§ 104. Регулирование центробежных компрессорных машин

В зависимости от назначения машины регулирование ее в основном осуществляют на постоянное давление при переменной производительности или на постоянную производительность при переменном давлении. Кроме того, для некоторых производств не­обходимо, чтобы машина одновременно 'изменяла и давление и про­изводительность подаваемого газа.

Регулирование производится изменением числа оборотов и дросселированием в зависимости от типа двигателя компрессорной ма­шины. Распространенными двигателями ЦКМ являются газовые или паровые турбины и синхронные или асинхронные электродви­гатели трехфазного тока. Если машина приводится в работу от турбины, то регулирование производится изменением числа оборо­тов турбины. Это самое точное и экономичное регулирование. Если привод компрессора осуществляется от электродвигателя, который обычно работает с постоянным числом оборотов, то регулирование производится дросселированием газа на всасывании или нагнетании. Более распространенное и экономичное регулирование дросселированием на всасывании.

Изменение числа оборотов и дросселирование можно осущест­влять вручную, с помощью паро- или газовпускного вентиля, регу­лятора скорости турбины 'или привода к дроссельной заслонке ЦКМ. Кроме ручного регулирования, применяется автоматическое поддержание постоянного давления или производительности. В обо­их случаях ЦКМ снабжаются дополнительно антипомпажными устройствами.

В ЦКМ, работающих на взрывоопасных газах с небольшим из­быточным давлением на всасывании, во избежание образования вакуума и возможности подсоса воздуха, дроссельные органы уста­навливают в нагнетательных трубопроводах или при наличии про­межуточного охлаждения газа — во всасывающем трубопроводе второй ступени. На некоторых ЦКМ применяют регулирование производительности перепуском части газа из нагнетания послед ней или промежуточной ступени на всасывание первой ступени.

Для ЦКМ с постоянной скоростью вращения наиболее эконо­мичным регулированием является изменение направления потока газа перед входом в рабочее колесо путем изменения положения лопаток направляющего аппарата. Однако вследствие значитель­ного усложнения конструкции ЦКМ этот способ пока еще не полу­чил широкого распространения и применяется только на машинах нескольких типов.

§ 105. Вентиляторы

Вентиляторы служат для подачи воздуха или газа при давлении, не превышающем 0,15 ат изб. По принципу действия вентиляторы делятся на центробежные и осевые. Центробежные применяют для подачи газа при относительно больших давлениях, а осевые—для подачи больших объемов газа при относительно малых давлениях. Вентиляторы, приспособленные для перемещения дымовых газов, называют дымососами. Вентиляторы, перемещающие воздух, за­соренный механическими примесями, называют пылевыми.

Центробежные вентиляторы. В зависимости от величины напора, создаваемого вентиляторами, их делят на три группы: низкого давления, создающие напор до 100 мм вод. ст., среднего давления от 100 до 300 мм вод. ст., высокого давления—от 300 до 1500 мм вод. ст. Вентиляторы всех групп имеют одно и то же кон­структивное устройство и различаются только высотой рабочих колес: чем выше давление, тем меньше высота колеса.

Центробежные вентиляторы (рис. 147) состоят из трех основ­ных частей: рабочего колеса /, спирального кожуха 6 и станины 7 с валом и подшипниками. Рабочее колесо состоит из лопаток 2, заднего диска 3, ступицы 4 и переднего кольца (покрывного дис­ка) 5.

Вращающееся рабочее колесо / непрерывно захватывает воз­дух или газ и посредством лопаток 2 отбрасывает его в радиальном направлении в кожух 6. Лопатки рабочего колеса в зависимости от типа вентилятора имеют различную форму и длину. Их изготов­ляют из листовой, углеродистой стали и прикрепляют к диску и пе­реднему кольцу посредством клепки или сварки. Применяют также цельноштампованные и литые колеса.

Кожух вентилятора сваривают и склепывают из листовой стали. В вентиляторах, перемещающих взрывоопасные газы, применяют литые кожухи из чугуна и алюминия.

Для плавного перехода воздуха или газа из рабочего колеса в нагнетательный трубопровод кожух делают в виде спиральной камеры. Кожух имеет два патрубка: всасывающий (сбоку) кругло­го сечения и нагнетательный прямоугольного сечения. Рабочие колеса вентиляторов большой производительности выполняют с двусторонним входом, а кожух—с двумя вса­сывающими патрубка­ми.

Ступицы изготовля­ют литыми или точены­ми. Прикрепляют их к задним дискам с по­мощью заклепок, бол­тов и сварки. Ступицы служат для насажива­ния рабочих колес на вал, крепят их с по­мощью шпонок и сто­порных болтов. Стани­ны отливают из чугуна или сваривают из лис­товой стали.

Рис. 147. Центробежный вентилятор

В вентиляторах, перемещающих воздух с примесями агрессив­ных паров или газов, вся проточная часть (кожух, рабочее колесо, вал) 'изготовляется из кислотоустойчивых сталей, 'пластмасс, алю­миния и других материалов.

Вентиляторы приводятся в работу от электродвигателей непо­средственно или с помощью ременной передачи.

В последнее время разработаны и. выпускаются более эконо­мичные центробежные вентиляторы с лопатками, загнутыми назад. Наиболее распространенными из них являются:

вентиляторы низкого давления типов Ц4-70, Ц4-68 (в металли­ческом и винипластовом исполнениях);

'вентиляторы среднего давления типов Ц4-70, Ц4-76, ВЩЦ-10, ВЩЦ-15.

Для примера На рис. 148 показан вентилятор № 5 типа Ц4-68 в винипластовом исполнении, 'применяемый для перемещения хими­чески агрессивных газов, взрыво- и пожароопасных газовых смесей.

Номер вентилятора обозначает диаметр его колеса в децимет­рах.

Вентилятор состоит из следующих основных узлов: рабочего колеса 3, корпуса 2, коллектора /, ходовой части 4 'и стойки 5. Корпус сварен из винипластовых листов. К задней стенке корпуса с наружной стороны винтами присоединяют стальной диск, к которому приварено кольцо. Кольцо позволяет установить корпус в требуе­мое положение и непосредственно соединить с ходовой частью вен­тилятора. Коллектор вентилятора изготовляют также из винипластовых листов сваркой и присоединяют

Рис. 148. Вентилятор № 5 типа Ц4-68 в винипластовом исполнении

к корпусу потайными винтами. Стальные головки винтов, выступающие внутрь корпуса, защищены винипластом или кислотостойкой замазкой.

Рис. 149. Рабочее колесо винипластового вентилятора № 5 типа Ц4-68

Рабочее колесо (рис. 149) винипластового вентилятора—свар­ной конструкции — состоит из переднего конического 2 и заднего плоского 4 дисков, 12 плоских лопаток 3 и составной втулки 1. Ло­патки с одной стороны отгибают и приваривают к заднему диску, а с другой — без отбортовки к переднему диску. Втулку рабочего колеса изготовляют из нескольких склеенных между собой винипластовых листов и приклеивают к заднему диску.

Вал вентилятора соединяют с ва­лом привода непосредственно через упругую муфту, плоско- или клиноременную передачу.

б

Рис. >1б0.

Осевой вентилятор: а — схема, б — общий вид

Осевые вентиляторы. Осевой венти­лятор (рис. 150) состоит из цилиндри­ческого кожуха 2, лопаточного колеса / и электродвигателя 3. Входной и вы­ходной патрубки делают расширяю­щимися в виде диффузоров. Воздух или газ поступает в осевом направле­нии и под воздействием быстро вра­щающихся лопаток колеса перемеща­ется в том же направлении. Во многих вентиляторах рабочие колеса насажи­вают непосредственно на валы двига­телей, на которые надевают соответст­вующие обтекатели 4. Электродвига­тель вместе с лопаточным колесом ук­репляют внутри кожуха, располагая его в потоке воздуха или газа. В ряде случаев, особенно при отсасывании го­рячих и запыленных газов, двигатель выносят из потока. В современных крупных вентиляторах на выходе, кро­ме цилиндрических диффузоров, уста­навливают аппараты, выпрямляющие поток, а на входе ставят поворотные лопатки, позволяющие регулировать производительность.

Рабочие колеса осевых вентилято­ров состоят из втулок и лопаток. Втулки бывают сварные и литые. Лопатки штампуют из листового металла или отливают. К втулкам лопатки крепятся путем клепки, сварки или при помощи стержней и гаек. 'Изготовляют также цельные осевые колеса штамповкой из листового металла или отливкой. Материал кожуха, осевых колес, вала двигателя и других внутренних частей зависит от температу­ры и состава перемещаемых газов.

Практически все осевые колеса обладают реверсивностью, т. е. при изменении направления вращения изменяется направление по­тока. Однако если лопатки имеют несимметричный профиль, то реверсирование приводит к уменьшению напора и к. п. д. вентилятора. При симметричном профиле лопаток вентилятор работает хорошо в обоих направлениях. Осевые вентиляторы изготовляют одноступенчатыми и многоступенчатыми.

В настоящее время в большом количестве выпускаются осевые вентиляторы ЦАГИ типа МЦ общепромышленного назначения, ко­торые отвечают требованиям современного вентиляторостроения. Вентилятор (рис. 151) состоит из сварного рабочего колеса / и корпуса 2. К корпусу приварены стойка 7 и подмоторная рама 6, на

Рис. 151. Осевой вентилятор ЦАГИ типа МЦ № 4

которой установлен электродвигатель 3. Рабочее колесо насажено на вал электродвигателя и от осевого смещения зафиксировано винтом 4. Зазор между концами лопаток рабочего колеса и корпу­сом регулируют прокладкой 5.