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:
- Воздух засасывается внутрь ротора сквозь входное отверстие;
- Воздушная масса получает вращательное движение;
- 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.
Центробежный вентилятор улитка сочетает в себе надежность конструкции, отличные показатели мощности и простоту эксплуатации. Основное назначение нагнетателя заключается в перемещении больших воздушных масс и организации системы дымоудаления. Используются такие вентиляторы в сушильных камерах, при обдувке станков, в покрасочных цехах и промышленных установках вентиляции зданий.
Центробежные вентиляторы отличаются великолепной эффективностью, которая достигается за счёт быстрого вращения радиального колеса с многочисленными лопатками. Рабочий элемент находится в спиральной камере, что позволяет обеспечить максимально возможную эффективность нагнетания воздуха. Лопасти на колесе выполняются изогнутыми, прямыми или в виде крыла птицы. Соответственно, различаются размеры оборудования, его производительность и назначение.
В зависимости от показателей давления потока воздуха принято выделять три класса центробежных вентиляторов:
- низкого давления;
- средней мощности;
- сверхмощные установки.
Показатель давления может варьироваться в диапазоне 0,1—12 кПа. Производительность оборудования будет зависеть от профиля и количества лопаток, а также от используемого электродвигателя, который отвечает за вращение рабочего элемента. В продаже можно найти как полностью механические аппараты, так и установки, которые управляются автоматикой и имеют расширенную функциональность.
Все используемые сегодня кулеры улитка могут работать как на вдувание, так и на удаление воздуха из помещения. Чтобы изменить направление вращения рабочего колеса, меняются местами фазы тока у клемм электродвигателя. Делается это с помощью соответствующего тумблера переключателя на блоке управления устройством. Отдельные модели вентиляционного оборудования имеют возможность изменения частоты вращения, что позволяет регулировать производительность нагнетателей.
Центробежные вентиляторы, предназначенные для перемещения воздуха и смеси газов, выполняются из прочных материалов, позволяющих выдерживать агрегату повышенные температуры. Конструкция состоит из вращающегося колеса с закрепленными на нем лопастями. Рабочая деталь соединена с валом электродвигателя, отвечающего за вращение и нагнетание воздуха. Принцип действия вытяжки следующий:
- 1.
Воздух засасывается внутрь корпуса ротором через входное отверстие. - 2. Воздушные массы получают вращательное движение.
- 3. За счёт центробежной силы, созданной вращающимися лопатками, воздух под высоким давлением нагнетается к расположенному в спиральном кожухе выходному отверстию.
Специальная конструкция вентилятора позволяет даже при малой мощности электродвигателей обеспечить высокое давление и отличные показатели производительности. Благодаря компактным размерам нагнетатели могут использоваться в бытовых системах вентиляции и дымоудаления.
Улитка вентиляционная сочетает надежность конструкции и великолепную эффективность. К преимуществам оборудования этого типа можно отнести:
- доступную стоимость;
- простоту эксплуатации, обслуживания и ремонта;
- надежность и износоустойчивость;
- производительность.
Из недостатков выделяют сложности с регулировкой мощности и частоты вращения. Такие особенности эксплуатации характерны для вентиляторов, оснащенных асинхронным двигателем. При необходимости изменения частоты вращения следует приобретать установки с расширенной автоматикой управления, что приводит к увеличению стоимости оборудования.
Назначение и показатели мощности устройства будут во многом зависеть от материала, из которого изготовлен кулер. Промышленная улитка для вентиляции выполняется из стали и других сверхпрочных сплавов с учетом степени агрессивности среды применения. Модели вентиляторов, предназначенные для эксплуатации с неагрессивными смесями газов и кислородом, могут изготавливаться из углеродистой и оцинкованной стали.
Когда устройство используется для перемещения агрессивных газовых смесей и кислот, необходимо выбирать химически устойчивые стали, что позволяет обеспечить надежность и беспроблемность эксплуатации техники.
Стандартные модификации вытяжных вентиляторов предназначены для использования с воздушными массами и газами, температура которых не превышает 90 °C. В продаже можно найти узкоспециализированные модели, применяемые для работы с газами температурой до 200 °C. Такие агрегаты выполнены из специальной жаропрочной стали, которая отличается устойчивостью к воздействию кислот.
Существует также взрывозащищенный вариант вытяжки, выполненный из алюминиевых, медных сплавов и других пластичных металлов. В таких улитках используется специальный электропровод, который исключает искрение, являющееся основной причиной взрывов и возгораний.
При необходимости использования центробежных вентиляторов в условиях повышенной влажности применяют модификации, защищенные от коррозионных процессов. Изготавливается корпус улитки из специальной оцинкованной стали, а наличие прорезиненных прокладок позволяет исключить проникновение влаги внутрь защищенного корпуса, где располагаются электромотор и управляющая автоматика.
Если технологический процесс подразумевает активное пылеобразование и наличие в воздухе опилок и прочих механических смесей, то использовать стандартные модификации радиальных вентиляторов не представляется возможным. Необходимо выбирать специальные пылезащищенные установки, которые не имеют на рабочем колесе дополнительного переднего диска, а количество лопаток на валу у них достигает 6—8 штук.
Также особенностью оборудования этого типа является наличие большого зазора между всасывающим отверстием и рабочим колесом. Такая конструкция позволяет справляться с пылью, не снижая при этом коэффициент полезного действия оборудования.
Радиальный вентилятор или вентилятор улитка состоит из двигателя, рабочего колеса с лопатками спиральной формы, помещенного в металлический кожух, по внешнему виду напоминающему улитку.
Перемещаемая среда через вход улитки засасывается внутрь, приобретает вращательное движение и за счет центробежной силы и спиральных лопаток направляется на выход центробежного вентилятора.
Воздушный поток на выходе находится под прямым углом по отношению к входу вентилятора. Этот тип вентиляторов очень распространен в промышленности.
В зависимости от назначения, типа и размеров центробежного вентилятора, количество лопаток рабочего колеса и их форма могут быть различными. Лопатки радиального вентилятора бывают загнутыми вперед и назад. Загнутые назад лопатки дают экономию электроэнергии примерно 20% и легко переносят перегрузки по расходу воздуха, но требуют большего по размеру рабочего колеса по сравнению с лопатками, загнутыми вперед. Также лопатки, загнутые вперед, требуют меньшую частоту вращения и, соответственно, менее шумные.
Центробежные вентиляторы делятся на вентиляторы высокого, среднего и низкого давления