مروحة طاردة مركزية حلزونية

ما هي المروحة الطاردة المركزية الحلزونية؟

المروحة الحلزونية آلة تدفع الهواء الداخل إلى الغلاف من المركز بواسطة ريش الدفّاعة، ثم توجّهه على امتداد المقطع الحلزوني نحو فتحة الخروج. وخلال ذلك يغيّر الهواء اتجاهه بزاوية تسعين درجة ويكتسب ضغطًا.

يشمل مصطلح المروحة الحلزونية الصناعية عائلة المراوح الطاردة المركزية بأكملها، لأن غلاف كل مروحة في هذه المجموعة يأتي على شكل حلزوني. وفي القطاع تُستخدم أيضًا تسميات مثل المروحة من النوع الحلزوني والمروحة ذات الغلاف الحلزوني للدلالة على المعدة نفسها، ويشيع تعبير المروحة من النوع الحلزوني خصوصًا في الأحاديث الميدانية.

مبدأ عمل المروحة الحلزونية

يدير عمود المحرك الدفّاعة، فتقذف دفّاعة المروحة الحلزونية الدوّارة الهواء الموجود في المركز نحو أطراف الريش. وبفضل قوة الطرد المركزي يتسارع الهواء وينضغط في آن واحد.

عند هذه النقطة يأتي دور الغلاف الحلزوني. فلأن المقطع يتسع باتجاه فتحة الخروج تنخفض سرعة الهواء، وتتحول السرعة المفقودة إلى ضغط استاتيكي. ويحدد الخلوص بين دفّاعة المروحة الحلزونية والغلاف كفاءة هذا التحويل بشكل مباشر.

أنواع المروحة الحلزونية

تُصنَّف أنواع المروحة الحلزونية بحسب الضغط الذي تولّده وشكل الريش. ويقارن الجدول التالي بين أنواع الريش.

تُصنع طرازات المراوح الحلزونية الصغيرة والمصغّرة وفق المنطق نفسه، والفرق الوحيد بينها هو مقاس الغلاف وقدرة المحرك. وعند المفاضلة بين أنواع المروحة الحلزونية يُقيَّم أولًا مدى نظافة الهواء، ثم الضغط المطلوب.

المراوح الحلزونية منخفضة الضغط

تُستخدم الطرازات منخفضة الضغط في خطوط مجاري الهواء القصيرة وفي تهوية الأماكن. وهي توفر تدفقًا عاليًا بطريقة اقتصادية حيث تكون المقاومة منخفضة.

التهوية العامة داخل الورش وطرد الدخان وخطوط النقل القصيرة هي مجالات الاستخدام النموذجية لهذه المجموعة.

المراوح الحلزونية متوسطة الضغط

يأتي دور مجموعة الضغط المتوسط عندما يطول خط مجاري الهواء ويزداد عدد الأكواع. وهي الفئة الأكثر تفضيلًا في الخطوط المتعرجة التي لا تحتوي على فلتر.

تعتمد على هذه المجموعة خطوط الشفط في ورش الطلاء، وكبائن التجفيف، وخطوط النقل في منشآت الأغذية.

المراوح الحلزونية عالية الضغط

تُصنع الطرازات عالية الضغط بدفّاعة ذات ريش ضيقة، وتتغلب على أصعب المقاومات. وهي الحل القياسي لخطوط تجميع الغبار الموصولة بوحدة فلترة.

ولأن المقاومة تزداد كلما اتسخ الفلتر، تُختار المراوح في هذه المجموعة وفقًا لقيمة الفلتر المتسخ. وإلا فإن النظام يفقد قوة الشفط بعد بضعة أسابيع.

المراوح الحلزونية ذات الريش المائلة للخلف

تحقق الريشة المائلة للخلف أعلى كفاءة بفضل اتجاهها المعاكس لاتجاه الدوران. ولأنها تستهلك طاقة أقل للتدفق نفسه، فهي الخيار المفضل في الخطوط التي تعمل لفترات طويلة.

عندما يبدأ الغبار بالتراكم على الريشة تنخفض الكفاءة، لذا يُستخدم هذا النوع مع الهواء النظيف أو المُفلتر.

المراوح الحلزونية ذات الريش المائلة للأمام

تتميز الريش المائلة للأمام بعددها الكبير، وتعمل الدفّاعة بسرعة دوران منخفضة. ولأن السرعة المنخفضة تعني مباشرة ضجيجًا منخفضًا، فإن هذا النوع هو الحل للتطبيقات التي تبحث عن مروحة حلزونية هادئة.

تُفضَّل المروحة الحلزونية الهادئة في الأماكن ذات حدود الضجيج مثل المكاتب والمتاجر والمستشفيات. وكفاءتها أقل من النوع المائل للخلف، ولذلك لا تُستخدم في الخدمة الشاقة طويلة الأمد.

ما هي المواصفات الفنية للمروحة الحلزونية؟

تُجمع مواصفات المروحة الحلزونية تحت عناوين التدفق والضغط الاستاتيكي وسرعة الدوران وقدرة المحرك ومادة الغلاف. وهذه القيم مترابطة، فإذا تغيّر أحدها أُعيد حساب القيم الأخرى.

تُحدَّد مقاسات المروحة الحلزونية من خلال قطر الدفّاعة، كما تُحدَّد مقاطع فتحتي الشفط والدفع وفقًا لهذا القطر. وفي الخطوط التي تخرج عن المقاسات القياسية يُصنع الغلاف حسب الطلب. وفي الطرازات الصغيرة يصغر قطر الدفّاعة، فترتفع سرعة الدوران عند التدفق نفسه. وعند اختيار محرك المروحة الحلزونية يُقسم حاصل ضرب التدفق في الضغط على كفاءة المروحة، وتُعد قدرة المحرك هذه البند الأكثر تأثيرًا في التكلفة بين مواصفات المروحة الحلزونية.

مجالات استخدام المروحة الحلزونية

تعمل المروحة الحلزونية في كل خط يُنقل فيه الهواء في مواجهة مقاومة. وتُركَّب حلول التهوية الحلزونية خصوصًا لتجديد هواء المكان في مناطق الإنتاج المغلقة.

تُعد مسابك الصب ومصانع الإسمنت وتشغيل الأخشاب والأغذية والكيماويات وتشغيل المعادن أكثر المجالات استخدامًا للمروحة الحلزونية الصناعية. وضمن أنظمة تهوية المصانع، تحتل وحدات التهوية الحلزونية موقع المعدات الرئيسية، في حين تُستخدم الطرازات الصغيرة في الشفط من الآلات المنفردة.

استخدام المروحة الحلزونية في أنظمة شفط الغبار

تمثل المروحة الحلزونية قلب خطوط شفط الغبار، لأنها المعدة التي تولّد الضغط السالب. فمن دون المروحة لا تسحب أي فتحة شفط الغبار.

غالبًا ما تُركَّب المروحة بعد وحدة الفلترة فيصل إلى الدفّاعة هواء نظيف. أما في الحالات التي يتعين فيها مرور الغبار عبر المروحة فتُستخدم المروحة الحلزونية الشعاعية، إذ لا يسمح تصميم ريشها المستقيمة بتراكم الغبار الكاشط عليها. وفي خطوط فلتر الأكياس Jet Pulse تؤدي المروحة الحلزونية مهمة شفط الغبار من موقعها بعد الفلتر، أما مع الغبار الكاشط فيُضاف قبل المروحة الحلزونية الشعاعية سيكلون فصل أولي.

كيف يتم اختيار المروحة الحلزونية؟

يبدأ اختيار المروحة الحلزونية بتحديد قيمتي التدفق والضغط الاستاتيكي معًا. فالتدفق العالي وحده لا يكفي في الخطوط الطويلة.

الخطوة الثانية هي طبيعة الهواء. ففي الهواء النظيف تتقدم الريشة المائلة للخلف، وفي الهواء المحمّل بالغبار الريشة الشعاعية المستقيمة، وفي الأماكن ذات حدود الضجيج الريشة المائلة للأمام. كما تحدد درجة حرارة التشغيل وفئة قابلية الانفجار مادة الغلاف أثناء اختيار المروحة الحلزونية.

حساب المروحة الحلزونية

يبدأ حساب المروحة الحلزونية بالتدفق الإجمالي لنقاط الشفط، ثم يُضاف إليه فقد الضغط في خط مجاري الهواء. وتدخل في هذا المجموع مقاومة الأكواع والتضييقات والفلتر.

تُحدَّد القيمتان الناتجتان على منحنى المروحة، وتمثل نقطة تقاطعه مع منحنى مقاومة النظام نقطة التشغيل الفعلية. وعند اكتمال حساب المروحة الحلزونية تتضح قدرة المحرك تلقائيًا.

تصميم المروحة الحلزونية وتصنيعها

يبدأ تصميم المروحة الحلزونية بقياسات تُجرى في المنشأة. فلا يمكن اختيار الدفّاعة والغلاف الصحيحين قبل تحديد درجة حرارة الهواء وكثافة الغبار والرطوبة والمحتوى الكيميائي.

في مرحلة تصنيع المروحة الحلزونية يُتخذ القرار بشأن شكل الدفّاعة وسماكة صاج الغلاف والمادة معًا. ففي الظروف العادية يُستخدم الصاج الأسود، وعند وجود خطر التآكل يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ، وفي البيئات الخارجية الصاج المجلفن. ويكتمل تصميم المروحة الحلزونية مع قرار المادة هذا. وبعد التصنيع تخضع الدفّاعة لموازنة ديناميكية، وإذا أُغفلت هذه الخطوة في تصنيع المروحة الحلزونية يقصر عمر المحامل بشكل ملحوظ. لذلك من المهم طلب تقرير الموازنة عند المفاضلة بين مصنّعي المراوح الحلزونية، إذ لا تستطيع كل ورشة تصنّع المراوح الحلزونية تقديم هذا القياس.

أسعار المروحة الحلزونية

لا تُقدَّم أسعار المروحة الحلزونية من خلال قائمة جاهزة، بل تُسعَّر كل وحدة حسب المشروع. وينطبق الأمر نفسه على أسعار المراوح من النوع الحلزوني. ويُعد التدفق والضغط وقدرة المحرك ومادة الغلاف وطريقة نقل الحركة البنود الرئيسية في أسعار المروحة الحلزونية.

ترتفع أسعار المراوح من النوع الحلزوني إلى الفئة العليا في الطرازات ذات الغلاف المقاوم للصدأ والمحركات المناسبة للأجواء القابلة للانفجار. وتكلفة الطاقة حاسمة بالقدر نفسه، ففي وحدة تعمل معظم ساعات اليوم تعوّض الدفّاعة عالية الكفاءة فرق الاستثمار الأولي خلال بضع سنوات. وغالبًا ما يكمن الفرق بين عرضين متقاربين ظاهريًا في سماكة الصاج وفئة كفاءة المحرك. لذا ينبغي السؤال عن هذين البندين بشكل منفصل في صحيفة البيانات الفنية عند مقارنة مصنّعي المراوح الحلزونية. ويمكنكم الحصول على سعر خاص بمشروعكم عبر تعبئة نموذج طلب عرض السعر الخاص بنا.

ما الذي يجب مراعاته عند تركيب المروحة الحلزونية؟

يُنفَّذ تركيب المروحة الحلزونية بطريقة تمنع انتقال الاهتزاز إلى المبنى. إذ توضع الوحدة على مخمدات اهتزاز وتُوصل بمجرى الهواء عبر وصلة مرنة.

ولا ينبغي إغفال ترك مسافة مجرى مستقيم عند فتحتي الشفط والدفع. فالهواء الذي يدخل المروحة عبر كوع يُخل بانسياب التدفق ويخفض معدله. وبعد تركيب المروحة الحلزونية يجب التحقق من اتجاه الدوران، فالدفّاعة التي تدور بالاتجاه المعاكس تدفع الهواء لكنها لا تعطي إلا جزءًا صغيرًا من التدفق. وتنطبق الفحوصات نفسها على الأنواع الأخرى ضمن مجموعة المراوح الصناعية.