книги / Рудничные вентиляторные и водоотливные установки

В зависимости от частоты и глубины регулирования и мощности на валу вентилятора можно рекомендовать следующие области применения различных способов регулирования:

а) при небольшой глубине регулирования (до е ^ 0,4) центро­ бежных вентиляторов — поворот лопаток Н. А при постоянной ско­ рости вращения электродвигателя и вентилятора;

б) при более глубоком (до е ^ 0,6) и частом регулировании центробежных вентиляторов — применение двухскоростных двига­ телей в сочетании с направляющим аппаратом для более тонкого регулирования;

в) при глубоком, но не частом регулировании центробежных вентиляторов — замена двигателя в сочетании с направляющим аппаратом для тонкого регулирования;

г) при глубоком и частом регулировании при отсутствии напра­ вляющего аппарата — изменение скорости вращения с помощью реостата в цепи ротора двигателя;

д) при глубоком, но не частом регулировании осевых вентиля­ торов — поворот лопастей рабочего колеса в сочетании с напра­ вляющим аппаратом и при необходимости замена двигателя;

е) при большой мощности на валу вентиляторов (более 1500 кет), частом и глубоком регулировании — применение специальных си­ стем привода с экономичным регулированием.

Г л а в а VII

КОНСТРУКЦИИ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ И ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ УСТАНОВКИ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

§1. Конструкции рудничных осевых вентиляторов

Вгорной промышленности СССР широко применяются различ­ ные типы осевых вентиляторов. До последнего времени широко применялись вентиляторы ЦАГИ серии В, имевшие ряд недостат­ ков [27]. С начала 50-х годов началось широкое внедрение новых типов вентиляторов серии К-06 (крученые лопасти рабочих колес, отношение диаметра втулки к диаметру колеса 0,6) (рис. 157).

Лопасти рабочих колес изготавливают сварными из листовой стали или отливают из сплавов легких металлов (магния и алюми­ ния). Крепление лопастей на втулке колеса осуществляется спе­ циальными конусными затворами (рис. 158), позволяющими легко поворачивать их на необходимый угол, а в случае надобности — снимать через люк без разборки кожуха. Коническая часть хвосто­ вика лопасти 1 входит в конусное отверстие разъемного вкладыша 2,

который имеет выступы, упирающиеся в обод втулки рабочего колеса и удерживающие лопасть от выпадения. Положение вкладыша фиксируется штифтом 3. Коническая часть хвостовика лопасти прижимается к вкладышу пружиной 4, упирающейся вторым кон­ цом в траверсу 5. При вращении рабочего колеса это поджатис усиливается также за счет центробежной силы. Рабочие колеса вентилятора К-06 имеют 12 или 16 лопастей. Они устанавливаются под небольшим углом к плоскости вращения с помощью специаль­ ного ключа через люк кожуха.

Рис. 158. Узел крепления лопасти колеса вентиля­ торов серии К-06 диаметром 1— 1,8 м

В вентиляторах с диаметром рабочего колеса 2,4 м и более лопасти устанавливаются под углом, кратным 5°, и поворот их сопро­ вождается прощелкиванием зубьев замка, причем каждый щелчок соответствует повороту на 5°. В вентиляторах с рабочими колесами меньших диаметров лопасти можно устанавливать под любыми углами в пределах 10—45°.

Спрямляюще-направляющий аппарат двухступенчатых вентиля­ торов диаметром 1—1,8 м имеет 16—22 неподвижные лопатки, а вентиляторов диаметром 2,4—3,6 м — 20—22 профилированные лопатки с поворотными закрылками. Закрылки могут одновременно поворачиваться с помощью специального механизма с приводом. Поворот закрылков позволяет изменять подачу вентилятора в пре­ делах ±10% без остановки вентилятора, а также уменьшать момент сопротивления при пуске вентилятора примерно на 50%. Для уве­ личения подачи вентилятора угол установки закрылков умень­ шается до 70°, а для уменьшения — увеличивается до 110° при нор­ мальном угле установки 90°.

Спрямляющий аппарат вентиляторов серии К-06 состоит из 9—11 неподвижных профилированных лопаток, приваренных к ко­ жуху и внутренней обечайке под углом 105° к направлению вра­ щения.

Вентиляторы с диаметром рабочего колеса 3 и 3,6 м выполняются по двум схемам: с входным направляющим аппаратом (число лопа­ ток девять) и без него. Как показал опыт эксплуатации, входной направляющий аппарат увеличивает шум вентиляторов, в связи с чем они выпускаются преимущественно без него.

Направление Вращения

Рис. 159. Схемы реверсирования потока воздуха в осевых вентиляторах:

а — нормальная работа; б — изменением направления вращения рабочих колес; в — изменением угла установки лопастей рабочих колес; г — изменением угла установки лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов и направления вращения колес

Ротор вентилятора находится в сварном секционном кожухе, который обрабатывается по внутреннему диаметру, что обеспечи­ вает сравнительно небольшие и равномерные зазоры между концами лопастей рабочих колес и кожухом. Для плавного подвода воздуха к рабочему колесу и снижения потерь давления на входе осевые вентиляторы снабжаются коллектором и передним обтекателем (коком).

Осевые вентиляторы являются реверсивными машинами. Меняя направление вращения рабочих колес, можно изменить направление движения воздуха, при этом давление и подача вентилятора резко уменьшаются. Необходимость же реверсирования воздушной струи

в) изменением направления вращения с одновременным измене­ нием угла установки лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов (рис. 159, г).

fill

Ml-

Направление движе­ ния воздуха при

нормальной работе

т

Рис. 160. Схемы лопаточных венцов вентиляторов ВОКД со спрям- ляюще-направляющим аппаратом для реверсирования

(рис. 159, г) использован Донгипроуглемашем, который по предло­ жению Л. М. Левина разработал спрямляюще-направляющий аппа­ рат для реверсирований с гибкими лопатками (схема CHAP) и меха­ низм для одновременного перевода всех лопаток в требуемое положе­ ние (рис. 160). Этими аппаратами оборудуются осевые вентиляторы серии К-06, и в этом случае установке присваивается шифр ВОКР (вентилятор осевой с кручеными лопастями, реверсивный).

ГОСТ 11004—64 на вентиляторы для главного проветривания угольных и рудных шахт предусматривает новую маркировку осе­ вых вентиляторов: ВО — вентиляторы осевые одноступенчатые, ВОД — двухступенчатые и ВОТ — трехступенчатые. Размер вен­ тилятора характеризуется номером, добавляемым к шифру, напри­ мер ВОД-ЗО, причем номер вентилятора получается делением вели­ чины диаметра колеса, выраженной в миллиметрах, на 100. Все серийные вентиляторы, согласно указанному ГОСТу, должны выпу­ скаться в пределах номеров от 9 до 50.

§2. Конструкции рудничных центробежных вентиляторов

Вгорной промышленности СССР применяется много различных типов центробежных вентиляторов: ВЦ, ВЦО, ВЦД, ВЦН, ВШЦ,

Центробежные вентиляторы серии ВЦ, разработанные Донгипроуглемашем на основе аэродинамической схемы Ц-40, имеют рабочие колеса с радиальными лопатками и односторонним подводом воз­ духа. Регулирование режима работы осуществляется поворотом лопаток осевого направляющего аппарата. Эти вентиляторы выпу­ скались с диаметром рабочего колеса 4 и 5 м. Ввиду недостаточной экономичности и громоздкости производство их прекращено.

Вентилятор ВЦО (рис. 161) состоит из рабочего колеса 1, консольно расположенного на валу 2, который вращается в двух под­ шипниках качения 3. Спиральный кожух 4 имеет симметричный радиальный диффузор. Осевой направляющий аппарат 5 с одно­ временно поворачивающимися дуговыми лопатками установлен перед рабочим колесом. Вентилятор соединяется с двигателем зубчатой муфтой б. Вентиляторы малых размеров и двигатели к ним поме­ щают на общей раме 7. У крупных вентиляторов нияшяя половина кожуха и выходной диффузор выполняются бетонными. Лопасти колеса имеют дуговой профиль, двойную кривизну, радиальный выход и продолженный входной участок, обеспечивающий постоянный угол атаки на входе. В сравнении с вентилятором ВЦ вентилятор ВЦО имеет более совершенную аэродинамическую схему и, следова­ тельно, более высокие эксплуатационные показатели (максимальный

к.п. д. больше на 6%, средневзвешенный к. п. д. больше на 5%). Вентилятор ВЦД (рис. 162) имеет рабочее колесо двустороннего

всасывания, кожух с радиальным диффузором, два направляющих аппарата и две всасывающие коробки. Рабочее колесо выполняется с лопастями, загнутыми назад ((32 = 108°), что обеспечивает более высокий к. п. д. К числу его достоинств можно отнести также сравни­

тельно большой коэффициент подачи (Q = 0,275). Они имеют более простую конструкцию, чем вентиляторы ВЦО, вследствие отсутствия упорных подшипников. Вентиляторы ВЦД предназначены для проветривания шахт с большой депрессией и значительными рас­ ходами воздуха.

В последние годы в СССР и за рубежом созданы высокоэконо­ мичные быстроходные центробежные вентиляторы с рабочими коле­ сами, имеющими лопасти, сильно загнутые назад. Достоинствами этих вентиляторов являются: 1) высокий к. п. д.; 2) монотонно пада­ ющая характеристика давления, что бывает важно при параллель­ ной работе; 3) пологая кривая мощности, что исключает перегрузку двигателя при больших подачах; 4) лопасти, имеющие внутри ребра,

-Z45U

00014

Рис. 161. Шахтный центробежный вентилятор ВЦО-1,0