Тема 3.5 Конструктивное выполнение центробежных вентиляторов общего назначения

В зависимости от давления, создаваемого вентилятором, их принято разделять на три основные группы: низкого давления – до 0,981, среднего – свыше 0,981 до 2,943, высокого – свыше 2,943 до 11, 772 кПа (по ГОСТ 5976 – 73).

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

Формы конструкций рабочих колёс вентиляторов даны на рис. 3.9.

Рисунок 3.9 Схема конструкций рабочих колёс центробежных вентиляторов

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

Наименьшей прочностью и жёсткостью обладают колеса формы а, допускающие окружную скорость на диаметре не более 40 м/с. Ширина таких колёс постоянна и составляет около 0,5.

Колёса кольцевой формы с шириной мм более прочны и жёстки и допускают скоростьдо 60 м/с.

Конический покрывающий диск (в и г) обусловливает большую жёсткость колеса и высокие окружные скорости до 80 м/с.

Форма г применяется для колец большой подачи и применяется для дутьевых вентиляторов и дымососов ТЭС.

Открытые однодисковые и бездисковые колёса (д и е) применяются в пылевых вентиляторах, служащих для подачи смесей газов с твёрдыми частицами, например в системах пылеприготовления ТЭС.

В настоящее время существует тенденция применения лопаток, отогнутых назад. Они обеспечивают по сравнению с лопатками, загнутыми вперёд, более высокий КПД, устойчивую работу в широком диапазоне расходов и уменьшение шума.

На рис. 3.10 показаны два конструктивных типа лопастей вентиляторов: а и б – постоянной толщины, изготовляемые штампованием из листовой стали, и г – объёмного профиля, изготовляемые штампованием и сваркой.

Крепление лопастей постоянной толщины к дискам производится сваркой или клёпкой. При клёпке возможны два варианта:

1) на торцах лопастей фрезеруются шипы (в), расклёпываемые в отверстиях дисков;

Лопатки получают отгибы, которыми приклёпываются к дискам (а).

Для придания объёмным лопастям большой прочности и жёсткости внутри профиля монтируют рёбра из полосовой стали. Одна кромка их приваривается непрерывным швом к внутренней поверхности лопасти, а вторая - прерывистым швом через отверстия во второй половине листа, образующего лопасть.

Рисунок 3.10 Конструктивные типы рабочих лопастей

Применение объёмных профилированных лопастей с рациональной формой сечения привело к повышению КПД крупных вентиляторов до 90 %.

Корпуса вентиляторов выполняются спиральными постоянной ширины и очерчиваются обычно способом «конструкторского квадрата» (рис.3.11), где ,- ширина корпуса.

Рисунок 3.11 Спиральный кожух: 1 – рабочее колесо; 2 – спиральный кожух; 3 – выходное сечение; 4 – язык

Материалом корпусов является конструкционная листовая сталь толщиной от 2 до 8 мм. Исключением являются некоторых вентиляторов высокого давления, изготовляемые литьём из чугуна.

Торцевые поверхности вентиляторов являются своеобразными мембранами, колеблющимися под влиянием пульсаций давления в воздушном потоке в корпусе вентилятора. Это вызывает интенсивный шум. Для уменьшения шума наружные поверхности корпусов крупных вентиляторов укрепляются приваркой уголков жёсткости.

При компоновке вентилятора в системе воздухопроводов большое значение имеет направление вращения вала и расположение выходного отверстия вентилятора. Вентиляторы правого вращения имеют направление вращения по часовой стрелке при наблюдении со стороны всасывания, левого вращения – наоборот. Вентиляторы общепромышленного назначения изготовляют обоих направлений вращения м положениями корпуса, указанными на рис. 3.12, где приняты следующие обозначения; В – вверх, Н – вниз, Л – влево, П - вправо.

Рисунок 3.12 Стандартные положения корпусов вентиляторов общепромышленного назначения

Для мельничных вентиляторов систем пылеприготовления ТЭС приняты 24 стандартных расположения корпусов. Корпуса вентиляторов и дымососов двустороннего действия обычно компонуются по схеме рис. 3.13.

Комбинация вентилятора с приводом осуществляется по схемам рис. 3.14.

На рис. 3.15 представлена конструкция вентилятора низкого давления. Как и в моноблочном насосе рабочее колесо вентилятора посажено непосредственно на вал двигателя, расположенного на литой чугунной или стальной сварной тумбе.

Рисунок 3.16 дает представление о конструкции вентилятора высокого давления. Подача этого вентилятора при номинальной частоте вращения достигает 23 м/с, поэтому колесо вентилятора выполнено с двусторонним входом. Привод вентилятора – непосредственно от электродвигателя через эластичную муфту. Регулирование подачи – осевым направляющим аппаратом на входе.

Рисунок 3.13 Стандартные положения корпусов дымососов и вентиляторов двустороннего всасывания

Рисунок 3.14 Конструктивные схемы вентиляторных установок:

1 – вентилятор; 2 – двигатель; 3 – подшипник; 4 – муфта; 5 – шкив

Рисунок 3.15 Вентилятор низкого давления

Рисунок 3.16 Вентилятор высокого давления двустороннего всасывания

Типичным вентилятором высокого давления малой подачи является вентилятор В. Н. Косточкина, широко распространённый в промышленности (Рис.3.17). Особенностями этого вентилятора являются: колесо малой ширины, развитое в радиальном направлении, узкий спиральный корпус, отлитый из чугуна, расположение колеса на консоли вала, высокая частота вращения (до 3600 об/мин для вентилятора с = 400 мм).

Рисунок 3.17 Вентилятор высокого давления системы В. Н. Косточкина