Регулировка нагнетателей

Главная цель регулировки работы нагнетателей — изменение их подачи до нужной величины. Регулировку лопастных нагнетателей можно производить двумя способами: качественным — путем изменения их характеристик или количественным — путем изменения характеристик сетей (рис. VII.20).

Количественный метод регулировки, при котором увеличивают сопротивление сети с помощью задвижки или дросселя, очень прост, однако он крайне неэкономичен и позволяет производить регулировку только в сторону уменьшения подачи.

Качественный метод регулировки более экономичен и осуществляется путем изменения частоты вращения или геометрических параметров нагнетателя, а также применением направляющих аппаратов. При этом меняются характеристики нагнетателя и его подача.

В настоящее время большая часть нагнетателей приводится в действие электрическими двигателями переменного тока, частота вращения которых зависит от частоты тока и числа пар полюсов магнитной системы. Наиболее распространены двигатели с частотой вращения 75, 100, 150, 300 с-1 (720, 960, 1440 и 2880 об/мин), причем с изменением нагрузки частота вращения меняется незначительно.

Выпускаются электродвигатели с переключением числа пар полюсов, так называемые многоскоростные, позволяющие менять частоту вращения скачкообразно (300. . .150, 150. . .75 с-1 и т. д.), однако такие электродвигатели громоздки и дороги.

Таким образом, при непосредственном соединении электродвигателей переменного тока с нагнетателем (способе, наиболее целесообразном по соображениям надежности эксплуатации, уменьшения шума, уменьшения габаритов установки, а также предотвращения потери мощности в передаче) регулировка их посредством изменения частоты вращения затруднительна. Агрегатные же электрические системы Леонарда (генератор — двигатель), Спидлера (два асинхронных двигателя) и другие весьма громоздки, сложны, вследствие чего в нагнетательных установках они применения не получили.

В электродвигателях постоянного тока регулировку частоты вращения производят очень просто и экономично — электрическими способами. Однако постоянный ток для силовых целей применяется редко.

При наличии промежуточной передачи, которая на основе сказанного Выше менее желательна, частоту вращения нагнетателя регулируют изменением передаточного числа. Наиболее часто применяется ременная передача (плоская или клиновидная). В этом случае регулировка производится путем изменения диаметров шкивов.

В случае использования специальных клиновидных ремней Можно применять разжимный шкив с изменяющимся диаметром (рис. VII.21), в результате чего таким вариатором в широких пределах изменяется передаточное число.

Для регулировки крупных установок успешно применяют гидромуфты (рис. VII.22), состоящие из двух соосных роторов: ведущего, насаживаемого на вал двигателя, и ведомого, который насаживают на вал нагнетателя. Кольцевое пространство, в котором находятся лопасти ротора, заполнено маслом, и вращение вала двигателя вызывает вращение вала нагнетателя. Частота вращения получается тем меньшая, чем меньше находится там жидкости или чем меньше ее давление. Существующие конструкции гидромуфт весьма сложны, они имеют высокую стоимость и недостаточно высокий КПД при глубоком регулировании, так как он изменяется пропорционально изменению частоты вращения.

Для регулировки вентиляторов удобно применять электромуфты, действующие по принципу электромагнитной индукции. Электромуфта представляет собой индуктор (рис. VI 1.23), вал которого соединяется с валом нагнетателя, а статор — с валом двигателя. При увеличении или уменьшении тока возбуждения изменяются сила магнитного потока и взаимодействие между якорем и статором индуктора. Вследствие этого в широких пределах может изменяться частота вращения колеса.

Существенным преимуществом электромуфт является возможность весьма простого дистанционного управления ими, хотя КПД их при глубоком регулировании, как и у гидромуфт, недостаточно высок.

Геометрические параметры у лопастных нагнетателей в целях регулирования можно изменять самыми разнообразными способами. Проще всего это делают у осевых машин — путем поворота лопастей или изменения их числа. Повернуть лопасти у центробежных (радиальных) машин конструктивно значительно сложнее. Здесь несколько легче можно осуществить регулировку с помощью поворотных закрылок (элеронов), размещаемых на выходных кромках лопастей колес.

Весьма эффективно вести регулировку радиальных вентиляторов путем изменения активной ширины колеса с помощью диска, перемещаемого в осевом направлении (рис. VII.24). Диск можно перемещать стержнем, пропущенным через пустотелый вал колеса вентилятора. Такая регулировка однако затруднительна при криволинейных и двоякоизогнутых лопастях колеса.

У центробежных насосов необратимая регулировка часто осуществляется уменьшением диаметра лопастного колеса путем обточки.

В настоящее время для качественной регулировки лопастных нагнетателей все шире используют конструктивно простые и достаточно эффективные лопастные направляющие аппараты, устанавливаемые перед всасывающими отверстиями. При повороте лопастей аппарата изменяется скорость закручивания входящего в колесо потока, в результате чего изменяются развиваемое давление и подача. КПД снижается в меньшей степени, чем при дросселировании.

В последние годы опробованы и внедрены разнообразные конструкции таких аппаратов для вентиляторов. Осевой направляющий аппарат (рис. VII.25, 1) представляет собой набор лопастей, радиально расположенных во входном или примыкающем к нему патрубке и синхронно поворачивающихся на любой угол. Упрощенный радиальный направляющий аппарат (рис. VII. 25, 2) представляет собой входную боковую коробку с набором поворотных лопастей.

Что касается объемных нагнетателей, то регулировать их подачу количественным способом, т. е. дросселированием, нельзя — такая попытка может привести к повреждению такого нагнетателя или обслуживаемой сети.

Помимо качественной регулировки путем изменения числа оборотов или ходов можно только весьма невыгодно уменьшать полезный расход через сеть обратным перепуском нагнетательной жидкости во всасывающую сеть или сбросом ее наружу.

Поршневые нагнетатели также регулируют величиной хода поршня, объемом вредного пространства и отжимом всасывающих клапанов. В последнем случае невозможно полностью или частично произвести сжатие и выталкивание.

У пластинчатых нагнетателей возможно в целях регулировки менять величину эксцентриситета.

Струйные аппараты обычно регулируются изменением расхода нагнетаемой через сопло жидкости.