7.3 Компоновочные схемы

Центробежные вентиляторы могут быть классифицированы также по компоновке рабочих колес и по форме корпуса. Вентиляторы, состоящие из одного рабочего колеса и спирального корпуса, называют одноступенчатыми центробежными вентиляторами обычного исполнения. Такая компоновка центробежных вентиляторов наиболее широко распространена на практике, Если необходимо увеличить производительность вентилятора, то применяют двусторонние центробежные вентиляторы.

Двусторонний центробежный вентилятор состоит из двух рабочих колес обычного центробежного вентилятора, являющихся зеркальным отображением одного другим, с общим задним диском, двух входных патрубков и спирального корпуса шириной в 2 раза большей ширины одноступенчатого вентилятора. Такой вентилятор фактически представляет собой два параллельно работающих односторонних центробежных вентилятора. В связи с этим номинальная производительность такого вентилятора и потребляемая мощность могут в 2 раза превышать соответствующие параметры одностороннего вентилятора при том же диаметре и частоте вращения колеса.

Применение высокорасходных двусторонних вентиляторов позволяет использовать более быстроходные электродвигатели, уменьшить диаметр, и, следовательно, габаритные размеры и массу вентиляторной установки.

Особенно целесообразно использование двусторонних вентиляторов при их работе на нагнетание со свободным входом. При работе на всасывание, как это имеет место, например, для шахтных вентиляторов главного проветривания, необходимо применять сложную систему трубопроводов, подводящих воздух к вентилятору (входные коробки, тройники). Последнее приводит к дополнительным потерям и снижению КПД вентиляторной установки на 3 - 5% .

Двухступенчатый центробежный вентилятор представляет собой два последовательно работающих центробежных вентилятора, причем в случае компактных установок переход от первой ко второй ступени осуществлен при помощи радиальных лопаточных спрямляющих и направляющих аппаратов. Коэффициенты давления двухступенчатых вентиляторов в 1,8 … 2 раза выше соответствующих коэффициентов одноступенчатого вентилятора, что позволяет при тех же габаритных размерах и частоте вращения установки обеспечить почти вдвое большие давления.

Двухступенчатые центробежные вентиляторы широко используют для создания высокого давления, если габаритные размеры вентиляторной установки ограничены, например в пылесосах, фильтроочистительных устройствах и др. Отметим, что неподвижные радиальные лопаточные и безлопаточные диффузоры, установленные непосредственно за рабочим колесом, не являются эффективными в случае загнутых вперед лопаток, поэтому двухступенчатые центробежные вентиляторы имеют, как правило, колеса с лопатками, загнутыми назад или оканчивающимися радиально. Трех- и более ступенчатые вентиляторы ввиду их конструктивной сложности в вентиляторостроении почти не встречаются.

7.4 Назначение и область применения вентиляторов

Центробежные вентиляторы применяют практически во всех отраслях народного хозяйства. Их используют в вентиляционных системах, в различных технологических установках, в системах охлаждения и др. В зависимости от назначения к вентиляторам предъявляют различные требования.

Вентиляторы общего назначения применяют в системах кондиционирования воздуха и вентиляции и для производственных целей. Серийно выпускают вентиляторы номеров от 2,5 до 20. Основные требования к этим вентиляторам регламентированы ГОСТ 5976 "Вентиляторы радиальные (центробежные) общего назначения". Вентиляторы выполняют или с непосредственным приводом от электродвигателя, или с ременной передачей. Вентиляторы больших номеров (начиная с № 8) имеют осевые направляющие аппараты для регулирования режима работы. В соответствии с ГОСТ 5976 вентиляторы общего назначения имеют обозначение типа, состоящее из буквы Ц (центробежный), пятикратной величины коэффициента полного давления и значения быстроходности при режиме ή́_max, округленных до целых чисел. К этому обозначению добавляют номер вентилятора, численно равный диаметру колеса в дециметрах. Так, вентилятор с диаметром рабочего колеса D = 0,4 м, имеющий при режиме η_max коэффициент полного давления ψ = 0,86 и быстроходность N_y = 70,3 обозначают Ц4-70 № 4. Такое обозначение вентиляторов очень удобно, так как позволяет по названию оценить аэродинамические параметры вентиляторов.

Вентиляторы, предназначенные для перемещения воздуха с различными примесями: твердыми частицами, пылью, волокнистыми материалами, называют пылевыми. В обозначениях этих вентиляторов добавлена буква П, например центробежный пылевой вентилятор ЦП6-46. Чтобы транспортируемые материалы не застревали в рабочем колесе и корпусе, число лопаток колеса должно быть небольшим, и они должны быть укреплены консольно к заднему диску. Передний диск колеса отсутствует, а передние участки лопатой имеют форму, обеспечивающую сбрасывание попавших в колесо материалов под действием центробежных сил. На колесах и внутри корпуса недопустимо наличие каких-либо выступающих деталей (головок болтов, шайб), которые могут препятствовать передвижению материалов. Упрощенная форма рабочего колеса, большие зазоры между входным патрубком и колесом приводят к тому, что пылевые вентиляторы имеют КПД значительно более низкий, чем КПД обычных центробежных вентиляторов.

В качестве пылевого может быть использован смерчевой центробежный вентилятор, у которого рабочее колесо расположено в специальной нише в задней стенке спирального корпуса. Для перемещения среды с примесями (хлопок, чайные листья), которые нельзя подвергать механическому повреждению, целесообразно использовать специальный вентилятор-сепаратор, в котором благодаря его конструкции транспортируемый материал перемещается, минуя рабочее колесо.

Для общеобменной вентиляции промышленных предприятий и общественных зданий применяют крышные центробежные вентиляторы, которые устанавливают непосредственно на кровлях зданий для вытяжки воздуха из рабочих помещений по одному вертикальному вентиляционному каналу. Такие вентиляторы получили в последние годы широкое распространение во многих странах в связи с тем, что они не занимают полезной площади зданий и не требуют создания сложных вентиляционных систем.

За колесом вентилятора установлен небольшой специальный диффузор. Особенностью этих вентиляторов является то, что, поскольку они работают практически без сети, их рабочий режим соответствует нулевому или небольшому значению коэффициента статического давления и коэффициенту производительности, близкому к максимальному. Поэтому в крышных вентиляторах используют широкие колеса с загнутыми назад лопатками и с большим относительным диаметром входа. Для получения больших значений удельной производительности, лопатки колеса должны иметь малые углы выхода β₂, чтобы обеспечить небольшие значения теоретического давления.

Тягодутьевые вентиляторы являются частью установок котлоагрегатов тепловых электрических и электровоздуходувных станций. В зависимости от применения различают три типа тягодутьевых вентиляторов: дымососы, дутьевые и мельничные вентиляторы.

Дымососы применяют для отсасывания дымовых газов с температурой t = 120 … 200 ⁰С из топок пылеугольных котельных агрегатов. Газы содержат твердые частицы золы, вызывающие износ деталей дымососа. Применяют дымососы одностороннего и двустороннего всасывания.

Дымососы снабжены осевыми направляющими аппаратами, позволяющими регулировать их работу. Отметим, что дымососы этой серии имеют рабочие колеса повышенной износоустойчивости. Это позволяет значительно увеличить срок их эксплуатации по сравнению с дымососами типа Д, рабочие колеса которых имеют загнутые по направлению вращения колеса лопатки.

Дутьевые вентиляторы предназначены для подачи воздуха в топки котельных агрегатов.

Их обозначения следующие:

Тип:	ВДНХ2	ВДН-П	ВДН-Пу	ВДН-ПУ	ВДН
Схема:	Ц59-15.1-30	0,7-160-П	0,7-160-11	0,7-160-П	0,5540-1

Дутьевые вентиляторы так же, как и дымососы, выполняют односторонними и двусторонними. Они также снабжены осевыми направляющими аппаратами. Изготовляют серийные дутьевые вентиляторы номеров 8 - 36.

Мельничные вентиляторы предназначены для пневматической транспортировки неагрессивной угольной пыли в системе пылеприготовления котельных агрегатов при размалывании твердого топлива в барабанно-шаровых мельницах. Конструкции мельничных вентиляторов выполняют с учетом уменьшения степени износа стенок спирального корпуса и рабочего колеса. Серийно выпускаемые мельничные вентиляторы типов ВМ-А, ВМ и ВМ-у выполнены по аэродинамическим схемам вентиляторов соответственно 0,5-45, 0,55-40 (МО ЦКТИ) и 0,6-90 (ЦАГИ).

В обозначении типа тягодутьевых вентиляторов использованы следующие буквы: В - вентилятор; Д - дымосос, дутьевой; М - мельничный; Н - назад загнутые лопатки рабочего колеса; А и II - индексы аэродинамической схемы; у - унифицированный; У - узкое рабочее колесо. Цифры означают диаметр рабочего колеса в дециметрах.