Вид передачи электродвигателя вентилятора на одном валу

Устройство, работа вентиляторов

Вентиляторы являются самыми всераспространенными уст­ройствами, используемыми для перемещения газообразных сред при относительно низких давлениях. Можно гордить­ся тем, что вентиляторы были придуманы в (1835 г.) и в первый раз были использованы для вентиляции се­ребряных рудников на Алтае, на сладких заводах стра­ны. За свою практически 170-летнюю историю эти устройства так внедрились в индустрия и быт, что на данный момент вентиляторы являются одним из более распространен­ных аппаратов.

По советы СЭВ 3649. 72 воздуходувные маши­ны, обеспечивающие полное давление до 30 кПа, относятся к вентиляторам. В текущее время более распростра­нены круговые (центробежные) и осевые вентиляторы.

Круговой вентилятор (рис. 12.5) состоит из спирального корпуса (кожуха либо улитки) с входным и выпускным отверстиями, рабочего колеса турбинного типа с лопатка­ми, расположенными в корпусе. Колесо через вал соедине­но с электродвигателем 6, установленным на станине 5. В неких случаях связь мотора с колесом осущест­вляется через клиноременную передачу.

Работа круговых вентиляторов базирована на превра­щении центробежных (массовых) сил в силы поверхностные (статическое давление). Это достигается вращением рабо­чего колеса, в итоге чего газовая среда, увлекаемая лопатками, приобретает энергию и скорость, равную ско­рости движения лопаток, и потом направляется к выхлопному патрубку. При всем этом у поглощающего патрубка созда­ется разрежение, за счет чего и обеспечивается непрерыв­ное движение среды через аппарат.

Зависимо от создаваемого давления круговые (центробежные) вентиляторы в согласовании с ГОСТ 5976—73 систематизируют на вентиляторы низкого давле­ния (1000 Па), среднего давления (до 3000 Па) и высокого давления (до 15000 Па).

Осевой вентилятор (рис. 12.6) состоит из кожуха, рабоче­го колеса с лопастями. В отличие от центробежного, у осе­вого вентилятора лопасти размещаются радиально и име­ют форму, близкую к форме пропеллера. Рабочее колесо осевого вентилятора, обычно, устанавливается на валу электродвигателя. При вращении рабочего колеса объемам газа сообщается ускорение за счет удара стремительно крутящихся лопастей, в итоге чего газовая среда перемещается в осевом направлении. Средняя скорость ее при преодолении маленьких аэродинамических сопротив­лений равна примерно 0,25 окружной скорости ло­пасти.

Осевые вентиляторы имеют ряд преимуществ перед ра­диальными. Они ординарны по конструктивному оформлению, владеют наименьшей металлоемкостью (массой на единицу мощности), позволяют достигать более больших к. п. д. за счет относительно малых внутренних утрат, они реверсивны, т. е. обеспечивают движение воздуха в прямом и оборотном направлениях при изменении направления вра­щения рабочего колеса.

В практике работы металлургических печей более рас­пространены круговые вентиляторы. Они обширно приме­няются для нагнетания воздуха, применяемого для горе­ния разных топлив, для обеспечения циркуляции га­зов, для отсоса товаров сгорания, запыленных газов и других случаях.

Осевые вентиляторы, как развивающие огромную про­изводительность при относи­тельно низком припасе энер­гии, употребляются только при ремонтах печей для ор­ганизации ускоренного ох­лаждения, также для вен­тиляции рабочих мест с массивными источниками тепловыделения во время выпуска металла из печей и пр.

Потому основное внимание следует уделить особенно­стям работы круговых вентиляторов. Для такового анали­за больший энтузиазм представляет характеристика вентилятора, которая устанавливает связь меж упругостью дутья р и производительностью вентиляторов Q при данной конст­рукции и определенном числе оборотов рабочего колеса n (рис. 12.7). В характеристике вентилятора есть осо­бые точки: а. холостого хода и b. холостого расхода. Первая имеет координату р = рmах и Q = 0, что означает. вся энергия, подведенная к рабочему колесу, расходуется на создание статического давления при нулевом расходе через вентилятор. Такой режим работы вентилятора на­блюдается, если полностью закрыть сечение выхлопного патрубка. Вторая точка b с координатами p = 0 и Q = = Qmax характеризует такой режим работы, при котором вентиля­тор работает самостоятельно (без подключения к какой-либо сети или устройству). При этом энергия, подведенная на вал рабочего колеса, расходуется на перемещение газо­вой среды и компенсацию потерь при движении этой среды через сам вентилятор. Все возможные рабочие варианты лежат между этими точками и определяются положением линии p = f(Q).

Характеристика вентилятора зависит от конструктивных особенностей вентиляторной установки, режима ее работы (числа оборотов вращения колеса), условий работы (на­гнетание, отсос, плотность газа, схемы соединений).

Полное давление, создаваемое вентилятором, зависит от конструкции вентилятора и его рабочего колеса, окруж­ной скорости колеса. u и плотности транспортируемой газовой среды r. Оно равно

(12.8)

Здесь m. манометрический коэффициент, характеризую­щий степень достижения предельно возможного, теорети­ческого давления. Обычно m зависит от конструкции коле­са и лопаток на нем. Значения m лежат в пределах 0,8 0,9.

Окружная скорость может быть выражена через число оборотов n, об/мин и диаметр колеса d, м, тогда u = pdn/60 м/c, и величина pполн будет равна pполн = mp 2 d 2 n 2 r/60 2 или pполн = kd 2 n 2 r, где k = mp 2 /60 2.

Конструкция электродвигателя

Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор. неподвижная часть, ротор. вращающаяся часть.

передача, электродвигатель, вентилятор, один

У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

Виды вентиляторов и их классификация

Вентилятор представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, а также для осуществления прямой подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения, и создающее необходимый для этого перепад давлений (на входе и выходе вентилятора).

По конструкции и принципу действия вентиляторы делятся на осевые (аксиальные), радиальные (центробежные) и диаметральные (тангенциальные). В зависимости от величины полного давления, которое они создают при перемещении воздуха, вентиляторы бывают низкого давления (до 1 кПа), среднего давления (до 3 кПа) и высокого давления (до 12 кПа).

По направлению вращения рабочего колеса (если смотреть со стороны всасывания) вентиляторы могут быть правого вращения (колесо вращается по часовой стрелке) и левого вращения (колесо вращается против часовой стрелки).

В зависимости от состава перемещаемой среды и условий эксплуатации вентиляторы подразделяются на:

обычные.- для воздуха (газов) с температурой до 80 °С

коррозионностойкие.- для коррозионных сред;

термостойкие.- для воздуха с темпера турой выше 80 °С;

взрывобезопасные.- для взрывоопасных сред;

пылевые.- для запыленного воздуха (твердые примеси в количестве более 100 мг/м3).

По способу соединения крыльчатки вентилятора и электродвигателя вентиляторы могут быть:

с непосредственным соединением с электродвигателем;

с регулирующей бесступенчатой пере дачей.

По месту установки вентиляторы делят на:

обычные, устанавливаемые на специальной опоре (раме, фундаменте и т.д.);

канальные, устанавливаемые непосредственно в воздуховоде;

Основными характеристиками вентиляторов являются следующие параметры:

Ш потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, P [кВт];

Ш КПД (з).- коэффициент полезного действия вентилятора, учитывающий механические потери мощности на раз личные виды трения в рабочих органах вентилятора, объемные потери в результате утечек через уплотнения и аэродинамические потери в проточной части вентилятора;

Различают уровни звукового давления в воздуховоде со стороны всасывания и нагнетания, а также передаваемые в окружающую среду.

Осевой вентилятор представляет собой расположенное в цилиндрическом кожухе (обечайке) колесо из консольных лопастей, закрепленных на втулке под углом к плоскости вращения (в некоторых конструкциях используются поворотные лопасти).

Рабочее колесо чаще всего насаживается непосредственно на ось электродвигателя. При вращении колеса воздух захватывается лопастями и перемещается в осевом направлении. При этом перемещение воздуха в радиальном направлении практически отсутствует. На входе в вентилятор устанавливается коллектор (спрямляющий аппарат), значительно улучшающий аэродинамические характеристики работы вентилятора. Осевые вентиляторы имеют больший КПД по сравнению с радиальными и диаметральными. Расход и напор регулируются поворотом лопаток, к тому же они имеют меньшие размеры. Такие вентиляторы, как правило, применяют для подачи значительных объемов воздуха при малых аэродинамических сопротивлениях сети.

READ  Vw sharan постоянно работает вентилятор

Радиальный вентилятор представляет собой расположенное в спиральном кожухе лопаточное (рабочее) колесо, при вращении которого воздух, попадающий в каналы между его лопатками, двигается в радиальном направлении к периферии колеса и сжимается. Под действием центробежной силы он отбрасывается в спиральный кожух и далее направляется в нагнетательное отверстие.

Радиальный вентилятор: а. на одном валу с электродвигателем; б. с клиноременной передачей

Рабочее колесо.- основной элемент радиального вентилятора, представляет собой пустотелый цилиндр, в котором по всей боковой поверхности, параллельно оси вращения, установлены на равных расстояниях лопатки. Лопатки скреплены по окружности с помощью переднего и заднего дисков, в центре которых находится ступица для насаживания рабочего колеса на вал. В зависимости от назначения вентилятора, лопатки рабочего колеса изготавливают загнутыми вперед или назад. Количество лопаток бывает различным, в зависимости от назначения и типа вентилятора. Вентиляторы выпускаются с восемью положениями кожуха. Могут иметь правое и левое вращение. В системах вентиляции и кондиционирования применяются радиальные вентиляторы (см. рис. IV.3.):

одностороннего или двустороннего всасывания;

на одном валу с эл. двигателем или с клиноременной передачей;

с лопатками, загнутыми назад или вперед.

Вентилятор а. одностороннего всасывания; б. двустороннего всасывания

Применение радиальных вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, дает экономию электроэнергии примерно 20%. Другое весьма важное достоинство вентиляторов с лопатками, загнутыми назад, заключается в том, что они относительно легко переносят перегрузки по расходу воздуха. Радиальные вентиляторы с лопатками, загнутыми вперед, обеспечивают одни и те же расходные и напорные характеристики, что и вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, при меньшем диаметре колеса и более низкой частоте вращения. Таким образом, они могут достичь требуемого результата, занимая меньше места и создавая меньший шум.

Диаметральный вентилятор состоит из рабочего колеса барабанного типа с загнутыми вперед лопатками и корпуса, имеющего патрубок на входе и диффузор на выходе. Действие диаметральных вентиляторов основано на двукратном поперечном прохождении потока воздуха через рабочее колесо.

Диаметральные вентиляторы

Диаметральные вентиляторы характеризуются более высокими аэродинамическими параметрами, по сравнению с другими типами вентиляторов, в частности, они создают плоский равномерный поток воздуха большой ширины; удобством компоновки, позволяющей осуществлять поворот потока в широких пределах; компактностью установки, позволяющей существенно сократить объем, занимаемый вентиляционной установкой. КПД таких вентиляторов может достигать 0,7. Благодаря этим качествам диаметральные вентиляторы нашли самое широкое применение в различных агрегатированных установках вентиляции и кондиционирования воздуха: фанкойлах, внутренних блоках сплит-систем, воздушных завесах и т.д.

Зависимость от условий эксплуатации

При выборе вентилятора важно учесть условия его использования. Для применения в агрессивной среде разработаны узкоспециализированные установки.

Агрегаты для использования в обычных условиях

Вентиляторы общего назначения изготавливаются из углеродистой стали.

Приборы допустимы к установке при соблюдении обязательных условий эксплуатации:

  • пыли в воздухе для радиальных агрегатов – не больше 0,01 г/куб.м, для осевых приборов – до 0,01 г/куб.м;
  • температура рабочей среды – до 50°С;
  • отсутствие в воздухе химически агрессивных, взрывоопасных компонентов, волокон и липких частиц.

Газопаровоздушная среда не должна провоцировать ускоренных коррозийных процессов, допустимая скорость разрушения металла – 0,1 мм в год. Если температура эксплуатации повышается выше граничного значения, то ухудшается работа двигателя, который обычно расположен в потоке перемещаемых воздушных масс.

Существуют стальные теплостойкие вентиляторы общего назначения. Максимальная температура перемещаемого состава – до 200°С. Отечественные изделия маркируются буквами «Ж» и «Ж2»

Модели общего назначения используют в системах воздушного отопления и вентиляции общественных, жилых и производственных зданий, а также для других санитарно-технических целей.

Вентиляционные установки специального назначения

Вентиляторы спецназначения принято подразделять на пять групп:

Пылевые агрегаты применяются для очистки воздушных масс от пыли и частичек грязи: древесных и металлических опилок, сварочных шлаков, зерновых отходов. Поток воздуха, проходя через патрубки, меняет свое направление с осевого на радиальное. За счет центробежной силы меняется и скорость воздушного потока.

Пылевые устройства изготавливаются из латуни, углеродистой или нержавеющей стали. Максимальная температура рабочей среды составляет 80°С. Существуют модели смешанного типа: пылевые, взрывозащищенные и термостойкие

Радиальные пылевые вентиляторы малой мощности устанавливаются на автомобилях, транспортирующих зерновые составы. Приборы высокого давления используются в больших производственных цехах.

Термостойкие агрегаты предназначены для перемещения воздуха, температура которого превышает 80°С.

В силу жестких условий эксплуатации вентиляторы должны обладать особыми характеристиками:

  • теплоизоляция электродвигателя и вынос его за пределы воздушного потока;
  • высокий уровень защиты двигателя – IP44 и выше;
  • изготовление конструктивных элементов из жаропрочных материалов (термостойкого полиамида, алюминиевого сплава, нержавеющей или углеродистой стали);
  • широкий диапазон рабочих температур.

Жаростойкие вентиляторы используются в обустройстве вентсистемы бань и саун, отвода высокотемпературного вытяжного воздуха из камина или печи, удаление продуктов горения с производственных мест.

Жаропрочные агрегаты могут иметь осевое или радиальное исполнение. Чаще всего высокотемпературные вентиляторы применяют в вентканалах, но есть модификации, которые монтируются без воздуховодов

Взрывозащищенное вентиляционное оборудование предназначено для отвода взрывоопасных газовых смесей. К этой категории относятся составы, в которых при возгорании малейшей частицы воспламеняется весь оставшийся объем газа.

Требования к взрывобезопасности электрического оборудования регламентированы директивами ATEX EC. Зависимо от степени взрывоопасности зон вентиляционные установки могут защищаться:

  • кварцевым или масляным заполнением оболочек токопроводящих частей;
  • герметизацией компаундом – полимерный материал;
  • взрывонепроницаемыми покрытиями.

Материалом изготовления коллекторов входа, рабочих колес, корпуса служит нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы и группы разнородных материалов: нержавеющая сталь-латунь, бронза, электропроводящий пластик.

Разнородные материалы комбинируются таким образом, чтобы при ударе или трении друг о друга не могла возникнуть искра

Коррозиестойкие вентиляторы предназначены для транспортировки агрессивных невзрывоопасных воздушно-газовых смесей с незначительным м пыли, а также отсутствием волокнистых и липких компонентов.

Материалы изготовления деталей прибора: титановые сплавы, полипропилен, винипласт. Как вариант, рабочие элементы напыляются антикоррозийным покрытием – коррозионностойкой сталью марки 08Х13 или титановым сплавом.

Сфера применения «противоржавеющих» вентиляторов:

  • черная металлургия;
  • технологические линии по производству минеральных удобрений;
  • производство углерода;
  • подача воздуха в котлы с кипящим составом;
  • организация циркуляции водяных паров с примесями фенола, щелочи и сероводорода;
  • линии коксохимических комбинатов.

Вентиляторы дымоудаления – мощные огнеупорные установки, встраиваемые в вентиляционную систему здания и работающие на выдув дыма из помещения. К агрегатам предъявляются высокие технические требования.

В случае пожара, вентилятор должен безостановочно функционировать в течение 2-х часов при температуре выдуваемого воздуха до 400°С. При повышении температуры до 600°С – до 1-го часа

Сфера применения – системы противодымной вентиляции зданий разного назначения. «Дымососы» устанавливаются на крыше помещения с помощью монтажного фланца и подсоединяются к дымоудаляющим воздуховодам.

Зависимо от конструкции вентилятора может осуществляться двух- или четырехсторонний выброс дыма в горизонтальном или вертикальном направлении. Предусмотрена возможность функционирования агрегатов в режиме общеобменной вентиляции дома.

Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.

READ  Как сделать паяльный фен своими руками

Постоянный вращающий момент

Как видно из названия. «постоянный вращающий момент». подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.

Переменный вращающий момент и мощность

«Переменный вращающий момент». эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.

Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.

Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.

Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.

Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.

В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.

Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.

Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.

На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения. мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения. велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность. кубу скорости вращения.

Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:

Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.

В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.

Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.

Осевые вентиляторы, их конструкции

Колесо осевого вентилятора (рис. 7.21) состоит из лопастей 1, укрепленных» на втулке 2. Обычно» «колесо устанавливается в обечайке или в цилиндрическом кожухе 3. При вращении колеса поток газа или воздуха, поступая через отверстие 4, проходит сквозь колесо и выходит через выходное отверстие 5.

Чаще всего лопастное колесо осевого вентилятора устанавливается непосредственно на выступающем конце вала электро­двигателя. Однако при больших размерах вентиляторов или при несовпадении чисел оборотов колеса вентилятора и электродвигателя предусматривается привод. В этом случае лопастное ко­лесо укрепляется навалу, удерживаемой двумя подшипниками, а на конец вала насаживается шкив под плоские или клиновые ремни.

По назначению осевые вентиляторы делятся на вентиляторы общепромышленного типа и специальные.

Вентиляторы общепромышленного типа предназначены для перемещения воздуха, не содержащего твердых примесей и взрывоопасных веществ. Температура перемещаемого воздуха или газа воздействует не столько на колесо вентилятора, сколько на электродвигатель, поэтому предельная температура перемещаемой среды определяется практически нагревом обмо­ток двигателя и не должна превышать 50—60°С.

В тех случаях, когда в воздухе содержатся взрывоопасные примеси, устанавливаются осевые вентиляторы во взрывобезопасном исполнении. При этом колесо вентилятора вы­полняется из металла, не дающего искр при трении, — латуни, меди, алюминия. Кроме того, обечайка выполняется из этого же ме­талла или обкладывается мягким листовым металлом.

При перемещении воздуха, содержащего вещества, способные вызвать коррозию, устанавливают вентиляторы в антикорро­зионном исполнении. Колесо и обечайку либо выполняют из материалов, не подверженных коррозии (например, из нержавеющей стали, меди), либо покрывают лаками и красками (см. выше).

К специальным осевым вентиляторам относятся вентиляторы, не используемые для обычной вентиляции промышленных в гражданских зданий.

Сюда могут быть отнесены шахтные вентиляторы местного проветривания, устанавливаемые в сетях воздухопроводов, прокладываемых для проветривания забоев в шахтах и горных выработках. Особенностью этих вентиляторов является обязательное взрывобезопасное исполнение агрегата двигатель—вентилятор, так как в воздухе шахт часто присутствует взрывоопасный газ метан. Иногда в качестве вентиляторов главного проветривания шахт также применяются осевые машины большого диаметра и производительности. Обычно агрегат состоит из двух последовательно установленных колес с промежуточным спрямляющим аппаратом, исключающим вращение (крутку) потока за первым колесом, и направляющим аппаратом на выходе воздуха из колеса второй ступени.

Специальные осевые вентиляторы (также большого размера и производительности) используются для вентиляции градирен — устройств, предназначенных для охлаждения воды на электростанциях и водопотребляющих предприятиях.

Вентиляторы специального типа чрезвычайно широко приме­няются для воздушного охлаждения электродвигателей, прососа воздуха через автомобильные и тракторные радиаторы и т. п.

Простота и компактность осевых вентиляторов позволяют включать их непосредственно в конструкцию ряда машин и аппаратов.

1- направление потока воздуха; 2- направление вращения.

Широко используются осевые вентиляторы и в бытовых усло­виях в виде простейших настольных аппаратов.

Конструкция осевых вентиляторов. Лопатки колеса изготов­ляются обычно из листовой стали и крепятся к втулке клепкой, сваркой или на болтах. Втулки вентиляторов выполняются точеными из литой или кованой стали (реже из чугуна). В центре втулки протачивается отверстие по диаметру вала электродвига­теля для посадки колеса. Втулка крепится к валу чаще всего с помощью шпонки, для чего, во втулке предусматривается шпоночная канавка.

Выпускаемые заводами, осевые вентиляторы обычно смонтированы в обечайке вместе с комплектующим вентилятор электродвигателем. Последний крепится на специальной площадке, приваренной к обечайке. Вентиляторы крупного размера, рассчитанные на ременную передачу от электродвигателя, поставляются вместе с валом, подшипниками и приводным шкивом.

При монтаже осевых вентиляторов следует обращать внимание на величину зазора между обечайкой и кромками лопаток колеса. Разность давлений в потоках воздуха перед вентилятором и после него (рис. 7.22,а) создает переток воздуха через зазор в обратном направлении. Это вызывает непроизводительные потери давления, ведет к уменьшению объема подаваемого вентилятором воздуха, а также к снижению его к. п. д. Поэтому нормируемая величина зазора недолжна превышать 1,5% длины лопатки.

READ  Сколько по времени стирает ручная стирка

Типоразмеры осевых вентиля­торов. По направлению враще­ния осевые вентиляторы могут быть правыми или левыми. Правым считается вращение колеса по часовой стрелке при движении потока воздуха на наблюдателя.

Для определения направле­ния вращения надо обратить внимание на лопатки. Одна сторона лопатки из листовой стали вогнута, другая —выпукла. При полых лопатках одна сторона — плоская, другая—выпуклая. Пра­вильным является такое направ­ление вращения, при котором вогнутая или плоская сторона лопатки движется вперед (см. рис. 7.22.6). При обратном направлении вращения вентилятор, обладая свойством менять направление потока (реверсивностью), будет также подавать воздух. Однако при неправильном направлении вращения объем перемещаемого воздуха и к. п. д. вентилятора снизятся на 30—40% при практически постоянной мощности. В этом случае необходимо снять колесо с вала электродвигателя, повернуть обратной стороной и вновь закрепить на валу.

Учитывая простоту такой перестановки колеса, заводы выпускают осевые вентиляторы, как правило, правого вращения.

Размеры осевых вентиляторов определяются номером, выражающим диаметр колеса в дцм. Осевые вентиляторы, выпуска­емые промышленностью, имеют. 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16 и т. д.

В отличие от центробежных осевые вентиляторы имеют более простую маркировку, предусмотренную ГОСТ.

Номенклатура осевых вентиляторов, выпускаемых промышленностью для потребностей промышленной вентиляции и систем кондиционирования воздуха, довольно ограничена и охватывает типы МЦ, ОБ 06-320; У и ЦЗ-04.

Осевые вентиляторы

Простейший вид конструкции осевого вентилятора представлен на рис. 5.10. Более сложная конструкция изображена на рис. 5.11.

Входной направляющий аппарат выравнивает профиль скоростей на входе в колесо, а выходной (спрямляющий) аппарат преобразует динамическое давление, связанное со скоростью закручивания потока за рабочим колесом, в статическое. В результате увеличиваются полное давление, статический и полный КПД.

Осевые вентиляторы могут быть многоступенчатыми. Одним из вариантов такой конструкции являются вентиляторы встречного вращения, у которых колеса вращаются в противоположных направлениях.

передача, электродвигатель, вентилятор, один

Рис. 5.11.Схема осевого вентилятора:1- коллектор; 2- входной направляющий

аппарат; 3-рабочее колесо;4- выходной направляющий аппарат;

Получив энергию в первом колесе, закрученный поток поступает во второе колесо, где закручивается в противоположном направлении, получая дополнительную энергию и т.д. Осевые вентиляторы могут быть реверсивными, т.е. воздух через них может подаваться в обоих направлениях.

Реверс может осуществляться следующими способами.

Изменением направления вращения колеса за счет переключения фаз электродвигателя. Этот метод является наиболее простым и наименее экономичным (см. раздел 2.5).

Поворотом лопаток на 180° (если это предусмотрено конструкцией вентилятора).

Одновременным поворотом лопаток и изменением направления вращения колеса. Этот метод является наиболее экономичным, но и более сложным. Применяется, если не допускается уменьшение производительности вентилятора при реверсе.

Осевые вентиляторы могут быть крышными (рис. 5.12). Некоторые конструкции не имеют корпуса (настольные, напольные на подставках, потолочные). Этот вид вентиляторов предназначен для создания охлаждающего эффекта в некоторой зоне помещения. КПД осевых вентиляторов примерно тот же, что и радиальных, а у некоторых конструкций даже несколько выше. Недостаток осевых вентиляторов – невысокое давление. Достоинства: простота конструкции, компактность, возможность обеспечения большей производительности установки при меньших, чем у радиальных вентиляторов, габаритов установки.

Рис. 5.12. Осевой крышный вентилятор

Эти положительные особенности осевых вентиляторов обеспечили им широкое применение там, где не требуется наличие большого давления: при работе без сетей или на сети с небольшим аэродинамическим сопротивлением. Однако температурный предел перемещаемой среды ограничивается величиной 40°. Это объясняется ухудшением теплоотдачи обмоток электродвигателя, находящегося в перемещаемом потоке, при более высоких температурах. Более высокие температуры допускаются для конструкций, где электродвигатель вынесен за пределы воздуховода или применен в специальном исполнении.

Осевые вентиляторы общего назначения применяются в системах общеобменной вентиляции помещений различного назначения, в качестве побудителя тяги в отопительно-вентиляционных агрегатах и воздушно-тепловых завесах. Специальные осевые вентиляторы используются для перемещения агрессивных и

взрывоопасных сред, проветривания шахт, рудников, метрополитенов, охлаждения градирен, электродвигателей, машин, оборудования и т.д.

Схема шахтного вентилятора представлена на рис. 5.13. На выходе из таких вентиляторов устанавливается выходная коробка и диффузор, аэродинамические сопротивления которых учитываются при составлении характеристики вентилятора (рис.5.14).

Рис. 5.13. Схема вертикального одноступенчатого осевого вентилятора

с диффузором:1 – диффузор предотрывный; 2 – вентилятор;

3 – спрямляющий аппарат; 4 – рабочее колесо вентилятора;

5 – лопатка рабочего колеса; 6 – направляющий аппарат;

Рис.5.14. Схема выходной части установки с осевым вентилятором:

1 – диффузор предотрывный; 2 –коробка выходная;

3 – колено; 4 – диффузор вертикальный;5 – направляющие

ГОСТ 11442-90 предусматривает следующие варианты конструктивных исполнений осевых вентиляторов и схем их соединения с электродвигателем.

Соединение на одном валу. Горизонтальная компоновка: 1– без спрямляющего аппарата; 1а – со спрямляющим аппаратом; исполнение 2– с входным направляющим аппаратом; 2а – со входным направляющим и спрямляющим аппаратами. Вертикальная компоновка: исполнение 3 – вентилятор расположен выше электродвигателя; исполнение 4–ниже электродвигателя.

Муфтовая передача: исполнения 5 и 5а – электродвигатель вынесен за пределы корпуса. Клиноременная передача – 6 (рис.5.15).

Рис.5.15. Схемы соединения осевых вентиляторов с электродвигателями

Маркировка осевых вентиляторов аналогична маркировке радиальных. Например, обозначение ВО-13-284-5ДУ расшифровывается: вентилятор осевой, y=0,13; ns=284,. для дымоудаления. Аэродинамическая схема обозначается буквами следующим образом. Для одноступенчатых конструкций, состоящих из одного колеса, схема обозначается буквой К; при наличии спрямляющего аппарата – буквами КСА; входного аппарата – буквами ВНАКСА. Варианты обозначения двухступенчатых систем: КСАКСА; ВНАКСАКСА. Примеры компоновок осевых вентиляторов с указанием маркировки приведены на рис. 5.16.

Рис.5.16. Компоновка осевых вентиляторов: К – колесо; СА – спрямляющий

Аэродинамические свойства

Производительность вентилятора напрямую зависит от давления воздуха в сети.

График зависимости аэродинамических характеристик вентилятора от показателей сети.

На графике наглядно видна зависимость расхода воздуха от давления в сети воздуховода. Точка пересечения кривых характеризует силу воздушного потока для данной вентиляционной сети.

Выбирая промышленные установки, следует учитывать, что зона рабочих режимов оборудования должна находиться в пределах максимальной эффективности работы вентилятора.

Производительность вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения рабочего колеса.

Виды поломок

Все поломки электромоторов в вентиляторах можно разделить на 2 группы:

  • Электрические – выгорание обмотки, изоляции, дефекты сердечников, неисправности контактов, токопроводников.
  • Механические — нарушение правильной формы частей электромотора, станины, болтовых соединений, износ деталей.

Причиной появления таких неисправностей может послужить:

Чтобы определить тип поломки и своевременно приступить к ремонту такого оборудования, необходимо провести визуальный осмотр устройства и ряд электрических измерений. После проведения диагностики можно обнаружить не только наличие неисправности, но и точно определить место ее локализации, а также правильно подобрать пути решения проблемы. В процессе ремонта мастера чаще всего заменяют расходники (выполняют пропитку деталей специализированными лаками, промышленную сушку), изношенные или поврежденные детали.