СІГМАІНЖИНІРИНГ

Типи вентиляторів

Вентилятор (рос. Вентилятор, англ. Fan, ventilator; нім. Lüfter, Wettermaschine, Ventilator) – пристрій для перемішування або переміщення під певним тиском повітря, газів або їх сумішей з дрібними частинками.

Основні виробники промислових вентиляторів: Marelli Ventilazione, Donaldson, Systemair, Östberg, Dospel, Dantherm, Vents и др..

Розрізняють паралельну, послідовну та спільну роботу вентиляторів:

  1. Паралельна робота вентиляторів, (рос. параллельная работа вентиляторов; англ. Paralleled fans, fans in parallel, нім. Parallelarbeit f der Grubenlüfter m) – спільна робота вентиляторів (шахтних), за якої одна частина повітря, необхідного для провітрювання шахти, проходить через один вентилятор, а інша – через інший, збільшуючи витрати у мережі. Загальна кількість повітря, що подається паралельно працюючими вентиляторами, менша від суми їх індивідуальних дебітів.
  2. Послідовна робота вентиляторів, (рос. последовательная работа вентиляторов, англ. Fans in series, нім. Reihenarbeit f der Grubenlüfter m) – спільна робота вентиляторів, за якої вся кількість повітря, необхідного для провітрювання шахти (дільниці), проходить спочатку через один, а потім через інший вентилятор Використовується для збільшення натиску.
  3. Спільна робота вентиляторів, (рос. совместная работа вентиляторов, англ. Ventilators’ joint work, нім. Zuzammenarbeit f der Grubenlüfter m) – одночасна робота кількох вентиляторів на одну вентиляційну мережу. Використовується в тих випадках, коли робота одного вентилятора при граничних частотах його обертання не забезпечує необхідних витрат та натиску в мережі. Розрізняють паралельну, послідовну та комбіновану роботу вентиляторів. При спільній роботі одні вентилятори можуть розташуватися на поверхні, інші – під землею. Як правило, підземні вентилятори призначені для посилення провітрювання окремих ділянок вентиляційної мережі та називаються допоміжними.

Типи вентиляторів:

Існує три основні види вентиляторів, що використовуються для переміщення повітря: осьові, відцентрові (радіальні) та діаметральні (тангенціальні).

Осьові вентилятори складаються з лопаток, які змушують повітря переміщатися паралельно осі, навколо якої вони обертаються. Це найбільш простий у використанні вид вентилятора. Діапазон його застосування дуже широкий і тягнеться від малих вентиляторів охолодження для електроніки до гігантських вентиляторів, що використовуються в повітряних тунелях.

Відцентровий вентилятор має компонент під назвою ротор, який складається із центральної осі. Навколо цієї осі встановлені лопатки спіральної форми, що обертаються. Відцентровий вентилятор переміщає повітря під прямим кутом до вхідного перерізу. Ротор, який обертається, змушує повітря входити у вентилятор по його осі і рухатися перпендикулярно від осі до виходу у відвід, виконаний у вигляді спірального кожуха. Відцентрові вентилятори виробляють великий тиск при високих продуктивностях і використовуються у різних промислових цілях. Рівень шуму відцентрових вентиляторів вищий, ніж у осьових.

Вентилятор діаметрального потоку має ротор типу «білчина клітка» (ротор порожній у центрі і має лопатки осьового вентилятора вздовж периферії). У тангенціальних вентиляторах повітря надходить уздовж периферії ротора і рухається до виходу подібно до того, як це відбувається у відцентровому вентиляторі. Діаметральні вентилятори виробляють рівномірний повітряний потік вздовж усієї ширини вентилятора та безшумні при роботі. Вони порівняно громіздкі, і створюють низький повітряний тиск. Вентилятори діагональної течії часто використовуються для охолодження в ксероксі. При роботі вентилятора або повітродувки створюється підвищення тиску вище атмосферного, це є основою вентиляції.

Привід вентиляторів зазвичай електричний. Електричні вентилятори складаються з набору лопаток, що обертаються і розміщені в захисному корпусі, що дозволяє повітрю проходити через нього. Крилатка обертається електродвигуном, для великих індустріальних вентиляторів використовуються 2-х, 4-х та 6-и полюсні електродвигуни. Менші вентилятори часто приводять у дію за допомогою електродвигуна змінного струму з екранованим полюсом або щітковими/безщітковими двигунами постійного струму. Вентилятори із приводом від двигунів змінного струму зазвичай використовують напругу електромережі. Вентилятори з приводом від двигуна постійного струму використовують низьку напругу, як правило, 24V, 12V або 5V. У вентиляторах для охолодження комп’ютерного обладнання використовують виключно безщіткові двигуни постійного струму, які проводять набагато менше електромагнітних перешкод під час роботи. У машинах, які мають двигун, вентилятор часто з’єднується безпосередньо з ним ремінною передачею. Такий вид передачі можна спостерігати в автомобілях, великих системах охолодження і віялових машинах.

Промислові вентилятори оцінюються відповідно до їх стану, розміру, висоти та кількості лопаток. Найбільш загальними є вентилятори із сімома лопатками. Конструкції з п’ятьма чи шістьма лопатями зустрічаються рідше. Бажано, щоб матеріалом, з якого виготовляються компоненти промислового вентилятора, була латунь.

Промислові вентилятори, які використовуються для вентиляції, можуть працювати від сонячних панелей замість живлення від електромережі. Це цікавий варіант тому, що одноразові капітальні витрати на сонячну панель будуть покриті отриманою безкоштовно електричною енергією. На додаток, електрику можна накопичувати в акумуляторах і вентилятор може працювати безперервно.

Типовий приклад: використовували 10 ват, сонячна панель 12×12 дюйма забезпечується відповідними кронштейнами, кабелями та роз’ємами. Ці панелі можуть використовуватися, щоб вентилювати площу до 1250 квадратних футів, а вентилятор може переміщати 800 кубічних футів за хвилину.

Окрема сонячна панель зазвичай встановлена у точці, яка отримує більшу частину сонячного світла, а потім з’єднується з вентилятором, розташованим на відстані 20-25 футів. Інші стаціонарні та малі мобільні промислові вентилятори оснащені інтегрованою сонячною панеллю.

Промислові вентилятори діляться за принципом роботи на: відцентрові (радіальні) та осьові.

Промислові відцентрові вентилятори залежно від створюваного тиску діляться (при щільності повітряного потоку 1,2 кгс/м3) на категорії:

  • вентилятори низького тиску – до 1000 Па
  • вентилятори середнього тиску -1000-3000 Па
  • вентилятори високого тиску – 3000-25000 Па

Відцентрові промислові вентилятори з всмоктуванням з одного боку і з двостороннім колесом (якщо дивитися на вентилятор з боку всмоктування), що обертається за годинниковою стрілкою, називаються правосторонніми, а з колесом, що обертається проти годинникової стрілки, – лівосторонніми.

Положення кожухів радіальних промислових вентиляторів визначаються залежно від кута повороту корпусу. Залежно від напрямку обертання робочого колеса здійснюється звіт кутів.

Промислові відцентрові вентилятори наводяться в дію електродвигунами або іншими приводами, з якими вони з’єднуються одним із наведених способів:

  • на одному валу або через гумову еластичну муфту;
  • клинопасовою передачею з постійним передатним ставленням;
  • регульованою безступінчастою передачею через гідравлічні індукторні муфти ковзання.

Промислові вентилятори виготовляють залежно від складу середовища, яке вони переміщують:

  • звичайного виконання – для переміщення неагресивних потоків повітря або газу з температурою не вище 80 °С, які не містять волокнистих та липких речовин, при вмісті пилу та інших твердих та волокнистих домішок не більше ніж 100 мг/м3. У промислових відцентрових вентиляторів двостороннього всмоктування з приводом на ремінній передачі температура газу чи повітря не має перевищувати 60°С;
  • корозійностійкі;
  • вибухозахищеного виконання;
  • пилові – для переміщення повітря з вмістом пилу та твердих домішок понад 100 мг/м3.

Промислові корозійностійкі відцентрові вентилятори виготовляють із спеціальних сплавів титану, нержавіючої сталі, алюмінію (для деяких потоків повітря чи газу), полімерних матеріалів та пластмас (вініпласт, поліпропілен). В окремих випадках можна застосовувати промислові вентилятори, які виконуються з вуглецевої сталі з оцинкованими або антикорозійними покриттями.

Промислові вентилятори вибухобезпечного виконання виготовляються відповідно до спеціальних заводських технічних умов.

Суміші, що вибухають від удару, переміщують за допомогою ежекторів.

У системах пневмотранспорту деревних відходів застосовують шестилопатеві пилові промислові вентилятори середнього та високого тиску.

У системах аспірації можуть використовуватися як шестилопатеві, так і багатолопатеві відцентрові вентилятори середнього або високого тиску, які встановлюють до або після пиловловлювача або аспіраційної установки.

При вентиляції повітря з даху приміщення встановлюють дахові осьові та радіальні (відцентрові) промислові вентилятори.

При транспортуванні липкого, волокнистого та цементуючого пилу дахові вентилятори встановлювати забороняється.

Відцентровим даховим вентиляторам віддають перевагу при вимогах до безшумності.

Осьові дахові вентилятори, як правило, застосовують для вентилювання та/або переміщення повітря або газу з температурою до +40 °С при витяжній вентиляції мережі повітроводів, а також при необхідності направити повітря, що видаляється, спрямованим вгору струменем.

Радіальні (відцентрові) дахові промислові вентилятори (сталеві або пластикові) можуть застосовуватися для установок з мережею повітроводів (для приватних або багатоповерхових будинків). Вони можуть бути використані для видалення повітря або газу з температурою не вище 50 °С від місцевих заборів (коли потрібно очистити його перед викидом в атмосферу).

Стійкі до корозії дахові вентилятори, виготовлені з титану, типу RM-T призначені для видалення невибухонебезпечних газоповітряних сумішей з агресивними домішками, які викликають прискорену корозію корпусу та лопаток вентиляторів із вуглецевої та нержавіючої сталі. Вони можуть використовуватися як для загальнообмінної витяжної вентиляції приміщень, які мають у верхній зоні агресивні домішки, так і для систем місцевих заборів через кожухи, гідравлічний опір яких знаходиться в межах тиску, що створюється промисловим вентилятором.

Промисловий вентилятор з титану може використовуватися у всіх середовищах, в яких відбувається пасивація поверхні титану в результаті утворення оксидів, гідридів та сульфоокисних сполук титану. Рекомендується застосовувати цей промисловий вентилятор у газоповітряних середовищах, що містять:

  1. вологий хлор (вміст вологи понад 0,005%)
  2. пари розчинів хлоридів та лугів;
  3. пари азотної кислоти;
  4. окис азоту (вологу),
  5. пари 0 – 20%-вої соляної кислоти при температурі до 60 °С (у разі утворення конденсату соляної кислоти його концентрація не повинна перевищувати 5% при температурі 30 °С),
  6. пари 20 і 95%-вої сірчаної кислоти при температурі, відповідно, не вище 60 і 20 °С.

Відцентрові вентилятори в промисловості застосовують, зокрема, для провітрювання приміщень, для підтримки (створення) рудничної (шахтної) атмосфери, для очищення повітря в приміщеннях, на шахтах і застійних зонах кар’єрів, для створення штучної тяги в топках котлів, для створення потоку газу (повітря) у технологічних апаратах, пневмотранспортних установках тощо.