5.2. Радиальные вентиляторы
Принципиальная конструктивная схема радиального вентилятора представлена на рис. 5.1, где 1 – лопастное колесо, 2 – корпус, 3 – всасывающий патрубок, 4 – входной патрубок, 5 – канал между лопатками, 6 – выходной патрубок. Небольшие вентиляторы опираются на раму. Более крупные имеют станину (7), а вал (9) вращается в подшипниках (8).
Рис.5.1. Конструктивная схема радиального вентилятора
Возможные конструктивные варианты радиальных вентиляторов представлены на рис. 5.2 и 5.3. В варианте 1 рис. 5.2 к раме крепится только задняя стенка корпуса, в варианте 2 – также и передняя.
Рис.5.2.Радиальный вентилятор
Вентиляторный агрегат (рис. 5.3) выпускается комплектно с системой клиноременной передачи, осевым направляющим аппаратом и пружинными амортизаторами.
Вентиляторы могут иметь два всасывающих патрубка и сдвоенное колесо, что позволяет увеличить производительность агрегата. Такая конструкция называется вентилятором двухстороннего всасывания (рис.5.4).
Рис.5.3. Вентиляторный агрегат
Рис.5.4.Дымосос радиальный двухстороннего всасывания
В приведенной на этом рисунке конструкции рабочее колесо (1) насажено на вал, опирающийся на подшипник (2). Подвод дымовых газов к рабочему колесу - через боковые карманы (3) и входные конические воронки (4), в которых располагаются осевые направляющие аппараты (5).
В вентиляторах двухстороннего всасывания, встраемого в оборудование (кондиционеры, приточные камеры и т.д.) во всасывающие патрубки воздух поступает непосредственно из пространства оборудования. Вентиляторы встроенные в оборудование могут не иметь спирального корпуса. В некоторых вентиляторах электродвигатель размещается внутри рабочего колеса (электродвигатель с внешним ротором). В таких конструкциях улучшается охлаждение электродвигателя и уменьшается уровень шума.
Радиальные вентиляторы выпускаются также в крышном исполнении (рис.5.5) с вертикальной осью вращения, где 1 колесо, 2 электродвигатель, 3 корпус.
Для удобства соединения с воздуховодами вентиляторы выпускаются правого и левого вращения (рис.5.6). У вентиляторов правого вращения колесо должно вращаться по часовой стрелке, а у левого - против часовой стрелки, если смотреть со стороны всасывающего патрубка. На вентилятор двухстороннего всасывания следует смотреть со стороны, свободной от привода. По рекомендациям EUROVENT направление вращения колеса определяется при взгляде со стороны привода. Соответствующие обозначения: RD - правое вращение; LG - левое.
Для тех же целей вентиляторы выпускают с различными положениями корпуса относительно вертикальной оси. Для вентиляторов общего назначения установлено семь положений корпуса (рис.5.6). Углы поворота отсчитываются в направлении вращения рабочего колеса через 45. Положение корпуса 225 не предусмотрено, что объясняется трудностью присоединения сети к такому вентилятору. Корпуса мельничных вентиляторов могут устанавливаться в 24 положениях (0-345 через 15).
Рис.5.5. Схемы исполнения крышных вентиляторов
Рис.5.6.Положения корпуса радиальных вентиляторов правого (а) и
левого (б) вращения
Дутьевые вентиляторы и дымососы имеют 18 положений корпуса (0-225 через 15). При заказе следует обязательно указывать вращение вентилятора и положение корпуса. Например, Л45, Пр90 и т.д. Здесь сокращения означают: Л – левое, Пр – правое вращение.
ГОСТ 5976-90 (1994) предусматривает семь конструктивных схем соединения радиального вентилятора с приводом (рис. 5.7). Здесь 1 – всасывающий коллектор вентилятора, 2 – электродвигатель, 3 – муфта, 4 – клиноременная передача.
Исполнения 6 и 7 относятся к вентиляторам двухстороннего всасывания, остальные – одностороннего. Исполнения 2 и 4 широкого применения не получили, т.к. передняя опора и подшипник, установленные во всасывающем отверстии, затрудняют вход воздуха в вентилятор и снижают КПД. В вентиляторах двухстороннего всасывания рабочее колесо устанавливается между двумя подшипниками, что обеспечивает жесткость конструкции, но усложняет присоединение всасывающих воздуховодов.
Рис.5.7. Конструктивные схемы соединения радиальных вентиляторов с
электродвигателем
Конструктивные схемы рабочих колес представлены на рис.5.8. Как видно из этого рисунка, колеса различаются формой
и числом дисков. Лопасти барабанных колес (рис.5.8, а) загнуты назад, ширина колеса b достигает 0,5D2. Допустимая окружная скорость 40 м/с. Ширина кольцевых колес (рис.5.8, б) находится в пределах (0,2-0,4) D2. Допустимая окружная скорость 60 м/с. Колеса с коническим передним диском (рис.5.8, в) обладают большей прочностью и жесткостью, что позволяет увеличить окружную скорость до 85 м/с. Трехдисковые колеса (рис.5.8, г) применяются в вентиляторах двустороннего всасывания. Однодисковые колеса (рис.5.8, д) используются в пылевых вентиляторах и вентиляторах высокого давления. Лопасти присоединяются к диску и ступице. Бездисковые колеса (рис.5.8, е), у которых лопасти присоединяются непосредственно к ступице, используются в пылевых вентиляторах.
Рис.5.8.Схемы конструкций рабочих колес радиальных вентиляторов
Спиральный корпус, как правило, изготовляется из листового материала с помощью сварки. Корпус крупных вентиляторов состоит из двух или трех частей, скрепленных фланцевыми соединениями на болтах. Для борьбы с вибрацией корпуса боковые стенки оребряют металлическими полосами.
Типоразмер вентилятора характеризуется номером. Номер вентилятора равен наружному диаметру колеса D2 в дециметрах. Так как обычно на практике измерения производятся в миллиметрах, то для определения номера соответствующий размер необходимо разделить на 100. Например, если D2=630 мм, то номер вентилятора 6,3. Рекомендуемый ГОСТом 10616‒90 ряд номеров соответствует стандартным диаметрам воздуховодов. Это объясняется тем, что у вентиляторов общего назначения диаметр D2 совпадает с диаметром всасывающего патрубка. В настоящее время номера серийно выпускаемых вентиляторов 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20.
Как указывалось, выше (п.5.1), вентиляторы, где колесо насаживается непосредственно на вал двигателя (рис.5.7, исполнение 1) обладают рядом преимуществ, по сравнению с вентиляторами, соединяемыми с помощью клиноременной передачи. Но так как электродвигатели выпускаются со стандартным набором частот вращения, то применение вентиляторов исполнения 1 может привести к перерасходу энергии. Поэтому такие вентиляторы во многих случаях выпускаются со сменными диаметрами колес: 0,9; 0,95; 1,00; 1,05; 1,10 от номинального размера диаметра колеса D2. Например, если D2=400 мм, то можно заказать один из пяти возможных диаметров колес: 360, 380, 400, 420, 440 мм. Так как изменение диаметра ведет к изменению характеристики вентилятора, то применение системы сменных колес позволяет избежать перерасхода электроэнергии.
Наряду с представленными на рис. 5.7 вариантами конструкций радиальных вентиляторов, в настоящее время выпускаются так называемые канальные вентиляторы.
Эти вентиляторы конструируются таким образом, чтобы внутри рабочего колеса воздух двигался бы в радиальном направлении, а на входе и выходе из вентилятора ‒в осевом (рис.5.9). Присоединительные размеры соответствуют стандартным воздуховодам. Система: всасывающий воздуховод ‒ вентилятор ‒ нагнетательный воздуховод‒выстраивается в одну линию. Такая конструкция позволяет уменьшить габариты вентиляторной установки и упрощает монтаж. Корпуса вентиляторов могут быть круглыми, квадратными, прямоугольными.
Рис.5.9.Вентилятор радиальный канальный ВРКп завода «Тайра»
Маркировка вентиляторов. Она производится следующим образом. Сначала указываются буквы: ВР – вентилятор радиальный. Затем приводится ряд цифр: первая означает коэффициент полного давления , умноженный на 100; вторая – быстроходность ns; третья – номер; четвертая – класс вентилятора. Коэффициенты полного давления и значения быстроходности приводятся при режиме =max и округляются до целого числа. Тип вентилятора определяется по величинам и ns для вентиляторов №5 или №6,3. При отсутствии этих номеров в размерном ряду обозначение типа применяется по ближайшему к выше указанным номерам номеру.
Радиальные вентиляторы подразделяются на два класса. Первый класс: вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, с окружными скоростями u230 м/с; с лопатками, загнутыми назад с u250 м/с. Второй класс: вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, с u2>30 м/с; с лопатками, загнутыми назад с u2>50 м/с. Например: вентилятор №4, первого класса, имеющий =0,785, nу=71,5, имеет обозначение: ВР-88-72-4.1
У вентиляторов старых конструкций, выпуск которых продолжается и поныне, маркировка несколько иная. Первые буквы: В-Ц – вентилятор центробежный, первая цифра – пятикратно увеличенный коэффициент полного давления. Остальная часть маркировки соответствует указанному выше. Например, В-Ц 14-46-5 означает: вентилятор центробежный, коэффициент полного давления 2,8; быстроходность 46, номер 5.
У вентиляторов специального назначения добавляются буквы, характеризующие специфику их применения. Например: П – пылевой, С – судовой (ВРС), ДУ – для дымоудаления, ВГД – вентилятор горячего дутья, Ж – теплостойкий, В – взрывобезопасный, К – коррозионностойкий и т.д. Полную расшифровку маркировки вентиляторов специального назначения следует уточнять по каталогам заводов-изготовителей, так как появление новых модификаций вентиляторов опережает уточнение соответствующих государственных стандартов.
Достоинством радиальных вентиляторов является высокое, по сравнению с другими конструкциями, давление. Недостатки: сложность соединения с воздуховодами (необходимость разворота воздуховода на 90) и большие, по сравнению с осевыми вентиляторами, размеры установки, приходящиеся на единицу объема подаваемого воздуха. Радиальные вентиляторы применяются, как правило, для работы с сетью воздуховодов для всех перечисленных в п.5.1 случаев.