Witt und Sohn

VENTILATEURS AXIAUX


DESCRIPTION DU PRODUIT

Une large sélection de montages, de géométries et d'épaisseurs d'enveloppe, de matériaux est disponible pour différents types d'hélice. Ce qui suit est une description des produits standards, une production très flexible permet de traiter au mieux les besoins spéciaux.

Ventilateurs axiaux
Dimensions d'entrée 250 à 2800 mm
Epaisseur de l'enveloppe 1,5 à 16 mm
Types d'hélice N, M, X, Y (pas ajustable)
Encombrement Moteur 63 à 400
Type de transmission Par accouplement, avec courroie ou directe
Position A, AU, AD, B, BD, BU selon Eurovent
Forme de l'enveloppe Enveloppe courte/longue, associée ou non avec une entrée profilée
Traitements de surface Apprêt, finition, galvanisé par trempage à chaud, sur demande
Matériau
-Hélice
Aluminium moulé résistant à la corrosion
-Enveloppe Acier, aluminium, alliages spéciaux
Conception spéciale A l'épreuve des flammes, hautes températures, résistante aux chocs, selon les besoins
Accessoires ordinaires

La conception spécifique d'un ventilateur est grandement déterminée par l'installation dans laquelle il sera utilisé. De plus, les propriétés telles que la pression, le débit volumique et la température, les conditions de fonctionnement et le positionnement de l'installation sont d'une importance cruciale (Référence DIN 24 163 pour une description complète des paramètres d'entrée pour une spécification de ventilateur). Les dimensions actuelles du ventilateur sont grandement déterminées par les moteurs et accessoires utilisés.

Nos plages de ventilateurs axiaux se distinguent par un nombre important de conceptions standards différentes. Les différents rapports des diamètres hélice/moyeu nous permettent de disposer d'une très grande plage de combinaison débit volumique/pression pour la plupart des types d'installation.

Les fiches de sélection rapide/nomogramme et nos fiches de dimension donnent un aperçu de la plupart des ventilateurs axiaux couramment utilisés. En outre, nous produisons également un grand nombre de conceptions spéciales, c-à-d résistantes aux explosions, des ventilateurs à chambre de pompage, des ventilateurs résistants aux chocs, des ventilateurs extracteurs de fumées,des accélérateurs etc. En cas de demande de ventilateurs spéciaux, veuillez nous le faire savoir.

Les graphiques de sélection de ventilateur permettent de faire une sélection rapide des ventilateurs axiaux normalement utilisés à 50 Hz. Les graphiques indiquent le type de ventilateur, les dimensions, le nombre de pôles du moteur, la puissance de l'arbre et la puissance sonore.

Ce qui suit donne une brève description de la conception des enveloppes de nos ventilateurs axiaux.

CONCEPTION

La conception d'un ventilateur axial est décrite par la longueur de l'enveloppe, le diamètre du ventilateur (dimensions intérieures), l'épaisseur de l'enveloppe, la conception du moteur/boîtier de bornes et les accessoires. Tous nos ventilateurs axiaux peuvent être fournis comme standard avec des enveloppes de 1.5 à 16 mm d'épaisseur et un diamètre de 250 mm à 2800 mm.

L'application et le positionnement du ventilateur déterminent l'épaisseur. Par exemple, une épaisseur de 2 à 4 mm est normalement utilisée dans les installations industrielles conventionnelles, 3 à 6 mm sous le pont des bateaux et 8 à 10 mm sur le pont ou dans les applications industrielles lourdes.

Les spécifications des installations déterminent la conception. La suite donne quelques lignes directrices.

Conception normale (enveloppe longue)

Pour des applications diverses (industrie ou construction navale), les conceptions A et G (GT pour les accélérateurs) sont utilisés. Les conceptions prévoient une enveloppe longue qui englobe le moteur, avec un boîtier à bornes externe. La conception A possède un accès de maintenance permettant un entretien léger. Un cas de conception spéciale G (GT pour les accélérateurs) est la conception GD (GDT), qui prévoit un cône d'entrée à la place d'une bride pour entrée libre.

Conception normale (enveloppe courte)

Pour des applications de ventilation diverses, un petit ventilateur peut être monté dans un système de conduite. La conception D et W (DD et WD avec un cône d'entrée pour entrée libre) sont utilisées pour cet effet. Elles prévoient une enveloppe de ventilateur courte et la disposition du moteur complètement à l'extérieur de l'enveloppe.

Facilité de l'accès de maintenance

Dans quelques installations, il est important d'être capable d'accéder souvent à l'hélice ou le moteur sous avoir à désassembler tout le système. Pour ce genre d'application, nous recommandons nos conceptions B ou W, WD. En ayant l'hélice/le moteur montés sur une porte d'accès ouvrante, tous les types de service et de maintenance s'en trouvent facilités.

Buses en forme de cloche

Pour des ventilateurs opérant avec une entrée d'air libre, les buses d'entrées DD ou E sont recommandées.

Ventilateurs réversibles

En principe, tous les ventilateurs peuvent être réversibles, mais avec des données de performances fortement réduites.

Les ventilateurs avec un R (par exemple GDR) sont à près de 100 % réversibles en utilisant des hélices spéciales et d'autres types de particularités.

Moteurs externes

Pour les installations où le moteur ne peut se trouver dans le flux d'air, nous proposons les conceptions S ou T. Elles sont par exemple utilisées pour des applications avec des gaz hautement inflammables ou des ventilateurs de transport de matériaux. Les deux conceptions utilisent une transmission par courroie en V. Dans la conception S, le moteur est monté sur l'enveloppe du ventilateur lui-même, tandis que pour la conception T, le moteur est monté sur une structure à part.

PROGRAMME D'HÉLICE

Nos hélices ont toutes des pales à plan de sustentation de haut rendement et à faibles niveaux sonores. Les moteurs électriques sont bien entendus montés symétriquement, sans pieds venant perturber le flux.

L'angle des pales peut être ajusté à l'arrêt, ce qui est un gros avantage quand le conduit du système est par exemple modifié.

Les pales aux formes aérodynamiques sont réalisées à partir d'un alliage d'aluminium moulé résistant à la corrosion. Leur faible poids donne une bonne espérance de vie aux paliers du moteur.

Les tables de sélection rapide/nomogramme sont une aide précieuse pour trouver l'hélice appropriée.

Description des hélices à un étage

Le programme ordinaire de nos hélices les regroupe en quatre différents types, N. M, X et Y avec 6, 8 ou 12 pales. En utilisant des déflecteurs avec 5 ou 15 aubes, nous obtenons de très hauts rendements à hautes pressions.

1− Hélices à basses pressions N6 et N8

Cette catégorie avec 6 ou 8 pales a de très hauts rendements (jusqu'à 85 %) et un niveau sonore acceptable. Les courbes de ventilateur en bleu (en rouge avec les déflecteurs) sur le nomogramme ou le graphe de sélection rapide montre la zone d'efficacité la plus avantageuse.

2− Hélices pour moyennes pressions M8 et X8

Pour engendrer des pressions et des débits supérieurs avec un bon rendement (jusqu'à 80 %), nous avons recours à des hélices de type M8 et X8 (courbes noires et bleues sur le nomogramme/graphique de sélection rapide.

3− Hélices à hautes pressions Y8 et Y12

Ces hélices combinées avec les 15 pales d'un déflecteur fournissent de très hautes pressions pour des ventilateurs axiaux tout en gardant un rendement malgré tout intéressant.

4− Hélices réversibles NR8 et MR8

Ces hélices permettent une réversibilité du flux d'air presque totalement sans trop de pertes de performance.

En outre, un choix complémentaire mais toutefois limité de pales en acier ou d'anciens types d'hélices pour ventilateurs axiaux est proposé.

Ventilateurs axiaux à plusieurs étages

Les ventilateurs axiaux peuvent être montés en série afin d'augmenter la pression totale engendrée. Nos nombreuses hélices avec déflecteurs peuvent être installées les unes derrière les autres. Les ventilateurs sont fabriqués en utilisant des moteurs avec deux sorties d'arbres ou deux moteurs distincts. Les pressions peuvent être additionnées avec une minoration d'approximativement 15% pour le deuxième étage du montage.

Le nombre de courbes possibles est considérable et explique pourquoi elles sont absentes de notre catalogue. Cependant si vous souhaitez ce type de courbes, n'hésitez pas à nous en faire la demande.

Définition du pas

Le pas des pales réglables est défini par la distance du bord de fuite de la pale au bord du moyeu. Cette distance est spécifiée en pourcentage du diamètre de l'hélice. Par ailleur, la lettre "V" indique que le bord de fuite des pales est proéminent. La lettre "Z" indique que le bord de fuite est en retrait. L'indication "O" signifie que la distance entre le bord de fuite des pales et le bord du moyeu est nulle, c-à-d qu'ils se situent sur le même plan.

Exemple:

Soit une hélice de type: N8/V1,0/800

Sur cette hélice de diamètre 800mm, le bord de fuite des pales de situent à 1,0% de 800 mm = 8 mm au delà de l'arête du moyeu.


CONSIGNES TECHNIQUES

Matériaux et traitements de surface

Les enveloppes des ventilateurs sont normalement faites de lourdes plaques de tôles et d'acier de construction, non huilées ni graissées et avec une oxydation de surface négligeable. Elles sont recouvertes avec une couche de résine epoxy à base d'oxyde de fer. Toutes les vis et tous les écrous sont galvanisés. Pour les application en mer, les vis de raccordements de l'accès de maintenance sont en acier inoxydable ou en laiton.

Sur commande, les enveloppes peuvent être galvanisées par trempage à chaud ou recevoir un revêtement spécial.

Les moteurs installés sont couramment conçus pour une plage de température de 25 à 40 °C selon les normes VDE 0530.

Les hélices sont moulées en GAlSi10Mg et les déflecteurs sont soudés à partir de tôles d'acier.

Les hélices peuvent résister à des températures 200°C, 2h ¦ 300°C, 2h ¦ 400°C, 2h und 700°C, 90 minutes.

Protection dans les milieux explosifs

Les enveloppes de notre conception anti-explosion sont entourées d'une tôle de protection anti-étincelles en laiton, ce qui empêchera toute étincelle due aux frottements ou à un impact avec l'hélice d'aluminium d'apparaître. Le moteur devra bien sûr répondre à des règles strictes dans le domaine.

Consignes d'installation

Les ventilateurs axiaux sont plutôt sensibles aux apports d'air transversaux par rapport à l'hélice.Quand des vitesses différentes s'appliquent à des flux parallèles, des turbulences peuvent survenir à proximité de l'hélice avec pour conséquence des pertes importantes à la sortie. Des bords tranchants à proximité de l'hélice doivent être évités.

Afin d'éviter un amas de flux d'air turbulent près de la paroi de la conduite, les ventilateurs devraient avoir une entrée conique ou une buse lorsqu'ils n'ont pas de système de conduite à l'entrée. Les modification dans les sections des conduites peu avant le ventilateur doivent si possible être réalisées de telle sorte qu'aucune séparation de flux n'apparaisse.

La sortie du ventilateur peut être conséquemment diminuée par des réductions de section peu après l'hélice. C'est justement le cas des ventilateurs axiaux avec un tourbillon important en absence de déflecteur.

Les obstacles aux couches supérieures du flux d'air doivent être évités dans la mesure où ils créent des turbulences conduisant à une augmentation claire du niveau sonore.

Temps de démarrage

Le temps de démarrage est déterminé à la fois par le couple d'accélération, devant être égal à la différence entre le couple moteur et le contre couple de charge en partie dû à l'inertie de l'hélice. Les courbes du couple moteur varient considérablement d'un cas à l'autre malgré les règles existantes. Pour un couple de démarrage garanti, la norme VDE 0530 autorise par exemple une tolérance de -15% à 25 %.

Pour les moteurs ayant le rotor de classe 16, le temps de démarrage est strictement:

où n est la vitesse de l'hélice en tr/min, V la puissance certifiée du moteur en KW, M la masse du ventilateur en kg et D le diamètre de l'hélice.

Pour les ventilateurs avec transmission par courroie:

n2 doit etre substituée par nvent · nmot

le produit des vitesses angulaires du ventilateur et du moteur. Si des moteurs avec un couple de démarrage inférieur sont utilisés, le temps calculé doit être multiplié par 1,2 pour des moteurs de classe 13 et 1,9 pour la classe 10, où n est le nombre de tours par minute du ventilateur, N la puissance motrice en KW et M la masse en kilogramme de l'hélice et D le diamètre de l'hélice en mètre.

Des temps de démarrage longs sont attendus pour tout ventilateur axial ayant une vitesse plus basse que celle du moteur autrement dit à cause d'une transmission par courroie. Dans ce cas comme dans d'autre, l'installation de relais pour des démarrages lourds est nécessaire.

Domaine d'instabilité

Les courbes de performance des ventilateurs axiaux ont une plage d'instabilité plus ou moins prononcée à cause de la forme souvent appellée "selle" . Dans la plage B - C (Fig. 1.6), une légère augmentation du coefficient de résistance au flux vient créer une diminution considérable du flux, combinée à une diminution simultanée de la pression produite par le ventilateur. Le point de foncitonnement du ventilateur doit être si possible situé dans son domaine de fonctionnement normal A - B, où il est le plus performant.

Les effets de la selle peuvent être expliqués par la Fig. 1.6 qui montre trois points de fonctionnement d'un ventilateur. Ils sont déterminés comme étant les points d'intersections de sa courbe de rendement avec les trois courbes différentes de résistances au flux d'air. Ils suivent généralement la règle:

Où C1, C2, C3 sont les coefficients de résistance au flux d'air. La pression nécessaire croît en fonction du carré du flux au travers du système.

Fig. 1.6 - La détermination du point de fonctionnement d'un ventilateur axial est l'intersection de sa courbe caractéristique avec les trois différentes paraboles de résistance au flux.

Si nous partons de la courbe I et augmentons le coefficient de 20 %, nous obtenons la courbe II. La sortie au nouveau point de fonctionnement définie comme le produit du flux et de la pression totale est 10 % plus faible qu'auparavant. Si le coefficient est augmenté à plus de 20 %, nous obtenons la courbe III. Le point de fonctionnement chute maintenant dans la selle et la réduction à la sortir est, dans l'exemple en cours, de 37%s.

Dès que le ventilateur travaille à gauche du point B, la séparation du flux sur les pales peut faire qu'elles se mettent à vibrer considérablement et conduire éventuellement à de la fatigue. Pour les ventilateurs fonctionnant entre les points B et C, le phénomène de décrochage peut survenir là où le point de fonctionnement sur la courbe est sujet à se déplacer le long de la courbe. Cela peut aggraver les vibrations.

Afin de prévenir la séparation des flux et le décrochage, nos ventilateurs peuvent être complétés sur demande d'un anneau anti-décrochage (antistall ring) selon le Prof. Eck. Les courbes des ventilateurs seront stabilisées avec des niveaux de vibration fortement réduits.

Régulation de sortie/réglage du diaphragme

Dans la plupart des cas, l'utilisation de deux ou trois vitesses de moteur est suffisante, avec connection possible à un diaphragme de régulation. Il est important que les fréquences propres du ventilateurs (notamment si on utilise le contrôle des fréquences) soient évitées.

Nous produisons aussi des diaphragmes de régulation, avec des dimensions à partir de 400mm, autorisant un contrôle économique. N'hésitez pas à nous demander des détails.

Contrôle du changeur de fréquences

Quand un ventilateur axial est contrôlé par un changeur de fréquences, il faut prendre soin à ce que le ventilateur ne fonctionne pas trop longtemps dans ses fréquences propres. L'amplitude des vibrations doit être mesurée sur le moteur lui-même et pas sur l'enveloppe. Les fréquences de résonance doivent être bloquées pour qu'elles soient rapidement dépassées.

A des vitesses de rotation faibles, par exemple à des couples moteur faibles, il faut apporter une attention particulière à ce que le ventilateur ne soit pas stoppé par un courant d'air opposé, autrement il se peut que le moteur surchauffe.

Saut de courant électrique

Les inversions soudaines de sens de rotation, comme ceux causés par des bourasques de vent dans un ventilateur axial, peut causer des sauts de courant élevés. Cela peut provoquer des perturbations de la source de courant et l'usure inacceptable des contacts électriques. Les vibrations dues aux hauts couples peut également nuire à l'hélice et au moteur électrique.

Avant d'inverser le sens de rotation, une période d'attente suffisante doit être respectée. Il se peut que le souffle du vent soit si prononcé, que l'installation d'un frein moteur est recommandé, qui est seulement relâché juste avant que le moteur soit sous tension.

Quand un démarrage en triangle est employé, l'interrupteur ne doit pas être enclenché trop vite afin d'éviter des sauts de courant.

Tolérances

Les tolérances de sélection, de prédiction et de production ne peut pas être évitées. Les tolérances pour les ventilateurs sont résumées dans la norme DIN 24 166. Pour les ventilateurs, une tolérance de classe 2 est normalement applicable à moins qu'autrement des accords soient convenus.

Pour des ventilateurs spéciaux (par exemple les conduites en gomme, des hélices spéciales, conduite pour gaz denses, les ventilateurs de protection contre les explosions etc.) la tolérance de classe 3 est applicable. En cas de doute, veuillez consulter nos ingénieurs commerciaux.

Les perturbations d'entrées et de sorties ne sont pas comprises et doivent être séparément incluses.

D'autres niveaux de tolérance que ceux donnés dans la norme DIN 24 166 doivent être convenus par écrit dans des clauses séparées.

Tolérances pour des classes de tolérances différentes
Classe de tolérance selon DIN 24 166 1 2 3
Débit  ± 2,5 % ± 5 % ± 10 %
Augmentation de pression totale pt ± 2,5 % ± 5 % ± 10 %
Puissance du rotor pw ± 3 % ± 8 % ± 16 %
Efficacité − 2 % − 5 % −−−
Niveaux sonores Lw + 3 dB + 4 dB + 6 dB
Conditions d'utilisation

Les tolérances sont uniquement valides au point de fonctionnement spécifié qui est défini par la vitesse du ventilateur, le débit volumique, l'augmentation de pression, la densité et la composition du gaz.

Tolérances de production

Les tolérances de dimensionnement permises, sans valeurs de tolérances précisées sur les plans, sont selon la norme DIN 8570 Partie 1 à associer à la tolérance de classe C.

Dimensions établies  (mm) 2

<30
30

<120
120

<400
400

<1000
1000

<2000
2000

<4000
4000

<8000
Tolérance (mm) ± 1 ± 3 ± 4 ± 6 ± 8 ± 11 ± 14

TABLES DE SéLECTION DE VENTILATEUR

Transmission directe à 50 Hz, Pression totale:
Transmission directe à 60 Hz, Pression totale: