Промышленная вытяжка улитка: конструкция, принцип работы

Вытяжка для бытового и промышленного использования — вентилятор улитка

Вентилятор со спиральным корпусом был придуман еще в середине прошлого столетия, но по эффективности ему нет равных и сегодня. Вытяжка улитка отлично работает в промышленных цехах и в многоэтажных жилых домах. Эти устройства способны не только создать необходимую тягу, но и работать как вакуумный насос. Высокие аэродинамические характеристики объясняются конструктивными особенностями вентилятора. При этом устройство доступно по цене, не представляет сложности в монтаже и обслуживании.

Конструкционные особенности

Вытяжка улитка – это радиальный вентилятор, встроенный в корпус особой формы, напоминающий панцирь улитки. Воздух в него направляется под действием центробежной силы.

Центробежный вентилятор состоит из следующих частей:

Корпус спиральной формы.
Всасывающий патрубок круглой формы, размер диаметра совпадает с размером рабочего колеса.
Вытяжной канал, оканчивающийся выходным патрубком.
Выходной патрубок прямоугольной формы, располагается зевом вверх.
Рабочее колесо с лопастями.
Электромотор.

Центр корпуса занимает крыльчатка вентилятора. Ее лопасти отличаются от привычно больших, начинающихся от оси вращения. В радиальном вентиляторе лопасти рабочего колеса прямоугольные, прямые или выгнутые определенным образом, располагаются по ободу круга вращения.

Форма лопастей вытяжки улитка в зависимости от назначения:

прямые – для удаления летучих взвесей (пыли, мелкой стружки);
с загибом лопасти назад – для увеличения скорости вращения колеса при пониженном шумообразовании;
с загибом лопасти вперед — для повышения давления и КПД двигателя.

Особенности конструкции радиального вентилятора заключаются в разном способе передачи крутящего момента от двигателя к рабочему колесу:

Рабочее колесо «посажено» непосредственно на вал двигателя. Такая конструкция отличается простотой и доступностью. Однако в случае поломки вентилятора требуется полный разбор его для ремонтных работ.
Крутящий момент передается посредством ремня. Распространенный вид взаимодействия двигателя с вращающимися частями механизма, который открывает много возможностей для манипуляции с размерами шкивов и скоростями. Ременная передача делает устройство более громоздким и дорогим.
Рабочее колесо соединяется с моторным валом через муфту. Такая посадка снимает нагрузку с подшипников двигателя, не увеличивая сложность и металлоемкость конструкции. Этот тип вытяжки улитка можно считать лучшим по ремонтопригодности и цене.

Скорость работы вытяжки типа улитка регулируется не только мощностью мотора, но и количеством лопастей на рабочем колесе. Корпус вентилятора изготавливают из стали, сплавов или алюминия. Для защиты от коррозии стальные детали красят или покрывают специальной защитой.

Как работает вытяжка улитка

Работает устройство от электросети. Размеры варьируются от бытового (диаметр основного корпуса 25 см) до промышленного (диаметр 150 см).

Вентилятор «загребает» воздух небольшими лопастями, которые вращаются с огромной скоростью. Воздушный поток направляется в корпус, делает виток и удаляется в выводное отверстие. Проходя по завиткам, поток теряет в скорости и создает давление.

Обратите внимание! Если входное отверстие вентилятора герметично подсоединить к закрытому каналу, то вытяжка улитка будет работать как вакуумный насос.

Виды центробежных радиальных вентиляторов

Принципиальной разницы в конструкции между вентиляторами радиального типа нет. Их делят на несколько видов по назначению и мощности.

По мощности

Рабочее давление, на которое способна вытяжка улитка, зависит от мощности двигателя устройства, количества и конфигурации лопастей рабочего колеса.

Различают 3 типа радиальных вентиляторов по данному параметру:

Устройства относительно низкого давления (до 100 кг/см²). Это небольшие вентиляторы, применяемые для создания принудительной вентиляции в жилых зданиях, маркированные как ВР 80-75. В многоквартирных домах такие устройства монтируют на крыше, в общий вентканал.
Устройства, которые работают в интервале среднего давления от 100 до 300 кг/см². Используют в вентиляционных системах производственных цехов без особых требований к безопасности. Общая маркировка вытяжек этой группы ВР 300-45.
Мощные (рабочее давление в интервале от 300 до 1200 кг/см²) вытяжки улитки устанавливают на вредных производствах, где есть необходимость интенсивного отвода едких, огне- и взрывоопасных газовых смесей. Общая маркировка этого класса ВР 12-26.

На то, какой вентилятор следует выбрать для данной вентиляционной системы, влияет множество параметров: длина каналов, их разветвленность, пропускная способность, требуемая интенсивность воздухообмена в единицу времени. Такие расчеты проводятся специалистами на этапе разработки проекта вентиляционной системы.

Обратите внимание! Центробежные вентиляторы устанавливают не только на вытяжку, но и подачу воздуха, например, в котельных.

По назначению

Вторая система классификации радиальных вентиляторов делит их по назначению:

Вытяжки улитки общего назначения. Эксплуатируются при температуре до +80 градусов в атмосфере, где нет специфических или опасных загрязнений. Устанавливают в жилом или промышленном секторе.
Взрывозащищенные – корпус и детали механизма изготовлены из материалов, исключающих появление искры при работе. Используются в помещениях, где есть взрывоопасные газовые смеси. Допустимый температурный интервал эксплуатации от -30 до +40 градусов.
Противопожарные или жаростойкие вытяжки устанавливают на производствах, которые используют в технологическом процессе повышение температуры. Устройства изготавливают из углеродистой стали и покрывают жаростойкими составами. Эксплуатируются при температуре до +200 по Цельсию.
С усиленной антикоррозийной защитой. Это вентиляторы, которые устанавливают на химических производствах с агрессивной средой.
Пылевые (маркировка ВРП) – вентиляторы для удаления воздушных масс с взвешенными частицами. Устройства имеют больший зазор между корпусом и рабочим колесом, сниженное число лопастей, чтобы в процессе работы устройство не забивалось отходами. Особенности конструкции здесь приводят к падению КПД устройства. Выбирать вытяжку требуется с запасом рабочей мощности.
Для удаления дыма (маркировка ВРДУ). Эти вентиляторы устанавливают для дымоудаления, если произойдет пожар. Устройства работают в диапазоне температур 400-600 градусов.

Особенности использования и ограничения

Вентиляторы радиальные общего назначения можно эксплуатировать в интервале температур от -45 до +45 градусов. Это ограничение не распространяется на специализированные устройства, для которых установлены отдельные параметры.

Ограничения для установки вытяжки улитка общего назначения:

наличие в воздушной смеси липких примесей больше, чем 10 мг/м³;
присутствие волокнистых примесей;
для вывода взрывоопасных смесей газов;
в помещениях, где хранят взрывчатые вещества;
наличие в воздушной смеси химически агрессивных веществ.

Для систем вентиляции с особыми требованиями используют вентиляторы ВРП, ВРДУ, жаростойкие и взрывозащищенные модели.

Промышленные центробежные (радиальные) вентиляторы: принцип действия, технические характеристики лучших моделей и их стоимость

Система организации микроклимата — один из важнейших показателей, определяющих пригодность помещения производственного или бытового характера к выполнению назначенных ему функций. Основная задача системы микроклимата не столько подготовка воздуха (очистка, нагрев, охлаждение), сколько его обновление — удаление из помещения объемов воздуха, утратившего свои кондиции и доставка на его место свежего и должным образом подготовленного. Ключевым элементом любой системы воздухообмена является вентилятор. Но поскольку условия в помещениях производственного назначения кардинально отличаются от жилых, то и устройства организации микроклимата качественно отличаются от бытовых габаритами, производительностью и функционалом. Так, сердцем промышленной вытяжной системы стал вентилятор типа улитка.

Что из себя представляют центробежные (радиальные) вентиляторы?

Центробежный, или радиальный вентилятор это промышленное устройство высокой производительности, предназначенное для организации перемещения больших объемов воздушных масс в вытяжной системе.

Конструктивно его рабочим органом, создающим непосредственно давление воздуха, является роторное колесо с лопастями — турбина, вращающееся внутри спиралевидного корпуса, по форме напоминающего всем знакомую улитку. Кинетическая энергия раскрученного турбиной воздушного потока увеличивается благодаря центробежной силе. А термин радиальный применяется к подобным устройствам потому, что в отличии от распространенных бытовых вентиляторов, которые перемещают воздушную массу вдоль оси вращения вентилятора (осевая схема), здесь в силу конструктивных особенностей направление перемещаемого воздуха изменяется на 90 градусов по касательной к плоскости ротора.

Где применяются?

Конструктивная схема центробежного вентилятора обуславливает его высокую эффективность, поэтому в основном он применяется на промышленных объектах:

цеха,
склады,
лаборатории,
торговые площади, где требуется большая производительность — перемещение больших объемов воздуха по системе многометровых вентиляционных каналов.

Как работает: устройство и принцип действия

Ключевой элемент устройства вентилятора радиального типа — лопастное колесо, которое приводится в движение электродвигателем и, вращаясь внутри спиралевидного корпуса, создает необходимое давление воздуха.

Если лопасти колеса ориентированы вперед, такие вентиляторы оптимально применять для перемещения большого объема воздуха с низким давлением. Также, они отличаются компактными габаритами и меньшим уровнем шума. Напротив, если лопатки ротора расположить против направления вращения, получим более эффективную и экономичную работу с высоким КПД. Подробнее особенности и специфика применения центробежных вентиляторов различных типов будет рассмотрена в соответствующем разделе статьи.

Отзывы о вентиляторах улитках: плюсы и минусы

По отзывам специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией промышленных вытяжных систем, центробежные вентиляторы характеризуется следующими показателями:

Высокая производительность. Хорошие показатели соотношения проделанной работы к потребленной мощности;
Высокая надежность, техническая простота и долговечность;
Несложный монтаж, хороший доступ для обслуживания и ремонта;
Широкий диапазон характеристик в зависимости от конструктивного исполнения устройства;

Высокая стоимость;
Потребность в регулярном ремонте и обслуживании, особенно при работе в агрессивной среде или с газовыми массами с высокой запыленностью;
Скорость вращения вентилятора с приводом от электродвигателя является постоянной величиной. Если требуется работа устройства в некотором диапазоне скоростей, применяются дополнительные редукторы, что увеличивает сложность и стоимость устройства в целом;
Конструкция радиального вентилятора не допускает его применение для перемещения потоков, содержащих волокнистые материалы или налипающие примеси;

Виды и технические характеристики

Производительность и другие качественные показатели вентиляторов радиального типа зависят от мощности электродвигателя, скорости вращения турбины и конструктивного исполнения рабочих лопастей роторного колеса. Основополагающим показателем центробежного вентилятора, обуславливающего сферу его применения, является нагнетаемое давление. В зависимости от величины этого показателя, можно обозначить основные группы устройств подобного типа:

Низкого давления (до 1000 Па)

Такие устройства оснащены турбинным колесом, с направленными вперед лопастями. Они работают по стандартному принципу одностороннего всасывания и предназначены для эксплуатации в среде неагрессивных газов минимальной загрязненности при температуре до 80ºС. Наиболее широко радиальные вентиляторы этого типа применяются в системах вентиляции промышленных сооружений.

Cреднего давления (1000-3000 Па)

Конструктивно и по целевому назначению идентичны группе устройств низкого давления. Более высокая производительность достигается за счет повышения мощности и габаритов вентилятора, а также применению большего количества лопастей.

Высокого давления (3000-12000 Па)

Существенное повышение рабочего давления агрегатов этой группы достигнуто за счет того, что лопатки турбины сориентированы против направления вращения. Мощные и производительные устройства этого типа используются в системах вентиляции крупных промышленных объектов.

Помимо собственно давления, центробежные вентиляторы также классифицируются:

По типу перекачиваемой газовой среды:
- температура и химическая активность газа,
- содержание примесей,
- показатели взрывоопасности.
По конструкции приводного механизма, радиальные вентиляторы могут быть:
- прямого типа, когда турбина соединяется с двигателем напрямую;
- редукторного — приводимые ремнем через системы шкивов разного диаметра и регулируемые, когда скорость вращения управляется магнитной или гидравлической муфтой.
Также в зависимости от мощности двигателя, центробежные вентиляторы предназначены для работы:
- от бытовой электросети с напряжением 220В,
- от промышленной трехфазной 380В.

Все существующие размеры устройств

Формы заборного и выходного отверстий корпуса промышленного центробежного вентилятора приведены в соответствие со стандартами фланцев воздуховодов, применяемых при конструировании системы промышленной вентиляции. Таким образом устройство может коммутироваться с каналами круглого сечения диаметром от 100 до 400 мм, а также с воздуховодами прямоугольной формы размерами от 300х150 и до 1000х500 мм.

Производители и популярные модели: рейтинг лучших и цены

Рассмотрим имеющийся ассортимент моделей центробежных вентиляционных установок и их производственные показатели на примере наиболее характерных образцов:

ВанВент ВР-В2-120-60-Е

Производительность, куб.м/час 350
Максимальное давление, Па 280
Потребляемая мощность, Вт 80
Частота вращения, об/мин 2350
Вес, кг 2,1
Уровень шума, дБ 66
Цена, руб 3700

Вентилятор ВанВент ВРВ-14М

Производительность, куб.м/час 1150
Максимальное давление, Па 470
Потребляемая мощность, Вт 250
Частота вращения, об/мин 3000
Вес, кг 8,8
Уровень шума, дБ н/д
Цена, руб 6540

ВанВент ВРВ-25М

Производительность, куб.м/час 5600
Максимальное давление, Па 1500
Потребляемая мощность, Вт 1500
Частота вращения, об/мин 2700
Вес, кг 17,3
Уровень шума, дБ н/д
Цена, руб 6540

Вентилятор-улитка BAHCIVAN AORB 180-60 (BDRS)

Производительность, куб.м/час 1200
Потребляемая мощность, Вт 650
Частота вращения, об/мин 2750
Вес, кг 8
Уровень шума, дБ 70
Цена, руб 6800

BLACKSMITH VT1-3

Производительность, куб.м/час 510
Максимальное давление, Па 780
Потребляемая мощность, Вт 370
Частота вращения, об/мин 3600
Вес, кг 5,4
Цена, руб 7520

Центробежный вентилятор Лиссант ВР 300-45-2.0

Производительность, куб.м/час 800
Максимальное давление, Па 280
Потребляемая мощность, Вт 180
Частота вращения, об/мин 1500
Вес, кг 16
Уровень шума, дБ 84
Цена, руб 6920

Dundar OBR 200M-2K

Производительность, куб.м/час 1800
Максимальное давление, Па 1500
Потребляемая мощность, Вт 600
Частота вращения, об/мин 2700
Вес, кг 9,2
Уровень шума, дБ 54
Цена, руб 8800

Промышленный вентилятор Soler & Palau CBT 40

Производительность, куб.м/час 250
Потребляемая мощность, Вт 250
Частота вращения, об/мин 2800
Вес, кг 10
Уровень шума, дБ 78
Цена, руб 49800

Какого производителя и какой тип лучше выбрать

Расчет необходимой мощности радиального вентилятора

Подбор требуемых характеристик промышленного вентилятора для работы в составе вытяжной системы микроклимата конкретного помещения — достаточно сложная инженерная задача, учитывающая множество факторов и параметров, поэтому ее решение лучше доверить специалистам в данной сфере деятельности.

Приведем пример решения подобной задачи с упрощенными условиями для системы вентиляции производственного помещения с расчетной производительностью 33000 куб.м/час при аэродинамическом сопротивлении системы вентиляции 1300 па.

По техническим характеристикам устанавливаем, что требуемым данным соответствуют вентиляторы, имеющие при частоте вращения 980 об/мин диапазон параметров производительности 20500-39500 м 3 /ч и полное давление — 1150—1450 Па.

Что еще учитывать при выборе устройства?

Помимо собственно производительности устройства для объективного выбора конкретной модели центробежного вентилятора нужно принять во внимание следующие параметры:

Соответствие характеристик модели показателям воздуха помещения: температура, запыленность, взрывоопасность, наличие агрессивных компонентов;
Соответствие конструкции системы воздуховодов (конфигурация, размер, посадочные места);
Шумо- и вибронагруженность;
Аэродинамические показатели системы;

Расчетное соотношение объема воздуха к диаметру воздуховодов и потери давления на единицу длины канала в зависимости от температуры и давления обычно представляют в виде графика

3 лучших модели

Обратим внимание на лучшие модели промышленных радиальных вентиляторов из вышеприведенного перечня:

ВанВент ВР-В2-120-60-Е
Радиальный вентилятор низкого давления для систем небольшой производительности с однофазным электродвигателем и бесступенчатой тиристорной регулировкой скорости.
Dundar OBR 200M-2K
Мощная и производительная модель, относящаяся к группе устройств среднего давления. Характеризуется алюминиевым корпусом двигателя, электростатической порошковой покраской и соответствием всем международным нормам.
Soler & Palau CBT 40
Наглядный пример того, как специализированное исполнение влияет на цену изделия. Эта модель от ведущего мирового производителя предназначена для работы с сильно загрязненным рабочим потоком и температурой до 120ºС. Особенности: алюминиевый корпус, тепловая защита, динамическая балансировка крыльчатки. Стоимость — 49800 руб.

Стоимость

Как можно убедиться на примере указанных выше моделей, стоимость центробежного вентилятора зависит от бренда, производительности и мощности модели, уровня материалов и комплектующих, степени защиты, класса безопасности устройства и конструктивных особенностей исполнения.

Обобщая, можно указать диапазон цен по группам производительности:

Радиальные вентиляторы низкого давления — от 3350 до 5500 рублей;
Радиальные вентиляторы среднего давления — от 4760 до 15850 рублей;
Радиальные вентиляторы высокого давления — от 19080 до 235930 рублей;

Где купить центробежный вентилятор улитку?

Приведем перечень некоторых предприятий и организаций, производящих поставки промышленных радиальных вентиляторов, а также осуществляющих комплексное проектирование систем промышленной вентиляции, а также пусконаладочные и регламентные работы:

В Москве

Группа НИМАЛ г. Москва, м. Щелковская, ул. Иркутская, д.17, стр. 8, 8 (495) 730 77 77
ПромВентХолод г.Москва, шоссе Энтузиастов, д.56, стр. 32, +7 (495) 2680520
ГК ВиДстрой Инжиниринг Москва, ул.Нагорная, д.20, к.1, +7 (495) 995 52 58

В Санкт-Петербурге

НПП Экоюрус-Венто Санкт-Петербург, ул.Сердобольская, 65 лит.А, +7 (812) 336-95-59
ООО Вент Холдинг Санкт-Петербург, ул. Нижняя Колония, д.84, +7 (812) 928-92-52
Компания Нева Климат Санкт-Петербург пр-т. Елизарова, д. 34, лит. А., 8 (812) 611-07-37

Центробежный вентилятор — ядро промышленной системы вентиляции — достаточно дорогостоящее и технически сложное устройство. Модели, в широком ассортименте представленные на отечественном рынке, существенно разнятся по своим характеристикам, исполнению, целевому предназначению и, разумеется, стоимости. За редким исключением, центробежный вентилятор не является самодостаточным техническим устройством, но предназначен для работы в составе комплекса оборудование для эффективной, производительной и безопасной организации системы воздухообмена промышленного объекта.

Улитка вентиляционная: особенности вытяжного центробежного вентилятора

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.

Конструкция центробежных радиальных вентиляторов улитка

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.

Разновидности вентиляторов улиток

Вентиляторы улитки свое название получи по форме корпуса, которая напоминает панцирь этого моллюска. Сегодня этот вид оборудования применяется и в промышленности, и в жилищном строительстве в вентиляционных системах. Производители предлагают сегодня несколько моделей улиток для вентиляции. Но все они работают по одному и тому же принципу – центробежная сила, создаваемая вращением лопаток на роторе, захватывает воздух через входное отверстие виде улитки и выталкивает его через прямолинейное выходное отверстие, расположенное под 90° в другой плоскости к входному.

Общие данные о центробежных (радиальных) вентиляторах

Вентиляторы улитки имеют двойственное обозначение (маркировку): ВР и ВЦ, то есть, радиальный и центробежный. Первое говорит о том, что лопатки рабочего органа оборудования расположены радиально относительно своего ротора. Второе – это обозначение физического принципа работы прибора, то есть, процесс забора и перемещения воздушных масс происходит за счет центробежной силы.

Именно центробежные вентиляторы в системах вентиляции показали себя с положительной стороны за счет высокой эффективности отвода воздуха.

Принцип действия

Как уже было сказано, вентиляторы этой модификации работают на основе действия центробежной силы.

Лопатки, закрепленные на роторе устройства, вращаются с большой скоростью, создавая завихрения внутри корпуса.
Давление на входе падает, что становится причиной всасывания близ расположенного воздуха, который устремляется внутрь.
Под действием лопаток он отбрасывается к периферии пространства, где создается высокое давление.
Под его действием воздушный поток устремляется к выходному патрубку.

Так работают все центробежные модели, которые устанавливаются не только в системах вентиляции, но и дымоудаления. О последних надо сказать, что изготавливают их корпус из алюминиевого сплава или стали, покрытой жаростойкими материалами, а комплектуют взрывозащищенным электродвигателем.

Особенности конструкции

Как уже было сказано, основная особенность конструкции – улитка. Необходимо обозначить и форму лопаток. В вентиляторах этой марки применяют три их разновидности:

с прямым наклоном,
с наклоном назад,
в виде крыла.

Первая позиция – это небольшие вентиляторы с большой мощностью и производительностью. То есть, они могут создавать условия, при которых другие модели требуют наличия большого корпуса. При этом они работают с низким уровнем шума. Вторая позиция – это экономный вариант, который потребляет на 20% электроэнергии меньше, чем другие позиции. Такие вентиляторы легко переносят нагрузки.

Что касается исполнения, которое относится к электродвигателю, то здесь также три позиции:

ротор закреплен напрямую с валом двигателя через муфту и подшипники;
через ременную передачу с помощью шкивов;
крыльчатка насажена на вал электродвигателя.

И еще одна особенность – это места соединения вентилятора с воздуховодами вентиляционной системы. Входной патрубок имеет прямоугольную форму отверстия, выходной круглую.

Виды центробежных вентиляторов улиток – это три позиции, отличающиеся друг от друга мощностью. Этот параметр зависит от скорости вращения электродвигателя, а соответственно и ротора, а также от количества лопаток в конструкции устройства. Вот три вида:

Вентиляторы улитки низкого давления, параметр которых не превышает 100 кг/см². Чаще всего их используют в системах вентиляции многоквартирных домов. Устанавливают улитки на крышах.
Модели среднего давления – 100-300 кг/см². Устанавливаются в системах вентиляции промышленных объектов.
Разновидность высокого давления – 300-1200 кг/см². Это мощные вентиляторные установки, которые обычно включают в систему воздухоотвода лакокрасочных цехов, в производствах, где установлен пневмотранспорт, на складах с горюче-смазочными материалами и прочих помещениях.

Есть еще одно разделение вентиляторов улиток – по своему назначению. Это в первую очередь приборы общего назначения. Далее еще три позиции: взрывозащищенные, термостойкие и коррозионостойкие.

Ограничения в использовании

Производители и специалисты рекомендуют устанавливать улитки в системах вентиляции, которые не используются для отвода воздуха:

с липкими взвесями с концентрацией более 10 мг/м³;
с волокнистыми материалами в воздухе;
со взрывоопасными включениями;
с коррозионными частицами;
и на складах, где хранится взрывчатка.

Во всех остальных случаях использовать улитки можно без ограничений. И еще один момент, регламентирующий условия их эксплуатации, это температурный режим, который нельзя нарушать: от -45С до +45С.

Как сделать своими руками

Вопрос, поставленный названием этого раздела, можно отнести к категории риторических. То есть, в принципе, сделать улитку своими руками можно, если владеть навыками жестянщика или сварщика. Потому что собирать прибор придется из листового металла. А в зависимости от мощности и производительности устройства металл будет разной толщины.

Плюс ко всему самостоятельно сделать лопатки и качественно прикрепить их к ротору – сложно. Потому что ротор будет вращаться с огромной скоростью, и если балансировка конструкции нарушена, то вентилятор разнесет на части в первые 20 секунд работы. Да и правильно подобрать электродвигатель надо с учетом мощности и скорости вращения, плюс грамотно провести подсоединение его к ротору вентилятора. Так что не пытайтесь ничего делать своими руками – это опасно для вашей же жизни.

Вытяжка и ее виды в промышленности

Промышленная вытяжка предназначена для создания циркуляции воздуха внутри производственных помещений, с целью удаления вредных веществ и газов. Относится к установкам промышленного оснащения. Особенно это актуально в системах вентилирования на промышленных предприятиях тяжелой и химической направленности.

Основными неприятными факторами, которые вытяжка может удалять являются вредные вещества, отходы производства, неприятные запахи, табачный дым и уличный смог. Основные элементы вытяжки:

Воздухопроводы.
Электродвигатели.
Совокупность вентиляторов в воздуховодах.
Фильтры очистки.

Виды вытяжек

Вентиляция производственных помещений делится:

Подвесные. Все элементы такой системы, как правило, располагаются под потолком помещения, не загромождая рабочую зону производственного процесса. Но это требует высотного монтажа комплектующих такой системы, и тем самым, привлечения для работы более квалифицированных кадров, с допуском работы на высоте.
Встраиваемые. В некоторых случаях элементы вытяжки можно установить в конструкцию установки и объектов цеха. Эта позволит сэкономить часть пространства в помещении, но потребует разработки дополнительной технической документации (плана, конструктивных особенностей) такой установки.
Настенные. Это, пожалуй, самая распространенная схема монтажа вентиляции производственных помещений, т.к. не требует особого подхода к монтажу. Такое расположение элементов вытяжки уменьшает трудоемкость по обслуживанию вентиляционной системы.
Островные. Такой вид монтажа подразумевает установку комплектующих вытяжки, а главное, заборника всасывания воздуха в определенном месте производственного помещения. Как правило, таким местом является источник максимального выброса вредных веществ и газов в больших цехах.
Угловые. В основном, оборудование и станки монтируются в центральной части помещения, для максимального подхода к ним в процессе работы. Таким образом, углы цеха остаются не задействованными. Поэтому такие места становятся привлекательными для монтажа там, где необходимо дополнительное оснащение, в виде местной вытяжной вентиляции.

Принцип работы

По принципу действия вытяжные системы вентиляции производства бывают различных видов: поточная(естественная) и принудительная. Первая вытяжная система вентиляции производства используется, если уровень загрязнения помещения не столь велик. В своей основе поточная вытяжка использует перемещение воздушной массы из цеха наружу, за счет разности температуры и давления в помещении и вне его. Это исключает из схемы применение электродвигателей и вентиляторов, что позволяет не использовать электроэнергию при её работе. Но если выбросы вредных веществ в производственных помещениях носят массовый характер, то без принудительной системы местной вытяжной вентиляции не обойтись.

В её конструкцию входят электродвигатели, соединенные с вентиляторами, позволяющими «высасывать» из помещения значительные объемы воздуха, что в свою очередь, приводит к существенному очищению «атмосферы» цеха от загрязнения. Часто в систему принудительной вытяжки устанавливаются фильтры, помогающие решать проблему загрязнения окружающей среды. Воздухообмен вентиляции на производстве включает в себя два трубопровода: всасывающий и отводящий. Между ними установлен блок вентилятора с электродвигателем, создающим принудительную циркуляцию воздуха. Наличие дополнительного элемента газоанализатора позволяет значительно экономить электроэнергию. Его предназначением является контроль за содержанием вредных веществ в цеху. В зависимости от их концентрации, анализатор управляет оборотами работы двигателя. Т. е. при большой загазованности он увеличивает обороты, следовательно, и объем откачиваемого воздушного пространства из помещения. При малом содержании вредных веществ в «атмосфере» цеха, он переводит двигатель на малые обороты, либо вообще его отключает.

Как правило, наряду с вытяжкой из помещения используется и подача свежего воздуха с улицы. Такая система называется циркуляционной. Она, в свою очередь, позволяет лучше очистить помещение и «насытить» его свежим воздухом.

Вентиляторы для вытяжки бывают двух типов: радиальные и центробежные. Скорость движения воздуха в радиальных вентиляторах выше, чем в центробежных. Это связано с тем, что воздушная масса в них перемещается в прямолинейном направлении. В свою очередь, такая схема обеспечивает более быстрое движение воздушных потоков, следовательно, и более «скоростной» воздухообмен.

Вытяжка- улитка

Пожалуй, самой распространенной схемой вытяжного блока вентиляции промышленных цехов является вытяжка-улитка. По своей конструкции он значительно отличается от центробежных вентиляторов.

Такая модель характеризуется простотой изготовления и монтажа в цеху. Основным её элементом является станина, на которую устанавливается электродвигатель. К фланцам крепления двигателя монтируется круглый короб вентилятора. Центробежный вентилятор в шумоизолированном корпусе, соединяемый с валом электродвигателя, помещается через центральное отверстие в коробе внутри. Благодаря специальному углу установки лопаток на колесе воздуховода вентилятора, при его вращении создается разрежение в полости за ним. Это обеспечивает постоянный приток воздуха к блоку вытяжки и движение его далее в отводящем трубопроводе.

Количество лопастей, их размеры и уплотнение в местах контакта низкого и высокого давления определяет расход. Диаметр колеса может варьировать от 25 до 150 см, в зависимости от объема перекачиваемой воздушной среды.

Вытяжки-улитки подразделяются на три класса:

Низкого давления (P-100 кг/м²). Используются, как правило, в бытовых условиях и небольших мастерских.
Среднего давления (P-от 100 до 300 кг/м²). Устройства применяются в помещениях производственных цехов небольшой загазованности.
Высокого давления (P- более 300 кг/м²). Их используют в особо загрязненных местах, будь то покрасочные цеха, либо участки металлургических комбинатов с большой концентрацией вредных веществ.

В зависимости от той среды, с которой придется соприкасаться лопаткам, их изготавливают термо- и коррозиестойкими.

Расчет приточно-вытяжной вентиляции

Перед началом расчета основных параметров вытяжки, надо определиться с источником вредных, горючих или взрывоопасных веществ. Но в основу вычислений берется, как правило, необходимое количество свежего воздуха для одного человека. В этом случае, расчет общеобменной концентрации воздуха определяется следующим образом:

Количество воздуха: L=N × m, где N-количество людей, работающих в помещении, а m- удельный расход воздуха на человека в час.

Согласно нормативам СНиП величина m составляет: 30м³/ч для проветриваемых помещений и 60м³/ч для непроветриваемых.

Если же в «атмосферу» цеха осуществляется выброс не только вредных, но и опасных для жизни человека веществ, то расчет ведется по ПДК (предельно-допустимая концентрация). Норма ПДК для конкретно взятого вещества, берется из специальных справочников и строго регламентируется высокими требованиями. В этом случае, объем необходимо рассчитать:

Количество воздуха при опасных выбросах: L=Mв/ (упом -уп), где Mв-масса вещества, выделяемого в воздушную среду (мг/ч); упом — удельная концентрация этого вещества в пространстве цеха (мг/м³); уп — концентрация этого же вещества, поступающего в помещение воздуха.

Если в цехе присутствует несколько источников вредных выбросов, то расчет ведется индивидуально по каждому. А общим результатом становится максимально полученное значение необходимого объема, поступающего в цех воздуха. Т.к. вычисления производятся по притоку свежего воздуха, то тут надо четко понимать, что именно такой же объем должен откачиваться и из помещения.

Фильтрация промышленной вытяжки

Перед тем как воздух попадает в помещение, он очищается при помощи фильтров. Также немаловажным является и очистка выходящей из цеха воздушной массы. Фильтра бывают трех типов:

Пористые. Основой очищающего элемента стал пористый материал, наподобие пробки.
Поглощающие. В таком фильтре присутствует материал активно впитывающий вредные выделения из окружающей среды.
Тканевые. Пожалуй, самые распространенные фильтры. Ткань хорошо задерживает различные примеси из воздуха в процессе фильтрации.

Если источник выброса до вытяжки носит массовый характер, то применяют так называемую многоступенчатую фильтрацию. В ней применяется несколько типов фильтров, позволяющих лучше очистить окружающее пространство от примесей.

Встречаются ещё и насыпные фильтры. Но в промышленных вытяжках применяются крайне редко из-за низкой эффективности по очищению воздушной массы от загрязнения.

Перспективные направления промышленных вытяжек

Одним из перспективных направлений в создании вытяжек, является использование в схеме вентиляции рекуператоров. Основной принцип данного устройства состоит в том, чтобы осуществить теплообмен между входящим в помещение воздушным потоком и выходящим из него. Благодаря применению рекуператоров в системе вентиляции, удается сэкономить до 50 % тепла, накопленного в цеху. В них происходит пересечение обоих потоков. В простом варианте трубопровод от первоначала выброса до вытяжки, обдувается воздухом, входящим в цех.

Ещё одним направлением по совершенствованию промышленных вытяжек, стала замена оцинкованных воздуховодов на пластиковые. Это значительно удешевляет конструкцию разводки трубопроводов по производственным помещениям.

Применение асинхронных электродвигателей в приводе вентилятора, значительно снизило шум от работающего оснащения, а также повысило его КПД.

Заключение

По некоторым оценкам, производственные предприятия во всем мире выбрасывают в атмосферу Земли до 170 млн. т различных веществ. И немалое их количество попадает туда благодаря выбросам до вытяжки из цехов заводов и комбинатов. Поэтому, наряду с созданием условий для работы сотрудников на предприятии, к вытяжке предъявляется требование и по фильтрации выходящего воздуха. Данный аспект строго регламентируется на уровне экологических организаций многих стран мира.