Вентиляторами называются машины, служащие для перемещения воздуха или других газов при общем напоре, не превышающем 1500 мм. вод. ст.
Степень сжатия воздуха (или газа) в вентиляторах невелика и не оказывает какого-либо существенного влияния на процесс в вентиляторе. Поэтому при исследовании работы и расчете вентилятора можно считать, что газ не сжимается.
Вентиляторы выпускаются центробежные и осевые.
7.1 Принцип действия и основные части центробежного вентилятора
Центробежные вентиляторы работают по тому же принципу, что и центробежные насосы.
Обычный центробежный вентилятор (рисунок 25) состоит из трех основных частей: центробежного колеса 2 с рабочими лопатками, спирального кожуха 7 и станины 8.
Колеса вентиляторов изготовляются чаще всего из листовой стали с применением клепальных и сварочных работ.
Колеса с лопатками, загнутыми вперед, дают возможность получить требуемый напор при меньших оборотах при меньших окружных скоростях, чем при других типах лопаток. Но следует также иметь в виду, что при лопатках, загнутых вперед, статическая часть напора, получаемая непосредственно в каналах колеса, меньше чем при других типах лопаток. Требуемая меньшая окружная скорость при загнутых вперед лопатках позволяет при одинаковых оборотах брать диаметр колеса, а следовательно, и вентилятор, меньших размеров. Однако гидравлический к.п.д. вентиляторов с загнутыми назад лопатками выше, чем при лопатках, загнутых вперед.
Вентиляторы с высокими значениями к.п.д. отечественного производства и заграничные имеют колеса с лопатками, загнутыми назад.
Рисунок 25 - Центробежный вентилятор
Инженер С.А.Рысин предложил очень легкий и дешевый способ изготовления колес - штамповкой. Колесо С.А.Рысина состоит из трех частей: диска, к которому крепятся ступица и свернутая по окружности полоса листовой стали, в которой предварительно делаются высечки, отгибаемые затем в виде лопаток. Специального переднего кольца не требуется, оно образуется отогнутой кромкой полосы, в которой высечены лопатки. Такой способ очень выгоден при серийном выпуске вентиляторов, ввиду простоты и быстроты изготовления.
Центробежное колесо служит для создания напора и подачи воздуха в сеть (рисунок 25). Колесо состоит из заднего диска 2 к которому крепятся лопатки 3, и ступица 4 и переднего кольца 5. Ступица, литая или точеная, изготовляется отдельно и служит для насаживания колеса на вал.
Крепление ступицы к заднему диску осуществляется при помощи болтов, заклепок или же она приваривается. К дискам прикрепляются лопатки в количестве от 6 до 64 шт.
Лопатками передается мощность двигателя воздуху. В зависимости от типа вентилятора они могут быть загнутые назад, радиальные или загнутые вперед.
В центробежных вентиляторах преимущественно применяются лопатки, загнутые вперед.
Рисунок 26 - Профиль кожуха вентилятора и диффузор за спиральным кожухом | Кожух, имеющий форму улитки, служит для собирания потока воздуха, сбегающего с лопаток колеса, и для преобразования динамического давления в статическое. Кожух имеет коллектор (собиратель) 6 для подвода воздуха к колесу с малыми гидравлическими потерями. Зазор между колесом и входным патрубком (коллектором) кожуха не должен превышать 0,01 диаметра колеса. При большем зазоре количество перетекающего через него воздуха становится значительным. |
Спиральные кожухи преимущественно изготовляют сварными из листовой стали, некоторые клепаными на фальцах или литыми (малые кожухи).
Кожух небольшого вентилятора может крепиться непосредственно к станине. У больших же вентиляторов, ввиду значительного веса кожух устанавливается на самостоятельных опорах. С целью дальнейшего увеличения давления за спиральным кожухом устанавливается трапецеидальный диффузор (на рисунке 43 изображено правильное раскрытие трапецеидального диффузора). Этот диффузор иногда применяется также для обеспечения перехода от выходного отверстия вентилятора к воздухопроводу большего сечения.
7.2 Классификация центробежных вентиляторов
По создаваемому напору вентиляторы различают:
а) низкого давления (до 100 мм вод.ст.);
б) среднего давления (100 - 400 мм вод.cm);
в) высокого давления (выше 400 мм вод.ст.)
Однако следует отметить, что вентилятор низкого давления при увеличении числа оборотов может работать как вентилятор среднего давления, и наоборот. Поэтому приведенная выше классификация вентиляторов по создаваемому напору является условной.
В зависимости от коэффициента быстроходности вентиляторы подразделяются на:
а) быстроходные (осевые) при ns > 1500 об/мин;
б) средней быстроходности (центробежные) при ns =800 - 1400 об/мин;
в) тихоходные (центробежные) при ns =500 - 700 об/мин;
г) весьма тихоходные (центробежные) при ns<500 об/мин;
Вентиляторы также различают и по назначению: вентиляторы для подачи воздуха, дымососы — для отсоса газа и пылевые (пылесосы).
7.3 Пылесосы, дымососы и их особенности
Центробежные пылевые вентиляторы ВНИИСТО серии Ц7-40 и ВПР № 97 г. имеют шестилопастные бездисковые колеса с радиальными бронированными лопатками, доходящими до втулки. Они обладают высокой механической прочностью и могут быть использованы для пневматического транспортирования горелой земли, асбеста, торфа, песка и т. п. при суммарной потере давления до 320 мм вод.ст.
При выборе пылевого вентилятора или дымососа необходимо учитывать, что скорость во входном и выходном отверстиях вентилятора должна быть не меньше скорости транспортирования твердых частиц, в противном случае эти частицы будут выпадать и засорять вентилятор.