3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Центробежный вентилятор улитка: области применения, конструкция и материалы, принцип действия

Содержание

Конструкция центробежных радиальных вентиляторов улитка

В основе механизма любого вентилятора лежит ротор с закрепленными на нем лопастями. Назначение их — перемещение больших масс воздуха с целью циркуляции воздуха.

Сфера применения центробежных вентиляторов «улитка» очень широка. Их используют в инженерных системах зданий, промышленных системах вентиляции, сушильных камерах, бытовых приборах, покрасочных, при обдуве станков.

Что такое центробежный вентилятор

Способ создания воздушного потока путем вращения радиального колеса с лопатками, в спиральной камере, дал название вентиляторам — радиальные или центробежные. Лопасти на колесе могут быть прямыми, изогнутыми или типа «крыло».

Давление потока воздуха, в зависимости от количества и профиля лопаток, а также скорости их вращения, делится на три класса:

Показатели давления укладываются в диапазон от 0,1 до 12 кПа. Поменяв местами фазы тока на клеммах электродвигателя, можно изменить направление вращения рабочего колеса. Делается это перекидным переключателем на движке. Это нужно, чтобы менять режим забора воздуха из помещения с нагнетанием чистого воздуха.

Конструкция и принцип работы

Устройства вентиляторов, используемых для перемещения разнообразных смесей газов и воздуха, бывают нескольких типов. Наиболее востребованным является центробежный радиальный агрегат «улитка».

Он имеет в сборке вращающееся колесо и закрепленные на нем лопасти. Разные модели вентиляторов содержат разное количество лопастей.

Принцип действия вытяжки «улитки» таков:

  1. Воздух засасывается внутрь ротора сквозь входное отверстие;
  2. Воздушная масса получает вращательное движение;
  3. Далее, посредством центробежной силы, которую создают вращающиеся лопатки, воздух под давлением нагнетается к выходному отверстию. Оно расположено в спиральном кожухе.

За счет сходства кожуха с улиткой вентилятор и получил свое название.

Материалы корпуса

Промышленная «улитка» может включать разные материалы — в зависимости от агрессивности среды применения. Обшивка агрегата общего назначения, эксплуатируемого в неагрессивных смесях газов с содержанием частиц менее 0,1 г/куб. м, производится из листовой оцинкованной или углеродистой стали разной толщины. Если среда содержит агрессивные газовые смеси, характерна присутствием активных газов и испарением кислот, применяются коррозионно-устойчивые стали. Вентилятор «улитка» в таком исполнении работает при температуре до 200 градусов тепла по Цельсию.

Есть взрывозащищенный вариант корпуса вытяжки. Он собран из пластичных металлов: меди или алюминиевых сплавов. Здесь при работе вытяжки исключается искрение, являющееся основной причиной взрывов.

Рабочее колесо

Требования к материалам для рабочего колеса с лопатками — пластичность и защищенность от коррозии. Тогда колесо выдержит вибрационные нагрузки и химическое воздействие среды. Для проекта формы и количества лопаток, во внимание берутся аэродинамические нагрузки и скорость вращения. Большая скорость вращения большого количества слегка изогнутых либо прямых лопаток, формирует устойчивый воздушный поток. При этом создается меньше шума.

Центробежную вытяжку следует классифицировать как оборудование с повышенной вибрацией. Причина вибрации — низкий уровень сбалансированности вращающегося колеса. Вибрация несет в себе такие негативные факторы: разрушение основания в месте установки оборудования и высокий шумовой уровень. Минимизирует вибрацию установка амортизационных пружин. Пружины монтируются под основание корпуса. Кроме того, для некоторых моделей вместо пружин применяются резиновые подушки.

Электродвигатели

Оборудование для вентиляции типа «улитка» снабжается электродвигателями со взрывобезопасными крышками и корпусами. Для окраски корпусов двигателей используется специальный защитный состав. В большинстве своем — это асинхронные механизмы с фиксированной частотой вращения. Подключаются они к однофазной или трехфазной сети, в зависимости от конструкции. В особых случаях применяются двигатели с регулируемой скоростью вращения.

Размеры

Размеры вытяжек «улитка» могут быть различными. Диаметр агрегата варьируется от 250 до 1500 мм. «Улитки» могут представлять единое целое либо быть разделены на несколько частей. В случае с маленькими вентиляторами с цельной улиткой, углом поворота можно пренебречь. Достаточно открутить болты и развернуть ее в нужное положение. Модели побольше в основном разборные. Для них угол поворота — важный параметр, который следует учитывать.

Вытяжка для бытового и промышленного использования — вентилятор улитка

Вентилятор со спиральным корпусом был придуман еще в середине прошлого столетия, но по эффективности ему нет равных и сегодня. Вытяжка улитка отлично работает в промышленных цехах и в многоэтажных жилых домах. Эти устройства способны не только создать необходимую тягу, но и работать как вакуумный насос. Высокие аэродинамические характеристики объясняются конструктивными особенностями вентилятора. При этом устройство доступно по цене, не представляет сложности в монтаже и обслуживании.

Конструкционные особенности

Вытяжка улитка – это радиальный вентилятор, встроенный в корпус особой формы, напоминающий панцирь улитки. Воздух в него направляется под действием центробежной силы.

Читать еще:  Как происходит работа на рейсмусовом станке jet jwp 12, технические характеристики рейсмуса джет

Центробежный вентилятор состоит из следующих частей:

  • Корпус спиральной формы.
  • Всасывающий патрубок круглой формы, размер диаметра совпадает с размером рабочего колеса.
  • Вытяжной канал, оканчивающийся выходным патрубком.
  • Выходной патрубок прямоугольной формы, располагается зевом вверх.
  • Рабочее колесо с лопастями.
  • Электромотор.

Центр корпуса занимает крыльчатка вентилятора. Ее лопасти отличаются от привычно больших, начинающихся от оси вращения. В радиальном вентиляторе лопасти рабочего колеса прямоугольные, прямые или выгнутые определенным образом, располагаются по ободу круга вращения.

Форма лопастей вытяжки улитка в зависимости от назначения:

  • прямые – для удаления летучих взвесей (пыли, мелкой стружки);
  • с загибом лопасти назад – для увеличения скорости вращения колеса при пониженном шумообразовании;
  • с загибом лопасти вперед — для повышения давления и КПД двигателя.

Особенности конструкции радиального вентилятора заключаются в разном способе передачи крутящего момента от двигателя к рабочему колесу:

  • Рабочее колесо «посажено» непосредственно на вал двигателя. Такая конструкция отличается простотой и доступностью. Однако в случае поломки вентилятора требуется полный разбор его для ремонтных работ.
  • Крутящий момент передается посредством ремня. Распространенный вид взаимодействия двигателя с вращающимися частями механизма, который открывает много возможностей для манипуляции с размерами шкивов и скоростями. Ременная передача делает устройство более громоздким и дорогим.
  • Рабочее колесо соединяется с моторным валом через муфту. Такая посадка снимает нагрузку с подшипников двигателя, не увеличивая сложность и металлоемкость конструкции. Этот тип вытяжки улитка можно считать лучшим по ремонтопригодности и цене.

Скорость работы вытяжки типа улитка регулируется не только мощностью мотора, но и количеством лопастей на рабочем колесе. Корпус вентилятора изготавливают из стали, сплавов или алюминия. Для защиты от коррозии стальные детали красят или покрывают специальной защитой.

Как работает вытяжка улитка

Работает устройство от электросети. Размеры варьируются от бытового (диаметр основного корпуса 25 см) до промышленного (диаметр 150 см).

Вентилятор «загребает» воздух небольшими лопастями, которые вращаются с огромной скоростью. Воздушный поток направляется в корпус, делает виток и удаляется в выводное отверстие. Проходя по завиткам, поток теряет в скорости и создает давление.

Обратите внимание! Если входное отверстие вентилятора герметично подсоединить к закрытому каналу, то вытяжка улитка будет работать как вакуумный насос.

Виды центробежных радиальных вентиляторов

Принципиальной разницы в конструкции между вентиляторами радиального типа нет. Их делят на несколько видов по назначению и мощности.

По мощности

Рабочее давление, на которое способна вытяжка улитка, зависит от мощности двигателя устройства, количества и конфигурации лопастей рабочего колеса.

Различают 3 типа радиальных вентиляторов по данному параметру:

  • Устройства относительно низкого давления (до 100 кг/см²). Это небольшие вентиляторы, применяемые для создания принудительной вентиляции в жилых зданиях, маркированные как ВР 80-75. В многоквартирных домах такие устройства монтируют на крыше, в общий вентканал.
  • Устройства, которые работают в интервале среднего давления от 100 до 300 кг/см². Используют в вентиляционных системах производственных цехов без особых требований к безопасности. Общая маркировка вытяжек этой группы ВР 300-45.
  • Мощные (рабочее давление в интервале от 300 до 1200 кг/см²) вытяжки улитки устанавливают на вредных производствах, где есть необходимость интенсивного отвода едких, огне- и взрывоопасных газовых смесей. Общая маркировка этого класса ВР 12-26.

На то, какой вентилятор следует выбрать для данной вентиляционной системы, влияет множество параметров: длина каналов, их разветвленность, пропускная способность, требуемая интенсивность воздухообмена в единицу времени. Такие расчеты проводятся специалистами на этапе разработки проекта вентиляционной системы.

Обратите внимание! Центробежные вентиляторы устанавливают не только на вытяжку, но и подачу воздуха, например, в котельных.

По назначению

Вторая система классификации радиальных вентиляторов делит их по назначению:

  • Вытяжки улитки общего назначения. Эксплуатируются при температуре до +80 градусов в атмосфере, где нет специфических или опасных загрязнений. Устанавливают в жилом или промышленном секторе.
  • Взрывозащищенные – корпус и детали механизма изготовлены из материалов, исключающих появление искры при работе. Используются в помещениях, где есть взрывоопасные газовые смеси. Допустимый температурный интервал эксплуатации от -30 до +40 градусов.
  • Противопожарные или жаростойкие вытяжки устанавливают на производствах, которые используют в технологическом процессе повышение температуры. Устройства изготавливают из углеродистой стали и покрывают жаростойкими составами. Эксплуатируются при температуре до +200 по Цельсию.
  • С усиленной антикоррозийной защитой. Это вентиляторы, которые устанавливают на химических производствах с агрессивной средой.
  • Пылевые (маркировка ВРП) – вентиляторы для удаления воздушных масс с взвешенными частицами. Устройства имеют больший зазор между корпусом и рабочим колесом, сниженное число лопастей, чтобы в процессе работы устройство не забивалось отходами. Особенности конструкции здесь приводят к падению КПД устройства. Выбирать вытяжку требуется с запасом рабочей мощности.
  • Для удаления дыма (маркировка ВРДУ). Эти вентиляторы устанавливают для дымоудаления, если произойдет пожар. Устройства работают в диапазоне температур 400-600 градусов.

Особенности использования и ограничения

Вентиляторы радиальные общего назначения можно эксплуатировать в интервале температур от -45 до +45 градусов. Это ограничение не распространяется на специализированные устройства, для которых установлены отдельные параметры.

Ограничения для установки вытяжки улитка общего назначения:

  • наличие в воздушной смеси липких примесей больше, чем 10 мг/м³;
  • присутствие волокнистых примесей;
  • для вывода взрывоопасных смесей газов;
  • в помещениях, где хранят взрывчатые вещества;
  • наличие в воздушной смеси химически агрессивных веществ.

Для систем вентиляции с особыми требованиями используют вентиляторы ВРП, ВРДУ, жаростойкие и взрывозащищенные модели.

Улитка для вытяжки

Вентиляторы, использующиеся для воздухообмена в помещениях, имеют разную конструкцию. В зависимости от условий функционирования и поставленных задач могут быть установлены осевые или радиальные устройства, способные работать в разных режимах. Их назначение и особенности оптимальным образом подходят для того или иного участка вентиляционной системы. Рассмотрим вопрос внимательнее.

Читать еще:  Кладочная сетка для кирпича, бетона и штукатурки

Устройство и конструкция вентилятора-улитки

Радиальные вентиляторы , в просторечии именуемые «улиткой» , являются устройствами с разнонаправленными осями всасывания и выброса воздушного потока. В отличие от осевых конструкций , где струя воздуха движется параллельно оси вращения рабочего колеса, в работе радиальных вентиляторов используется центробежная сила, отчего такие устройства называют еще и центробежными .

Рабочий орган такого вентилятора больше всего напоминает беличье колесо. Лопатки, расположенные параллельно оси вращения, захватывают порции воздуха и, вращаясь, с усилием выталкивают их в перпендикулярном направлении. Это и есть эффект центробежной силы. Корпус вентилятора имеет специфическую форму улитки, благодаря которой все отдельные потоки, выбрасываемые лопатками рабочего колеса, собираются в единый упругий поток, устремляющийся наружу из выходного патрубка. Из-за этого образуется разрежение, которое тут же заполняется наружным воздухом, попадающим через всасывающее отверстие. Оно расположено с лицевой стороны корпуса. Таким образом получается, что всасывание и выброс потока производятся в поперечном направлении друг к другу.

Особенности

Основной особенностью вентилятора-улитки является его способность создавать высокое давление на выходе . Осевые конструкции имеют высокую производительность, но создавать давление большинство из них не способно. Поэтому для работы со сложной системой воздуховодов, имеющей высокое аэродинамическое сопротивление, пригодны только «улитки».

По величине создаваемого давления они делятся на три категории:

Каждая категория вентиляторов используется в соответствующих условиях и выполняет задачи, требующие определенных рабочих параметров.
Вторая, не менее важная особенность вентиляторов-«улиток» состоит в способности не только создавать давление, но и производить обратное действие — создавать вакуум . В этом состоит универсальность действия улитки — она способна одинаково эффективно работать как на нагнетение, так и на всасывание .

Такие возможности значительно расширяют область использования вентиляторов-«улиток», а в сочетании с высоким рабочим давлением позволяют им выполнять дополнительные функции. Например, существуют т.н. пылевые вентиляторы , способные транспортировать по системе воздуховодов сыпучие материалы . Кроме того, возможность создавать отрицательное давление используется в различных производственных технологических установках для вывода продуктов горения (вентиляторы-дымососы).

Наиболее популярными моделями вентиляторов-«улиток» являются ВР и ВЦ ( Вентилятор Радиальный и Вентилятор Центробежный ). Некоторым осложнением ситуации в этом отношении является то, что никаких специальных правил для обозначения вентиляторов не существует и каждый производитель имеет право именовать свою продукцию так, как посчитает нужным.

Поэтому нередко появляются модели вентиляторов-«улиток», имеющих абсолютно одинаковые параметры, но разные обозначения.

Единство типоразмеров необходимо для возможности присоединения к другому оборудованию — калориферам , воздуховодам, фасонным изделиям и т.д. В этом отношении ситуация складывается более удачно, вентиляторы подходят к смежным элементам системы полностью. Если используются модели и элементы разных типоразмеров, то для их сопряжения используются соответствующие переходники.

Виды и область применения

Вентиляторы-«улитки» имеют разные типоразмеры, что позволяет подбирать устройство, максимально подходящее по рабочим параметрам к требованиям системы. Все образцы «улиток» имеют номера, обозначающие диаметр рабочего колеса в дециметрах. Например, №5 означает , что рабочее колесо имеет 0,5 м в диаметре .

Использование «улиток» весьма широко. Они встречаются практически во всех вентиляционных системах, в технологических линиях, применяются для отсоса пыли, транспортировки сыпучих продуктов на зерновых элеваторах, в деревообработке, для удаления металлической стружки и т.д. Широко используются в качестве вытяжных вентиляторов , так как других конструкций, способных выполнять такие работы, попросту не существует.

Вентилятор «улитка» способен создать разрежение в системе воздуховодов, охватывающих одно или несколько помещений и организовать тем самым эффективную вытяжку отработанного воздуха из них.

Кроме того, очень востребована возможность подвода воздуховодов к месту непосредственного возникновения пыли, выделения вредных веществ, взвесей. Это позволяет оперативно выводить нежелательные компоненты, не допуская из распространения по всему помещению или зданию.

Вентилятор ВР 100-45 (ВЦП 7-40)

Как образец пылевого вентилятора, использующегося для удаления сыпучих материалов или нежелательных воздушных взвесей, рассмотрим вентилятор ВР 100-45. Аналогами его являются модели:

  • ВР 140-40
  • ВР 100-45
  • ВЦП 6-45
  • ВРП 115-45
  • ВЦП 6-46
  • ВЦП 6-40
  • ВЦП 6-45
  • ВЦП 5-45
  • ВЦП 122-43
  • ВРПВ 105-50
  • ВЦП 110-43
  • ВЦП 109-47
  • ВЦП 115-52
  • ВЦП 130-38
  • ВРП 110-49

Следует учитывать, что такое обилие обозначений — лишь следствие отсутствия общей классификации вентиляторов, на деле все они — один и тот же тип устройств .

Пылевой вентилятор ВР 100-45 (ВЦП 7-40) предназначен для удаления воздушных смесей, содержащих пыль или твердые частицы . Рабочее колесо имеет 6 лопаток, загнутых вперед. Малое число лопаток объясняется необходимостью обеспечить пространство для перемещаемого материала и исключить застревание переносимых элементов между лопатками.

Корпус спиральный, типа «улитка» , поворотный. Вентилятор изготавливается в исполнении 1 или 5 , что означает установку рабочего колеса непосредственно на вал двигателя, либо на собственный вал, приводимый во вращение через клиноременную передачу и систему шкивов.

Как сделать вентилятор улитку своими руками?

Как сделать вентилятор улитку своими руками?

Вентилятор улитка — так в обиходе называют радиальные, или центробежные вентиляторы. Они широко распространены в промышленности или в крупных системах вентиляции, требующих достаточно высокой энергоемкости воздушного потока для преодоления сопротивления воздуховодов. В большинстве случаев используются промышленные модели вентиляторов, но при необходимости можно изготовить вентилятор “улитка” своими руками.

Устройство и конструкция

Радиальные вентиляторы производят перемещение воздушных потоков с помощью рабочего колеса, установленного внутри корпуса специфической формы. Название «улитка» возникло благодаря некоторому сходству внешнего вида корпуса со спиралеобразной раковиной. Рабочее колесо имеет вид барабана, оборудованного лопатками, расположенными параллельно оси вращения. Работа устройства происходит в тесном взаимодействии корпуса и рабочего колеса, функции которых одинаково важны.

Читать еще:  Нагель (шуруп, саморез) по бетону: вся необходимая информация, разновидности и нюансы работы

Всасывание происходит в направлении оси вращения, а выброс — по касательной к нему, перпендикулярно к всасыванию. При вращении лопатки захватывают частицы воздуха и с усилием выбрасывают их в центробежном направлении. Корпус вентилятора не позволяет потоку рассеиваться, направляя его в выходное отверстие. В районе центральной части рабочего колеса образуется разрежение, тут же пополняемое притоком из входного отверстия, расположенного в центральной части плоской стороны корпуса.

Особенности

Специфика работы центробежных вентиляторов состоит в способности производить реверс воздушной струи при изменении направления вращения рабочего колеса. При этом, разницы в давлении практически не наблюдается, имеются лишь небольшие отличия параметров, обусловленные использованием обратных сторон лопаток. Это позволяет устанавливать вентилятор в разных участках системы воздуховодов и обеспечивать определенные режимы работы системы.

Конструкция вентилятора улитки достаточно проста. На приводном валу установлено рабочее колесо, вращающееся внутри корпуса. Существуют варианты конструкции, где рабочее колесо не имеет собственного вала и установлено прямо на валу электродвигателя. Это свойственно вентиляторам небольших размеров. Величина определяется номером вентилятора, который обозначает диаметр крыльчатки в дм. Например, радиальный вентилятор № 4 имеет рабочее колесо диаметром 40 см.

Крыльчатки, лопасти

Рабочее колесо (крыльчатка) состоит из лопаток, осуществляющих воздействие на определенные участки воздушного потока, и опорной конструкции карусельного типа.

Существует два вида:

  • рабочее колесо барабанного типа. Внешне напоминает беличье колесо. Используется в вентиляторах, осуществляющих перемещение газовоздушной среды с обычными требованиями — температура до 80°, отсутствие агрессивных, легковоспламеняющихся, липких или волокнистых включений. Устанавливается в большинстве вентиляторов
  • открытая крыльчатка. Используется намного реже, так как конструкция подобного типа менее устойчива к механическим воздействиям. Большинство производителей делают такие рабочие колеса только на заказ. Применяется для работ в качестве пылевых устройств, работающих со сложными материалами с волокнистыми включениями

Перемещение воздушного потока происходит посредством контакта с лопатками рабочего колеса. При вращении плоскости лопаток воздействуют на определенный объем воздуха, с которым находятся в непосредственном контакте, уплотняют его и придают соответствующий импульс.

Лопатки рабочего колеса имеют слегка выгнутую форму в виде ложбинки. Существуют колеса с лопатками, загнутыми вперед и назад. Если имеется наклон в сторону вращения (вперед), появляется более мощный импульс воздушного потока, но, при недостаточном питании установки (например, если входной патрубок не способен обеспечить подачу в достаточном объеме) вентилятор начинает «захлебываться». Лопатки, выгнутые назад, дают несколько меньший импульс, но позволяют получить ровный и стабильный режим работы без появления сбоев или срывов.

Самостоятельное изготовление

Рассмотрим, каким образом может быть создан вентилятор улитка своими руками, чертежи которого можно отыскать в сети интернет или изготовить самостоятельно.

Чертеж

Видеообзор

Рабочее колесо

Прежде всего необходимо обзавестись рабочим колесом. Это важно, так как оно является достаточно массивным элементом и требует хорошей балансировки. Если крыльчатка хоть немного бьет, подшипники электродвигателя (или собственного приводного вала) быстро выйдут из строя. Часто используются готовые крыльчатки от вентиляторов или кондиционеров, но если отыскать их нет возможности, придется делать самостоятельно.

Посадочная муфта

Прежде всего, надо изготовить посадочную муфту. Она делается на токарном станке. Затем муфту прикрепляют к листу металла сваркой или винтами, зажимают в токарном станке и тщательно центруют. В результате получится круглый диск с посадочной муфтой в центре. На нем делается разметка и прикрепляются лопатки. Делать рабочее колесо барабанного типа своими руками нецелесообразно, поскольку качественная балансировка самодельных элементов невозможна.

Корпус

Для корпуса используется листовая сталь или, как в примере на видео, дерево. Из нее вырезают полосу шириной на 0,5-1 см больше толщины рабочего колеса. Полосу сгибают, придавая ей форму улитки. Это — боковая часть корпуса. Затем изготавливают две одинаковых части, повторяющие профиль бокового элемента.

Одна из частей станет внешней стороной корпуса, на ней делают всасывающее отверстие и закрепляют фланец для монтажа воздуховодов или решетки. Вторая часть крепится к корпусу электродвигателя и имеет отверстие для прохода его вала. Она укрепляется на двигателе при помощи болтов, боковая изогнутая часть приваривается к ней сплошным швом без щелей. На кромку привариваются болты, которыми будет прижата внешняя часть со всасывающим отверстием.

Сборка

Самостоятельное изготовление вентилятора — достаточно сложная задача, поскольку необходимо сделать криволинейные детали. Некачественная сборка, ошибки в форме элементов, дисбаланс рабочего колеса являются распространенными недостатками самодельных вентиляторов.

Кроме того, все самоделки сильно шумят во время работы, и избавиться от этого удается крайне редко. Браться за изготовление, не имея навыков слесарных работ, умения качественно варить листовую сталь и выполнять прочие работы бессмысленно. Цена готового вентилятора не настолько велика, чтобы расходовать понапрасну время, материалы и занимать оборудование.

Обзор и сравнение производственных моделей

Готовые вентиляторы имеют стабильные и устойчивые рабочие характеристики, обеспечивают качественную работу с низким уровнем шума. При наличии разветвленной системы воздуховодов, распространяющих звук по всем помещениям, использование малошумящего оборудования очень важно. Рассмотрим эксплуатационные характеристики нескольких промышленных образцов, чтобы знать, от чего следует отталкиваться при проектировании собственного изделия:

Радиальные вентиляторы низкого давления ВР 80-75

Имеют достаточно высокую производительность (от 370 до 71000 м 3 /ч в зависимости от номера вентилятора). Давление находится в пределах 0,37-1820 Па. Используются в системах общеобменной вентиляции или в составе технологического оборудования.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector