Вентиляторы общего назначения применяются в различных отраслях народного хозяйства для систем вентиляции, кондиционирования, пылеудаления, воздушного отопления и других с принудительным перемещением воздуха и других газов при давлении до 12 кПа. Они подразделяются на радиальные, осевые и крышные.
Радиальный вентилятор состоит из трех основных элементов: рабочего колеса с лопатками, спирального корпуса и станины. Воздух входит в рабочее колесо в осевом направлении, отклоняется в нем на 90°. в радиальном направлении и затем поступает в улитку спирального колеса (рис. 54). Рабочие колеса вентиляторов по наклону лопаток относительно направления вращения делят на три типа: с лопатками, загнутыми вперед (в сторону вращения), радиальными и загнутыми назад. В зависимости от расположения привода имеется 6 конструктивных исполнений вентиляторов: рабочее колесо вентилятора посажено непосредственно на вал электродвигателя; вал рабочего колеса укреплен в подшипнике и соединен муфтой с электродвигателем; вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен муфтой с электродвигателем; вал рабочего колеса укреплен в подшипнике и соединен с электродвигателем клиноременной передачей; вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен с электродвигателем клиноременной передачей; вентиляторы двухстороннего всасывания — вал рабочего колеса укреплен в двух подшипниках и соединен с электродвигателем муфтой.
Всасывание воздуха вентиляторами двухстороннего всасывания производится с обеих сторон корпуса, колесо состоит из двух симметричных половин.
Вентиляторы различают также по направлению вращения рабочего колеса. Если смотреть со стороны всасывания, то у вентилятора правого вращения рабочее колесо вращается по часовой стрелке, а у вентилятора левого вращения — против часовой стрелки. У вентиляторов двухстороннего всасывания направление вращения определяют со стороны, противоположной приводу. Вращение колеса должно соответствовать развороту спирального корпуса. Направление вращения указывают стрелкой на корпусе и колесе.
Конструктивная форма и размеры вентилятора определяются его подачей, давлением и частотой вращения. Формы конструкций рабочих колес вентиляторов подразделяют на 6 исполнений (рис. 55). Барабанная а и кольцевая б формы характерны для вентиляторов низкого давления, у которых лопатки рабочего колеса загнуты вперед; формы в и г — для вентиляторов низкого, среднего и высокого давления, у которых лопатки рабочего колеса загнуты назад.
Наименьшей прочностью и жесткостью обладают колеса формы а, максимальная скорость которых не более 40 м/с. Ширина таких колес постоянна и составляет около 0,5 D2-Колеса формы б, ширина которых равна by = b2 (0,2—0,35)Do, более прочные и жесткие, скорость их вращения достигает 60 м/с. Конический покрывающий диск (формы виг) имеет большую жесткость колеса и скорость до 80 м/с.
В настоящее время существует тенденция применения, главным образом, вентиляторов, лопатки рабочего колеса которых загнуты назад. Они обеспечивают более высокий КПД вентилятора, устойчивую работу и снижение шума.
Лопасти вентиляторов постоянной толщины изготовляют штамповкой из листовой стали и крепят к дискам сваркой. Лопасти объемного профиля изготовляют штамповкой и сваркой. Для придания им большей прочности и жесткости внутри профиля монтируют ребра жесткости из полосовой стали, одна кромка которых приваривается непрерывным швом к внутренней поверхности лопасти, а вторая — прерывистым швом через отверстия к наружной.
Применение объемных, профилированных лопастей с рациональной формой сечения повысило КПД крупных вентиляторов до 90%. Корпуса вентиляторов выполняются спиральными постоянного сечения и очерчиваются обычно способом «конструкторского квадрата».
Для изготовления корпусов используют конструкционную литую сталь толщиной 2—8 мм. Исключением являются корпуса некоторых вентиляторов высокого давления, изготовляемые литьем из чугуна.
Торцевые поверхности вентиляторов являются своеобразными мембранами, колеблющимися под воздействием пульсаций давления воздушного потока в корпусе вентилятора. Это выбывает интенсивный шум. Для уменьшения шума наружные поверхности корпусов крупных вентиляторов укрепляют прхваркой уголков жесткости.
При компоновке вентилятора в системе воздухопроводов большое значение имеют направление вращения вала и расположение выходного отверстия вентилятора.
Радиальные вентиляторы условно разделяют по величине полного давления, создаваемого при номинальном режиме: низкого (до 1 кПа), среднего (от 1 до 3 кПа) и высокого (св. 3 кПа).
Вентиляторы радиальные типов от В-Ц4- 70-2,5 А до В-Ц4-70-10А и В-Ц4-75 (N 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 10) имеют массу от 22 до 419 кг, вентиляторы высокого давления типа В-Ц12-49-8 « 800 кг (масса вентиляторов указана без электродвигателя).
Вентиляторная установка состоит из вентилятора с приводным двигателем и вспомогательным комплектующим оборудованием (шиберами на всасывающем или напорном патрубке, измерительной аппаратурой, пусковыми устройствами двигателя и пр.). Наравне с вентиляторами приводной двигатель является основным оборудованием, определяющим к.п.д. установки.
В установках общепромышленного назначения получило распространение непосредственное соединение валов двигателя и вентилятора при помощи упругой муфты. Применение глухих, жестких муфт не рекомендуется, так как невозможна точная центровка валов, из-за чего возникает вибрация агрегата.
Ввиду ограниченности ряда частот вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей (730—960—1430—2960″1) в отдельных случаях валы двигателей и вентиляторов соединяют клиноременной передачей.
Конструктивное исполнение двигателей (открытые, защищенные, взрывобезопасные) определяется условиями помещений, где размещают вентиляторные установки.
Для привода вентиляторов применяют в основном асинхронные односкоростные и двухскоростные двигатели закрытого исполнения с охлаждением обмоток замкнутым объемом воздуха, циркулирующим через охлаждающую установку (водяной трубчатый теплообменник).
Применение дорогих двухскоростных двигателей для привода крупных вентиляторов, работающих в режиме глубокого регулирования, вполне оправдывается повышением общего эксплуатационного к.п.д. установки.
Установки небольших размеров желательно монтировать на общей литой или сварной раме, крепящейся к фундаменту; средних и больших размеров — на жестких армированных бетонных фундаментах без рам (раздельно вентилятор и двигатель).
С целью контроля работы вентиляторная установка должна быть снабжена необходимой измерительной аппаратурой: тягонапоромерами, дроссельным устройством для изменения подачи, ваттметрами или счетчиками электроэнергии, указателями температуры подшипников. В некоторых случаях показания приборов, контролирующих работу вентиляторных установок, выносятся на центральный щит управления.
Осевой вентилятор состоит из нескольких основных элементов: цилиндрического корпуса, рабочего колеса if, входного направляющего аппарата ВНА> спрямляющего аппарата СА и привода.
В зависимости от лопаточных аппаратов вентиляторы имеют компоновочные схемы: К — состоит из корпуса, рабочего колеса и привода; К+СА — состоит из схемы К и спрямляющего аппарата СА; ВНА+К — состоит из входного направляющего аппарата ВНА и схемы К; ВНА+К+СА — состоит из входного направляющего аппарата ВЯА, схемы К и спрямляющего аппарата СА.
В осевом вентиляторе перемещаемая рабочая среда проходит вдоль оси вращения рабочего колеса. Рабочее колесо состоит из втулки и лопаток, размещенных равномерно на ее поверхности. Лопатки выполняют объемными (алюминиевые сплавы, пластмассы) или листовыми; они могут быть поворотными или неповоротными.
Спрямляющий аппарат служит для преобразования динамического давления, связанного со скоростью закручивания потока за рабочим колесом, в статическое. Масса таких вентиляторов (без электродвигателя) не превышает 250 кг. Аналогично центробежным вентиляторам, номер осевого вентилятора — диаметр окружности, на которой лежат наружные концы рабочих лопастей (диаметр рабочего колеса). Основные размеры осевых вентиляторов различных типов приводят в аэродинамических схемах.
Крышные вентиляторы бывают радиальные и осевые, причем ось располагается вертикально, и всасываемый воздух движется по вертикали вверх. Затем, в зависимости от назначения вентилятора, воздух направляется вверх (факельным выбросом) или вниз (клапаном). Максимальная масса крышных вентиляторов 700 кг.
Вентиляторы общего назначения, как правило, изготовляют в виде агрегированных блоков массой до 4000 кг.