Вентиляторы ВР 20
Вентиляторы ВР 20: технические характеристики, конструкция, сфера применения и особенности эксплуатации
Вентилятор ВР 20 (Вентилятор Радиальный) представляет собой промышленный центробежный вентилятор среднего давления, серийно выпускавшийся в СССР и странах СЭВ. Несмотря на появление более современных моделей, оборудование этого типа остается в эксплуатации на множестве объектов благодаря своей надежности, ремонтопригодности и адаптивности. Вентиляторы ВР 20 предназначены для перемещения воздуха или других неагрессивных газовых смесей с температурой до 80°C, не содержащих липких веществ, взрывоопасных примесей и твердых частиц в концентрации свыше 100 мг/м³. Агрегаты нашли широкое применение в системах общепромышленной вентиляции, кондиционирования, воздушного отопления, а также в качестве дутьевых устройств в котельных установках малой мощности.
Конструктивные особенности и принцип действия
Вентилятор ВР 20 относится к радиальным (центробежным) машинам одностороннего всасывания. Принцип его работы основан на преобразовании кинетической энергии вращающегося рабочего колеса в потенциальную энергию давления газового потока. Основные узлы вентилятора:
- Корпус (улитка): Изготавливается из углеродистой стали, имеет спиральную форму, обеспечивающую сбор и направление потока воздуха из рабочего колеса в нагнетательный патрубок. Конструктивно часто выполняется разъемным для удобства обслуживания.
- Рабочее колесо (крыльчатка): Состоит из лопаток, заднего и переднего дисков. Лопатки загнуты вперед по направлению вращения, что характерно для вентиляторов типа ВР. Такая геометрия позволяет при относительно небольших габаритах и частоте вращения создавать значительное давление. Колесо жестко насажено на вал.
- Электродвигатель: Является приводом вентилятора. Устанавливается на единой с корпусом раме (исполнение 1) или на собственной платформе (исполнение 3, где вал колеса соединяется с валом двигателя через муфту).
- Вал и подшипниковые узлы: Вал вращается в подшипниках качения, установленных в отдельной станине (для исполнения 3) или на общей раме. Конструкция включает смазочные устройства и защитные кожухи.
- Всасывающий патрубок: Обеспечивает осевой подвод воздуха к рабочему колесу. Может комплектоваться коллектором для подключения воздуховодов.
- Рама (станина): Сварная металлическая конструкция, обеспечивающая жесткость и соосность всех элементов.
- Исполнение 1: Вентилятор с электродвигателем, установленным на общей раме. Рабочее колесо насажено непосредственно на удлиненный вал двигателя. Наиболее компактное и распространенное решение.
- Исполнение 3: Вентилятор и электродвигатель смонтированы на отдельных основаниях. Соединение валов осуществляется через упругую муфту. Такое исполнение позволяет использовать двигатели любого производителя, снижает нагрузку на его подшипники и применяется для мощных агрегатов.
- Исполнение 5: Вентилятор в звукоизолированном кожухе. Предназначен для установки в помещениях с повышенными требованиями к уровню шума.
- Дросселированием на всасывании или нагнетании с помощью заслонок.
- Изменением частоты вращения рабочего колеса с помощью частотного преобразователя (наиболее энергоэффективный метод).
- Установкой направляющего аппарата (НДА) на всасывающем патрубке.
- Проверить крепление всех элементов и затяжку фундаментных болтов.
- Проконтролировать легкость вращения рабочего колеса вручную (для исполнения 3).
- Проверить зазоры между колесом и корпусом (должны соответствовать паспортным данным).
- Убедиться в правильности направления вращения (оно должно соответствовать стрелке на корпусе).
Классификация и типоразмерный ряд
Маркировка вентилятора ВР 20 расшифровывается следующим образом: В – вентилятор, Р – радиальный, 20 – коэффициент полного давления, умноженный на 10 (т.е. 2.0). Основной классифицирующий параметр – номер вентилятора, который примерно равен диаметру рабочего колеса в дециметрах.
| Номер вентилятора | Диаметр колеса, мм | Производительность, м³/ч | Полное давление, Па | Мощность электродвигателя, кВт | Масса (без двигателя), кг |
|---|---|---|---|---|---|
| №2.5 | 250 | 700 — 1500 | 300 — 500 | 0.25 — 0.55 | ~25 |
| №3.15 | 315 | 1400 — 2800 | 400 — 700 | 0.55 — 1.1 | ~35 |
| №4 | 400 | 2800 — 5500 | 600 — 1000 | 1.1 — 2.2 | ~55 |
| №5 | 500 | 5500 — 11000 | 800 — 1400 | 2.2 — 5.5 | ~90 |
| №6.3 | 630 | 11000 — 22000 | 1100 — 1800 | 5.5 — 11 | ~140 |
| №8 | 800 | 22000 — 45000 | 1500 — 2500 | 11 — 22 | ~250 |
| №10 | 1000 | 45000 — 90000 | 2000 — 3200 | 22 — 45 | ~400 |
Также вентиляторы различаются по исполнению:
По направлению вращения и расположению патрубка выпускались модификации «правого» и «левого» вращения, что определялось со стороны всасывания. Нагнетательный патрубок мог иметь несколько фиксированных положений (разверток) с шагом 45° или 90°.
Аэродинамические характеристики и рабочие режимы
Аэродинамическая характеристика вентилятора ВР 20 представляет собой график зависимости полного давления (P), мощности на валу (N) и КПД (η) от расхода воздуха (Q). Для вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед, характерна «падающая» характеристика давления в области малых расходов, что требует внимательности при выборе рабочей точки. Номинальный режим работы соответствует максимальному значению КПД. Эксплуатация вентилятора в зоне малых расходов (левее номинальной точки на характеристике) может привести к срыву потока, пульсациям и повышенным динамическим нагрузкам. Регулирование производительности осуществляется:
Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания
Монтаж вентилятора должен производиться на ровное, жесткое основание, способное воспринимать динамические нагрузки. Обязательна виброизоляция с помощью резиновых амортизаторов или пружинных виброизоляторов. При подключении воздуховодов необходимо использовать гибкие вставки (мягкие вставки) для предотвращения передачи вибраций на сеть. Перед первым пуском необходимо:
Техническое обслуживание включает регулярную проверку уровня вибрации, контроль температуры подшипников (не должна превышать 70°C), периодическую замену смазки в подшипниковых узлах (по графику, но не реже 1 раза в год), очистку рабочего колеса и внутренних полостей от загрязнений. Наиболее частыми неисправностями являются дисбаланс рабочего колеса из-за загрязнения или износа, износ подшипников, ослабление креплений, приводящие к повышенной вибрации и шуму.
Сравнение с современными аналогами и актуальность применения
По сравнению с современными радиальными вентиляторами (например, серий ВЦ, ВРП, RD, BREEZ и др.), вентиляторы ВР 20 имеют более низкий аэродинамический КПД (порядка 0.5-0.65 против 0.7-0.85 у современных моделей), что связано с устаревшим профилем лопаток и конструкцией улитки. Они, как правило, тяжелее и шумнее. Однако их ключевые преимущества – чрезвычайная простота конструкции, доступность чертежей, возможность ремонта и восстановления в условиях обычной мастерской, а также огромная парковая распространенность. Это делает их оптимальным выбором для модернизации старых систем без замены сетей, для применения в условиях ограниченного бюджета или в отраслях, где надежность и ремонтопригодность приоритетнее энергоэффективности. Современные аналоги, в свою очередь, предлагают экономию электроэнергии, широкий диапазон регулирования, улучшенные шумовые характеристики и компактность.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ВР 20 от ВР 12?
Основное отличие – аэродинамическая схема. ВР 20 имеет лопатки рабочего колеса, загнутые вперед, что обеспечивает более высокое давление при меньшем диаметре колеса и частоте вращения. ВР 12 имеет лопатки, загнутые назад, что обеспечивает более высокий КПД, менее перегруженную характеристику мощности и часто лучшие шумовые показатели. ВР 20 более компактен, но менее экономичен.
Как подобрать аналог ВР 20 из современных вентиляторов?
Необходимо определить рабочую точку системы: требуемые расход (м³/ч) и полное давление (Па). По этим параметрам и каталогам производителей подбирается радиальный вентилятор с лопатками, загнутыми вперед (forward curved). Следует обратить внимание на габаритные и присоединительные размеры, направление вращения и развертку нагнетательного патрубка. Современные аналоги часто имеют более высокую частоту вращения.
Как определить направление вращения вентилятора ВР 20?
Направление вращения («правое» или «левое») определяется со стороны всасывающего патрубка (со стороны входа воздуха в колесо). Если вал вращается по часовой стрелке – это правое вращение, против часовой стрелки – левое. На корпусе обычно нанесена стрелка, указывающая направление вращения рабочего колеса.
Каков средний срок службы вентилятора ВР 20?
При соблюдении условий эксплуатации, своевременном техническом обслуживании и отсутствии перегрузок расчетный ресурс вентилятора ВР 20 составляет 25-30 лет. Подшипниковые узлы требуют замены смазки и контроля состояния каждые 10-15 тыс. часов работы. Реальный срок службы многих агрегатов, смонтированных в 70-80-х годах, превышает 40 лет.
Почему при работе вентилятора возникает сильная вибрация?
Основные причины повышенной вибрации: дисбаланс рабочего колеса (из-за налипания загрязнений или механического повреждения), износ или разрушение подшипников качения, ослабление крепежных соединений, misalignment (несоосность) валов двигателя и вентилятора в исполнении 3, резонансные явления из-за недостаточной жесткости основания. Диагностику начинают с визуального осмотра и проверки креплений, затем контролируют зазоры и проверяют балансировку колеса.
Можно ли использовать ВР 20 для перемещения дымовых газов?
Стандартное исполнение ВР 20 не предназначено для перемещения дымовых газов или агрессивных сред. Для этих целей существовали специальные модификации – дымососы (например, серии Д). Использование обычного ВР 20 в котельной для дымоудаления приведет к быстрой коррозии лопаток и выходу из строя из-за высокой температуры и наличия агрессивных компонентов в продуктах сгорания.
Как регулировать производительность ВР 20?
Наиболее простой, но неэнергоэффективный способ – дросселирование заслонкой на нагнетательном или всасывающем патрубке. Более современный и экономичный метод – изменение частоты вращения вала с помощью частотного преобразователя (ЧП). Для вентиляторов исполнения 3 возможно изменение шкивов на ременной передаче (если она предусмотрена). Установка направляющего аппарата на всасывании также позволяет плавно регулировать поток, но такая опция для ВР 20 встречается редко.