Що необхідно знати про вентиляторах
Вентилятором називається машина, призначена для переміщення
повітря, пилогазоповітряних сумішей, повітря з механічними частинками і т. д.
Визначальними для кожного вентилятора є показники продуктивності і створюваний тиск. Продуктивність і тиск залежить від типу і номери вентилятора.
Номер вентилятора – це діаметр робочого колеса, вимірюється в дециметрах.
Приклад: вентилятор №2,5 має діаметр робочого колеса 250 мм.
За напрямком потоку газу в робочому колесі вентилятори поділяються на:
радіальні (відцентрові);
осьові.
Кожен вентилятор має всмоктувальну і нагнітати боку. В залежності від того, яким фланцем під'єднати вентилятор до повітропроводу, вентилятор буде працювати в режимі витяжки або нагнітання.
В залежності від фізико-технічних властивостей переміщуються середовищ вентилятори поділяються на:
вентилятори звичайного виконання для переміщення повітря і інших газових сумішей, агресивність яких по відношенню до вуглецевої сталі звичайної якості не вище агресивності повітря;
вентилятори корозионностойкие для переміщення газів і пароповітряних сумішей, забруднених хімічно агресивними домішками;
вибухозахищені вентилятори для переміщення деяких видів вибухонебезпечних газопаровоздушних сумішей;
пилові вентилятори для переміщення повітря і інших газових сумішей, що містять пилоподібні сипучі домішки.
Робочі колеса вентиляторів по нахилу виходу лопаток щодо напрямку обертання поділяються на типи:
з лопатками загнутими вперед;
з лопатками загнутими назад;
з радіальними лопатками.
В залежності від розташування привода ГОСТ 5976-73 передбачає конструктивні виконання:
1е - робоче колесо посаджено безпосередньо на вал електродвигуна;
3е - вал робочого колеса укріплений в двох підшипниках і з'єднаний муфтою з електродвигуном;
6е - вал робочого колеса укріплений в двох підшипниках і з'єднаний з електродвигуном клиноремінною передачею.
Ефективність вентиляції залежить від вибору вентилятора і правильно підібраною продуктивності витяжки або нагнітання повітря. Необхідна продуктивність вентилятора визначається шляхом множення обсягу приміщення підлягає вентиляції на годинну кратність повітрообміну.
Орієнтовна таблиця погодинної кратності повітрообміну за типами приміщення
Побутове застосування
Приміщення
Обмінів в годину
кухня
5-10
ванна
5-8
туалет
7-10
пральня
10-15
погріб
4-6
гараж
4-8
Промислове застосування і вентиляція приміщень великого об'єму
Приміщення
Обмінів в годину
банки
2-4
офіси
5-7
театри і кінотеатри
7-9
фабрики і кухні
15-12
бари, кафе, пивні зали
9-11
ливарні та металообробні цеху
20-40
гаражі та авторемонтні майстерні
6-8
лабораторії (тільки обмін повітря)
5-10
Фарбувальні цехи (промислові)
25-40
фарбувальні майстерні (хімчистки)
15-25
туалети (громадські)
10-12
їдальні на підприємствах
5-9
лікарні та клініки
4-6
По напрямку обертання робочого колеса вентилятори виготовляються:
лівого обертання;
правого обертання.
Вентилятор лівого обертання – це вентилятор з робочим колесом, що обертається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку електродвигуна;
Вентилятор правого обертання – це вентилятор з робочим колесом, що обертається проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку електродвигуна.
По створюваному тиску вентилятори поділяються на:
вентилятори низького тиску(вентилятор, що забезпечує повне тиск до 1000 Па)
вентилятори середнього тиску (від 1000 до 300 Па).
вентилятори високого тиску (від 3000 до 12000 Па).
Вентилятори приєднуються до повітроводів через гнучкі вставки, що зменшує вібраційний вплив на вентиляційну систему і покращує шумові характеристики.
Визначення
Продуктивність Q – це витрата повітря, який може переміщати вентилятор за певний проміжок часу, м3/год.
Динамічний тиск Pd – це кінетична енергія потоку, віднесена до 1 м3 повітря. Цей тиск завжди позитивний і визначається залежно від швидкості повітря в воздухопроводе.
Статичний тиск Ps – це потенційна енергія 1 м3 повітря в перерізі, це тиск потоку повітря на стінки воздуховода, перпендикулярно їм. Це тиск позитивно тоді, коли воно більше атмосферного. Повне тиск Pv – це сума статичного Ps і динамічного Pd тиску.
Радіальні вентилятори
Раціонально сконструйована вентилятор характеризується, можливо меншими масою, металомісткістю і габаритами, високою економічністю і надійністю, а також технологічністю конструкції і найменшими можливими експлуатаційними витратами. Особливі вимоги пред'являються до конструкції корпусу і робочого колеса. Робоче колесо має бути ретельно отбалансировано. Міцність і твердість колеса залежать від конструкції і матеріалу, з якого воно виготовлене. Із збільшенням ширини колеса міцність і жорсткість його знижуються. Конструктивні виконання робочих коліс представлені на рис. 1.1. Лопатки барабанних коліс (рис. 1.1, а) загнуті вперед, ширина коліс досягає 0,5 D. Окружна швидкість коліс допускається до 30 – 40 м/с. Ширина кільцевих коліс (рис. 1.1,б) знаходиться в межах (0,2 – 0,4)D. Їх окружна швидкість допускається до 60 м/с. Великою міцністю і жорсткістю мають колеса з конічним переднім диском (рис. 1.1, в). Їх окружна швидкість допускається до 85 м/с. Трехдисковые колеса (рис. 1.1, г) застосовуються у вентиляторах двостороннього всмоктування. Перевагою коліс такої конструкції є відсутність осьового тиску. Однодискові колеса (рис. 1.1, д) застосовуються, наприклад, у пилових вентиляторах і в вентиляторах високого тиску. Лопатки у цих коліс приєднуються до диску і ступиці. Бездискові колеса (рис. 1.1,е) з лопатками, приєднуються безпосередньо до маточини, знаходять застосування в пилових вентиляторах.
Рис. 1.1. Конструктивні виконання робочих коліс радіальних вентиляторів
Жорсткість і міцність робочого колеса в чому визначаються способом з'єднання лопаток з дисками. Найбільше поширення отримали клепані колеса, які більш трудомісткі у виготовленні, але відрізняються великою міцністю. З'єднання на шипах менш трудомістко при виготовленні та дозволяє механізувати збирання коліс. Найбільш жорстка і міцна конструкція колеса виходить при зварному з'єднанні лопаток з дисками. Однак, незважаючи на простоту і дешевизну такого з'єднання порівняно з клепаным, суцільнозварна конструкція колеса раціональна у випадках однакового терміну служби лопаток і дисків. Якщо ж спостерігається інтенсивний знос лопаток важко навантажених коліс, які працюють при високих окружних швидкостях, доцільніше збільшити довговічність дорогих дисків. У цих випадках виправдане застосування коліс клепаной конструкції, що допускає багаторазову заміну лопаток шляхом переклепки з подальшою балансування колеса.
Спіральний корпус, як правило, представляє собою конструкцію, зварену з листового металу. Дуже великі вентилятори мають корпусу, що складаються з двох або трьох частин, скріплених на фланцях болтами. Бічні стінки корпусу, якщо не надати їм додаткової жорсткості, можуть вібрувати. Для усунення вібрації стінки оребряют металевими смугами.
В сучасних аеродинамічних вентиляторах передбачаються вхідні патрубки досить складних конфігурацій, внаслідок чого для їх виготовлення потрібні складні штампи і потужні преси. Для серійних вентиляторів, наприклад Ц4-70, ці патрубки можуть бути виготовлені з смуги, згорнутої в конус. Додаткову додаткову жорсткість патрубку надає кільце, одночасно призначене для ліквідації розривів аеродинамічної характеристики p – L.
Величина зазору між вхідним патрубком і переднім диском колеса, як вже було зазначено, справляє істотний вплив на ККД вентилятора. Із збільшенням зазору кількість повітря, що перетікає через нього з боку нагнітання на бік всмоктування, зростає і подача вентилятора зменшується.
Вентилятори виготовляють одностороннього і двостороннього всмоктування правого і лівого обертання. Якщо дивитися з боку входу повітря, то вентилятор, робоче колесо якого обертається за годинниковою стрілкою, називається вентилятором правого обертання, проти годинникової стрілки – лівого обертання. На вентилятор двостороннього всмоктування слід дивитися з боку всмоктування, вільної від приводу.
Для вентиляторів загального призначення ГОСТ 10616 – 73 з ізм. встановлює сім положень корпусу, які визначаються кутом повороту відносно початкового нульового положення. Кути повороту корпусу відраховують по напрямку обертання робочого колеса у відповідності з рис. 1.2. Положення корпусу Пр 225° і Л 225° відсутні, що пояснюється труднощами приєднання мережі до такого вентилятору. Корпусу млинових вентиляторів можуть встановлюватися в 24 положеннях (0 – 345° через 15°). Дуттьові вентилятори і димососи мають 18 положень корпусу (0 – 255° через 15°).
Вентилятори з'єднуються з електродвигунами одним з наступних способів:
робоче колесо вентилятора закріплено безпосередньо на валу електродвигуна;
за допомогою еластичної муфти;
клиноремінною передачею з постійним передавальним відношенням;
регульованою безступінчатим передачею через гідравлічні або индукторные (електричні) муфти ковзання.
ГОСТ 5976 – 73 з ізм. передбачає сім конструктивних схем з'єднання вентилятора з приводом (рис. 1.3). Виконання 1 (так званий електровентилятор) застосовується для вентиляторів невеликих розмірів. При цьому досягаються компактність установки, її надійність, відносна безшумність, а також економічність завдяки відсутності втрат у передачі. Виконання 2 і 4 широкого застосування не отримали, так як передня опора та підшипник, встановлені у вхідному отворі, ускладнюють вхід повітря у вентилятор.
Рис. 1.2. Положення корпусу радіальних вентиляторів правого (а) і лівого (б) обертання
дивитися з боку вхідного патрубка
Рис. 1.3. Конструктивні схеми з'єднання вентиляторів з електродвигунами
1 – всмоктуючий колектор; 2 – електродвигун; 3 – еластична муфта; 4 – кліноременная передача
Виконання 3 рекомендується при збігу частот обертання електродвигуна і вентилятора, що має робоче колесо великого діаметру або великої маси.
Виконання 5 і 7 застосовуються для вентиляторів двостороннього всмоктування. При цьому забезпечується більша жорсткість конструкції (робоче колесо розташоване між підшипниками), але певні складнощі викликає приєднання до вентилятора всмоктувальних повітроводів. Тому ці схеми виконання найчастіше застосовуються при воздухозаборе безпосередньо з приміщення або при установці вентилятора у відкритій камері.
Виконання 6 знайшло широке застосування, що пояснюється простотою приєднання вентилятора до мережі і тим, що в разі необхідності можна легко і швидко проводити заміну привідних ременів.
Рис. 1.4. Схеми виконання дахових вентиляторів
Крім розглянутих можна відзначити ще дві схеми виконання, застосовувані для так званих дахових вентиляторів (рис. 1.4). Характерними конструктивними особливостями цих вентиляторів є горизонтальне розташування робочого колеса 1 і корпуса 3, в якому вихідний отвір має кільцеву форму, і вертикальне розташування електродвигуна 2. Ці вентилятори широко застосовуються для вирішення найпростіших вентиляційних завдань. Маючи просту і легку конструкцію, дахові вентилятори легко монтуються на дахах будівель, тобто не займають корисної виробничої площі. Вони мають порівняно невисокий рівень шуму і застосовуються для вентиляції складів, цехів, заводських приміщень, житлових будівель, сільськогосподарських об'єктів і т. д. Оскільки ці вентилятори працюють практично без мережі, їх робочий режим відповідає нульовому або невеликого коефіцієнта статичного тиску і коефіцієнта подачі, близьким до максимального. Дахові вентилятори слід розташовувати на відстанях між будь-якою парою витяжних отворів з діаметрами d1 та d2 не менших 2,5(d1+d2) Область економічно ефективного використання дахових вентиляторів відповідає теплонапруженості приміщень q=30 Вт/м3; при q більше 30 Вт/м3 більш ефективно застосування витяжних аераційних ліхтарів.
Єдина загальноприйнята класифікація радіальних вентиляторів досі не розроблена. Однак вентилятори можна класифікувати за окремими ознаками: призначенням, створюваного тиску, швидкохідності, компонування і т. д.
Радіальні вентилятори, які застосовуються практично у всіх галузях народного господарства, можна розділити на дві великі групи: вентилятори загального призначення та вентилятори спеціального призначення. Вентилятори загального призначення призначені для переміщення повітря і інших газових сумішей, агресивність яких по відношенню до вуглецевої сталі звичайної якості не вище агресивності повітря з температурою до 80 °С, не містять пилу та інших твердих домішок у кількості більше 100 мг/м3, а так само липких речовин і волокнистих матеріалів. Для вентиляторів двостороннього всмоктування з розташуванням пасової передачі в переміщуваного середовища температура переміщуваного середовища не повинна перевищувати 60°С.
Вентилятори застосовуються в системах вентиляції і повітряного опалення виробничих, громадських і житлових будівель, а також для інших санітарно – технічних і виробничих цілей. Серійно випускають вентилятори номерів від 2,5 до 20.
У відповідності з ГОСТ 5976 – 73 з ізм. вентилятори загального призначення мають позначення типу, що складається з літери Ц (відцентровий), п'ятикратного значення коефіцієнта повного тиску і значення швидкохідності при режимі һмах, округлених до цілих чисел. До цього обозначениюдобавляют номер вентилятора, чисельно рівний діаметру колеса в дециметрах. Так, вентилятор з діаметром робочого колеса d = 0,4 м, що має при режимі һмах коефіцієнт повного тиску = 0,86 і швидкохідність пѕ – 70,3, позначають Ц4-70 № 4. Таке позначення зручно тим, що дозволяє за призначенням оцінити аеродинамічні параметри вентиляторів.
Вентилятори Ц4-70 № 2,5; 3,15 (3,2); 4; 5; 6,3; 8; 10 і 12,5 виготовляють за конструктивною схемою виконання 1 з робочим колесом, безпосередньо встановлених на валу електродвигуна.
Вентилятори Ц4-70 № 8; 10; 12,5 та 16 виготовляють за конструктивною схемою виконання 6 зі шківом для привода за допомогою клинопасової передачі.
Вентилятори № 2,5; 3,15 (3,2); 4; 5; 6,3; 8; 10 і 12,5 випускаються з проміжними діаметрами робочого колеса, що дозволяє, не змінюючи корпус, змінювати його характеристику, встановлюючи одне з коліс: для № 5 і 8 – 90; 95; 100 або 105 % номінального діаметра; для вентиляторів № 2,5; 3,15; 4 і 6,3 – 95; 100 або 105% номінального діаметра і для вентиляторів № 10 і 12,5 – 90; 95 і 100 % номінального діаметра.
Вентилятори спеціального призначення застосовуються для роботи в системах пневмотранспорту; для переміщення середовища, що містить агресивні речовини, газів з високою температурою, газопаровоздушних вибухонебезпечних сумішей і т. д. Ці вентилятори, в свою чергу, можна розділити на пилові, корозійно-стійкі, искрозащищенные, тягодуттьові, малогабаритні, суднові, шахтні, млинові і т. д. Вентилятори, призначені для переміщення повітря з
різними механічними домішками, називаються пиловими. В позначенні цих вентиляторів додана буква П. Пилові вентилятори типу ЦП7-40 призначені для переміщення невибухонебезпечних неабразивних пилогазоповітряних сумішей, агресивність яких по відношенню до вуглецевої сталі звичайної якості не вище агресивності повітря, з температурою не вище 80 °С, не містять липких речовин і волокнистих матеріалів та з вмістом механічних домішок в переміщуваного середовища до 1 кг/м3.
Пилові вентилятори застосовуються для видалення деревних стружок, металевого пилу від верстатів, а також в системах пневмотранспорту зерна і для інших цілей. Щоб транспортуються матеріали не застрявали в робочому колесі і корпусі, число лопаток колеса має бути невеликим. Передній диск колеса завжди відсутній, а передні ділянки лопаток мають форму, що забезпечує скидання потрапили в колесо матеріалів під дією відцентрових сил. Великий зазор між вхідним патрубком і колесом є причиною того, що пилові вентилятори мають більш низький ККД, ніж вентилятори загального призначення.
Номенклатура серійних пилових вентиляторів невелика: ЦП7-40, ЦП6-46 і ЦП6-45.
Пилові вентилятори серії ЦП7-40 мають зварні бездискові колеса з шістьма лопатками, загнутими вперед. Бічні стінки корпусу мають однакову конструкцію. Симетрична конструкція робочого колеса та корпусу дозволяє збирати з одних і тих же вузлів вентилятори лівого і правого обертання.
Робоче колесо пилового вентилятора серії Ц6-46 виконано у вигляді шестилопастного однодискового клепаного колеса зі сталевою литий втулкою. Внаслідок консольного кріплення лопаток до диска і зниження їх міцності при нерівномірному стиранні механічними домішками ці вентилятори не застосовуються при великих окружних швидкостях, тому вони розвивають порівняно невисокі тиску і можуть застосовуватися в мережах з невеликим опором. Іноді з метою збільшення терміну служби лопаток робочого колеса поверхні наварювалися твердими зносостійкими сплавами. З цією ж метою обичайка спірального корпуса може бути покрита усередині броневыми плитами.
У конструкціях корозійно-стійких вентиляторів, призначених для переміщення агресивних сумішей, що застосовуються матеріали, стійкі до цих сумішей (нержавіюча сталь, титанові сплави, вініпласт, поліпропілен), або їх проточна частина напилюється антикорозійними покриттями.
Такими матеріалами є нержавіюча сталь марки 12Х18Н10Т і титановий сплав ВТ 1-0. Область застосування вентиляторів з нержавіючої сталі різко обмежена їх недостатньо високими антикорозійними властивостями. Для ряду агресивних середовищ термін служби цих вентиляторів становить 4 – 6 міс, а іноді і менше. Пластмасові вентилятори, незважаючи на більш високі антикорозійні властивості в порівнянні з вентиляторами з нержавіючої сталі, мають ряд істотних недоліків. Це в першу чергу низькі міцнісні характеристики матеріалів, що не дозволяє виготовляти вентилятори великих розмірів, при цьому максимальна окружна швидкість становить 31 м/с. Оскільки вініпласт неморозостоек, то вентилятори з нього можуть бути встановлені тільки в опалювальних приміщеннях.
Вентилятори з титанового сплаву можуть використовуватися в усіх середовищах, де відбувається пасивація поверхні внаслідок утворення оксидів, гідридів та сульфоокисных сполук титану. Такі вентилятори не можна застосовувати в газоповітряних середовищах, що містять пари фтористоводородной і плавикової кислот, фтору і брому, а також сухі хлор та йод.
Однак слід зазначити, що вирішити проблему боротьби з корозією титанові вентилятори не можуть, так як промисловість випускає їх в обмеженій кількості. Принципово нові можливості відкриваються у зв'язку із застосуванням технології напилення порошкових полімерних матеріалів в електростатичному полі. При цьому немає необхідності в зміні технології виготовлення вентиляторів. Досить на заключному технологічному етапі замінити процес їх забарвлення рідкими лакофарбовими матеріалами процесом напилення полімерних порошків.
Переміщення вибухонебезпечних газових сумішей вентиляторами загального призначення неприпустимо, так як при терті деталей робочого колеса про корпус можливо появу іскор, здатних підпалювати ці суміші. Отже, для переміщення таких сумішей повинні застосовуватися вентилятори, виготовлені з матеріалів, які при терті або зіткненні рухомих частин з нерухомими виключали б можливість появи іскор. Залежно від рівня захисту від іскроутворення искрозащищенные вентилятори поділяються на такі:
з підвищеним захистом від іскроутворення, в яких передбачені засоби і заходи, що утрудняють виникнення небезпечних іскор тільки в режимі їх нормальної роботи. Виготовляються такі вентилятори або з алюмінієвих сплавів, або з різнорідних металів;
іскробезпечні, в яких передбачені засоби та заходи захисту від іскроутворення як при нормальній роботі, так і при можливому короткочасному терті робочого колеса об корпус вентилятора. Ці вентилятори розроблені на основі алюмінієвих сплавів з антистатичним пластмасовим покриттям. Вид покриття – графітонаполненний поліетилен або графітонаполненний пентапласт, – вибирається в залежності від характеристики переміщуються середовищ, тобто від їх здатності протистояти корозійного впливу середовищ.
Вентилятори з алюмінієвих сплавів виконуються по конструктивному виконанню 1 (ГОСТ 5976 – 73 з зм.) і комплектуються вибухозахищеними електродвигунами. У відповідності з технічними умовами вони призначені для переміщення деяких газо-пароповітряних вибухонебезпечних сумішей, не викликають прискореної корозії матеріалів і покриттів проточної частини вентиляторів, що не містять вибухових речовин, вибухонебезпечного пилу, оксидів заліза, додаткового кисню, липких речовин і волокнистих матеріалів, з запиленістю не більше 100 мг/м3 і температурою не вище 80 °С. Температура навколишнього середовища від – 40 до + 40°С (до 45°С для тропічного виконання). Вентилятори з алюмінієвих сплавів не можна застосовувати для переміщення газопаровоздушних сумішей від технологічних установок, в яких вибухонебезпечні речовини нагріваються вище температури їх самозаймання або знаходяться під надлишковим тиском. Їх також не дозволяється використовувати в якості хімічно стійких вентиляторів. Технічні дані та область застосування таких вентиляторів більш детально наведено у відповідних технічних умовах. В ТУ 22-4942-81 наведено перелік сумішей, для переміщення яких призначені ці вентилятори.
Вентилятори з різнорідних металів також виконуються по конструктивному виконанню 1 (ГОСТ 5976 – 73 з зм.) і комплектуються вибухозахищеними електродвигунами. У відповідності з технічними умовами вони призначені для переміщення деяких парогазовоздушных вибухонебезпечних сумішей, не викликають прискореної корозії матеріалів і покриттів проточної частини вентиляторів, з запиленістю не більше 100 мг/м3, що не містять вибухонебезпечного пилу, вибухових речовин, липких і волокнистих матеріалів. Температура переміщуваного середовища: вентиляторами виконання В1 і И1-03 – 80°С; вентиляторами виконання В1Ж2 і И1-02 – 150°С. Температура навколишнього середовища від – 40 до + 40°С (45°С для тропічного виконання). Вентилятори з різнорідних металів не можна застосовувати для переміщення парогазовоздушных сумішей, що містять додатковий кисень, а також для переміщення сумішей від технологічних установок, в яких вибухонебезпечні речовини нагріваються вище температури їх самозаймання або знаходяться під надлишковим тиском. Технічні дані та область застосування таких вентиляторів більш детально наведено у відповідних технічних умовах. В ТУ 22-5698 – 84 наведено перелік сумішей, для переміщення яких призначені ці вентилятори.
Для переміщення суміші, що вибухають від удару, вентилятори застосовувати не можна. (У цих випадках використовують ежектори.) Залежно від застосування розрізняють два типи тягодуттьових вентиляторів: димососи і дуттьові.
Димососи застосовують для відсмоктування димових газів з температурою до 200°С з топок пиловугільних котлоагрегатів. Оскільки гази містять тверді частинки золи, що викликають значний знос деталей димососа, лопатки робочого колеса виконують потовщеними, а внутрішню поверхню обичайки корпусу покривають броневыми листами. Ходова частина димососів має охолоджуючий елемент у вигляді термомуфты або змійовика охолодження масла у вузлі підшипників. Тому корпуси підшипників ходової частини димососів виготовляють у вигляді литих або зварних коробок, всередині яких знаходиться масло, охолоджуване проточною водою, що циркулює по змійовику. Застосовують димососи одне і двостороннього всмоктування. Для регулювання роботи вони оснащуються осьовими направляючими апаратами. У позначенні типу
димососів, наприклад ДН-15, букви позначають: Д – димосос; Н – загнуті назад лопатки робочого колеса; цифри означають діаметр робочого колеса в дециметрах. Дуттьові вентилятори призначені для подачі повітря у топкові камери котлоагрегатів теплових електростанцій або великих промислових котельних установок. Так само, як і димососи дуттьові вентилятори виконують односторонніми і двосторонніми. Вони також оснащені осьовими направляючими апаратами. Серійно виготовляють дуттьові вентилятори номерів 8 – 36. Вентилятори гарячого дуття типу ВОТ і ГД призначені для подачі первинного повітря з температурою до 400°С. В позначенні типу дуттьових вентиляторів, наприклад ДДН-10, букви означають: В – вентилятор; Д – дуттьовий; Н – загнуті назад лопатки робочого колеса. Конструкція тягодуттьових нагнітачів не розрахована на сприйняття навантажень від маси і теплового розширення підвідних і відвідних ділянок мережі, за і перед ними необхідно встановлювати компенсатори. Вентилятори типу ДН і ВДН призначені для установки в приміщенні; можлива їх експлуатація поза приміщення при температурі не нижче – 30°С, дуттьові вентилятори допускається встановлювати тільки після апаратів очищення. Підбір тягодуттьових машин слід виконувати у відповідності з даними заводів – виготовлювачів.
Млинові вентилятори призначені для пневматичного транспортування і неагресивної вугільного пилу в системах пылеприготовления котлоагрегатів, що працюють на пилоподібному паливі, і для подачі пилоподібного палива в пиловугільні та муфельні пальника. Конструкції цих вентиляторів виконують з урахуванням зменшення ступеня зносу стінок спірального корпуса і робочого колеса.
Малогабаритні вентилятори з діаметрами робочих коліс менше 200 мм є, як правило, вбудованими вентиляторами. Будучи частиною стаціонарних і рухомих машин і технологічних установок, вони повинні відповідати жорстким вимогам до габаритами, масою і ККД. Привід таких вентиляторів здійснюється зазвичай від малогабаритних високошвидкісних електродвигунів з частотою обертання до 20000 хв-1; їх подача становить від 1 до 300 л/с, а повне тиск – від 200 до 7000 Па.
Суднові вентилятори використовують в системах вентиляції машинно-котельних відділень, службових і житлових приміщень, а також для охолодження приладів і механізмів. Крім вимог, що пред'являються до вентиляторів загального призначення, суднові вентилятори повинні задовольняти ряду специфічних вимог: бути виброударостойкими, створювати малий рівень шуму, мати невеликі габарити і масу, стійко працювати в умовах крену і диферентах. Найбільш повно всім цим вимогам відповідають суднові вентилятори з радіальними лопатками робочого колеса єдиної серії ЦС. Шахтні вентилятори використовують у вентиляційних системах шахт і рудників для забезпечення великих витрат і тисків. Радіальні шахтні вентилятори застосовують в основному в вентиляторних установках головного провітрювання, розташованих на поверхні землі і переміщують все повітря, що проходить по шахті або її крила. Серійно випускають вентилятори великих номерів – № 11; 16; 25; 32 та 47.
Вентилятори головного провітрювання працюють в мережі із змінним опором, тому вони мають наступні пристрої для економічного регулювання:
осьовий направляючий апарат;
регульований привід;
поворотні закрилки лопаток робочого колеса та ін.
На вході у вентилятор встановлюють подвійний поворот, вхідні коробку і трійник, на виході з вентилятора – дифузор, поворотне коліно, вихідну коробку. Таким чином, вентилятор фактично є частиною вентиляторної установки. Тому в каталогах, як правило, наведено аеродинамічні характеристики вентиляторних установок, отримані в натурних умовах або при випробуваннях напівпромислових моделей вентиляторів з приєднаними елементами.
Залежно від повного тиску, створюваного при номінальному режимі, у відповідності з ГОСТ 5976 – 73 з ізм. вентилятори поділяють на вентилятори низького, середнього і високого тиску.
Вентилятори низького тиску створюють повне тиск до 1000 Па. До них відносяться вентилятори великої і середньої швидкохідності, у яких робочі колеса мають широкі листові лопатки. Допустима окружна швидкість для таких коліс не перевищує 50 м/с.
Вентилятори середнього тиску створюють повне тиск до 3000 Па. Лопатки цих вентиляторів можуть бути загнуті як по напрямку обертання колеса, так і проти напрямку його обертання. Максимальна окружна швидкість робочого колеса може досягати 80 м/с.
Вентилятори високого тиску створюють повне тиск понад 3000 Па.
Робочі колеса вентиляторів, створюють тиск до 1000 Па, як правило, мають лопатки, загнуті назад, так як вони більш ефективні. У разі широких коліс застосовують профільні лопатки з плоским або злегка похилим переднім диском.
Повне тиск більш 10000 Па можуть створювати лише вентилятори великий швидкохідності з вузькими робочими колесами, що нагадують компресорні. Їх окружна швидкість при відповідному конструктивному виконанні може досягати 200 м/с. Такі вентилятори знаходять застосування в системах з невеликими витратами повітря та значним опором.
По швидкохідності вентилятори поділяють на вентилятори великий (ns понад 60), середньої (ns = 30-60) і малої (ns менше 30) швидкохідності.
Вентилятори великий швидкохідності мають широкі робочі колеса з невеликим числом загнутих назад лопаток. Коефіцієнт тиску <0,9. Максимальний ККД може досягати 0,9.
До вентиляторів середньої швидкохідності відносяться вентилятори з колесом барабанного типу з загнутими вперед лопатками і великим діаметром входу, у яких коефіцієнти тиску близькі до максимально можливим (~3), а ККД досягає лише 0,73, так і вентилятори, що мають робочі колеса значно меншої ширини з загнутими назад лопатками, невеликими коефіцієнтами тиску (~1) і ККД, що досягає 0,87. Вентилятори малої швидкохідності мають невеликі діаметри входу, досить вузькі робочі колеса, невелику ширину і розкриття спірального корпусу. Лопаткиколеса можуть бути загнуті вперед і назад. ККД цих вентиляторів не перевищує 0,8.
Залежно від компонування вентилятори можуть бути розділені на переносні, полустационарные і стаціонарні.
Переносні вентилятори виготовляються з одностороннім входом і мають цільну конструкцію (ходова частина, корпус, а іноді і електродвигун монтуються на загальній жорсткої стійці). Простота монтажу і демонтажу таких вентиляторів є істотною перевагою перед іншими вентиляторами. До недоліків переносних вентиляторів слід віднести відсутність у них пристроїв для регулювання, що знижує їх експлуатаційні якості. Крім того, для огляду і ремонту робочого колеса ці вентилятори потрібно від'єднати від мережі. Таку компоновку мають зазвичай вентилятори загального призначення.
Полустационарные вентилятори роблять з одно - і двостороннім всмоктуванням. Ходова частина і електродвигун цих вентиляторів монтуються на загальній рамі. Корпус приєднується до рами або встановлюється безпосередньо на фундаменті з розташуванням вихідного отвору в будь-якому потрібному напрямку. Регулювання подачі здійснюється з допомогою направляючого апарату. Для приводу можуть бути використані багатошвидкісні електродвигуни. Характерною особливістю конструкції полустационарных вентиляторів є те, що огляд і ремонт їх виробляються без від'єднання від мережі. Ці вентилятори застосовуються для головного і шурфового провітрювання шахт і рудників, як димососів і дуттьових вентиляторів, а також для загальнопромислового призначення.
Стаціонарними виконуються великі шахтні та рудникові вентилятори і димососи ТЕЦ і найбільш великі вентилятори загального призначення.
Конструктивною особливістю стаціонарних вентиляторів є те, що корпус, ходова частина, стійка і електродвигун взаємно пов'язані тільки фундаментом. Регулювання здійснюється осьовими або спрощеними направляючими апаратами. Корпус стаціонарного вентилятора встановлюється тільки в одному визначеному положенні. При вільному виході повітряного потоку в атмосферу до вихідного отвору вентилятора приєднують дифузор. Стаціонарні вентилятори менш металоємкі, але монтаж їх більш складний і вимагає великих початкових витрат. Такі установки визначаються тільки при великому терміні їх служби. Огляд і ремонт їх здійснюються без від'єднання від мережі.
Осьові вентилятори
Осьовим вентилятором називається вентилятор, в якому повітря (або газ) переміщається уздовж осі робочого колеса, що обертається двигуном (рис. 1.5). Як і у радіальних вентиляторів, характеристики осьових вентиляторів показують залежність тиску і потужності на валу і ККД від подачі.
Осьовим вентилятором називається вентилятор, в якому повітря (або газ) переміщається уздовж осі робочого колеса, що обертається двигуном (рис. 1.5). Як і у радіальних вентиляторів, характеристики осьових вентиляторів показують залежність тиску і потужності на валу і ККД від подачі.
На основі повних характеристик (рис. 1.6), використовуючи формули перерахунку, отримують універсальні характеристики осьових вентиляторів – індивідуальні, суміщені і безрозмірні.
Безрозмірні параметри (коефіцієнти), які характеризують вентилятор, відносяться до його зовнішньому діаметру або до окружної швидкості на зовнішньому діаметрі. Ці параметри змінюються вздовж радіуса. Наприклад, коефіцієнт тиску змінюється назад пропорційно радіусу. На рис. 1.7 показано розподіл тисків вздовж радіуса лопатевого колеса при коефіцієнті тиску = 0,05-0,8.
Аеродинамічні схеми. Під аеродинамічною схемою осьового вентилятора мається на увазі сукупність ознак і параметрів, що однозначно характеризують проточну частину машини: число ступенів, рівне числу робочих коліс; тип схеми, яка залежить від наявності апаратів, і їх розташування по відношенню до робочого колеса; відносний діаметр втулки; число лопаток колеса і апаратів, їх кути установки.
Аеродинамічна схема позначається літерами. Наприклад, для одноступеневих вентиляторів схема, що складається з одного колеса, позначається літерою К; схема, що включає крім колеса спрямляющий апарат – літерами ДО+СА; установка, обладнана вхідним напрямним апаратом, – літерами BHA+K+СА. Двоступеневі схеми мають, наприклад, таке позначення: К+СА+ДО+СА, ВНА+К+НА+ДО+СА.
Рис. 1.5. Схема осьового вентилятора
1 – корпус; 2 – робоче колесо; 3 – обтічник
Рис. 1.6. Повна аеродинамічна характеристика осьового вентилятора
Рис. 1.7. Розподіл тиску вздовж радіуса колесо осьового вентилятора
Кожна зі схем має свої особливості. За схемою зазвичай виконують вентилятори з дуже малими значеннями коефіцієнта тиску (менше 0,15), у яких відносна швидкість закручування с2и і пов'язане з нею динамічний тиск незначні. Повітря при цьому підводиться до робочого колеса в осьовому напрямку (вхідний направляючий апарат відсутній). Конструкція проста, але ККД в області робочих режимів знижується на 5 – 30% із-за відсутності спрямляющего апарату. В СА динамічний тиск, пов'язане зі швидкістю закручування потоку за робочим колесом, перетворюється на статичне з деякими втратами, зумовленими течією в його діффузорним лопаточном вінці. При цьому без зміни характеристики потужності збільшуються як повні тиск і ККД, так і статичні тиск і ККД.
У тих випадках, коли за умовами компонування вентилятора перед ним утворюється нерівномірний по перерізу входу потік, вхідний направляючий апарат буде зменшувати цю нерівномірність та її несприятливий вплив на роботу вентилятора.
До багатоступеневим вентиляторам відносяться також вентилятори зустрічного обертання, у яких робочі колеса обертаються в протилежних напрямках, а апарат між ними відсутній. Отримавши енергію в першому колесі, закручений потік надходить у друге колесо, яке закручує його в протилежному напрямку, продовжуючи передавати йому енергію. Ці вентилятори можуть мати вхідний і вихідний апарати.
За призначенням осьові вентилятори поділяють на вентилятори загального призначення і спеціальні.
Вентилятори загального призначення призначені для переміщення чистого або мало запиленого повітря, не містить вибухонебезпечних речовин, липкою, волокнистою і цементуючою пилу і агресивних речовин при температурі до 40°С. Температурний межа прийнятий з тих міркувань, що при більш високих температурах значно погіршуються умови тепловіддачі обмоток електродвигуна, що знаходиться зазвичай в потоці переміщується газу.
До спеціальних вентиляторів відносять вентилятори, які не використовуються в звичайних системах загально обмінної вентиляції цивільних і промислових будівель. Це вентилятори, що використовуються для переміщення вибухонебезпечних і агресивних домішок, шахтні вентилятори вентилятори тунельної вентиляції, стельові вентилятори, вентилятори градирень, вентилятори, вбудовані в технологічне обладнання, і т. д.
Для переміщення вибухонебезпечних домішок застосовують вентилятори, виготовлені з різнорідних металів: проточна частина виконана зі сталі (робоче колесо) і латуні (у корпусі є обичайка в зоні розташування робочого колеса). При цьому переміщувана середовище не повинна мати температуру вище 40°С, викликати прискорену корозію матеріалів проточної частини вентиляторів, містити пил та інші тверді домішки у кількості понад 10 мг/м3, а також вибухонебезпечну пил, липкі і волокнисті матеріали.
Шахтні осьові вентилятори використовують в системах вентиляції підземних виробок. Вентилятори місцевого провітрювання призначені для установки під землею в шахтах і рудниках і служать для провітрювання тупикових виробок, а також шахтних стволів і приствольних виробок при їх проходці. До місцевих вентиляторів пред'являють вимоги вибухобезпеки, компактності, мінімальної маси, сталості роботи в широкому діапазоні витрат повітря, простоти обслуговування і транспортабельності.
Вентилятори головного провітрювання призначені для забезпечення свіжим повітрям шахт гірничодобувної промисловості. Їх розташовують на поверхні і вони переміщують всі кількість повітря, що проходить по вентиляційної мережі шахти. Шахтні вентиляційні установки працюють в основному на всмоктування.
Вентилятори тунельної вентиляції служать для видалення виділяються в процесі експлуатації теплоти, вологи, пилу і газів, а також підтримання в транспортних тунелях необхідних метеорологічних умов і хімічного складу повітря. Робота вентиляторних установок тунельної вентиляції супроводжується поршневим впливом транспортних засобів (поїздів метрополітену та залізничних поїздів, автомобільного транспорту).
Стельові вентилятори (фени) зазвичай застосовують для турбулізації повітряного середовища в приміщеннях, але іноді їх використовують для створення локального душирующего ефекту (в тих випадках, коли забезпечити необхідну рухливість повітря внаслідок його перемішування неможливо).
По напрямку обертання лопатевого колеса вентилятори можуть бути правими і лівими. Якщо дивитися з боку входу повітря, то у вентиляторів правого обертання колесо обертається за годинниковою стрілкою.
Номер вентилятора визначає його розмір, тобто діаметр робочого колеса, виражений в дециметрах.
Номенклатура осьових вентиляторів, що випускаються нашою промисловістю для використання в промислових і цивільних будівлях, досить обмежена і включає вентилятори типу В-06-300(№ 4; 5; 6,3; 8; 10 і 12,5) і В-2,3-130 (№ 8; 10 і 12,5). З різнорідних металів випускаються вентилятори лише типу В-06-300 (№ 5; 6,3; 8; 10 і 12,5). У дахової модифікації випускається осьовий вентилятор з колесом Ц3-04 (№ 4; 5 і 6,3). При цьому робоче колесо обертається у горизонтальній площині; приводом служить вертикально розташований електродвигун.
Стельові вентилятори випускаються двох типів – Союз (ВПК-12, ВПК-15 і ВПК-18) і Зангезур (ВПМ 1-100).
Номенклатура шахтних вентиляторів і вентиляторів тунельної вентиляції досить обширна і наведена в спеціальних довідкових посібниках. Відмінною особливістю цих вентиляторів (порівняно з вентиляторами загального призн
