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.

Мнение эксперта

Интернет-магазин вентиляции «Руником»

Эксплуатационные параметры центробежных вентиляторов определяются размерами рабочего колеса, его диаметром и шириной, величиной площади лопаток, их количеством. Чем больше диаметр, тем выше линейная скорость потока и больше его энергия. Соответственно, возрастает давление и производительность вентилятора. При этом, значительно увеличивается аэродинамическое сопротивление установки, что создает сильную нагрузку на электродвигатель. Увеличение диаметра позволяет получить высокое давление, а увеличение ширины крыльчатки (высоты барабана) повышает производительность.

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.

Сборка

Самостоятельное изготовление вентилятора — достаточно сложная задача, поскольку необходимо сделать криволинейные детали. Некачественная сборка, ошибки в форме элементов, дисбаланс рабочего колеса являются распространенными недостатками самодельных вентиляторов.

Кроме того, все самоделки сильно шумят во время работы, и избавиться от этого удается крайне редко. Браться за изготовление, не имея навыков слесарных работ, умения качественно варить листовую сталь и выполнять прочие работы бессмысленно. Цена готового вентилятора не настолько велика, чтобы расходовать понапрасну время, материалы и занимать оборудование.

Обзор и сравнение производственных моделей

Готовые вентиляторы имеют стабильные и устойчивые рабочие характеристики, обеспечивают качественную работу с низким уровнем шума. При наличии разветвленной системы воздуховодов, распространяющих звук по всем помещениям, использование малошумящего оборудования очень важно. Рассмотрим эксплуатационные характеристики нескольких промышленных образцов, чтобы знать, от чего следует отталкиваться при проектировании собственного изделия:

Радиальные вентиляторы низкого давления ВР 80-75

Имеют достаточно высокую производительность (от 370 до 71000 м³/ч в зависимости от номера вентилятора). Давление находится в пределах 0,37-1820 Па. Используются в системах общеобменной вентиляции или в составе технологического оборудования.

Радиальные вентиляторы среднего давления ВЦ 14-46

Показатель давления у этого модельного ряда увеличен, как и производительность, доходящая у крупных номеров до 127000 м³/ч. Такие установки используются в крупных разветвленных вентиляционных системах с большой протяженностью воздуховодов.

Пылевые вентиляторы ВЦП 7-40

Используются в составе технологического цикла для перемещения сыпучих материалов мелкой фракции. Применяются для транспортировки зерна, крупы, для удаления древесных опилок или стружки. Особенность этой группы состоит в конструкции рабочего колеса, имеющего малое число лопаток. Это позволяет исключить опасность застревания материала между элементами крыльчатки.

Центробежный вентилятор 220 В