Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

ности. Габаритность D определяется по размерным или безразмерным

параметрам

3.3. Радиальные вентиляторы

3.3.1. Классификация

Единая общепринятая классификация радиальных вентиляторов до сих пор не разработана. Однако их можно классифицировать по отдельным признакам: назначению, создаваемому давлению, быстроход-

ности, компоновке и т.д

Поназначениюрадиальныевентиляторыделятсянадвегруппы:вен

тиляторы общего назначения и вентиляторы специального назначения.

Вентиляторы общего назначения предназначены для перемеще

ния воздуха и других газовых смесей, агрессивность которых по отно-

шению к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрес-

сивности воздуха с температурой до 80 °С, не содержащих пыли и других

твердых примесей в количестве более 100 мг/м3 а также липких веществ

и волокнистых материалов. Для вентиляторов двухстороннего всасывания с расположением ременной передачи в перемещаемой среде тем-

пература перемещаемой среды не должна превышать 60 °С.

Вентиляторы общего назначения получили наибольшее распро-

странение в системах вентиляции, кондиционирования воздуха и воз

душного отопления производственных, общественных и жилых зданий,

а также для производственных целей.

Серийно выпускаются вентиляторы общего назначения из углеро-

дистой стали номеров от 2,5 до 20.

Вентиляторы специального назначения применяются для рабо-

ты в системах пневмотранспорта; для перемещения среды, содержащей агрессивные вещества, газов с высокой температурой, газопаровоздушных взрывоопасных смесей и т.д.

Эти вентиляторы, в свою очередь, можно разделить на пылевые,

коррозионностойкие, искрозащищенные, тягодутьевые, малогабарит-

ные, судовые, шахтные, мельничные и т.д

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Технические данные и область применения таких вентиляторов более подробно приведены в разделе 3.8.

Вентиляторы общего назначения по величине полного давления

создаваемого при номинальном режиме, подразделяют на вентиляторы

низкого, среднего и высокого давления

Вентиляторы низкого давления. Создают полное давление до

1000Па.Книмотносятсявентиляторысреднейибольшойбыстроходности, у которых рабочие колеса имеют широкие листовые лопатки. Макси-

мальная окружная скорость таких колес не превышает 50 м/с. Вентилято-

ры низкого давления широко используются в вентиляционных системах

Вентиляторы среднего давления. Создают полное давление в диапазоне от 1000 Па до 3000 Па. Эти вентиляторы имеют лопатки, за-

гнутые как по направлению вращения колеса, так и против направления

его вращения. Максимальная окружная скорость достигает 80 м/с. Вен-

тиляторы применяются в вентиляционных и технологических установках

различного назначения

Вентиляторы высокого давления. Создают полное давление свы-

ше 3000 Па. Рабочие колеса вентиляторов высокого давления, как правило,имеютлопатки,загнутыеназад,таккакониболееэффективны.Окружная скорость рабочих колес больше 80 м/с. Поэтому в случае применения широких колес (вентиляторы средней быстроходности) применяют про-

фильные лопатки с плоским или слегка наклонным передним диском.

Полное давление более 10000 Па могут создавать лишь вентиляторы малой быстроходности с узкими рабочими колесами, напомина-

ющими компрессорные. Их окружная скорость при соответствующем

конструктивном исполнении может достигать 200 м/с. Такие вентилято-

ры находят применение в системах с небольшими расходами воздуха и

значительным сопротивлением

Побыстроходности радиальные вентиляторы могут быть разделе-

ны на вентиляторы малой ( = 11 30), средней ( = 30 60) и большой

=60 81) быстроходности.

Вентиляторы малой быстроходности Имеют малые диаметры

входа, довольно узкие рабочие колеса, небольшую ширину и раскрытие спирального корпуса. Лопатки колеса могут быть загнуты вперед и назад. Чем ниже быстроходность вентилятора, тем меньше форма лопатки

влияет на его аэродинамическую характеристику. Максимальный КПД

этих вентиляторов не превышает 0,8.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Вентиляторы средней быстроходности. Значительно отличают-

ся своими геометрическими и аэродинамическими параметрами. Сред-

нюю быстроходность имеют вентиляторы с колесом барабанного типа и большим диаметром входа, у которых коэффициенты давления близки к

максимально возможным ( 3). У этих вентиляторов достигнут макси-

мальный КПД 0,73. Такую же быстроходность имеют вентиляторы

max

сзагнутыми назад лопатками и небольшими коэффициентами давления

1). Максимальный КПД этих вентиляторов может достигать 0,87.

Вентиляторы большой быстроходности. Имеют широкие рабо-

чие колеса с небольшим числом загнутых назад лопаток. Коэффициенты давления < 0,9. Эти вентиляторы могут иметь близкие к максимально

возможным значения КПД 0,9.

max

В зависимости от количества всасывающих отверстий разли

чают радиальные вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасы

вания

3.3.2. Конструкция радиальных вентиляторов

Радиальный вентилятор состоит из лопаточного рабочего колеса,

помещенного в спиральный корпус (рис. 3.1). В некоторых конструкциях

вентиляторов дополнительным устройством является станина с валом и подшипниками. При вращении колеса воздух, поступающий через вход-

ной патрубок, проходит между лопатками рабочего колеса, собирается спиральным корпусом и направляется в выходной патрубок.

Спиральный корпус, как правило, представляет собой конструкцию,

изготовленную из листового металла. Очень крупные вентиляторы име-

ют корпуса, состоящие из двух или трех частей, скрепленных на фланцах

болтами. Боковые стенки корпуса, если не придать им дополнительной жесткости, могут вибрировать. Для устранения вибрации стенки ореб-

ряют металлическими полосами

Основной рабочий элемент – лопастное колесо – состоит из лопаток,

заднего основного диска, втулки (ступицы) и переднего кольца (рис. 3.2).

Рабочее колесо радиального вентилятора двухстороннего всасывания состоит из двух рабочих колес обычного радиального вентилятора, являющихся зеркальным отображением одного другим, с одним общим задним диском. Такой вентилятор фактически представляет собой два параллельно работающих односторонних радиальных вентилятора с двумя входными патрубками и спиральным корпусом в 2 раза большей

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

2

5

Рис. 3.1. Радиальные вентиляторы

1 – входной патрубок (коллектор); 2 – выходной патрубок; 3 – корпус; 4 – электродвигатель; 5 – станина; 6 – рабочее колесо

ширины вентилятора одностороннего всасывания. В связи с этим номи-

нальная производительность такого вентилятора и потребляемая мощ-

ность могут в 2 раза превышать соответствующие параметры односто-

роннего вентилятора при одном и том же диаметре и частоте вращения

рабочего колеса. Применение высокорасходных вентиляторов двухстороннего всасывания позволяет уменьшить диаметр рабочего колеса, а следовательно, габаритные размеры и массу вентиляторной установки. Особенно целесообразно использование двухсторонних вентиляторов при их работе на нагнетание со свободным входом.

Варианты конструктивного исполнения рабочих колес представле-

ны на рис. 3.3:

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

а) вентиляторы одностороннего всасывания

Рис. 3.2. Рабочие колеса радиальных вентиляторов

1 – лопатки; 2 – основной диск; 3 – ступица; 4 – передний диск

Рис. 3.3. Конструктивные исполнения рабочих колес радиальных вентиляторов

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

а – барабанное рабочее колесо, лопатки загнуты вперед, ширина колес

достигает 0,5D, окружная скорость колес – до 30 – 40 м/с;

б – кольцевое рабочее колесо, ширина колес находится в пределах

(0,2 0,4) D, окружная скорость – до 60 м/с;

в– колеса с коническим передним диском – обладают большой прочнос-

тью и жесткостью, окружная скорость – до 85 м/с;

г – трехдисковые колеса – применяются в вентиляторах двухстороннего

всасывания

д – однодисковые колеса – применяются в пылевых вентиляторах и в

вентиляторах высокого давления, лопатки присоединяются к диску и

ступице

е – бездисковые колеса – применяются в пылевых вентиляторах, лопат-

ки присоединяются непосредственно к ступице

Рабочее колесо должно быть тщательно отбалансировано. Жесткость и прочность рабочего колеса зависят от конструкции и материала, ширины рабочего колеса и во многом определяются способом соединения лопаток с дисками. Наиболее жесткая и прочная конструкция колеса

получается при сварном соединении лопаток с дисками

В зависимости от величины угла выхода лопатки рабочего колеса

(рис. 3.4) принято называть загнутыми назад ( 2<90°), радиально оканчивающимися ( 2=90°) и загнутыми вперед ( 2 >90°). Лопатки могут быть

листовыми и профильными.

Для подвода перемещаемой среды, поступающей в вентилятор,

служит входной патрубок (коллектор). В современных вентиляторах пре-

дусматриваются коллекторы достаточно сложных конфигураций, но для

Рис. 3.4. Типы лопаток радиальных вентиляторов

а – лопатки, загнутые назад ( 2<90°); б– лопатки, загнутые вперед ( 2>90°); в – лопатки,

радиально оканчивающиеся ( 2=90°); г– профильная лопатка; а в – листовые лопатки

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

серийных вентиляторов обычно изготавливаются из полосы, свернутой

в конус. Различные конфигурации входных коллекторов вентиляторов

показаны на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Входные патрубки (коллекторы) вентиляторов

а – цилиндрический; б– конический; в – тороидальный; г д е – комбинированные

Величина зазора между входным патрубком и передним диском ко-

леса оказывает существенное влияние на КПД вентилятора. С увеличе-

нием зазора количество воздуха, перетекающего через него со стороны

нагнетания на сторону всасывания, возрастает, и производительность

вентилятора уменьшается

Вентиляторы соединяются с электродвигателями одним из следую-

щих способов:

рабочее колесо вентилятора закрепляется непосредственно на валу

электродвигателя

с помощью эластичной муфты; клиноременной передачей с постоянным передаточным отношением;

регулируемой бесступенчатой передачей через гидравлические

или индукторные (электрические) муфты скольжения.

ВзависимостиотсоединениявентиляторасприводомГОСТ5976-90 предусматривает семь конструктивных исполнений (рис. 3.6):

1-е – рабочее колесо вентилятора посажено непосредственно на

вал электродвигателя

2-е – вал рабочего колеса укреплен в подшипниках и соединен муф-

той с электродвигателем;

3-е – вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках на станине

и соединен муфтой с электродвигателем;

4-е – вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен

с электродвигателем клиноременной передачей;

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Рис. 3.6. Конструктивные схемы соединения вентиляторов с электродвигателями

(по ГОСТ 5976-90)

5-е – вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках со стороны

клиноременной передачи и соединен с электродвигателем клиноременной передачей;

6-е – вентилятор двухстороннего всасывания; вал рабочего колеса

укреплен в двух подшипниках и соединен с электродвигателем муфтой;

7-е – вентилятор двухстороннего всасывания; вал рабочего колеса

укреплен в двух подшипниках и соединен с электродвигателем клиноре

менной передачей.

Исполнение 1 применяется для вентиляторов небольших размеров. При этом благодаря отсутствию потерь в передаче достигаются компактность установки, ее надежность, относительная бесшумность, а также

экономичность

Исполнение 3 рекомендуется при совпадении частот вращения

электродвигателя и вентилятора, имеющего рабочее колесо большого диаметра или большой массы.

Исполнения 2 и 4 в отечественном вентиляторостроении широкого

применения не получили, так как передняя опора и подшипник, установ

ленные во входном патрубке, затрудняют вход воздуха в вентилятор. Исполнение 5 нашло широкое применение, что объясняется про-

стотой присоединения вентилятора к сети и тем, что в случае необходимости можно легко и быстро проводить замену приводных ремней.

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Исполнения 6 и 7 применяются для вентиляторов двухстороннего

всасывания. При этом обеспечивается большая жесткость конструкции (рабочее колесо расположено между подшипниками), но определенные

сложности вызывает присоединение к вентилятору всасывающих возду

ховодов. Поэтому эти схемы исполнения чаще всего применяются при

воздухозаборе непосредственно из помещения или при установке вен-

тилятора в камере или корпусе

Вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания изготавливают правого и левого вращения. Если смотреть со стороны входа

воздуха, то вентилятор, рабочее колесо которого вращается по часовой

стрелке, называется вентилятором правого вращения, против часовой стрелки – левого вращения. На вентилятор двухстороннего всасывания

следует смотреть со стороны всасывания, свободной от привода.

Для вентиляторов общего назначения ГОСТ 5976-90 устанавливает

семь положений корпуса, определяемых углом поворота относительно исходного нулевого положения (вертикального). Углы поворота корпуса

отсчитывают по направлению вращения рабочего колеса в соответствии с рис. 3.7. Положения корпуса Пр 225° и Л 225° отсутствуют, что объясня-

ется трудностью присоединения сети к такому вентилятору

Обозначения положений корпуса, применяемое в России, отличает-

ся от рекомендаций EUROVENT (рис. 3.7). По рекомендациям EUROVENT

направление вращения рабочего колеса определяется при взгляде со стороны привода. Вентиляторы правого вращения (условное обозначение RD) – рабочее колесо, если смотреть со стороны привода, вра-

щается в направлении часовой стрелки; левого вращения (условное

обозначение LG) – рабочее колесо, если смотреть со стороны привода,

вращается в направлении против часовой стрелки.

В соответствии с ГОСТ 5976-90 типоразмер радиальных вентилято-

ров общего назначения обозначается следующим образом:

1)тип;

2)номер по ГОСТ 10616;

3)класс.

Тип вентилятора обозначается:

1)буква В – вентилятор;

2)буква Р – радиальный;

3)стократная величина коэффициента полного давления на режиме

максимального полного КПД, округленная до целого числа;

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

Примечание: Смотреть со стороны электродвигателя

Рис. 3.7. Положения корпуса радиальных вентиляторов

а– по ГОСТ 5976-90; б– по EUROVENT

4)величина быстроходности на режиме максимального КПД, ок-

ругленная до целого числа

Тип вентилятора обозначают по величинам коэффициента полного давления и быстроходности вентиляторов номеров 5 или 6,3 и окружной скорости рабочего колеса выше 20 м/с. При отсутствии в типоразмерном ряду номеров 5 или 6,3 обозначение типа присваивают по ближай-

шему к ним номеру вентилятора

В зависимости от величины окружной скорости колеса вентилято

ры делятся на классы

первый класс – вентиляторы с загнутыми вперед лопатками при

30 м/с и вентиляторы с загнутыми назад лопатками при 50 м/с;

второй класс – вентиляторы с загнутыми вперед лопатками при

> 30 м/с и вентиляторы с загнутыми назад лопатками при > 50 м/с.

Пример обозначения типоразмера радиального вентилятора с

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

коэффициентом полного давления, равным 0,875 (на режиме мак-

симального полного КПД), и быстроходностью, равной 71,5, номе-

ра 4, 1-го класса: ВР 88-72-4.1.

Примечание: Для вентиляторов выпуска до 1990 года применяется

старая маркировка по ГОСТ 5976-73. Тип вентилятора обозначают индексом, который для радиальных (центробежных) вентиляторов состоит из буквы Ц (для пылевых – ЦП) и округленных (при оптимальном режиме

чисел пятикратной величины коэффициента полного давления), а после

дефиса – удельная быстроходность. Например, радиальный вентилятор с коэффициентом полного давления 0,86 и удельной быстроходностью

70,3 обозначается Ц 4-70 Для обозначения типоразмера вентилятора к указанному индексу

после дефиса приписывается номер вентилятора (например, Ц 4-70-4)

Такое обозначение удобно тем, что позволяет по обозначению оце-

нить аэродинамические параметры вентиляторов

Дополнительно может быть указан также способ соединения вентилятора с двигателем словом «исполнение» и цифрой или буквой, а также

положение спирального корпуса

ОАО «МОВЕН» выпускаются новые высокоэффективные радиальные вентиляторы ВР-86-77 и ВР-300-45 (рис. 3.8), имеющие ряд преиму-

ществ по сравнению с аналогами

•максимально возможный КПД;

•расширенный по расходу диапазон экономичной работы;

•повышенное полное давление при большей производительности;

•стабильные аэродинамические параметры;

современная, надежная конструкция

широкая гамма промежуточных диаметров колес

•использование закатной (бессварной) технологии, позволяющей

снизить массу колеса, что снижает вибрацию вентиляторов и повы-

шает ресурс подшипников электродвигателя

Эти вентиляторы широко используются в системах вентиляции и

кондиционирования воздуха производственных, общественных и жилых

зданий, а также для других производственных целей.

Радиальные вентиляторы ВР-86-77 среднего и низкого давления

выпускаются номеров от 2,5 до 8 производительностью по воздуху от

400 до 24000 м3/ч. Аэродинамические характеристики этих вентиляторов

близкикмаксимальновозможнымдляданногоклассавентиляторов;мак-

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

а) радиальный вентилятор ВР-86-77 с лопатками рабочего колеса, загнутыми назад

б) радиальный вент

Рис. 3.8. Радиальные вентиляторы ВР-86-77 и ВР-300-45, выпускаемые ОАО «МОВЕН»

симальный КПД составляет 85%. Вентиляторы характеризуются снижен-

ной (на 10-15%) потребляемой мощностью; ими заменяют радиальные

вентиляторы Ц4-70 и В-Ц4-75 (ВР-80-75) соответствующих размеров. Вентиляторы ВР-86-77 имеют спиральный поворотный корпус и ра-

бочее колесо с 13 лопатками, загнутыми назад, направление вращения

колеса правое и левое

Они изготавливаются девяти исполнений по назначению: общего

назначения (из оцинкованной – № 2,5; 3,14; 4 или углеродистой стали),

общего назначения теплостойкие (из углеродистой стали), коррозион-

ностойкие (из нержавеющей стали), коррозионностойкие теплостойкие (из нержавеющей стали), взрывозащищенные (из разнородных металлов или алюминиевых сплавов).

Для расширения номенклатурного ряда по производительности из-

готавливаются вентиляторы с промежуточными диаметрами рабочих ко-

лес, отличающимися на 5 и 10% от номинального значения.

Технические и аэродинамические характеристики вентиляторов

ВР-86-77 приведены в приложении 1.

Радиальные вентиляторы ВР-300-45 имеют рабочее колесо ба-

рабанного типа с 34 лопатками, загнутыми вперед. Выпускаемые номе-

ра–от2до4(производительностьот600до8800м3/ч).Ихтакжеизготов-

ляют в девяти исполнениях. Вентиляторы имеют максимально высокие

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

значения коэффициентов полного давления и подачи воздуха при до-

статочно высоком КПД. Они заменяют собой радиальные вентиляторы В-Ц14-46, но отличаются от них меньшими габаритными размерами и

массой. Вентиляторы ВР-300-45 широко применяют в технологических

установках различного назначения, в системах вентиляции, воздушного

отопления и кондиционирования воздуха, особенно в тех случаях, когда необходимо встраивание вентиляторов в кондиционеры, приточные ка-

меры и другие установки

Температура окружающей среды от минус 40 °С до плюс 40 °С. Не ре-

комендуется параллельная работа нескольких вентиляторов без элементов сети. При работе на всасывание необходим диффузор на выходе.

Особенностью некоторых вентиляторов является размещение электродвигателя внутри рабочего колеса вентилятора (электродвигатель с внешнимротором)(рис.3.9).Габаритывентиляторавэтомслучаезначи-

тельно меньше по сравнению с исполнением 1 радиального вентилятора со «стандартным» электродвигателем (асинхронным, с вращающимся

ротором). Охлаждение электродвигателя в этом случае выполняется пе-

ремещаемой средой. Для защиты электродвигателя от перегрева в его

обмотки встраивается термореле.

В настоящее время в связи с использованием радиальных венти-

ляторов в самых различных областях производители вентиляционного оборудования отступают от традиционных компоновок со спиральным

а) конструкция вентилятора

двухстороннего всасывания в корпусе

приточной вентиляционной установки

Рис. 3.9. Радиальные вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания с электродвигателем с внешним ротором производства концерна «Rosenberg Ventilatoren GmbH»

1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – электродвигатель с внешним ротором

Учебная библиотека АВОК Северо-Запад

корпусом и разрабатывают новые аэродинамические схемы корпусов.

Так, в приточных установках систем вентиляции и центральных кондиционерах, различного рода печах, фильтроочистительных установках

находят широкое применение радиальные вентиляторы прямоточного

типа – без спирального корпуса (рис. 3.10). В каталогах производите-

лей такие вентиляторы часто называют «колесо свободного вращения». При установке вентилятора без спирального корпуса в конструкции

приточной установки или центрального кондиционера должно выпол-

нятьсяследующеесоотношениеразмеров(рис.3.11):R 0,5D;E 1,0D; C 0,4D.

ротором

Рис. 3.10. Радиальные вентиляторы одностороннего всасывания

без спирального корпуса 1 – входной коллектор; 2 – рабочее колесо; 3 – электродвигатель

Рис. 3.11. Схема размещения радиального вентилятора без корпуса в конструкции при-

точной установки и центрального кондиционера