • приблизительная стоимость: 5 тысяч рублей.

        centrobezhnyj-ventilyator_00002

        Какого производителя и тип лучше выбрать?

        При выборе центробежного вентилятора необходимо обращать внимание не только на его технические параметры, но и на планируемые условия эксплуатации. К примеру, центробежные вентиляторы стандартного исполнения предназначаются для перемещения воздуха, температура которого не превышает +80 градусов. При этом в рабочей средне должно содержаться никаких липких или агрессивных веществ, а содержание твердых примесей и пыли не должно превышать показателя в 100 миллиграммов на метр кубический. В то же время центробежные вентиляторы специализированного исполнения могут работать с высокозапыленными и взрывоопасными средами.

        Еще одним важным параметром, на который следует обратить внимание при выборе вентилятора, является его производительность – показатель, характеризующий количество воздуха, которое прибор сможет переместить за установленную единицу времени. При расчете такого показателя следует учитывать подсосы или потери воздуха в воздуховодах.

        Стоимость центробежных вентиляторов определяется множеством факторов: типом оборудования, мощностью и особенностями эксплуатации.

        В настоящий момент цены на бытовые центробежные вентиляторы начинаются с одной тысячи рублей, при этом стоимость промышленных центробежных устройств может достигать даже нескольких сотен тысяч рублей. Поэтому в каждом конкретном случае точную стоимость агрегата следует уточнять непосредственно у продавца.

        Где купить центробежный вентилятор?

        В Москве

        В Москве приобрести центробежные вентиляторы можно в таких компаниях, как:

        • «Климатический сезон»:
          • адрес: город Москва, Анненский проезд, дом 1, строение 19, офис 4;
          • сайт: http://www.climatseason.ru;
          • телефон: +7 (495) 925-75-44.
          • «Москлим»:
            • адрес: город Москва, улица Большая Черемушкинская, дом 34, офис 237;
            • сайт: http://mos-clim.ru;
            • телефон: +7 (495) 103-41-35.
            • адрес: город Москва, улица Бауманская, дом 58;
            • сайт: https://vpk-radoneg.ru;
            • телефон: +7 (499) 504-91-44.
            • адрес: город Москва, улица 1-я Дубровская, дом 13, строение 4;
            • сайт: http://intario.ru;
            • телефон: +7 (495) 278-02-03.
            • адрес: город Москва, Каширское шоссе, дом 19, корпус 2;
            • сайт: https://ppk-levsha.ru;
            • телефон: +7 (495) 763-54-99.

            В Санкт-Петербурге

            В Санкт-Петербурге реализацией центробежных вентиляторов занимаются следующие организации:

            • «Ровен»:
              • адрес: город Санкт-Петербург, переулок Уманский, дом 68, корпус 1, литера А, офис 101;
              • сайт: https://spb.rowen.ru/;
              • телефон: +7 (812) 401-44-41.
              • адрес: город Санкт-Петербург, улица Смоленская, дом 33, офис 204;
              • сайт: http://www.inklimat.ru;
              • телефон: +7 (812) 337-20-54.
              • адрес: город Санкт-Петербург, проспект Большевиков, дом 52, корпус 9;
              • сайт: http://ventilator.spb.ru/;
              • телефон: +7 (812) 331-00-97.
              • адрес: город Санкт-Петербург, переулок Челиева, дом 7А, литера Л;
              • сайт: http://www.vent-bast.ru;
              • телефон: +7 (812) 640-93-00.
              • адрес: город Санкт-Петербург, шоссе Революции, дом 90;
              • сайт: http://www.teplomash.ru;
              • телефон: +7 (812) 301-99-40.

              Таким образом, установка центробежного вентилятора является эффективным и доступным способом удаления рабочих сред из помещения, а многообразие моделей позволяет подобрать устройство в соответствии с собственными потребностями и финансовыми возможностями.

              Центробежный вентилятор: устройство и принцип работы

              Центробежный вентилятор, улитка, внешний вид

              Издревле люди оснащали свои жилища простейшими системами естественной вентиляции, но время шло, и прогресс не стоял на месте. С появлением первых заводов и фабрик возникла необходимость в принудительной вентиляции. Начали появляться разные устройства для вентиляции, некоторые из них дошли и до наших дней. Одним из таких устройств является центробежный вентилятор.

              Назначение и применение

              Центробежные вентиляторы предназначены для перемещения газов, они применяются в тех местах где не требуется существенного поднятия, или снижения давления (максимальная степень сжатия для вентиляторов — 1,15). Например, в системах охлаждения бытовой техники — для отвода горячего воздуха от радиатора, в отопительных приборах — для обдува нагревательных элементов, в системах дымоудаления и вентиляции, на предприятиях — для перекачки газов и т. д.

              Устройство

              Центробежные вентиляторы, в простонародье называемые улитками из-за сходного внешнего вида, состоят из следующих деталей: спиралевидного корпуса, рабочего колёса с установленными на нём лопатками, имеющими на концах загибы вперёд или назад, станины, и привода (электро или пневмо).

              Вентилятор в разрезе

              Стрелками указано движение потока газа при работе вентиляторного агрегата.

              Центробежный и Канальный вентиляторы

              То, в какую сторону направлены загибы на лопатках, определяется назначением конкретного вентилятора. Лопатки с загнутыми назад концами дают повышенную на 20% экономичность и возможность нормальной работы при перегрузках по расходу газа. Агрегаты с загнутыми вперёд лопатками имеют свои преимущества, это меньший уровень производимого шума из-за более низкой скорости вращения, и компактность, из-за меньших размеров рабочего колёса и соответственно корпуса.

              В станине установлены подшипники для валов двигателя и крыльчатки. На вентиляторные установки обычно ставятся роликовые подшипники, заполненные маслом. На тех моделях, которые эксплуатируются в условиях высоких температур, во избежание перегрева, подшипники оснащены водяной системой охлаждения.

              А также в вентиляторе могут быть установлены входные и выходные заслонки для управления потоками газа внутри его.

              Разновидности устройства

              Сегодня выпускается множество разных вариантов вентиляторных агрегатов. Каждый рассчитан на определённые условия эксплуатации, которые везде разные, поэтому универсальных решений в этой области нет.

              Центробежные вентиляторы делятся по направлению вращения:

              • правого (по часовой стрелке) вращения;
              • левого (против часовой).

              Вентиляторы также делят за типом приводных механизмов:

              • ременной;
              • прямой;
              • регулируемый.

              Вентиляторы делятся за уровнем давления и выделяют следующие типы:

              • высокого (3 кПа — 12 кПа);
              • среднего (1 кПа — 3 кПа);
              • низкого (до 1 кПа) давления.

              По направленности движения воздушных потоков вентиляторные установки классифицируют следующим образом:

              • вытяжные;
              • и двустороннего всасывания.

              Устройство центробежного вентилятора.

              А также существуют установки для использования в условиях агрессивных сред, причём большинство таких агрегатов узкоспециализированы, и предназначены только для эксплуатации в одной, определённой среде, например, среде хлора. Установки для неё делаются из устойчивых именно к хлору материалов, и если применить такой агрегат для работы в иной агрессивной среде, то далеко не факт, что он сохранит герметичность рабочей камеры, и не выйдет из строя.

              Обычные вентиляторы рассчитаны на эксплуатацию при температуре газа до 80 градусов, и содержании в нём твёрдых примесей не более 100 мг на кубометр. Существуют также установки для применения в запылённых средах, т. н. пылевые вентиляторы, у которых содержание твёрдых примесей в рабочем теле ограничено одним килограммом на м³. Достойны упоминания и роторные вентиляторы во взрывобезопасном исполнении, с пневматическим приводом, применяемые в шахтной вентиляции, и на прочих взрывоопасных предприятиях.

              По приводам также есть существенные различия, самый простой и надёжный из них — прямой. В нём крыльчатка установлена непосредственно на вал двигателя, ломаться практически нечему. Недостаток у этого привода все же есть — необходимость иметь регулятор оборотов для мотора при потребности в регулировке мощности вентиляторной установки, так как конструкция привода не позволяет изменять скорость вращения крыльчатки без изменения оборотов двигателя.

              Следующим идёт ременной привод, надёжность у него пониже, чем у прямого (ремень может соскочить со шкива или порваться), но зато уже имеется возможность изменять скорость вращения ротора без изменения таковой у двигателя. Состоит из двух шкивов (первый стоит на валу мотора, второй — на одном валу с крыльчаткой), имеющих несколько канавок с разными диаметрами, перебрасывая ремень между которыми, можно изменять передаточное соотношение, там самым изменяя обороты вентилятора, не затрагивая при этом двигатель.

              Последний тип привода, самый современный из всех — регулируемый. В нём передача вращательного движения осуществляется через магнитную или гидравлическую муфту, расположенную между валами двигателя и вентилятора. Так как такой привод технически сложнее всех предыдущих, то для простоты управления в нём применяется микроконтроллер, что делает возможным использование вентиляторов с таким приводом в централизованных системах, где реализована функция удалённого управления.

              Что касается разницы между вентиляторными установками двустороннего всасывания и вытяжными, то она очевидна: у вытяжного забор газа происходит с одного торца, а у первого — с обоих.

              Принцип действия

              Трудно будет найти более простое в работе устройство, чем центробежный вентилятор, принцип работы которого заключается в следующем: газ всасывается через заборное отверстие, далее он попадает на вращающийся ротор с расположенными на нём лопатками, проходя по каналам между ними, за счёт центробежной силы газ получает ускорение, и покидает ротор. Далее он собирается кожухом, и выбрасывается в выходное отверстие.

              Лекция на тему: «Центробежные вентиляторы»

              Тема: Центробежные вентиляторы. Создание и развитие центробежных вентиляторов. Оборудование вентиляторной установки с центробежными вентиляторами. Реверсные устройства. Схемы реверсирования. Центробежные вентиляторы главного и местного проветривания.

              1. Центробежные вентиляторы

              2. Создание и развитие центробежных вентиляторов

              3. Оборудование вентиляторной установки с центробежными вентиляторами

              4. Реверсивные устройства

              5. Схемы реверсирования

              6. Центробежные вентиляторы главного и местного проветривания

              Центробежные вентиляторы. Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса, закрепленного на валу, спирального кожуха, направляющего аппарата͵ входной коробки, диффузора, рамы и других узлов.

              На рабочем колесе закреплены лопатки, которые при вращении создают приращение давления в потоке, увеличивая скорость движения воздуха от оси вала к оконечностям колеса. Спиральный кожух преобразует динамическое давление в статическое. Осевой направляющий аппарат, установленный перед рабочим колесом, имеет лопатки и механизм для одновременного поворота лопаток. Направляющий аппарат служит для регулирования режима работы вентилятора закручивая поток перед входом в рабочее колесо, а также для уменьшения потребляемой мощности перед пуском вентилятора.

              Создание и развитие центробежных вентиляторов

              В начале девятнадцатого столетия начала развиваться вентиляция с тепловым побуждением поступающего и удаляемого из помещения воздуха. Но отечественными учеными было установлено, что такого рода побуждение имеет несовершенства, которые выражаются в большом расходе теплоты. В связи с этим академик Э.Х.Ленд сделал вывод, что полная и качественная вентиляция может быть только при условии использования механических способов. И уже когда появился центробежный вентилятор , технология системы вентиляции стала быстро развиваться и совершенствоваться. Первый такой вентилятор появился в 1832 году. А еще через три года его начали использовать для проветривания на Чагирском руднике.

              Также его предложили использовать и для проветривания трюмов кораблей и других помещений, где требовались быстра сушка и осуществление испарений. С конца же девятнадцатого века вентиляция с механическим побуждением движения воздушных масс получила более широкое распространение.

              Оборудование вентиляторной установки с центробежными вентиляторами

              Центробежные вентиляторы старого типажа (табл.1) выпуска­лись серийно или небольшими партиями: одностороннего всасыва­ния — ВЦ, ВЦО, ВШЦ и двустороннего всасывания — ВЦД.

              Вентиляторы ВЦ-4 и ВЦ-5 с рабочим колесом диаметром соответ­ственно 4 и 5 м, спроектированные по аэродинамической схеме ЦАГИ Ц-40, предназначены для шахт с большим сопротивлением вентиляционной сети. В вентиляторе ВЦ (рис. 32) рабочее колесо 1 с 24 лопатками помещено в спиральном металлическом диффузоре 2 и закреплено на консольной части вала 3. Вал расположен в двух самоустанавливающихся подшипниках скольжения 4, которые смон­тированы на общей раме 5, укрепленной на фундаменте 6. К диффу­зору 2 примыкает железобетонный пирамидальный диффузор 7. Вал 3 непосредственно соединяется с валом двигателя 8 зубчатой муфтой 9. Перед колесом 1 установлен осевой направляющий аппарат 10 для регулирования подачи и давления вентилятора без его оста­новки. Аппарат 10, заключенный в чугунный корпус, состоит из 14 плоско-выпуклых лопаток и механизма одновременного поворота их. Лопатки могут поворачиваться от положения полного открытия до полного закрытия.

              Технические характеристики центробежных вентиляторов главного проветривания

              Диаметр рабочего колеса, мм

              Скорость вращения вала, об/мин

              Производительность, м 3 /с:

              Статическое давление, кгс/м 2 :

              Для регулирования производительности и давления, а также для пуска вентилятора предусмотрен шибер 11. Для быстрой остановки вентилятора после отключения двигателя имеется тормоз 12. Лопатки рабочего колеса толщиной 10 мм имеют угол входа 140° и выхода 90°, крепятся к коренному и покрывному дискам с помощью угольников и заклепок.

              Смазка подшипников вентилятора циркуляционная, под давле­нием, с помощью зубчатых насосов.

              При работе вентилятора на всасывание струя воздуха поступает из шахты по каналу 13 к колесу 1 и далее выбрасывается колесом 1 через диффузоры 2 и 7 в атмосферу. При реверсировании ляда 14 всасывающего канала 13 поднимается вверх и колесо 1 сообщается с атмосферой, в диффузоре 7 поднимается ляда 15 и вентилятор сообщается с обводным каналом 16, благодаря чему воздух нагне­тается в шахту. Для подъема ляд и шибера применяются лебедки с дистанционным управлением.

              К недостаткам вентиляторов ВЦ относятся сравнительно невы­сокий для мощных центробежных вентиляторов к. п. д. (0,72), малый диапазон регулирования при помощи направляющего аппа­рата и большой маховой момент вращающихся частей, что усложняет пуск двигателя вентилятора.

              Вентилятор ВЦО имеет колесо с 28 5-образными лопатками, приваренными к плоскому коренному и конусному покрывному дискам (такие же диски показаны в описываемых ниже вентилято­рах ВЦД). Направляющий аппарат имеет 12 штампованных лопаток и приводится в действие вручную или при помощи электропривода (при диаметре колеса более 1,5 м). Спиральный диффузор вентиля­тора ВЦО имеет радиальный амортизатор (см. рис. 33) для успо­коения воздушного потока, выходящего из рабочего колеса, что способствует повышению к. п. д. вентилятора.

              К этим вентиляторам поставляются реверсивные металлические коробки с лядами и шиберами для реверсирования струи без бетон­ных обводных каналов.

              Диапазон регулирования при помощи направляющего аппарата в этом вентиляторе шире, чем в вентиляторе ВЦ.

              Вентиляторы ВЦО с диаметром рабочего колеса 1 и 1,5 м пред­назначены главным образом для проветривания проходок шахтных стволов глубиной соответственно 750 и 1000 м.

              Вентилятор ВЦД-2,2 и ВЦД-3,3 (рис. 33) состоит из рабочего колеса 1 двустороннего всасывания с 28 5-образными лопатками на каждой его стороне; вала 2, вращающегося в двух сферических роликовых двухрядных подшипниках 3; спирального диффузора 4: с радиальным амортизатором 5; двух всасывающих патрубков 6; двух направляющих аппаратов 7, снабженных механизмами одно­временного поворота лопаток с двигательными приводами 8. Вал вентилятора и вал двигателя 9 соединяется через зубчатую муфту 10

              hello_html_34bf19d9.png

              hello_html_66760d3a.png

              Рис. 33. Вентиляторы ВЦД-2,2 и ВЦД-3,3

              На рис. 34 показано рабочее колесо вентилятора ВЦД. Вал вентилятора ВЦД-2,2 трубчатый сварной состоит из двух цапф, трубы и обода, а вал вентилятора ВЦД-3,3 — цельнокованый.

              hello_html_1860db4c.png

              Рис. 34. Рабочее колесо вентиляторов ВЦД-2,2 и ВЦД-3,3:

              1 — коренной диск; 2 — покрывные диски; 3 — обте­катели; 4 — ступица; 5 — лопатки; 6 — лабиринтовые уплотнения

              hello_html_m41c0f71f.pngТак как в описанных вентиляторах ВЦО и ВЦД рабочие колеса имеют радиальные или слегка загнутые лопатки с углами выхода 90—110°, то повысить к. п. д. этих вентиляторов более достигнутых 0,75—0,77 трудно. Увеличение к. п. д. вентиляторов возможно в том случае, когда рабочее колесо имеет лопатки, загнутые назад, с углами выхода 130—160°, но такие вентиляторы имеют недостаток — сравнительно небольшое давление.

              Для увеличения давления вентиляторов с рабочими колесами, имеющими лопатки, загнутые назад, необходимо значительно по­высить скорость вращения рабочего колеса, что, однако, ограничено условием его прочности. Для повышения прочности колес можно вместо тонких лопаток применять пустотелые крыловидные лопатки. С повышением прочности таких колес и при окружной скорости 100— 120 м/сек крыловидные лопатки улучшают и аэродинамические характеристики вентиляторов.

              Цhello_html_m769ce333.pngентробежные вентиляторы нового типажа (ГОСТ 11004—64) одностороннего всасывания — ВЦ и ВЦП и двустороннего всасы­вания — ВЦД, ВРЦД, ВЦПД (Р — рудничный, П — про­ходческий), созданы по современным высокоэконо­мичным аэродинамическим схемам, разработанным ИРМ и ТК им. М. М. Федорова (табл. 5).

              Рис. 35. Рабочее колесо центробежного вентиля­тора нового типажа

              Рабочие колеса в этих вентиляторах имеют крыло- видные, загнутые назад ло­патки с углом выхода не ме­нее 135° (рис. 35). Статиче­ский к. п. д. этих вентиля­торов доведен до 0,88 при средневзвешенном к. п. д. в нормальной области работы не менее 0,72. Аэродинами­ческие характеристики

              (рис. 36) имеют крутые на­порные кривые /—//, обес­печивающие устойчивую па­раллельную работу вентиля­торов, а кривые потребляемой мощности сравнительно пологие с максимумом, близким к оптимальному режиму (при т| тах ). При такой форме кривой мощности исключается опасность перегрузки электродвигателей при резком понижении сопротивления вентиля­ционной сети.

              Вентиляторы ВЦ-11, ВЦ-16 (ВШЦ-16), ВЦ-25, ВЦ-32 конструк­тивно сходны. Рабочее колесо этих вентиляторов имеет восемь крыловидных лопаток, приваренных к плоскому коренному и кони­ческому покрывному дискам. Жесткость колеса в осевом направле­нии увеличивается обтекателем, укрепленным на коренном диске, который соединяется со ступицей, насаженной при помощи шпонок на консоль главного вала. В вентиляторе ВЦ-25 (рис. 37, а) корен­ной диск приварен непосредственно к обтекателю, отлитому заодно со ступицей. Соединение коренного диска со ступицей и обтекателя с коренным диском производится электросваркой. В вентиляторе

              Вентиляторы местного проветривания

              Небольшие вентиляторы расположенные около мест работы называются вентиляторами местного проветривания.

              Первые вентиляторы были введены в эксплуатацию ещё в 1923 году для проветривания тех мест, где воздух не мог естественным путём доходить до тупиковых выработок. В течение следующих лет сотни тупиковых выработок были оснащены такими вентиляторами.

              Большая работа в области вентиляции местного проветривания выполнена фирмой «Дуот Вентилейшен», которая установила направляющий аппарат управляемый с помощью пневмопривода.

              Следующее ппоколение вентиляторов было довольно своеобразным: с 5-ю насаженными на рабочее колесо лопатками винтового типа и 10-ю изогнутыми направляющими лопатками, которые предназначались для закручивания потока входящего в реактивную область на половине диаметра рабочего колеса за направляющими лопатками. Эти вентиляторы могли подавать 1,18 м3/с воздуха на 1525 м по длинным каналам.

              Вентиляторы местного проветривания всегда используются с турбиной, прикреплённой с одной стороны вентилятора и протягивающейся до забоя. Турбина монтируется непосредственно по окружности рабочего колеса, вследствие чего вентилятор имеет компактный вид. Первые вентиляторы местного проветривания имели закрытый двигатель, который вращался вокруг неподвижной оси. Рабочее колесо вентилятора было открытого типа и крепилось непосредственно к валу двигателя. Эффективность вентиляторов с приводом от сжатого воздуха значительно ниже, чем вентиляторов с электрическим приводом, поэтому последние заменили первые.

              Первые большие вентиляторы были очень надёжны, чтобы соответствовать проектным требованиям. Расчёты на прочность выполнялись вручную, иногда с помощью логарифмических таблиц, а позже с помощью логарифмической линейки. Сегодня для оптимизации выбора вентиляторов с нужными показателями, расчёта давления, выбора материалов, подшипников и улучшения конструкции вентиляторов используются компьютеры.

              Также на практике обычным является установление электронных устройств для контроля вибрации и температуры подшипников. Это делается для предотвращения поломки вентилятора, своевременного проведения ремонта и покупке запасных частей.

              Часть подачи вентилятора идёт по трубе в забой, а часть выбрасывается по трубе из вентилятора.

              Вентиляторы местного проветривания имеют некоторые преимущества над обычными средствами подачи воздуха в забой (перемычка). Перемычка часто используется для разделения прохода, чтобы направлять воздух в забой. Трубопровод нуждается в меньшем пространстве, чем перемычка, и обычно менее подвержен повреждению. Трубопровод обеспечивает лучшую видимость для операторов и лучшую манёвренность для оборудования.

              Вентиляторы местного проветривания должны быть установлены и работать таким образом, чтобы предотвратить рециркуляцию воздуха. Рециркуляцию можно устранить реверсированием потока воздуха в вентиляторе. Если вентилятор местного проветривания перемещает больше воздуха, чем подаёт вентилятор главного проветривания, то произойдёт рециркуляция воздуха.

              Вопросы для самоконтроля:

              1. Какой вентилятор называется центробежный?

              2. Назовите особенности конструкции центробежного вентилятора?

              3. Когда был создан центробежный вентилятор?

              4. Какие способы реверсирования воздушной струи вентиляторной установки бывают?

              5. Какая конструкция центробежного колеса?

              1.Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Горная механика. М.: Недра, 1982 с. 49 — 62

              голоса
              Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию