Wentylatory promieniowe to maszyny służące do przetłaczania gazu, najczęściej powietrza. Dzięki temu uzyskuje się przepływ powietrza w kanałach lub jego mieszanie w pomieszczeniach. Firma UNI-PRO jest producentem przemysłowych wentylatorów promieniowych, w których kierunek przepływu gazu jest promieniowy odśrodkowy.
W oferowanych wentylatorach powietrze lub inny gaz jest zasysany osiowo, nadawana jest prędkość i wymuszany jest przepływ prostopadle do osi wirnika. Sprężenie powietrza lub innego gazu następuje w wyniku działania siły odśrodkowej. Potrzebna energia uzyskiwana jest dzięki pracy silnika elektrycznego, a powietrze przepływając przez tego typu urządzenie zmienia kierunek o 90°. Wentylator promieniowy zasysa powietrze osiowo otworem okrągłym umieszczonym wzdłuż osi silnika. Wylot wykonywanego mechanizmu promieniowego umieszczony jest zawsze prostopadle do osi wlotu, przy czym wylot może być prostokątny lub okrągły. Najczęściej wyloty prezentowanych urządzeń są prostokątne. Wynika to z budowy kolektora wirnika, który w wykonaniu standardowym ma kształt spiralny. Wirnik urządzenia ma tarczę nośną do której przyspawane są łopatki. Na łopatki po drugiej stronie spawana jest tarcza pokrywająca z otworem przez który zasysane jest powietrze. W zależności od zastosowania, opisywane urządzenia wentylacyjne stosujemy w różnych gałęziach przemysłu, charakteryzują się one wysoką sprawnością sięgającą 85%. Mają również szereg zastosowań specjalistycznych. Specjalną odmianą wirników promieniowych są wirniki do transportu, gdzie nie występuje tarcza pokrywająca.
Urządzenia wykonujemy ze stali zwykłej jakości, stali kwasoodpornej, tworzyw sztucznych. Materiał wykonania zależy od warunków pracy w jakich ma pracować. Tam gdzie wentylatory promieniowe nie mają szczególnych wymagań produkujemy je ze stali zwykłej jakości. W przypadku kontaktu z kwasami wentylator wykonujemy ze stali kwasoodpornej o odpowiednim składzie chemicznym dopasowanym do warunków w jakich ma działać. Trzeba pamiętać o tym że mamy bardzo dużo typów stali kwasoodpornych które są odporne na różne kwasy. Podstawową stalą kwasoodporną jest stal 1.4301 (wg Polskiej Normy 0H18N9) stosujemy ją tam gdzie nie ma bardzo agresywnej chemii. Urządzenia wentylacyjne z tworzyw sztucznych z polipropylenu i polietylenu stosujemy alternatywnie zamiast wentylatorów ze stali. Bardzo często jest to bardzo dobra alternatywa. Żywotność maszyny z tworzywa jest często o wiele dłuższa niż wentylatora z ze stali kwasoodpornej.
W różnych modelach wentylatorów tego typu występują odmienne układy łopatek oraz w zależności od zapotrzebowania różna ich liczba.
Łopatki mogą mieć różne kształty:
Wentylatory promieniowe montowane są przeważnie na osobnych fundamentach lub specjalnych ramach na amortyzatorach. Rama zazwyczaj mocowana jest do podłoża za pomocą specjalnie przystosowanych śrub kotwiących. Do urządzeń tego typu można podłączyć przewody wentylacyjne elastyczne.
Dzięki zastosowaniu przemiennika częstotliwości można regulować płynnie obroty wentylatora. Ma to bardzo dużą zaletę ponieważ możemy w prosty sposób korygować wydajność i ciśnienie wentylatora do aktualnych potrzeb. Zalecamy to rozwiązanie jako alternatywę do urządzeń z napędem pasowym tam gdzie nie ma konieczności stosowania napędu pasowego. W przypadku wentylatorów z napędem pasowym zmiana obrotów jest możliwa ale wymaga zmiany kół pasowych.
Nie każdy zdaje sobie z tego sprawę że prawidłowo zaprojektowany wentylator ma ściśle powiązany kolektor z wirnikiem. Projektując wentylator w pierwszej kolejności musimy ustalić jakie ma on mieć parametry wydajności i ciśnienia w punkcie pracy.
Zakładamy jakie ma mieć obroty na minutę. Na podstawie tych założeń obliczamy moc wentylatora. Dobieramy silnik zapewniający prawidłową pracę wentylatora. Obliczamy średnicę wlotową wirnika jak i jego średnicę zewnętrzną. Kolejnym krokiem jest zaprojektowanie kształtu i wielkości łopatki. Łopatka wirnika jest najważniejszym elementem wirnika. Obliczamy jej szerokość na wylocie jak i wlocie. Ustalamy ilość łopatek na wirniku. Łopatka wirnika mocowana jest na konkretnej średnicy zewnętrznej jak i wewnętrznej. W zależności od założonych parametrów pracy łopatki mogą być proste, wygięte po promieniu do tyłu np. jak w wirnikach bębnowych lub do dołu. Wygięcie łopatki nie jest przypadkowe wynika ono ściśle z obliczeń. W obliczeniach wirnika uwzględniamy przestrzeń między łopatkową. Należy też projektując wirnik założyć jaka będzie grubość łopatki. Dobrze zaprojektowany wirnik promieniowy pracuje na całych przestrzeniach międzyłopatkowych.
Kolejnym krokiem jest zaprojektowanie kolektora zbiorczego zwanego potocznie obudową spiralną. Kolektor zbiorczy ma istotny wpływ na pracę wentylatora. Każde prawidłowo zaprojektowane urządzenie posiada kolektor ściśle współpracujący z wirnikiem. Kolektor do wentylatora promieniowego projektujemy tak aby zachowane było równanie ciągłości przepływu co zapewni mu prawidłową pracę. Zmieniając kształt kolektora spiralnego zmieniamy charakterystykę pracy urządzenia.
W ofercie UNI-PRO są wentylatory promieniowe modułowe do zabudowy. W tym przypadku dostarczamy wentylator bez kolektora (obudowy spiralnej). Odpowiedzialność za prawidłowe rozprowadzenie powietrza bierze na siebie odbiorca. Jeżeli nie mamy kolektora trzeba zapewnić odpowiednio dużą przestrzeń wokół wirnika aby powietrze w sposób swobodny mogło przemieszczać się dalej.
Każdy prawidłowo zaprojektowany i wykonany wentylator nie powinien przekraczać drgań o prędkości powyżej 4mm/s. Wirniki urządzeń promieniowych dynamicznie wyważamy w klasie G6.3 na specjalnych wyważarkach. Każdy tego typu element po wyważeniu montujemy na wał na przykład czop silnika. Całe urządzenie wentylacyjne montujemy i przekazujemy do kontroli technicznej. W trakcie tej kontroli sprawdzamy jakość wykonania wirnika, obudowy, malowania. Jedną z najważniejszych czynności jakie wykonujemy podczas kontroli jest prawidłowość jego pracy. Dopiero po stwierdzeniu że wentylator nie ma nadmiernych drgań uznajemy wyrób za gotowy.
– Nieprawidłowe położenie
Umieszczenie wentylatora w zabudowie gdzie ściany są płaskie i bardzo blisko wirnika promieniowego doprowadzają do zaburzenia przepływu. W takim przypadku nie mamy zachowanego równania ciągłości. Powietrze wypływając z wirnika natrafia na ścianę. Powoduje to bardzo silne turbulencje na zewnątrz wirnika promieniowego. Z jego przestrzeni między łopatkowej powietrze nie może się w tym momencie wydostać w sposób prawidłowy, natrafiając na ścianę nie ma miejsca na wyrzut kolejnej ilości powietrza. Efektem tego są bardzo silne drgania całego wentylatora. Drgania te doprowadzają do uszkodzeń silnika obudowy jak i wirnika. Praca takiego wentylatora wygląda jak by wentylator promieniowy był niewyważony. Aby wykluczyć złe wyważenie wentylatora należy przeprowadzić następujący test.
Wyjąć wentylator promieniowy z komory gdzie był zamontowany. Położyć na podłodze i uruchomić. Jeżeli wentylator po uruchomieniu pracuje prawidłowo to przyczyną nie jest złe wyważenie ale zła zabudowa wentylatora promieniowego. Taka zabudowa musi być wtedy przeprojektowana. Należy zwiększyć odległość wirnika promieniowego od ściany. Zaleca się w tego typu zabudowach też wykonywać kolektory spiralne lub zapewnić dużą przestrzeń za wirnikiem.
– Pompaż
Jest zjawiskiem przepływowym występującym podczas pracy w punktach charakterystyki na lewo od maksymalnego ciśnienia. W czasie pompażu wytwarzają się silne drgania strug gazu przenoszone na konstrukcję oraz duży hałas. Te wszystkie czynniki powodują , że wentylator nie może pracować w tym zakresie charakterystyki. Powstające drgania są tak duże że będą doprowadzają do uszkodzenia silnika a dalszej konsekwencji mogą doprowadzić do uszkodzenia całego wentylatora.
– Doprowadzenie powietrza
Inną przyczyną nieprawidłowej pracy wentylatora może być nieprawidłowo doprowadzone powietrze. To znaczy napływ powietrza na wirnik promieniowy nie będzie odbywał się na całym przekroju wlotowym. Odczuwalne objawy będą podobne jak przy pompażu. W tym przypadku wirnik wentylatora nie jest obciążony równomiernie co powoduje drgania.
– Zużycie łożysk wentylatora
Jeżeli wentylator nie jest nowy to drgania mogą być spowodowane zużytymi łożyskami które, należy wymienić . Użytkując wentylator należy dbać o jego czystość. Jest to bardzo ważne w eksploatacji. Wirnik na którym osadzają się pyły traci wyważenie co powoduje drgania i uszkodzenia innych elementów urządzenia.
– Sztywność układu mocowania
Zdarza się że wentylator i inne elementy konstrukcji drżą ze względu na małą sztywność całego układu do którego zamocowany jest wentylator. Dlatego między innymi wentylator powinien być montowany w taki sposób aby na wlocie do wentylatora i jego wylocie założone były kompensatory elastyczne. Dopiero po wyeliminowaniu powyższych przyczyn możemy założyć że wirnik jest nieprawidłowo wyważony.