Центробежный вентилятор: специфика устройства и принцип работы прибора

Руководство по установке небольших моделей вентиляторов

Радиальный вентилятор поднимается на фундамент с помощью лебедок или надвижкой по лагам.

Монтаж агрегатов с небольшими габаритами осуществляется тоже с использованием виброизоляторов. Монтируются они на металлическое основание либо же основу из бетона. Помимо этого, доступен вариант их монтажа на кронштейнах. Последние производятся из прокатного металла и в готовом виде вмуровываются в стену.

Ввиду того что модели небольших габаритов всегда поставляются уже собранными, весь монтаж сводится к установке агрегата на подготовленное основание либо раму. До вмуровывания нужно подготовить отверстия либо крепежные элементы. Виброизоляторы можно заменить резиновыми прокладками толщиной в 0,5-1 см.

Главные характеристики центробежных вентиляторов

К основным характеристикам любого кулера, в том числе и центробежного, относятся:

Показатель давления;
Объемное использование воздуха;
Частота, с которой вращаются лопасти;
КПД устройства;
Степень звукового давления.

Сейчас большинство из производителей вентиляционного оборудования имеют в своем ассортименте центробежные механизмы с выходом, который подходит каналам с круглыми сечениями. Их диаметр составляет от 100 до 400 миллиметров. Также ими производятся воздуховоды с прямоугольным сечением с размерами от 300х150 миллиметров до 1000х500 миллиметров. Расширение, таким образом, модельного ряда дало возможность применять данные конструкции не только в бытовых, но и в промышленных вентиляционных системах.

Регулировка двигателя центробежного вентилятора

В 85% случаев двигатель в стиральной машине коллекторный. Такие, кстати, работают и от постоянного тока. Направление вращения определено полярностью напряжения.

Про схему регулировки оборотов. Принцип действия центробежного вентилятора требует задействования режимов отжима. Найдите тиристорную схему, регулирующую угол отсечки и настройте нужным образом. Для максимальных оборотов подключайте двигатель к сети 220 В. Считаем раскрытыми вопросы, что такое центробежный вентилятор, и как его сделать.

Вентилятор улитка — это одно из наиболее востребованных устройств, которые применяются с целью создать воздушный поток с высокими показателями плотности. У данной вытяжки есть свои особенности, нюансы конструкции и принцип работы, который отличает улитку от других систем.

Прежде чем собрать своими руками высокоэффективный вентилятор улитка, вам следует узнать про особенности данного устройства и его конструкцию.

Чтобы осуществлять принудительное движение воздуха, иногда можно обойтись крыльчаткой и силовой установкой, которая будет вращать рабочий элемент; Если пространство ограничено, но вытяжной агрегат крайне необходим, на помощь приходит специализированное оборудование; Улитка представляет собой корпус, выполненный в виде спирали; Задача корпуса — выполнять задачи воздушного канала; Сделанные своими руками улитки достаточно популярны, но когда нет времени на сборку или отсутствуют соответствующие навыки, объективно лучшим решением станет покупка готового оборудования; Чтобы образовать воздушный поток, внутри конструкции вентилятора располагается радиальный компонент — колесо; Этот радиальный элемент оборудования соединяется с силовой установкой; Лопатки на рабочем колесе загнуты, что позволяет при их движении создавать разряженную область; Входной патрубок конструкции служит для поступления воздуха или другой среды; За счет движения по спиральному корпусу скорость воздуха на выходе через выходное отверстие заметно возрастает; Вентиляторы улитки бывают термостойкими, коррозийностойкими и общего назначения; Движение лопастей вентилятора улитки зависит от конструкции оборудования

Особое внимание следует уделять расположению выходного патрубка. Если он находится слева, тогда ротор должен совершать свои вращения по часовой стрелке, или наоборот; При выборе или сборке своими руками улитки, нужно учесть, сколько используется лопастей и каковы показатели их кривизны

Создаваемые потоки воздуха

Планируя собрать своими руками самодельный агрегат или купить готовый вытяжной аппарат типа улитка, вам обязательно следует принять во внимание характеристики создаваемых воздушных потоков. А именно вас должна интересовать величина потока, от которой во многом зависит область применения улитки

Низкое давление. Воздушные потоки низкого давления широко применяются при оснащении производственных цехов и компоновке бытовых приборов. Здесь не допускается превышение температуры воздуха более 80 градусов Цельсия. Также улитки низкого давления не приспособлены к работе в условиях агрессивной среды.
Среднее давление. Вентиляторы-улитки среднего давления чаще всего встречаются при компоновке вытяжной системы, применяемой для перевозки, удаления материалов мелкой фракции. Ярким примером можно назвать зерно и удаление опилок.
Высокое давление. Вытяжки улитки высокого давления образуют потоки воздуха, которые поступают к зонам сгорания различного вида топлива. Котельное оборудование, работающее на разных видах топлива, оснащается именно улитками высокого давления.

Улитка, или центробежный вентилятор, требует наличия надежного основания. Корпус должен быть качественно зафиксирован, чтобы не создавать вибрации. Промышленные агрегаты отличаются повышенной вибрацией. Если не предотвратить это явление, постепенно устройство выйдет из строя.

Что нужно знать о радиальных вентиляторах?

Радиальные, или центробежные вентиляторы являются преобладающей группой устройств для перемещения воздушных или газовых потоков. Они используются в бытовых или промышленных установках для вентиляции или в технологических целях. Конструкция радиального вентилятора практически неизменна с момента изобретения, что подтверждает высокий уровень эффективности, надежности и прочности.

Устройство и принцип действия

Радиальный вентилятор состоит из двух основных элементов:

Корпус имеет специфическую форму «улитки», способствующую эффективной организации движения воздушного потока. Рабочее колесо осуществляет непосредственное воздействие на газовоздушную смесь, заставляя ее перемещаться с определенным импульсом.

Это обеспечивается рабочим колесом, имеющим форму цилиндра с лопатками, расположенными параллельно оси вращения. Воздух, находящийся между ними, приобретает большой запас кинетической энергии и под действием центробежной силы выбрасывается в выходное отверстие. При этом, на входе образуется зона разрежения, в которую снаружи устремляются новые потоки воздуха. В зависимости от потребности, устройство может быть использовано для нагнетения или для создания вакуума (всасывания)

, что делает его более универсальным и дает большие возможности.

Это позволяет использовать устройства в связке с продолжительными и разветвленными линиями воздуховодов, перемещать потоки газовоздушных смесей на большие расстояния и осуществлять вентиляцию помещений сложной конфигурации.

Особенности вытяжки улитка

Запоминающаяся форма и характерный принцип работы выделяют его на фоне остальных. Улитка будет наиболее популярна для номеров с минимальным пространством и свободным пространством. Конструкция спирального вентилятора служит в качестве воздуховода в любом складском или промышленном здании.

Вы можете выбрать из заводских систем очистки слизней различных конфигураций, но при желании вы можете построить свою собственную систему очистки собственными руками. Как установить пулю и почему она лучше других систем очистки? Ответ на эти вопросы можно найти в особенностях конструкции устройства.

Прямоточные или безлопастные модели

Безлопастный вентилятор — достаточно новое изделие в классе бытовой техники. Они только осваивают отечественный рынок. Работа устройств данного класса основана на законе Бернулли. Грубо говоря, быстро движущиеся потоки воздуха в тщательно продуманной конструкции не просто инициируют движение дополнительных объемов, но и значительно повышают общую эффективность вентиляции.

Устройство состоит из нескольких функциональных частей.

Рамка, обычно в виде круга или овальной формы. Ее конструкция подразумевает одновременный выброс воздушных масс изнутри корпуса вентилятора и забор объема снаружи.
Основание, служащее основой для крепления всех компонентов.
Компактная турбина.
Двигатель.

Работает вентилятор достаточно просто. Турбина приводится во вращение мотором. Она засасывает воздух через отверстия в нижней части прибора. Одновременно конструкция турбины создает значительные завихрения. В результате воздух ускоряется до 15 раз. Разогнанный газ выбрасывается через щелевые каналы рамки, огибая ее поверхность. При этом, двигаясь с большой скоростью, он создает разрежение. Тем самым захватываются потоки воздуха извне, стремящиеся заполнить образовавшуюся зону низкого давления.

Такой принцип действия вентилятора имеет массу достоинств.

Поток воздуха можно плавно регулировать.
Все движущиеся части скрыты внутри корпуса, что означает безопасность использования прибора.
Легко регулировать направление обдува, просто изменяя позицию кольца.
Снижается расход энергии, до 20% в сравнении с классическими моделями при равной производительности.

Мы перечислили основные виды вентиляторов, которые могут применяться для вентиляции промышленных объектов, государственных учреждений, ресторанов и столовых, многоэтажных зданий спальных районов, которые монтируются в неприметных местах с тыльной стороны или же сверху на плоских перекрытиях крыш. Существуют специальные устройства огромной мощности, которые способны осуществлять надежную вентиляцию объектов одновременно по нескольким воздуховодам, но это уже совершенно другая тема.

Ремонт

Текущий – устранение мелких неполадок, чистка от ржавчины, грязи. Смазка, замеры вибрации. Осмотр корпуса на наличие трещин. Проводится во время дежурных смен.

Средний – Включает все работы по текущему ремонту, а также предусмотренные графиком планового ремонта – проверка состояния подвижных узлов по индикатору.

Капитальный – проверка фундамента, анкерных болтов, испытания корпуса со вскрытием. Очистка от грязи, ржавчины. Выявление деформаций, замеров на вибрацию. Проверяется состояние подшипников, осевой люфт.

Редактор публикации: Беспалов Алексей Евгеньевич

Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» (НИУ «МГСУ»).

Составляющие центробежного вентилятора

Схема рабочих колес центробежных вентиляторов: а – барабанная, б – кольцевая, в, г – с коническими покрывающими дисками, д – однодисковые, е – бездисковые.

Как и любая другая техника, вентилятор будет исправно работать только при соответствующих элементах конструкции.

Подшипники. Чаще всего данный тип устройства имеет маслонаполненные подшипники роликового типа скольжения. Отдельные модели могут обладать водяной системой охлаждения, которая чаще всего применяется в работе с горячими газами, что предотвращает перегрев подшипников.
Лопасти и заслонки. Основная функция заслонок – управление газовыми потоками при входе и выходе. Отдельные модели центробежных эксгаустеров могут иметь их с обеих сторон или только с одной – входа или выхода. «Входящие» заслонки управляют количеством поступаемого газа или воздуха, а «выходящие» сопротивляются воздушному потоку, который управляет газом. Заслонки, что расположены на входе лопастей, способствуют уменьшению потребления электроэнергии.

Сами плицы находятся на втулке колеса центростремительного вентилятора. Есть три стандартных расположения лопастей:

лопасти загнуты вперед;
лопасти загнуты назад;
лопасти прямые.

В первом варианте лопасти имеют лезвия с направлением по движению колеса. Такие вентиляторы «не любят» твердых примесей в эрлифтных потоках. Основное их назначение – большой поток с низким давлением.

Второй вариант оснащен искривленными лезвиями против движения колеса. Таким образом достигается аэродинамический швеллер и относительная экономичность конструкции. Такой способ применяется в работе с потоками газовой консистенции низкого и умеренного уровня насыщения жесткими компонентами. В качестве дополнения имеют покрытие от повреждений. Очень удобно то, что такой центробежный вентилятор имеет широкий диапазон регулировок скоростей. Они намного эффективней моделей с лопастями, изогнутыми вперед или прямыми, хотя последние и стоят дешевле.

Третий вариант имеет лопасти, которые расширяются сразу от втулки. Такие модели имеют минимальную чувствительность к оседанию твердых частиц на лопастях вентилятора, но при этом издают много шума во время эксплуатации. Также они имеют быстрый темп работы, низкие объемы и высокий уровень давления. Часто используют с целью аспирации, в пневматических системах для транспортировки материалов и в других схожих работах.

Конструкция улитки

Стандартная улитка (зонт) состоит из рабочего колеса и силового агрегата. Свой вентилятор, в зависимости от возложенных функций, может обладать защитными свойствами от коррозии или отличаться повышенной термостойкостью.

Строение улитки подбирается непосредственно под помещение, в которое следует установить дополнительную очистительную систему. При выборе устройства рекомендуется учитывать силу потока воздуха, а именно:

потоки пониженного давления;
давление среднего значения;
потоки высокого давления.

При выборе вентилятора «Улитка» следует учитывать силу потока воздуха

Профессионалы предупреждают, чем мощнее вентиляционный агрегат, тем больше усилий по его установке следует приложить. Самодельный короб или основание поспособствует быстрому подключению и корректной работе всего устройства на протяжении длительного времени.

Виды приводов

Существует три вида приводов конструкций, которые определяют мощность и вращение лопастей:

Прямой, когда крыльчатка сидит на одном валу с двигателем, определяя обороты лопастей. Если скорость двигателя не регулируется, то и у крыльчатки тоже.
Ременной. Усилие передаётся через шкивы. Меняя соотношение шкивов можно менять усилие.
Регулируемый. Наличие магнитной и гидравлической муфты между валом мотора и импеллера, позволяет регулировать режим, для чего имеются специальные устройства.

По способам применения отличают принудительные и нагнетательные. Канальные центробежные вентиляторы используются для размещения внутри воздуховодов.

Многозональные высокопроизводительны и применяются для вентилирования и удаления дыма. Устанавливаются в подвалах и на чердаках. Благодаря нескольким фланцевым соединениям модуль может обслуживать вентиляционную систему большого дома.

Движение рабочих колёс определяет отличия. Правосторонние от левого вращения. При двухстороннем всасывании направление определяется со стороны против привода.

Общие данные о центробежных (радиальных) вентиляторах

Вентиляторы спирали имеют двойное обозначение (маркировку): BP и VC, т.е. радиальное и центробежное. Первый указывает на то, что лопасти рабочего органа устройства расположены радиально по отношению к его ротору. Второй обозначает физический принцип работы устройства, т.е. процесс всасывания и перемещения воздушных масс происходит под действием центробежной силы.

Радиальные вентиляторы в системах вентиляции особенно хорошо зарекомендовали себя благодаря высокой эффективности вытяжки воздуха.

Принцип действия

Как упоминалось выше, вентиляторы этой модификации работают на основе центробежной силы.

Прикрепленные к ротору агрегата лопасти вращаются с высокой скоростью, создавая вихри внутри корпуса.
Давление на входе падает, что приводит к засасыванию воздуха поблизости и спешке.
Под действием лопастей она выбрасывается на периферию пространства, где создается высокое давление.
Это приводит к тому, что воздушный поток устремляется к выходу.

Все центробежные модели, которые устанавливаются не только в вентиляционных системах, но и в системах вытяжки дымовых газов, работают таким образом. Последние изготавливаются из алюминиевого сплава или стали с покрытием из жаропрочных материалов и оснащены взрывозащищенным электродвигателем.

Особенности конструкции

Как уже упоминалось, главной особенностью дизайна является улитка. Следует также упомянуть о форме лезвий. Существует три типа лопастей, используемых в вентиляторах этой марки:

под прямым углом,
с наклоном назад,
в форме крыла.

Первое место занимают небольшие вентиляторы с большой мощностью и производительностью. То есть они могут создать условия, когда другие модели требуют большого корпуса. В то же время они работают с низким уровнем шума. Вторая позиция — это экономичный вариант, который потребляет на 20% меньше электроэнергии, чем остальные позиции. Эти вентиляторы легко переносят нагрузки.

Что касается варианта исполнения, относящегося к электродвигателю, то здесь также имеются три положения:

Ротор напрямую соединен с валом двигателя через муфту и подшипники;
через ременную передачу со шкивами;
рабочее колесо установлено на валу двигателя.

И еще одна особенность — точки соединения между вентилятором и воздуховодами системы вентиляции. Входной патрубок имеет прямоугольное отверстие, выходной патрубок круглый.

Суть нагнетания и разрежения воздуха вентилятором

Вентилятор являет собой механическую конструкцию, которая способна обрабатывать поток газовоздушной смеси посредством увеличения её удельной энергии для последующего перемещения.

Такая архитектура агрегата предоставляет возможность создавать эффект нагнетания или разрежения рабочего газа в пространстве через увеличение или уменьшение давления соответственно (механизм преобразования энергии).

Под газовым давлением понимают бесконечный процесс хаотичного перемещения молекул газа, которые ударяясь о стенки замкнутого пространства, создают давление на них.

Следовательно, чем выше скорость этих молекул, тем больше ударов и тем выше давление. Газовое давление – это одна из главных характеристик газа.

Галерея изображенийЦентробежные вентиляторы — самый простой вариант механических устройств, применяемых в обустройстве и организации систем вентиляции, различающихся по назначению, объему и типу движения воздухаРадиальные, они же центробежные, вентиляторы позволяют реализовать разнообразные проекты приточной и вытяжной вентиляции. Используются в основном без воздуховодовРаботой центробежного вентилятора управляет двигатель, мощность которого подбирают в зависимости от объема перемещаемой воздушной массыЦентробежные вентиляторы производятся для работы и в чистом воздухе без примесей, и во взрывоопасных сложных средахСамая простая разновидность вентиляторовВентиляторная установка на производственном предприятииДвигатель центробежного вентиляторного устройстваРазновидности радиальных вентиляторных агрегатов

С иной стороны любой газ имеет еще два параметра: объём и температуру. Объём – количество пространства, которое заполнил газ. Температура газа – термодинамическая характеристика, которая связывает скорость молекул и генерируемое ими давление.

На этих “трёх китах” стоит молекулярно–кинетическая теория, которая является базисом для описания всех процессов связанных с обработкой газов и газовых смесей.

Процесс нагнетания являет собой принудительное сосредоточение молекул в замкнутом пространстве сверх некой нормы. Например, общепринятое воздушное давление у поверхности земли приблизительно составляет 100 кПа (105 кило Паскалей) или 760 мм рт. ст. (миллиметров ртутного столба).

С увеличением высоты над поверхностью Земли давление становится меньше, воздух становится разреженным.

Атмосферное давление – вес воздушного столба относительно площади поверхности над которой он находится. Не масса, а именно вес Р=mg. Измеряется барометром, остальные типы давления определяются манометром

Разрежение есть обратный процесс нагнетанию, во время которого молекулы покидают замкнутую систему. Объём остаётся тот же, а количество молекул уменьшается в разы, следовательно, и давление уменьшается.

Эффект нагнетания необходим для принудительного перемещения воздуха. Возможен вариант перемещения воздуха через эффект разрежения: для восстановления баланса давления во всей системе молекулы перемещаются от более сконцентрированной области молекул до менее сконцентрированной.

Таким способом происходит перемещение молекул газа.

Для определения скорости потока воздуха снаружи или внутри здания часто применяют специальный инструмент – анемометр. Незаменимый прибор для проектирования систем вентиляции

Существуют самые разные компоновки вентиляционных систем, но их условно можно разделить на несколько классов по определённым параметрам:

По назначению. Различают вентиляторы общего и специального назначения. Вентиляторы применяются для обычного перемещения газа. Специальные вентиляторы используются для пневмотранспорта, транспортировки агрессивных и взрывоопасных газовых смесей.
По быстроходности. Бывают с малой, средней и высокой удельной частотой вращения колеса с лопатками.
По диапазону давления. Известны системы генерации низкого (до 1 кПа), среднего (1–3 кПа), высокого ( более 3 кПа) давления.

Некоторые промышленные и бытовые процессы с применением воздуходувок происходят в экстремальных условиях окружающей среды, поэтому к оборудованию выдвигаются соответствующие требования.

Таким образом, можно говорить о пылевых, влагозащищенных, термостойких, коррозиестойких, искрозащитных агрегатах и устройствах для удаления дыма и обычных вентиляторах.

Информация о видах вентиляторов подробно рассмотрена в другой нашей статье.

Конструкция и принципы действия

Такой вентилятор еще называют радиальным. Он используется для следующих целей:

Конвекция газо-воздушных или воздушных потоков в системе вентилирования бытовых, промышленных, торговых или общественных строений;
Очищение воздуха;
Регулирование содержания влажности в воздухе;
Создание комфортных условий нахождения в здании.

Центробежный вентилятор

При всем этом разнообразии центростремительный вентилятор имеет довольно простую конструкцию. Он состоит из таких элементов:

Спиралевидный корпус, имеющий два отверстия – всасывающее и выпускное;
Несколько лопастей;
Двигатель;
Рабочее колесо, представляющее собой несколько лопаток, скрепленных друг с другом парой дисков, насаженное на вал посредством использования шпонки.

Принцип действия следующий – включается двигатель и приводит в рабочее состояние лопасти. Они в свою очередь при вращении засасывают воздух, проходящий в спиралевидный корпус, благодаря центробежной силе. После этого воздушный поток выводится в воздуховод и, очистившись, выходит наружу. Как видите центробежные вентиляторы и их применение в жизнедеятельности человека очень просты. Они могут служить много лет подряд, если соблюдаются некоторые правила.