Центробежный вентилятор: специфика устройства и принцип работы прибора

С развитием промышленного сектора большое количество технологических процессов потребовало принудительную подачу воздуха. Не осталась в стороне и бытовая сфера. Для обеспечения некоторых типов коммуникаций требуется регулярный приток свежего воздуха.

Виды центробежных вентиляторов улиток – это три позиции, отличающиеся друг от друга мощностью. Этот параметр зависит от скорости вращения электродвигателя, а соответственно и ротора, а также от количества лопаток в конструкции устройства. Вот три вида:

  1. Вентиляторы улитки низкого давления, параметр которых не превышает 100 кг/см². Чаще всего их используют в системах вентиляции многоквартирных домов. Устанавливают улитки на крышах.
  2. Модели среднего давления – 100-300 кг/см². Устанавливаются в системах вентиляции промышленных объектов.
  3. Разновидность высокого давления – 300-1200 кг/см². Это мощные вентиляторные установки, которые обычно включают в систему воздухоотвода лакокрасочных цехов, в производствах, где установлен пневмотранспорт, на складах с горюче-смазочными материалами и прочих помещениях.

Есть еще одно разделение вентиляторов улиток – по своему назначению. Это в первую очередь приборы общего назначения. Далее еще три позиции: взрывозащищенные, термостойкие и коррозионостойкие.

Как сделать вентилятор

Стоит отметить, что подобного рода техника не считается особо мощной, однако, практика и многочисленные положительные отзывы убеждают в обратном. Как и любое другое устройство, такой вентилятор имеет определенные плюсы и минусы.

К основным преимуществам можно отнести то, что:

  • Он компактный;
  • Многофункциональный:
  • Его легко использовать;
  • Можно изготовить самостоятельно.

Среди основных видов таких вентиляторов можно найти настольные и компактные модели. Настольные варианты хорошо справляются со своей основной задачей и могут качественно охлаждать детали компьютера даже при условии его длительного использования. Мини-вентиляторы ЮСБ отличаются своими компактными размерами. Дизайн их может быть совершенно любым, а по мощности они несколько уступают настольным моделям. Компактные варианты предназначены только для легкого охлаждения техники, а настольные модели предназначены для качественного охлаждения помещения и пространства около компьютера.

Недостатков у такого вида техники совершенно немного, однако, если человек не имеет даже малейшего представления о работе техники и электроники, то ему не нужно даже пытаться делать вентилятор в домашних условиях.

Кроме того, стоит учитывать то, что мини-модели не могут регулировать направление воздушного потока, и чтобы решить эту проблему, придется приложить достаточно много усилий. Работая за компьютером в летнее время, многие люди страдают от сильной жары, даже если есть кондиционер, так как включать его не всегда удобно.

Чтобы решить эту проблему, можно сделать небольшой вентилятор из:

  • Кулера;
  • Моторчика;
  • Небольшого двигателя.

Самодельный вентилятор можно также подключить в машину при помощи ЮСБ кабеля. Такие самоделки могут быть очень полезными и изготовить их вполне можно из ненужных деталей.

Изначально нужно взять старый кулер и подготовить его. Он имеет два провода: черный и красный. С каждого провода нужно снять изоляцию примерно на 10 мм.

Важно! Чем больше размер кулера, тем больший поток ветра получится в результате.

Также нужно подготовить ЮСБ провод, зачистив на нем изоляцию. В результате должно получиться по 2 красных и черных провода. Затем соединить эти провода между собой, учитывая при этом цветовую маркировку. Все хорошо заизолировать. Стоит помнить, что чем больше изоляции, тем лучше. Затем прикрепить к полученному устройству дополнительные элементы, которые будут выступать в качестве средства для большего охлаждения или просто декора. Для удобства можно установить готовый кулер в коробку из-под обуви, чтобы он был более устойчивым, и подключить провод к компьютеру. Можно также изготовить вентилятор, используя в качестве основы мотор от игрушки или двигатель. Это позволит добиться более лучшего охлаждения помещения.

Читайте также:  Веранда с двухскатной крышей примыкающая к фронтону

Тепловая пушка направленного действия

Тепловая пушка собственного производства имеет достаточно мощности, чтобы без труда обогреть гараж, подсобное помещение или рабочий кабинет в доме

Для сборки понадобятся:

  • кусок фанеры 16 мм толщиной;
  • вентилятор (канальный);
  • регуляторы температуры и оборотов;
  • нагревательный элемент PBEC (2,2 кВт);
  • крепеж (хомут, кронштейн, шпильки, гайки, шайбы);
  • колесики.

Из фанеры выпиливаем прямоугольник примерно 47 см х 67 см, зачищаем наждаком неровности и углы.

Основание из фанеры выбрано не зря: оно легкое, плоское, а главное — не проводит электрический ток, что важно при возникновении форс-мажорных обстоятельств

Соединяем муфтой две центральные детали – вентилятор и нагревательный элемент. Полученную конструкцию фиксируем на фанерном основании с помощью кронштейна и сантехнического хомута.

Крепежные детали подбираем таким образом, чтобы они прочно фиксировали элементы устройства и не причиняли им вреда. Например, саморезы отлично подойдут — они не разрушают фанеру

В качестве крепежа подойдут саморезы (16 мм). Устанавливаем термодатчик (например, TG-К 330), необходимый для контроля температурного режима, рядом с ним еще два устройства – для регулировки оборотов и температуры.

Соединяя детали тепловентилятора между собой, не забываем о безопасности прибора: места соединения проводов и кабелей должны быть обязательно изолированы

В качестве термического регулятора подойдет Pulsar 3.6. После установки всех необходимых приборов и деталей соединяем их по схеме.

Схемы управления прибором можно найти в специальной литературе, инструкциях к устройствам типа электрического вентилятора или на узконаправленных сайтах

Для удобства пользования к основанию из фанеры прикручиваем колесики.

Небольшие ролики, прикрученные с нижней стороны, делают самодельный тепловентилятор более удобным для перемещения по комнате, особенно, если он имеет большой вес

Ну вот и все — самодельная тепловая пушка готова.

Старайтесь размещать детали устройства таким образом, чтобы при необходимости было легко разобрать каждую из них и произвести замену вышедших из строя элементов

Как и любой самодельный тепловентилятор, данный прибор имеет минусы. Например, при остановке устройства напряжение на нагревательном элементе остается, а это довольно опасно, так как возникает перегрев и возможна аварийная ситуация. Ситуацию может исправить установка реле для своевременного отключения электропитания регулятора температуры. Еще один минус – неполноценный обогрев помещения, но это недостаток практически всех стационарных тепловентиляторов.

Продолжение сборки приборчика

В пробке делают отверстие и насаживают ее на ось выбранного движка. Чтобы закрепить вал, его предварительно обмазывают клеем. Затем на торчащую из отверстия пробки часть оси клеем фиксируют вырезанный из диска пропеллер.

Далее смазывают клеем бумажную трубочку по диаметру и ставят ее на плоскость второго диска. Затем устанавливают сверху моторчик и присоединяют его контакты к выводам от USB-кабеля. Если при включении в порт компьютера пропеллер крутится в обратную сторону, нужно отсоединить контакты, поменять их местами и снова запаять.

Подключив к такому приборчику батарейку, можно пользоваться им в любом месте комнаты, в машине, возле бассейна.

Вентилятор из кулера

Это самый простой способ, как сделать домашний вентилятор. Для изготовления нам понадобится кулер от старого компьютера. Эта деталь сама по себе уже работоспособна, нам останется лишь правильно соединить его с проводом.

Если будущий вентилятор будет находиться в непосредственной близости от компьютера, то в качестве провода подойдет стандартный USB провод. Ненужный край шнура с маленьким разъемом отрезаем и зачищаем провода. Точно также зачищаем провода у кулера.

Иногда в кулере и USB-шнуре бывают больше двух проводов, запомните, нам нужны черный и красный цвет двух проводов в одном и в другом элементе. Остальные нам не нужны.

После зачистки соединяем красный провод с красным, черный — с черным, соединения необходимо хорошенько заизолировать. После изоляции вентилятор уже вполне рабочий, осталось придумать ему оригинальную подставку на свой вкус и приклеить ее к кулеру. Все! Устройство готово!

Обороты у кулерного устройства довольно высокие, так что смело можно его использовать, как вентилятор для сушки рук.

Читайте также:  Пластиковые короба для вытяжки: обзор видов + правила установки

Устройство и конструкция вентилятора

Для движения воздуха иногда недостаточно крыльчатки и силового агрегата. В условиях ограниченного пространства следует применять особый вид конструкции вытяжного оборудования. Он приставляет собой спиралевидный корпус, выполняющий функцию воздушного канала. Ее можно сделать своими руками или приобрести уже готовую модель.

Для формирования потока в конструкции предусмотрено радиальное рабочее колесо. Оно соединяется с силовым агрегатом. Лопатки колеса имеют загнутую форму и при движении создают разряженную область. В нее поступает воздух (или газ) из входного патрубка. При продвижении по спиралевидному корпусу возрастает скорость на выходном отверстии.

В зависимости от области применения центробежный вентилятор улитка может быть общего назначения, термостойкий или защищенный от коррозии. Также необходимо учитывать величину создаваемого воздушного потока:

  • низкого давления. Область применения – производственные цеха, бытовые приборы. Температура воздуха не должна превышать +80°С. Обязательное отсутствие агрессивных сред;
  • среднее значение давления. Является частью вытяжного оборудования для удаления или транспортировки материалов небольшой фракции, опилок зерна;
  • высокого давления. Формирует приток воздуха в зону сгорания топлива. Устанавливается в котлах многих типов.

Направление движения лопастей определяется конструкцией, а, в частности, месторасположением выходного патрубка. Если он располагается в левой части — ротор должен крутиться по часовой стрелке. Также учитывается количество лопастей и их кривизна.

Для мощных моделей необходимо сделать своими руками надежное основание с фиксацией корпуса. Промышленная установка будет сильно вибрировать, что может привести к ее постепенному разрушению.

Эстетика из пластиковой бутылки

Если вы хотите не только свежего воздуха, а чтобы изделие радовало глаз — используем другие материалы. Базовые комплектующие остаются прежними: двигатель от детской игрушки и старый шнур USB. Кстати, можно подключить такой вентилятор к розетке 220 вольт, используя зарядное устройство для смартфона (с тем де USB портом).

Изюминка конструкции — корпус. Пропеллер изготавливается из пластиковой бутылки. Закрученная пробка послужит осевой втулкой. Стойку можно изготовить из связки соломинок для коктейля.

Элегантное основание собираем из второй ПЭТ бутылки и приклеенного снизу компакт диска. При наличии бесплатных комплектующих, можно установить разъем и выключатель.

Несмотря на «легкость» конструкции, вентилятор получился достаточно устойчивым. При необходимости, можно положить в корпус какой-нибудь груз.

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
Читайте также:  Какие выбрать вибрационные или поверхностные насосы

Самостоятельное изготовление

Прежде всего следует определиться с функциональным назначением центробежного вентилятора. Если он необходим для вентиляции определенной части помещения или оборудования – корпус можно сделать из подручных материалов. Для комплектации котла потребуется применить жаропрочную сталь либо сделать его из листов нержавейки своими руками.

Сначала рассчитывается мощность и определяется набор комплектующих. Оптимальным вариантом будет демонтаж улитки со старого оборудования – вытяжки или пылесоса. Преимуществом этого способа изготовления является точное соответствие мощности силового агрегата и параметров корпуса. Вентилятор улитка легко изготавливается своими руками лишь для каких-то прикладных целей небольшой домашней мастерской. В остальных случаях рекомендуется приобрести уже готовую модель промышленного типа или же взять старую из автомобиля.

Порядок действий, чтобы сделать центробежный вентилятор своими руками.

  1. Расчет габаритных размеров. Если устройство будет монтироваться в ограниченном пространстве – предусматривают специальные демпферные прокладки для компенсации вибрации.
  2. Изготовление корпуса. При отсутствии уже готовой конструкции можно использовать листы пластика, сталь или фанеру. В последнем случае особое внимание уделяется герметизации стыков.
  3. Схема установки силового агрегата. Он вращает лопасти, поэтому следует выбрать тип привода. Для небольших конструкций используется вал, соединяющий редуктор двигателя с ротором. В мощных установках применяется привод ременного типа.
  4. Крепежные элементы. Если вентилятор будет установлен на внешнем корпусе, например, котла – делают монтажные П-образные пластины. При значительных мощностях потребуется изготовить надежное и массивное основание.

Это общая схема, по которой можно сделать вытяжной функциональный центробежный агрегат своими руками. Она может измениться в зависимости от наличия комплектующих. Важно соблюдать требования герметизации корпуса, а также обеспечить надежную защиту силового агрегата от возможного засорения пылью и мусором.

Во время работы вентилятор будет сильно шуметь. Уменьшить это будет проблематично, так как вибрацию корпуса при движении воздушных потоков практически невозможно компенсировать своими руками. В особенности это актуально для моделей из металла и пластика. Дерево может частично уменьшить звуковой фон, но при этом оно обладает небольшим сроком эксплуатации.

В видеоматериале можно ознакомиться с процессом изготовления корпуса из ПВХ листов:

Шаг 12: Модуль управления скоростью

Показать еще 11 изображений

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

Так как проект подходил к завершению, я решил добавить в него ШИМ-модуль управления скоростью, чтобы можно было регулировать количество воздуха, выходящего из вентилятора, а также уровень издаваемой им громкости.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

Чтобы осуществить свою идею, я спроектировал простую схему ШИМ-модуля управления скоростью, а также соответственно печатную плату в Автокаде.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

Схема работает на базовых принципах. Она использует интегральную схему-таймер 555, которая в течение каждой секунды несколько раз переключает транзистор, а скорость переключения зависит от сопротивления, создаваемого потенциометром. Таким образом, поворачивая ручку переключателя, мы можем регулировать импульс и тем самым контролировать скорость вентилятора.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

Я прилагаю все данные, включая схему, спецификацию и файлы формата Гербер для схемы ШИМ, которые могут потребоваться для заказа платы через интернет на веб-сайте.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

Кроме того, обратите внимание на ребят JLCPCB, поскольку они делают отличное предложение для первого заказа, вы можете заказать 10 печатных плат, включая бесплатную доставку при заказе всего от 2 долларов США.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью

После пайки всех компонентов на печатной плате я соединил её с потенциометром, ручка которого выглядывала с лицевой части основания вентилятора, и была оснащена кнопкой для регулирования скорости вентилятора.

Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью
Шаг 12: Модуль управления скоростью