Вихревые воздуходувки: принцип работы, особенности промышленных моделей, плюсы и минусы

Вихревая воздуходувка обладает еще несколькими именами. Многие их называют вентиляторами, компрессорами и другими наименованиями. Впервые они созданы компанией Elmo более 50 лет назад. Фирма тогда входила в состав Siemens. Теперь есть много брендов, предлагающих подобную продукцию. Среди проверенных и популярных стран-изготовителей выделяют Германию, Италию, Америку, КРН. Все виды агрегатов относятся к динамическим машинам, создающим низкое давление. Подходят для нагнетания воздушной среды или откачки. Сравнивая с вентилятором, мощность будет аналогичной, но транспортировочные возможности меньше (до 2000 м³/час), а вот давление выше (до 1000 мБар). Для компрессоров ситуация обратная, производительность лучше, давление меньше. В качестве насоса вихревые системы дают вакуум до 500 мБар.

Принцип действия и конструкция

Промышленные вихревые системы выполнены в моноблочной конструкции. Это означает, что в корпусе находится вал с электромотором и рабочее колесо (импеллер). Последний элемент по периметру оснащен несколькими небольшими лопатками для создания завихрения воздушных потоков. Импеллер крепится на вал мотора, но отделяется при помощи уплотнителя.

Подача массы осуществляется через входной канал и установленный в систему шумоглушитель. Движется рабочее колесо при помощи центробежной силы, что помогает каждой воздушной частице перемещаться в камере по спиральной траектории. Увеличение энергии проводится с каждым новым витком, поэтому повышается давление. С помощью нагнетательного патрубка осуществляется отвод воздуха наружу. В дополнение массы проходят через специальный шумоглушитель.

Виды вихревых воздуходувок

Все разновидности оборудования классифицируют по числу импеллеров и рабочих ступеней сжатия. К самым простым относятся воздуходувки на 1 рабочее колесо одноступенчатого типа. Модели двухступенчатой конструкции обладает удвоенным показателем давления, что вызвано принципом работы. Воздух в агрегатах проходит через корпус, но не поступает сразу на выход, а идет на второй этап с обратной стороны импеллера. В результате давление увеличивается, но это сказывается на производительности, она сильно сокращается. Еще есть варианты с 2-3 импеллерами на 2-3 ступени.

Многие вихревые модели моноблочные. Мотор и импеллер находятся на едином валу. При потребности в замене узлов могут возникать сложности, вызванные конструктивными особенностями. В таких аппаратах двигатель нельзя заменить. При его поломке есть вариант ремонта или полной замены воздуходувки. Чтобы упростить обслуживание, производители предлагают иные компоновки привода. Они актуальны чаще для крупных агрегатов с мощностью от 20 кВт. Основные виды приводов:

1. Соединение при помощи ремня.
2. Подключение мотора и воздуходувки муфтовым методом с установкой на одной платформе или фундаменте (реализация аппарата консольного типа).
3. Соединение конструкции прямо через муфту без использования рамы (муфтовое подключение).

Перед выбором рекомендуется ознакомиться со всеми плюсами и минусами вихревых воздуходувок.

Защита агрегатов во время работы

Основные проблемы, которые возможны во время использования вихревых установок – перегрев и попадание твердых частиц в рабочую камеру. Для защиты техники устанавливают предохраняющий клапан, способный исключить перегрев системы. Исключить попадание пыли или другого мусора через входное отверстие помогает фильтр.

В режиме компрессора воздушная масса проникает внутрь при помощи фильтра прямо из помещений. С помощью дополнительного элемента задерживаются твердые частицы. После этого воздух транспортируется к рабочей камере, начинается его сжатие и нагрев. В результате прохождения полного цикла масса покидает агрегат через выходное отверстие по патрубку. Напорная линия в таком режиме закрытая, поэтому есть сопротивление и его необходимо преодолеть. Если давление будет больше установленных норм, то открывается предохраняющий клапан и среда поступает через него. Такая защита стравливает повышенное давление, уменьшая рабочую температуру внутри воздуходувки.

Используя аппарат в режиме формирования вакуума, среда проникает внутрь из закрытых, герметизированных емкостей или отдельного объема. Этот этап также подразумевает прохождение фильтра. Начинается сжатие, нагрев и после выход наружу. Напорная линия будет без давления, воздух сбрасывается. Невзирая на это есть вероятность сильного разрежения на входной линии. Предохранительный механизм ставится именно на вход. Устройство аналогичное, но разворачивается на 180 градусов при монтаже. При сильном разрежении будет открытие механизма для защиты, уменьшения разрежения, исключения чрезмерного нагрева.

Плюсы и минусы вихревых воздуходувок

Подобно другой технике, вихревые системы промышленного типа обладают рядом преимуществ и недостатков. Среди плюсов выделяют:

1. Небольшие размеры и малый вес. Все узлы объединены в едином корпусе. Детали выполнения из алюминиевого сплава, что положительно сказывается на массе. Модели легко перемещать, они не требуют фундамента и большой площади для установки, а некоторых могут быть закреплены навесным методом.
2. В конструкции только одна движущаяся часть – импеллер. Правильное использование агрегатов обеспечит длительную и бесперебойную работу, без частого технического обслуживания.
3. Воздушные массы при попадании в рабочую камеру не собирают масляные частицы, ведь системы безмасляного вида. Отпадает потребность монтажа маслоуловителей на напорных линиях.
4. Потоки всегда стабильные, ровные, без пульсаций.
5. Степень шума довольно низкая. Практическая любой прибор оснащен парой шумоглушителей, поэтому громкость при функционировании находится в диапазоне 55-80 дБ. Этот параметр прямо связан с мощностью и размерами. Обычно при монтаже не нужно применять защитные кожухи для подавления шумов.
6. Агрегаты доступны, особенно если эксплуатировать небольшие модели.

Основные недостатки всех вихревых установок:

1. Высокий риск повреждений при попадании мусора. Это вызвано минимальным зазором между импеллером и стенками корпуса. Особенность необходима для формирования сильных завихрений воздуха. Если в зазор проникает даже минимальная твердая частица, то импеллер может заклинить. Для решения проблемы на вход обязательно нужно устанавливать фильтр.
2. Риск перегрева, связанного со спиральной траекторией воздуха при работе воздуходувки. Температура масс повышается до 30-70 градусов, поэтому корпус делают из алюминия. Внутри стенки всегда с большим количеством ребер, они нужны для эффективного теплоотвода. Многие компании советуют эксплуатировать агрегаты там, где температура воздуха не будет больше 40 градусов на входе. Сохранить аппараты от перегрева позволят предохраняющие клапаны на линиях.
3. Относительно небольшой КПД, связанный с небольшими вихрями в потоке. Тепловая энергия появляется из кинетической, поэтому полезная мощность сокращается. Для крупных агрегатов от 15 кВт и более, всегда нужно рассмотреть замену приборов на роторные воздуходувки. Они могут оказаться намного эффективнее для определенного вида деятельности.

В любом случае преимуществ больше и они перевешивают недостатки, поэтому техника популярна для многих сфер деятельности. При выборе важно учитывать все слабые стороны, технические параметры, чтобы не получить неэффективный аппарат после установки.