Вентиляторы улитка для стружкоудаления

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.

Как сделать вентилятор улитку своими руками?

Вентилятор улитка — так в обиходе называют радиальные, или центробежные вентиляторы. Они широко распространены в промышленности или в крупных системах вентиляции, требующих достаточно высокой энергоемкости воздушного потока для преодоления сопротивления воздуховодов. В большинстве случаев используются промышленные модели вентиляторов, но при необходимости можно изготовить вентилятор “улитка” своими руками.

Устройство и конструкция

Радиальные вентиляторы производят перемещение воздушных потоков с помощью рабочего колеса, установленного внутри корпуса специфической формы. Название «улитка» возникло благодаря некоторому сходству внешнего вида корпуса со спиралеобразной раковиной. Рабочее колесо имеет вид барабана, оборудованного лопатками, расположенными параллельно оси вращения. Работа устройства происходит в тесном взаимодействии корпуса и рабочего колеса, функции которых одинаково важны.

Всасывание происходит в направлении оси вращения, а выброс — по касательной к нему, перпендикулярно к всасыванию. При вращении лопатки захватывают частицы воздуха и с усилием выбрасывают их в центробежном направлении. Корпус вентилятора не позволяет потоку рассеиваться, направляя его в выходное отверстие. В районе центральной части рабочего колеса образуется разрежение, тут же пополняемое притоком из входного отверстия, расположенного в центральной части плоской стороны корпуса.

Особенности

Специфика работы центробежных вентиляторов состоит в способности производить реверс воздушной струи при изменении направления вращения рабочего колеса. При этом, разницы в давлении практически не наблюдается, имеются лишь небольшие отличия параметров, обусловленные использованием обратных сторон лопаток. Это позволяет устанавливать вентилятор в разных участках системы воздуховодов и обеспечивать определенные режимы работы системы.

Конструкция вентилятора улитки достаточно проста. На приводном валу установлено рабочее колесо, вращающееся внутри корпуса. Существуют варианты конструкции, где рабочее колесо не имеет собственного вала и установлено прямо на валу электродвигателя. Это свойственно вентиляторам небольших размеров. Величина определяется номером вентилятора, который обозначает диаметр крыльчатки в дм. Например, радиальный вентилятор № 4 имеет рабочее колесо диаметром 40 см.

Крыльчатки, лопасти

Рабочее колесо (крыльчатка) состоит из лопаток, осуществляющих воздействие на определенные участки воздушного потока, и опорной конструкции карусельного типа.

Существует два вида:

• рабочее колесо барабанного типа. Внешне напоминает беличье колесо. Используется в вентиляторах, осуществляющих перемещение газовоздушной среды с обычными требованиями — температура до 80°, отсутствие агрессивных, легковоспламеняющихся, липких или волокнистых включений. Устанавливается в большинстве вентиляторов
• открытая крыльчатка. Используется намного реже, так как конструкция подобного типа менее устойчива к механическим воздействиям. Большинство производителей делают такие рабочие колеса только на заказ. Применяется для работ в качестве пылевых устройств, работающих со сложными материалами с волокнистыми включениями

Перемещение воздушного потока происходит посредством контакта с лопатками рабочего колеса. При вращении плоскости лопаток воздействуют на определенный объем воздуха, с которым находятся в непосредственном контакте, уплотняют его и придают соответствующий импульс.

Лопатки рабочего колеса имеют слегка выгнутую форму в виде ложбинки. Существуют колеса с лопатками, загнутыми вперед и назад. Если имеется наклон в сторону вращения (вперед), появляется более мощный импульс воздушного потока, но, при недостаточном питании установки (например, если входной патрубок не способен обеспечить подачу в достаточном объеме) вентилятор начинает «захлебываться». Лопатки, выгнутые назад, дают несколько меньший импульс, но позволяют получить ровный и стабильный режим работы без появления сбоев или срывов.

Самостоятельное изготовление

Рассмотрим, каким образом может быть создан вентилятор улитка своими руками, чертежи которого можно отыскать в сети интернет или изготовить самостоятельно.

Чертеж

Видеообзор

Рабочее колесо

Прежде всего необходимо обзавестись рабочим колесом. Это важно, так как оно является достаточно массивным элементом и требует хорошей балансировки. Если крыльчатка хоть немного бьет, подшипники электродвигателя (или собственного приводного вала) быстро выйдут из строя. Часто используются готовые крыльчатки от вентиляторов или кондиционеров, но если отыскать их нет возможности, придется делать самостоятельно.

Посадочная муфта

Прежде всего, надо изготовить посадочную муфту. Она делается на токарном станке. Затем муфту прикрепляют к листу металла сваркой или винтами, зажимают в токарном станке и тщательно центруют. В результате получится круглый диск с посадочной муфтой в центре. На нем делается разметка и прикрепляются лопатки. Делать рабочее колесо барабанного типа своими руками нецелесообразно, поскольку качественная балансировка самодельных элементов невозможна.

Корпус

Для корпуса используется листовая сталь или, как в примере на видео, дерево. Из нее вырезают полосу шириной на 0,5-1 см больше толщины рабочего колеса. Полосу сгибают, придавая ей форму улитки. Это — боковая часть корпуса. Затем изготавливают две одинаковых части, повторяющие профиль бокового элемента.

Одна из частей станет внешней стороной корпуса, на ней делают всасывающее отверстие и закрепляют фланец для монтажа воздуховодов или решетки. Вторая часть крепится к корпусу электродвигателя и имеет отверстие для прохода его вала. Она укрепляется на двигателе при помощи болтов, боковая изогнутая часть приваривается к ней сплошным швом без щелей. На кромку привариваются болты, которыми будет прижата внешняя часть со всасывающим отверстием.