1.4 По способу установки и расположению рабочих органов

По способу установки — стационарные и передвижные компрессоры. На предприятиях нефтехимии используются в основном стационарные компрессоры, установленные на фундаментных основаниях.[2]

По расположению рабочих органов (штоков, поршней, валов рабочих колес и др.) — горизонтальные, вертикальные и наклон - .. 1ые компрессоры. Центробежные и осевые компрессоры, как правило, горизонтальные. Наклонные рабочие органы (цилиндры) встречаются у некоторых поршневых компрессоров, имеющих несколько цилиндров (например, 2—4 цилиндра).

В настоящее время применяют компрессоры (поршневые), которые имеют вертикальные и горизонтальные цилиндры (так называемые угловые компрессоры), а также компрессоры с встречным движением поршней (оппозитное расположение цилиндров).

1.5 По развиваемой производительности

Различают:

• малые компрессоры производительностью до 0,015 м3/с;

• средние компрессоры производительностью от 0,015 до 1,5 м3/с;

• крупные компрессоры производительностью 1,5 м2/с.

Следует отметить, что поршневые компрессоры, как правило, относятся к разряду только мелких и средних компрессорных машин, а вентиляторы — к разряду средних и крупных машин. Созданы конструкции осевых вентиляторов, производительность которых составляет 22—15 м3/с.[2]

2 . Вентиляторы

В общем случае вентилятор — ротор, на котором определенным образом закреплены лопатки, которые при вращении ротора, сталкиваясь с воздухом, отбрасывают его. От положения и формы лопаток зависит направление, в котором отбрасывается воздух. Существует несколько основных видов по типу конструкции вентиляторов, используемых для перемещения воздуха:

• осевые (аксиальные);

• центробежные (радиальные);

• диаметральные (тангенциальные);

• безлопастные (принципиально новый тип).[14]

Центробежные вентиляторы

Центробежными вентиляторами называют машины для перемещения чистых газов и смесей газов с мелкими твердыми материалами, имеющие степень повышения давления не более 1,15 при плотности потока 1,2 кг/м³. Характерным признаком центробежного вентилятора является повышение давления за счет работы центробежной силы газа, движущегося в рабочем колесе от центра к периферии.[]

Данный вид вентилятора имеет вращающийся ротор, состоящий из лопаток спиральной формы. Воздух через входное отверстие засасывается вовнутрь ротора, где он приобретает вращательное движение и, за счет центробежной силы и специальной формы лопаток, направляется в выходное отверстие специального спирального кожуха (так называемой «улитки», от внешнего сходства). Таким образом, выходной поток воздуха находится под прямым углом к входному. Данный вид вентилятора широко применяется в промышленности.

В зависимости от типа, назначения и размеров вентилятора, количество лопаток рабочего колеса бывает различным, а сами лопатки изготавливают загнутыми вперёд или назад (относительно направления вращения). Применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, даёт экономию электроэнергии примерно 20 %. Также они легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Преимуществами радиальных вентиляторов с лопатками рабочего колеса, загнутыми вперёд, являются меньший диаметр колеса, а соответственно и меньшие размеры самого вентилятора, и более низкая частота вращения, что создаёт меньший шум.[14]

Конструктивное устройство центробежного вентилятора простейшего типа показано на рис. 12.

Рис.12. Трехзаходный винтовой компрессор

Рабочее колесо вентилятора состоит из литой ступицы 1, жестко сопряженной с основным диском 2. Рабочие лопатки 3 крепятся к основному диску 2 и переднему диску 4 , обеспечивающему необходимую жесткость лопастной решетки 5; 6 - шкив привода вентилятора. Корпус 7 вентилятора крепится к литой или сварной станине 8, на которой располагаются подшипники 9, несущие вал вентилятора с посаженным на него рабочим колесом; 10 и 11 - фланцы крепления всасывающей и напорной труб.

Центробежные (радиальные) вентиляторы подразделяются на вентиляторы высокого свыше 2,943 до 11,772 кПа, среднего 0,981 до 2,943 и низкого давления до 0,981.

Конструктивная форма и размеры вентилятора определяются его подачей, давлением и частотой вращения.[3]

Рис.13. Схемы конструкций рабочих колес центробежных вентиляторов

Формы конструкций рабочих колес вентиляторов указаны на рис.13.

Барабанная (а) и кольцевая (б) формы свойственны вентиляторам низкого давления с лопатками, загнутыми вперед; формы б, в и г характерны для вентиляторов низкого, среднего и высокого давлений с лопатками, загнутыми назад.

Центробежные вентиляторы из алюминиевых сплавов, (укомплектованные взрывозащитными электродвигателями, по уровню защиты от искрообразования) относятся к вентиляторам с повышенной защитой, то есть к вентиляторам, в которых предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр. Вентиляторы предназначены для перемещения газопаровоздушных взрывоопасных смесей с температурой не выше 80º С, не вызывающих ускоренный коррозии проточной части вентиляторов, не содержащих взрывчатых веществ, взрывоопасной пыли, липких и волокнистых материалов с запыленностью не более 10 мг/м³.[11]

Рис.14. Стандартные положения корпусов вентиляторов общепромышленного назначения

Рис.15. Конструктивные схемы исполнения радиальных вентиляторов

З начительные преимущества имеют вентиляторы, выполненные по схеме 1. Они безотказны в работе, компактны, экономичны и бесшумны. В таких вентиляторах колесо посажено непосредственно на вал электродвигателя. Однако это положение колеса возможно только при малом его диаметре, т.е. в малых вентиляторах. В вентиляторах больших размеров колеса с валом двигателя соединяют при помощи муфт (схемы 2, 3). В вентиляторах с ременной передачей шкив размещается между подшипниками (схема 5) или консольно (схемы 4, 6, 7).

Следует отметить, что непосредственное соединение вентилятора с электродвигателем хотя и более выгодно (отсутствуют потери на передачу, обеспечивается компактность установки), все же имеет и недостатки: выпускаемые промышленностью и применяемые в системах теплогазоснабжения и вентиляции асинхронные электродвигатели имеют ограниченное число оборотов (750, 950, 1450 и 2900 об/мин), что делает невозможным регулирование числа оборотов вентиляторов. Установка вентилятора на ременной передаче позволяет подбором шкивов изменять число его оборотов в широких пределах[3]

Осевые вентиляторы

Осевым вентилятором называется вентилятор, в котором воздух (или газ) перемещается вдоль оси рабо­чего колеса, вращаемого двигателем (рис. 16). Как и у радиальных вентиляторов, характеристики осевых вентиляторов показывают зависимость давления и мощно­сти на валу и КПД от подачи.[10]

Рис.16. Схема осевого вентилятора:

1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – обтекатель

Данный вид вентилятора содержит лопасти (в некоторых случаях вместо понятия «лопасти» применяется понятие «лопатки»), которые перемещают воздух вдоль оси, вокруг которой они вращаются. В виду совпадения направления движения всасываемого и нагнетаемого воздуха, а также, в большинстве случаев, простоты изготовления, этот вид вентилятора является наиболее распространенным.

Вентиляторы осевые предназначены для перемещения воздуха в системах вентиляции зданий. Они могут использоваться как для непосредственной установки в канал воздуховода, так и для настенной установки.

И меют простую конструкцию: корпус, в котором помещается осевое рабочее колесо с лопатками, и двигатель, обеспечивающий вращение. Эти вентиляторы легко регулировать и обеспечивать большую производительность посредством направления поворота лопаток.

Так же они обладают рядом преимуществ: небольшая площадь для монтажа, возможность управления вращением, малая мощность потребления энергии. Применяется для приточной и вытяжной вентиляции в производственных, сельскохозяйственных и административных помещениях. Может эксплуатироваться при температуре от +40°C до -40°C. Он создает направленные воздушные потоки вдоль оси вращения, обеспечивая принудительную циркуляцию воздуха. Вентиляторы осевые гарантируют быструю очистку окружающей атмосферы от разнообразных примесей.

Перемещая объёмы воздуха из внешнего пространства во внутренние помещения способны выполнять функцию кондиционирования.

Вентилятор диаметрального сечения (тангенциальный)

Имеет ротор типа «беличья клетка» (ротор пустой в центре и лопатки осевого вентилятора вдоль периферии) (рис.17) — обычно выполнен в форме перца. Вместо стенок у цилиндра крыльчатка из загнутых вперед лопастей. Крыльчатка тангенциального вентилятора встроена в корпус в форму диффузора, напоминающий корпус центробежного вентилятора. Только воздух забирается не с торца вентилятора, а по всей его длине с фронтальной стороны устройства. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а потом благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении. [11]

То есть в тангенциальных (тангенсальных) вентиляторах воздух поступает вдоль периферии ротора, и движется к выходу подобно тому, как это происходит в центробежном вентиляторе. (рис 18)Такие вентиляторы производят равномерный воздушный поток вдоль всей ширины вентилятора и бесшумны при работе. Они сравнительно громоздки, и воздушное давление низкое. Тангенциальные вентиляторы широко применяются в кондиционерах, воздушных завесах, фанкойлах и других устройствах, где не важен напор воздуха. Отличительной особенностью тангенциальных вентиляторов можно назвать большой расход воздуха, низкий уровень шума и низкий создаваемый напор. Последняя особенность определяет невозможность осуществлять глубокую фильтрацию воздуха при помощи бытового кондиционера.

Рис.17. Вентилятор диаметрального сечения

Рис.18. Прохождение воздушного потока через диаметральный вентилятор.

Диагональные вентиляторы

Являются синтезом радиальных и осевых. Воздух, проходя сквозь него, движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе отклоняется на 45 градусов.(рис.19) Радиальная крыльчатка за счет центробежной силы, действующей в радиальном направлении, увеличивает статическое давление. Достигаемая эффективность — до 80%.[12]

Рис.19. Прохождение воздушного потока через диагональный вентилятор.

Вентиляторы по исполнению

Также вентиляторы разделяют по способу исполнения:

• многозональные;

• канальные;

• крышные;

• потолочные;

Многозональные вентиляторы

Многозональные центробежные (рис.20) вытяжные вентиляторы имеют специальный корпус, позволяющий подключить несколько всасывающих воздуховодов, вытягивающих воздух из разных зон. Зоной может быть отдельный вентканал, комната или даже часть большого помещения. Такие вентиляторы могут быть незаменимы на объектах, где следует сделать вытяжку из нескольких мест, а канал для выброса воздуха всего один. Многозональные вытяжные вентиляторы позволяют оптимизировать сеть воздуховодов, сократить количество дорогих фасонных изделий, используя при этом однотипные гибкие воздуховоды.[12]

Рис.20. Многозональный вентилятор.

Канальные вентиляторы (прямоточный)

Предназначены для монтажа в вентиляционный канал круглого или прямоугольного сечения.(рис.21) Вентиляторы этого типа устанавливаются на одном валу с электродвигателем в едином корпусе с использованием виброизолирующих прокладок. Вентилятор может быть осевым, многолопастным или радиальным, с лопатками загнутыми как вперед так и назад, одностороннего или двухстороннего всасывания. Корпус канальных вентиляторов может изготавливаться из специального пластика, из гальванизированной стали и даже быть смешанным. Из-за небольших габаритных размеров канальные вентиляторы могут устанавливаться непосредственно в сети воздуховодов, встраиваться в канальные системы вентиляции и кондиционирования воздуха и скрываться за подшивным потолком или в специальных вертикальных шкафах. Возможно любое (горизонтальное, вертикальное или наклонное) положение вентилятора при его установке. Основные преимущества канального вентилятора связаны с его компактностью при значительных расходах воздуха.[12]

Рис.21. Канальный вентилятор.