2302

На рис. 5 изображены кожухи и рабочие колеса радиальных вентиляторов. На рис. 6 показаны различные положения кожуха радиальных вентиляторов [5].

Вращение колеса будет правильным, если оно направлено по ходу разворота спирали кожуха.

Рис. 6. Положение кожуха радиальных вентиляторов общего назначения: а – вентиляторов правого вращения; б – вентиляторов левого вращения

Рис. 7. Конструктивные схемы исполнения радиальных вентиляторов

10

Конструктивные схемы исполнения радиальных вентиляторов представлены на рис. 7 [5].

Значительные 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). Вентилятор двухстороннего всасывания изображен на схеме 7.

Установка колес на вал между двумя подшипниками обеспечивает более спокойную работу вентилятора, но усложняет его конструкцию, монтаж и увеличивает габариты.

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.

Кожухи вентиляторов на прочность не рассчитываются, и толщина их стенок принимается по конструктивным соображениям. Например, кожухи для вентиляторов общего назначения изготавливают из листовой стали толщиной 1,5 3 мм, для дымососов и пылевых вентиляторов – 2 5 мм.

Заводы выпускают вентиляторы определенных типов, т.е. выполненными по одной конструктивной и аэродинамической схемах. Типы вентиляторов объединяют в серии; каждой серии и каждому типу присваивают определенный индекс.

Различие в габаритных размерах разных вентиляторов согласуется с его номером, который назначается по наружному диаметру рабочего колеса, выраженному в дециметрах. Например, вентилятор № 5 имеет колесо с наружным диаметром 5 дм. Остальные размеры вентилятора принимаются в процентах от наружного диаметра колеса.

Наша промышленность в настоящее время выпускает вентиляторы многих типов и серий. Введен ГОСТ 5976-90 для вновь проектируе-

11

мых вентиляторов общего назначения, согласно которому устанавливается следующая номенклатура номеров вентиляторов: 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 16, 20. По требованиям ГОСТа КПД вентиляторов должен быть не ниже 0,7.

В соответствии с указанным ГОСТом выпускаются колеса и кожухи вентиляторов, а также предусмотрена форма исполнения. Согласно новой номенклатуре вентилятору присваивается индекс, в котором указаны;

1)давление вентилятора: «н.д.» низкое давление, «с.д.» среднее и «в.д.» высокое;

2)назначение вентилятора: Р – радиальный общего назначения; РП – пылевой и т.д.;

3)коэффициент давления при оптимальном режиме – цифрой, соответствующей 10-кратной величине этого коэффициента (с округлением до целых единиц);

4)удельное число оборотов (быстроходность) цифрой, округленной до целых единиц;

5)номер вентилятора – цифрой, соответствующей размеру диаметра колеса в дециметрах;

6)исполнение по конструктивной схеме – «исполнение 1», «исполнение 2» и т.д. (см. рис. 7);

7)направление вращения – «правый» или «левый»;

8)направление выходного отверстия «В», «Н» и т.д. (см. рис. 6). Например, радиальный вентилятор общего назначения низкого

давления, с коэффициентом давления 0,403, быстроходностью 70, диаметром колеса 800 мм, непосредственной посадкой колеса на вал электродвигателя, правого вращения и выпуском вверх будет иметь индекс «Вентилятор н.д. Ц4-70 № 8, исполнение 1, правый «В».

Следует отметить, что в литературе часто радиальный вентилятор называют центробежным вентилятором. Вследствие чего в обозначении вентилятора букву Р (радиальный) заменяют на букву Ц (центробежный).

Технические характеристики и габаритные размеры некоторых вентиляторов, применяемых в системах теплогазоснабжения и вентиляции, приведены в приложении 1.

Кроме вентиляторов, параметры которых приведены в приложении 1, выпускается еще ряд вентиляторов разных серий и типов как массовым производством, так и по специальным заказам для различных ведомственных нужд.

12

В приложении 1 приведены габаритные размеры и технические данные вентиляторов ВЦ4-70, серийно выпускаемых промышленностью. Они имеют 12 прямых плоских лопастей, загнутых назад.

Всасывающий патрубок в кожухе выполнен в виде коллектора; он должен вводиться внутрь колеса на расстояние, равное 0,01D2 . Диаметр патрубка на входе в колесо составляет 0,72D2 (наружного диаметра колеса), КПД вентилятора ВЦ4-70 доходит до 0,8 и развиваемое давление при окружной скорости до 45 м/с составляет 1000–1200 Па.

Вентиляторы, предназначенные для перемещения воздуха, содержащего механические примеси, называются пылевыми вентилятора-

ми.

На рис. 8 представлен пылевой вентилятор ВЦП6-46 и даны его габаритные размеры (в процентах от диаметра). Такие вентиляторы имеют шестилопастные колеса с лопастями, загнутыми вперед и удлиненными в радиальном направлении до втулки. Их применяют для пневматической транспортировки древесных опилок, стружек, хлопка, волокна и др., а также в качестве дымососов в котельных установках (при суммарных потерях давления до 2000 Па). Основным недостатком этих вентиляторов является недостаточная прочность колес, что вследствие неравномерного истирания лопастей механическими примесями довольно быстро приводит к неудовлетворительной работе вентилятора.

Рис. 8. Радиальный вентилятор типа ВЦП6-46 с размерами, выраженными в процентах от наружного диаметра колеса

13

Для технологических целей – дутья в вагранки и печи, а также для вентиляции зерновых элеваторов и глубоких шахт применяются радиальные вентиляторы высокого давления серии ВВД № 8, 9 и 11, исполнения 5. Эти вентиляторы бывают правого и левого вращения; они состоят из клепаного колеса с лопастями, загнутыми вперед, поворотного кожуха и станины и развивают суммарное давление в сети до 5000 Па.

Для перемещения воздуха, загрязненного агрессивными средами (парами кислот, щелочей и т.п.), используют радиальные вентиляторы из винипласта серии Ц4-68 № 5 и 8, исполнения 6. Эти вентиляторы имеют максимальный КПД до 75 % , производительность до 15– 20 тыс. м3/ч и развивают давление до 900 Па. По конструктивному решению и аэродинамической схеме они аналогичны вентиляторам серии Ц4-70.

Радиальные вентиляторы типа Ц4-70 во взрывобезопасном исполнении предназначены для перемещения воздуха, содержащего взрывоопасные и горючие смеси: ацетилен, этилен, водород, окись углерода и т.п. Колесо и кожух таких вентиляторов изготавливают из алюминия и его сплавов с ограниченным содержанием магния.

Вентиляторы, используемые для перемещения дымовых газов, называются дымососами. Они отличаются от вентиляторов только усиленными деталями рабочего колеса, устройством броневого листа по образующей спирального кожуха и устройством для охлаждения подшипников (масляной ванны). В кожухе дымососов устраивают специальные люки для осмотра и очистки от золы. Дымососы соединяются с электродвигателем при помощи эластичной муфты.

Вентилятор двухстороннего всасывания (рис. 9) представляет собой систему из двух параллельно соединенных односторонних вентиляторов. Производительность такого вентилятора примерно в два раза больше, чем вентиляторов одностороннего всасывания, при одинаковых диаметрах колеса. Они предназначены для перемещения воздуха и других неагрессивных газов с температурой до 55 0С и воздуха (газа) с содержанием пыли и других механических примесей не более 150 мг/м3. Для размещения этих вентиляторов требуется меньшая высота помещения по сравнению с вентиляторами одностороннего всасывания той же производительности. КПД вентилятора достигает 84 %, производительность – до 350 тыс. м3/ч и давление – до 2500 Па.

14

Рис. 9. Радиальный вентилятор двухстороннего всасывания: а – общий вид; б – вид сбоку и разрез; 1 – вход воздуха; 2 – рабочее колесо; 3 – кожух; 4 – подшипник; 5 – шкив вентилятора

В настоящее время разработано несколько типов диаметральных вентиляторов (рис. 10).

Они являются особой модификацией центробежных вентиляторов и представляют собой многолопастное колесо барабанного типа с лопастями, загнутыми вперед, расположенное в коленообразном кожухе. Движение потока воздуха происходит приблизительно в диаметральном направлении, что определило название вентиляторов –

диаметральные. Произ-

водительность их при тех же габаритных размерах превышает производительность обычных радиальных вентиляторов вследствие более широкого рабочего колеса. КПД диаметральных вентиляторов не превышает 65 % , что обусловлено неизбежной внутренней циркуляцией потоков.

Перспективными являются вентиляторы, изготовленные из бумажной массы (картона). Такие вентиляторы бесшумны в работе и могут быть использованы для перемещения агрессивных и взрыво-

15

На рис. 12 представлен обычный осевой вентилятор, состоящий из двух основных частей: осевого лопастного колеса и цилиндрического кожуха.

Рис. 12. Осевой вентилятор простого типа: а – общий вид; б – схема устройства; 1 – осевое лопастное колесо; 2 – цилиндрический кожух; 3 электродвигатель; 4 – обтекатель на выходе воздуха; 5 – диффузор; 6 обтекатель на входе воздуха; 7 – входной коллектор

При вращении колеса воздух поступает во входное отверстие, проходит между лопастями вдоль оси и выходит через выходное отверстие. Входной коллектор и обтекатели служат для уменьшения гидравлических потерь.

Цилиндрический кожух должен иметь диаметр, обеспечивающий вращение колеса с минимальным зазором, т.е. минимальным расстоянием между концами лопастей и внутренней поверхностью кожуха. Этот зазор не должен превышать 1,5 % длины одной лопасти, т.е.0,015 D d /2. Входной коллектор служит для выравнивания поля скоростей во входном сечении вентилятора, диффузор – для преобразования динамического давления в статическое.

В крупных осевых вентиляторах на входе и выходе, помимо цилиндрических диффузоров, устанавливаются спрямляющие поток аппараты, служащие для экономичного регулирования работы вентилятора.

Колесо осевого вентилятора состоит из втулки, на которой закреплены наглухо или встроены поворотные лопасти. На рис. 13 представлены различные формы колес. Количество лопастей на колесе – от 2 до 12. Наиболее совершенны лопасти специального несимметричного профиля, напоминающие профиль крыла самолета

17

(рис. 13, в). Лопасти осевых колес, рассчитанные на основании вихревой теории Н.Е. Жуковского, по мере приближения к втулке расширяются и закручиваются. Относительно большой размер втулки (от 40 до 70 % диаметра колеса) создает препятствие для перетекания воздуха через среднюю часть вентилятора, возможного вследствие разности давлений со стороны нагнетания и всасывания.

Колеса осевых вентиляторов делают сварными, из листовой стали, или литыми, они бывают также штампованными. Лопасти, приклепанные или приваренные к втулкам, могут быть установлены под разным углом к плоскости вращения. При больших размерах колес лопасти могут быть пустотелыми. В последнее время колеса осевых вентиляторов делают из пластмассы.

В осевых вентиляторах некоторых типов колеса могут выполняться с поворотными лопастями. Это упрощает регулирование, которое достигается изменением угла установки лопастей.

Чтобы изменить направление потока воздуха, необходимо изменить направление вращения колеса (при реверсивных колесах) или перевернуть колесо на валу (при нереверсивных колесах).

При правильном направлении движения колеса лопасти должны вращаться тупой кромкой (или выпуклой стороной) вперед.

В помещениях с большим содержанием влаги (прачечных, кухнях) электродвигатель вентилятора необходимо устанавливать вне потока перемещаемого воздуха. Схема такой установки показана на рис. 14.

Осевые вентиляторы с лопастями симметричного профиля называются реверсивными, а с лопастями несимметричного профиля – нереверсивными. Нереверсивные вентиляторы выпускаются правого и

18

левого вращения, с направлением вращения колеса по часовой стрелке или против нее (если смотреть на вентилятор со стороны привода).

Рис. 14. Установка осевого вентилятора на удлиненном валу (электродвигатель установлен вне потока воздуха); 1 – вентилятор; 2 – электродвигатель

В настоящее время широко распространены осевые вентиляторы серии МЦ (малонапорные с цилиндрическими лопастями), которые применяются в вентиляционных установках гражданских и промышленных зданий. На рис. 15 приведены конструктивные схемы более совершенных осевых вентиляторов серии Ц3-04, максимальный КПД которых доходит до 80 %.

Осевые вентиляторы (рис. 16) выполняются одноили двухступенчатыми и отличаются разнообразием схем, представляющих собой различные сочетания рабочего колеса РК, направляющего НА и спрямляющего СА аппаратов. Входной направляющий аппарат ВНА первой ступени выполняют поворотным (рис. 16, б) для возможности регулирования подачи.

19