книги / Стационарные установки шахт

вого), двух приводных электродвигателей 2, унифицированной аппаратуры автоматизации 3

типа УКАВ-2, вспомогательного оборудова­ ния 4, здания 5 и каналов 6.

В машинном здании находятся вентиляторы, приводные электродвигатели, унифицированная аппаратура автоматизации, лебедки. Во всасы­ вающей будке расположена атмосферная ляда, служащая для реверсирования вентиляцион­ ной струи.

При работе установки на всасывание воз­ дух из шахты поступает, к вентилятору по глав­ ному и подводящему каналам и выбрасывается в атмосферу через диффузор. При этом обе ляды диффузоров, атмосферная и переключаю­ щая ляды (последняя отсоединяет резервный вентилятор от главного канала и работающего вентилятора) опущены. Остальные ляды под­ няты.

При реверсировании вентиляционной струи поднимают атмосферную ляду и обе ляды диф­ фузоров и опускают реверсивную ляду. В этом случае свежий воздух поступает в вентилятор из атмосферы через всасывающую будку, снаб­ женную жалюзийной решеткой, и нагнетается в шахту по диффузору, обводному и главному каналам.

Вентилятор ВЦ-25 (см. рис. 1.32) [751 со­ стоит из рабочего колеса /, главного вала 2, спирального корпуса 3, входного патрубка 4,

направляющего аппарата 5, коллектора б, рамы 7, привода направляющего аппарата 8.

Рабочее колесо представляет собой сварную металлоконструкцию, состоящую из двух дис­ ков — коренного и покрывного, между кото­ рыми приварены восемь крыловидных лопа­ ток, сваренных из обечаек и ребер жесткости. Рабочее колесо укреплено на консоли главного вала, вращающегося в двух подшипниках ка­ чения. Последние установлены в стальных ли­ тых корпусах, закрепленных болтами на обра­

с разъемом по оси вала. С наружных торцов подшипники имеют отъемные крышки с гори­ зонтальным разъемом. Внутренние торцы под­ шипников соединены между собой масляной ванной, представляющей собой сварную трубу, снабженную двумя маслоуказателями и двумя отверстиями для заливки масла.

С целью обеспечения нормального уровня масла для каждого подшипника ванна разде­ лена на два отделения и имеет разъем в гори­ зонтальной плоскости. Для предотвращения утечки масла и проникновения пыли в подшип­ ники предусмотрены маслоотражательные коль-

ца и резиновые манжетные уплотнения. В крыш­ ках корпусов подшипников имеются гнезда для установки термодатчиков, служащих для контроля температуры подшипников.

Главный вал вентилятора и электродвигатель соединяются втулочно-пальцевой муфтой. Спи­ ральный корпус вентилятора с вертикальным расположением диффузора состоит из двух верхних и одной нижней сварных секций, сое­ диненных болтами, и нижней бетонной части. Разъем верхних и нижней секций производится по горизонтальной плоскости, совпадающей

сосью главного вала. Для удобства монтажа

иремонта рабочего колеса верхние секции кор­ пуса имеют разъем в вертикальной плоскости. С целью доступа при профилактическом ос­ мотре лопаток рабочего колеса спиральный корпус снабжен двумя люками: одним со сто­ роны подшипника, другим — на обечайке кор­ пуса.

Со стороны всасывания в спиральный корпус вставлен входной патрубок, представляющий собой коническую обечайку с уплотнительными

кольцом и полосой. Для работы вентилятора с высоким к. п. д. необходимо обеспечить не­ большие зазоры между входным патрубком' и рабочим колесом: радиальный 6 мм и осевой

10мм.

Квходному патрубку примыкает осевой на­ правляющий аппарат, состоящий из цилиндри­

ческого корпуса, обтекателя, 12 лопаток, рас­ положенных между ними, и механизма одно­ временного поворота лопаток. Лопатки с по­ мощью привода могут быть повернуты на угол от +90° (отверстие перекрыто) до —30°. При положительных углах установки лопаток воз­ дух закручивается в сторону вращения рабо­ чего колеса, что приводит к уменьшению по­ требляемой мощности и производительности вен­ тилятора; при отрицательных углах установки воздух в аппарате закручивается против на­ правления вращения рабочего колеса, увели­ чивая потребляемую мощность и производи­ тельность вентилятора.

По желанию заказчика вентиляторы постав­ ляются с одним из двух синхронных электро­ двигателей: СД13-52-8 (630 кВт, 750 об/мин, 6000 В) или СД13-52-10 (500 кВт, 600 об/мин, 6000 В).

Вентиляторы и вспомогательное оборудование изготовляются Артемовским машиностроитель­ ным заводом.

Вентилятор центробежный ВЦ-32

Центробежный вентилятор одностороннего вса­ сывания ВЦ-32 [51, 75] разработан Донгипроуглемашем и Каменским машиностроитель-

Рис. 1.34. Аэродинамические характеристики вентиля­ торной установки ВЦ-32

ным заводом по аэродинамической схеме Ц35-15 ИГМТК им. М. М. Федорова [61].

Вентилятор ВЦ-32 предназначен для глав­ ного проветривания угольных шахт и рудни­ ков, применяется он также в вентиляционных устройствах предприятий металлургической, химической и других отраслей народного хо­ зяйства при производительности 37—168 м3/с и статическом давлении 130—515 кгс/м2.

Как видно из аэродинамических характери­ стик ВЦ-32, приведенных на рис. 1.34, кривые

тиляторы в любой точке характеристики, как при единичной, так и параллельной работе двух и более машин. Характерным для всего класса машин с загнутыми назад лопатками является и наличие явно выраженного макси­ мума на кривых мощности, как правило совпа­

дающего с оптимальным режимом работы. Это свойство центробежных машин с загнутыми на­ зад лопатками позволяет избежать опасности перегруза приводных электродвигателей и, сле­ довательно,! не бояться «закорачивания» воз­ душной струи.

Техническая характеристика вентиляторной установки

щая из двух вентиляторов ВЦ-32 правого и левого исполнения, показана на рис. 1.35. Работающий вентилятор / соединен с шахтным стволом каналом 7, в котором ляда 3 находится

в верхнем положении. Опущенная ляда вса­ сывающей будки 4 отсекает вентиляционные

каналы от атмосферы, а ляда 5 изолирует об­ водной канал 6. Вентиляционный канал ре­ зервного вентилятора перекрыт лядой 8, на­

ходящейся в нижнем положении. Ляды диф­ фузора работающего 2 и резервного 9 вентиля­

торов находятся также в нижнем положении. При необходимости реверсирования воздуш­ ной струи, когда вентиляторы нагнетают воз­ дух в шахту, ляда диффузора работающего вентилятора поднимается и соединяет выхлоп­ ное отверстие спирального кожуха с обводным каналом, ляда 5 опускается, одновременно от­

крывается ляда всасывающей будки, за счет чего вентилятор начинает всасывать воздух непосредственно из атмосферы.

Все ляды поднимаются и опускаются с по­ мощью канатов, перемещение которых осуществляется однобарабанными лебедками ЛРУ1-2М. Канаты направляются системой блоч­ ков, укрепленных на стенках и перекрытиях вентиляционных каналов.

Как при прямой, так и при реверсивной работе вентиляторы работают с неизменными направлением и скоростью вращения.

Основной конструктивной особенностью вен­ тилятора ВЦ-32 [75], общий вид которого по­ казан на рис. 1.36, является исполнение его ротора.

Вентилятор ВЦ-32 выполнен с двухопорным ротором 2, на вал которого рабочее колесо 6

насажено между опорами.

В подшипниковых узлах 1 и 7 ротора при­

менены радиально-сферические роликоподшип­ ники, насаженные на вал с помощью разрезной конусной втулки. В корпусах подшипников предусмотрены емкости, заполненные жидким минеральным маслом, для смазки подшипни­ ков.

Рабочее колесо, закрепленное на ступице вала с помощью болтового соединения, состоит из двух дисков: плоского коренного и кони­ ческого покрывного, между которыми вварены восемь пустотелых профильных лопаток. Жест­ кость и прочность обечаек лопаток достигаются

благодаря фермному оребрению, расположен­ ному в полости лопаток.

Входное отверстие покрывного диска усилено литым лабиринтным кольцом. Улучшение ус­ ловий поворота воздушного потока на входе в рабочее колесо достигается за счет укреплен­ ного на коренном диске обтекателя. Наличие последнего позволяет также ужесточить корен­ ной диск, улучшить его отстройку от резонан­ сной частоты поперечных колебаний.

Статорная часть вентилятора ВЦ-32 состоит из спирального кожуха 5 и входной коробки 3,

между которыми установлен корпус осевого направляющего аппарата 4. Все узлы статора —

сварные металлоконструкции, имеющие гори­ зонтальный разъем и соединенные друг с дру­ гом по вертикальным фланцам.

Режим работы вентилятора регулируется по­ воротом лопаток осевого направляющего аппа­ рата, расположенных в корпусе аппарата у вхо-

Регулирование ВЦЗ-32, его настройка на требующийся вентиляционный режим произ­ водится двумя способами [42]: в случае не­ большого изменения эквивалентного отвер­ стия — поворотом лопаток осевого направляю­ щего аппарата на ходу вентилятора; при не­ обходимости в значительном изменении про­ изводительности или давления вентиляцион­ ного режима на остановленном вентиляторе пе­ реставляют закрылки, меняя угол их установки. Таким образом, кривые «производительность — давление» (см. рис. 1.37) соответствуют раз­ личным углам установки закрылков: от —10 до +30°. В промежутках между этими кривыми любой режим может быть получен за счет соот­ ветствующего поворота лопаток направляющего аппарата. Кривые равных коэффициентов по­ лезного действия учитывают потери в обеих применяющихся системах регулирования.

Вентиляторная установка с вентиляторами ВЦЗ-32 (рис. 1.38) аналогична установке с вен­ тиляторами ВЦ-32. Помимо двух вентиляторов, рабочего и резервного, оборудование вентиля­ торной установки включает шесть ляд, приво­ димых в действие с помощью лебедок ЛРУ1-2М,

Рис. 1.37. Аэродинамические характеристики вентиля­ тора ВЦЗ-32 при 600 об/мин

канатов и блочков, смонтированных на стен­ ках и перекрытиях каналов. Резервный и ра­ бочий вентилятор — левого и правого испол­ нения. Отличаются они ориентацией лопаток рабочего колеса относительно приводного конца вала ротора.

Рабочее колесо 2 крепится с помощью болтов

к ободу ступицы, сидящей на валу между опо­ рами в непосредственной близости от одной из подшипниковых опор 1.

Подшипниковые узлы ротора состоят из ли­ тых разъемных корпусов, в полости которых имеются масляные ванны с установленными в их расточки сферическими двухрядными ро­ ликоподшипниками, насаженными на вал на

разрезных конусных втулках. Зубчатая муфта, с помощью которой на вал ротора 5 передается

крутящий момент от двигателя, выполнена та­ ким образом, что между концами валов ротора и двигателя сохраняется расстояние, достаточ­ ное для монтажа и демонтажа зубчатых вту­ лок муфт и роликоподшипников.

Статорная часть вентилятора состоит из вход­ ной коробки 6, через которую воздух поступает

из вентиляционных каналов к осевому направ­ ляющему аппарату 4 и рабочему колесу, кор­

пуса направляющего аппарата и спирального кожуха 3, выхлопное отверстие которого при­

мыкает к бетонному диффузору. Направляющий аппарат состоит из листовых лопаток с прива­ ренными цапфами.

Нижние цапфы фиксируются в пазу обте­ кателя, охватывающего вал, на верхние уста­ новлены опоры скольжения, закрепленные на внешней поверхности конического корпуса на­ правляющего аппарата. Рычаги, насаженные на верхние цапфы лопаток, своими пальцами входят в пазы приводного кольца, соединенного с помощью гайки с винтом редуктора привода направляющего аппарата.

Лопатки осевого аппарата могут поворачи­ ваться на углы от +90°, при котором входное отверстие полностью перекрывается, до 0°. В последнем случае подкрутки потока не про­ изводится, так как полотна лопаток устанав­ ливаются строго по оси вала вентилятора. При промежуточных углах от 0 до +90° воз­ дух, попадая на лопатки, должен отклоняться по направлению вращения рабочего колеса.

ленный торообразным кольцом покрывной 2

диски, между которыми установлены восемь лопаток. Каждая из лопаток состоит из не­ подвижной части 3, приваренной к дискам, и поворотного закрылка 4.

Лопатки и закрылки рабочего колеса имеют трехслойную конструкцию; их пустотелые про­ фили заполнены пенопластом, связывающим обечайки и заставляющим их работать совме­ стно, как единое целое.

Закрылки имеют стальную ось 5, в которую входят со стороны обоих дисков сухари с цап­ фами. На цапфу 6, выходящую за коренной

диск, насажен шарикоподшипник, наружное кольцо которого установлено в расточке ста­ кана 7, имеющего зубчатый венец на внутрен­ ней поверхности его выступающей за диск части. Стакан крепится к диску болтами. По консоли цапфы может перемещаться фикси­ рующая угол поворота элемент-щестерня 8,

входящая в зацепление с зубчатым венцом

стакана. Выступающие части стаканов закрыты обтекателями 9, что имеет целью уменьшить

аэродинамическое сопротивление при враще­ нии колеса.

Цапфа оси закрылка со стороны покрывного диска укреплена с помощью шарикоподшип­ ника, установленного в расточке корпуса.

Фиксация закрылков при повороте произво­ дится через 10°. При необходимости в повыше­ нии давления, развиваемого вентилятором, за­ крылки устанавливают на положительные углы (+10; +20; +30°), для уменьшения произво­ дительности и давления осуществляется пово­ рот закрылков на отрицательные углы (—10, —20°). Поворот закрылков выполняется на остановленном вентиляторе через люки в стенке кожуха; при этом снимают обтекатели 9 и

выводят шестерни из зацепления, перемещая их на оси, а затем устанавливают на нужный угол и вновь вводят в зацепление.

Управление и контроль за работой вентиля-, торной установки осуществляются с помощью унифицированного комплекта аппаратуры ав­ томатизации УКАВ-2, выпускаемого Харьков­ ским электромеханическим заводом. Вентиля­ торы и вспомогательное оборудование с 1978 г. будут изготовляться на Донецком машиностро­ ительном заводе им. Ленинского комсомола Украины под шифром ВЦ-31,5П.

Вентилятор центробежный ВЦД-32М

Центробежный вентилятор ВЦД-32М [52, 401 разработан Донгипроуглемашем по аэродина­

и в вентиляционных системах предприятий ме­ таллургической, химической и других отраслей народного хозяйства при потребном расходе воздуха 60—305 м8/с и статическом давлении 70—510 кгс/м2.

Аэродинамические характеристики вентиля­ тора ВЦД-32М приведены на рис. 1.40. В верх­ ней части зоны изменение режима работы про­ изводится с помощью осевых направляющих

Вентилятор центробежный ВЦД-40

Центробежный вентилятор двустороннего вса­ сывания ВЦД-40 [73, 7, 41], разработанный Донгипроуглемашем по аэродинамической схеме Ц38-23 ИГМТК им. М. М. Федорова, пред-

Цквт

назначен для проветривания крупных глубо­ ких угольных и рудных шахт с расходом воздуха 90—505 м3/с и статическим давлением 120—880 кгс/м2 (рис. 1.43).

Вентиляторы ВЦД-40 могут также приме­ няться в системах вентиляции предприятий металлургической, химической и других от­ раслей народного хозяйства.

В верхней части зоны экономичной работы вентилятор регулируется с помощью осевых направляющих аппаратов, в нижней — изме­

Рис. 1.43. Аэродинамические характеристики вентиля­ торной установки ВЦД-40

Шахтная вентиляторная установка ВЦД-40 (рис. 1.44) состоит из рабочего 1 и резервного 2

вентиляторов с приводными электродвигате­ лями, пускорегулирующей аппаратуры и ус­ тройств для переключения и реверсирования воздушной струи (вспомогательного оборудо­ вания). Установка выполнена в двух вариан­ тах. В одном из них воздушная струя ревер­ сируется и переключается с помощью ляд, приводимых в действие от канатов лебедками ЛГРУ-10. Подводящие и обводные каналы объединены в единый блок, а бетонные диффу­ зоры наклонены под углом к вертикали, что позволило сократить площадь, занимаемую вен­ тиляторной установкой.

При работе на всасывание ляда переключе­ ния 5 работающего вентилятора находится, в верхнем положении, а аналогичная ляда 6

резервного вентилятора опущена, перекрывая подводящий канал. Ляды 3 и 4 диффузоров

обоих вентиляторов находятся в крайнем ниж­ нем положении, ляда всасывающей будки и ляда 7 обводного канала перекрывают проемы, связывающие всасывающую сторону вентиля­ тора с атмосферой, а нагнетательную — со стволом шахты. При реверрированйи воздуш-