Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стационарные установки шахт

..pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
38.48 Mб
Скачать

Рис. 1.55. Вентилятор ВОД-16

 

 

 

 

 

 

Подшипниковые

узлы

вентилятора смазы­

условий может иметь лишь легкое укрытие

ваются консистентной смазкой с помощью кол­

или противошумную изоляцию. Электропривод

пачковых пресс-масленок, выведенных на верх­

второй ступени располагается в помещении об­

нюю часть

корпуса.

выходная коробка 12

легченного типа.

 

 

Подводящий канал /,

Пуск вентилятора осуществляется включе­

и глушитель шума 13 являются элементами

нием сначала электродвигателя второй сту­

строительной части установки.

пени, а после выхода его на номинальную ско­

На рис. 1.55 изображен вентилятор, уста­

рость вращения производится включение элек­

новленный для работы на всасывание. При

тродвигателя первой ступени. Такой порядок

работе на нагнетание входная сторона венти­

пуска вентилятора

обеспечивает наименьшую

лятора сообщается с атмосферой или присоеди­

пиковую нагрузку

в электросети.

няется к калориферу, а выходная коробка 12

При работе вентилятора на всасывание воз­

подключается к вентиляционному каналу.

дух из шахты поступает к нему по вентиляцион­

Шахтная

установка главного проветривания

ному каналу и выбрасывается в атмосферу

состоит из двух одинаковых вентиляторов,

через диффузор и выходную коробку. Принцип

установленных рядом и подключенных к глав­

работы самого вентилятора следующий. В ра­

ному вентиляционному каналу через развет­

бочее колесо первой ступени поступает в осе­

вляющиеся подводящие каналы, на которых

вом направлении воздушный поток, который,

устанавливаются две ляды с лебедкой для

получив энергию, выходит из колеса закру­

отключения

неработающего (резервного) вен­

ченным в сторону

его вращения. Колесо вто­

тилятора от

вентиляционного канала.

рой

ступени,

вращающееся

противоположно

Установка комплектуется пуско-регулирую-

первому колесу, раскручивает поток и сооб­

щей и контрольно-измерительной аппаратурой

щает ему дополнительную энергию. На режи­

типа УКАВ-2 Харьковского электромеханичес­

мах

максимального

к. п. д. суммарное давле­

кого завода.

 

 

ние вентилятора распределяется поровну между

В машинном здании находятся электропривод

ступенями, и

поток выходит

из вентилятора

первой ступени вентилятора, аппаратура управ­

в осевом направлении.

 

ления

и контроля. Сам вентилятор распола­

Регулирование вентилятора

осуществляется

гается

вне здащ?

ijgt зависимости от местных

поворотом лопаток рабочих колес вручную при

остановленном приводе.

Наибольшая

эконо­

Вентилятор ВОД-16 с комплектом вспомо­

мичность

регулирования

обеспечивается при

гательного

механического оборудования изго­

соблюдении указанного

на аэродинамических

товляется

Артемовским машиностроительным

характеристиках сочетания углов поворота ло­

заводом.

 

паток первой и второй ступеней. Эти сочета­

Вентиляторы

осевые реверсивные ВОД-21,

ния углов

указаны также в таблице,

укреп­

ленной на корпусе вентилятора около люка.

ВОД-ЗО,

ВОД-40 и ВОД-50

 

 

 

 

 

Осевые реверсивные двухступенчатые вентиля­

Регулирование можно

производить вторым

способом — поворотом лопаток только на

торы ВОД-21, ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 ’[62,

первом колесе. При этом лопатки второго

66, 67, 75], разработанные Донгипроуглемашем

колеса следует устанавливать на постоянный

по аэродинамической схеме К-84

ЦАРИ им.

угол, равный 27°. В этом случае рабочая об­

H. Е. Жуковского и Донгипроуглемаща, пред­

ласть по давлению изменяется незначительно,

назначены

для

главного

проветривания шахт

а по производительности сокращается при­

и рудников малой и средней глубины, обще­

мерно в 1,4

раза.

 

 

 

шахтная

депрессия которых

не

превышает

При отключении одного из колес, когда оно

300 кгс/м2. Вентиляторы ВОД-21 применяются

свободно вращается вместе с электродвигателем,

при потребном расходе воздуха до 100 м3/с,

производительность

вентилятора

составляет

ВОД-ЗО — до 200 м3/с, ВОД-40 — до 350 м3/с,

40—50%

от

нормальной.

 

ВОД-50 — до 600 м3/с (рис. 1.56—1.59). Они

Распределение мощности между

ступенями

могут использоваться также в металлургиче­

примерно одинаковое при большинстве углов

ской, химической и других отраслях народ­

установки лопаток, кроме углов 40—44°, когда

ного хозяйства для перемещения воздуха и

мощность (максимальная) на второй ступени

неагрессивных газов с температурой 5—30° С.

выше,

чем на первой,

в 1,3 раза, поэтому при

Вентиляторы выполнены реверсивными, т. е.

выборе электродвигателей вентилятора следует

обеспечивающими требуемую

Правилами безо­

учитывать

указанное

распределение. Электро­

пасности производительность при реверсе не

двигатели принимаются одинаковыми по боль­

менее 60% от нормальной производительности,

шему значению рассчитанной мощности.

без применения обводного канала и всасыва­

Реверсирование вентиляционной

струи осу­

ющей будки. По специальному заказу венти­

ществляется изменением направления вращения

ляторы могут выполняться и нереверсивными.

обоих рабочих колес. В этом случае макси­

Вентиляторы применимы как для всасыва­

мальная мощность любого из электродвигателей

ющей, так и для нагнетательной

вентиля­

не превосходит ее при прямой работе.

ции.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глушитель шума (например, шлакоблочный

Шахтная вентиляторная установка (рис. 1.60)

пластинчатого типа) устанавливается в выход­

состоит из двух вентиляторов 5 типа ВОД

ной коробке на расстоянии 2,5 м от оси вен­

(рабочего и резервного), двух приводных син-

тилятора.

 

 

 

 

 

 

хронных

электродвигателей

4,

двух

систем

Техническая

характеристика вентиляторных установок

 

В О Д -2 1

В О Д -З О

 

В О Д -40

 

В О Д - 5 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр

рабочего

колеса,

мм

 

 

 

2100

3000

 

4000

 

5000

Частота

вращения

вала, об/мин

 

 

750

500

 

375

 

300

Статический

к. п. д.:

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

максимальный .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средневзвешенный в нормальной области работы

 

 

 

0,76

 

 

 

 

Оптимальный режим:

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

производительность, м3/с .

 

 

62

 

245

 

 

390

статическое давление,

кгс/м2

 

 

260

240

 

290

 

 

290

Производителыюсть в области

промышленного использования,

25— 115

50—224

84—415

140—640

Статическое давление в области промышленного использования,

 

 

 

 

 

 

 

 

кгс/м2

 

 

 

 

 

 

 

 

90—320

80—290

100—335

100—335

Потребляемая мощность в области промышленного использования,

 

 

 

 

 

 

 

 

кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

70—380

120—670

240— 1310

400—2060

Маховый момент ротора вентилятора, кгс-м2

 

2300

12 800

43 000

 

131 000

Масса, кг:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вентилятора

 

 

.

 

 

11 720

32 300

47 600

 

88 040

установки

из

двух вентиляторов (без

электрооборудования)

33 900

79 850

122 800

 

1^1320

N,K8m

Рис. 1.56, Аэродинамическая характеристика вентиля­

Рис. 1.57. Аэродинамическая характеристика вентиляторной

торной установки ВОД-21

установки ВОД-ЗО

Рис. 1.58. Аэродинамическая

характеристика вентиляРис. 1.59. Аэродинамическая характеристика вентиля­

торной установки ВОД-50

торной установки ВОД-40

- F

G

Рис. 1.60. Вентиляторная установка с вентиляторами типа ВОД

смазки 8, унифицированных комплектов аппа­

ратуры автоматизации Р, вспомогательного обо­ рудования 3 для переключения воздушной

струи с рабочего на резервный вентилятор, здания 2, каналов /, фундаментов 6 и глуши­

теля шума 7.

Основные размеры вентиляторных установок типа ВОД даны в табл. 1.6.

В здании располагаются вентиляторы с их приводными электродвигателями, системы смазки и унифицированные комплекты аппара­ туры автоматизации. С шахтным стволом венти­ ляторы соединяются подводящим железобетон­ ным каналом прямоугольного сечения, который после раздвоения к рабочему и резервному вентиляторам переходит в плавные двойные

Таблица 1.6

 

 

 

 

 

Размер (См

рис. 160),

мм

 

 

Вентиляторы

А

в

 

с

D

Е

F

G

H

 

 

ВОД-21

15 000

12 000

3 300

2 600

4 500

29 000

14 420

9 000

ВОД-ЗО

18 000

15 000

5

0С0

3 680

5 400

41 000

20 580

11 000

ВОД-40

21 000

18 000

6

000

4 800

6 800

51 000

28 100

9 500

ВОД-50

24 000

18 000

8 000

6 000

6 500

57 000

32 400

11 000

колена круглого сечения, подходящие к вход­ ным отверстиям обоих вентиляторов. За венти­ ляторами расположены выходные железобе­ тонные каналы прямоугольного сечения, соеди­ няющиеся между собой и переходящие в общий для обоих вентиляторов глушитель шума, уста­ новленный на выходе из вентиляторной уста­ новки.

В местах раздвоения подводящего канала к двум вентиляторам и соединения выходных каналов от двух вентиляторов в общий глуши­ тель шума расположены устройства для пере­ ключения воздушной струи, выполненные в виде ляд или вертикальных дверей с приводом от лебедки или мотор-редуктора. Переключающие ляды или двери направляют воздушный поток в работающий вентилятор, отсекая одновре­ менно от вентиляционной сети резервный вен­ тилятор.

Глушитель шума пластинчатого типа распо­ ложен в выходном канале, занимая его гори­ зонтальный и вертикальный участки. Глуши­ тель состоит из пяти—семи параллельных сте­ нок, которые разделяют общую исходящую струю на отдельные струи, проходящие между стенками, выложенными из звукопоглощающих шлакоблоков. Выполнение выходной части вен­ тиляторной установки и глушителя шума об­ щей для двух вентиляторов делает установку необмерзаемой, так как исключается возмож­ ность проникновения наружного холодного воз­ духа к резервному вентилятору. В вентиляторе ВОД-50 ввиду весьма низкочастотного спектра шума установка глушителя не предусматри­ вается.

Вентиляторы ВОД-21, ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 (рис. 1.61) состоят из ротора 7, ко­ жуха 5, переднего 6 и заднего 9 опорных бло­ ков, коллектора 5, кока диффузора 11, рамы 10, трансмиссионного вала «3, системы смазки. С приводным электродвигателем 1 вентилятор соединен муфтой 2.

Основные размеры вентиляторов типа ВОД даны в табл. 1.7.

На раме 10 вентилятора, закрепленной на фундаменте, установлены передний 6 и зад­ ний 9 опорные блоки, являющиеся несущими

элементами конструкции. Опорные блоки свар­ ные, с горизонтальным разъемом. В вентиля­ торах ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 они пред­ ставляют собой самостоятельные узлы, в вен­ тиляторе ВОД-21 — выполнены заодно с ко­ жухом. Передний опорный блок служит опо­ рой радиального подшипника ротора, задний блок — опорой радиально-упорного подшип­ ника. Задний опорный блок является одно­ временно и спрямляющим аппаратом с 14 ло-

Рис. 1.62. Ротор вентилятора типа ВОД

патками, 11 из которых выполнены поворот­ ными, а три — неподвижными, несущими.

Ротор вентилятора типа ВОД (рис. 1.62) представляет собой вал 7 с насаженными на него рабочими колесами 3, подшипниковыми узлами 1 и 8 и полумуфтой. Рабочие колеса крепятся на валу шпонками 6 и предохраняются от осевого смещения гайками 2. Втулки рабо­

чих колес, диаметр которых равен 0,6 диаметра вентилятора, выполнены сварными. Во избе­ жание проникновения во втулки пыли и влаги, вызывающих дисбаланс, их внутренние поло­ сти герметизированы.

Лопатки рабочих колес 4 (12 на каждом

колесе) сварно-клепаные, пустотелые, состоят из несущего хвостовика, двух листов обшивки, армирующего ребра и донышек. Лопатки кре­ пятся к втулке специальными затворами 5, позволяющими при остановленном вентиляторе поворачивать их вручную в пределах углов установки 15—45° для регулирования произ­ водительности и давления. Для работы в ре­ жимах с малым давлением число лопаток вто­ рой ступени можно уменьшать до шести. Пово­ рот, снятие и замену лопаток производят через люки в кожухе.

Таблица 1.7

 

 

 

 

 

Размер

(см. рис.

1.61), мм

 

 

 

 

Вентиляторы

D

Dt

D t

D9

 

н 2

L

 

Lt

L>

 

 

 

Li

*4

ВОД-21

2 100

2 105

2 600

3 000

630

1 250

14 420

4 200

3 260

3 220

2 100

ВОД-ЗО

3 000

3 005

3 680

4 300

600

1 680

20 580

4 750

4 232

6 100

3 000

ВОД-40

4 000

4 010

4 800

5 700

600

2 400

28 100

7 000

5 530

8 000

4 000

ВОД-50

5 000

5 020

6 000

7 200

600

3 000

32 415

7 500

6 685

10 000

5 015

Ротор вентилятора вращается в двух под­ шипниковых узлах. Радиальную нагрузку вос­ принимают сферические роликоподшипники (в вентиляторе ВОД-21) или спаренные под­ шипники с цилиндрическими роликами, уста­ новленные в сферических обоймах (в вентиля­ торах ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50). Осевую нагрузку воспринимают сдвоенные или строен­ ные радиально-упорные шарикоподшипники.

Смазка подшипников вентиляторов ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 принудительная, циркуля­ ционная, от маслостанции, состоящей из двух маслонасосов производительностью 12 л/мин, маслобака, пластинчатого фильтра, реле про­ тока масла, контактных манометров и необхо­ димой арматуры. Смазка подшипников венти­ ляторов ВОД-21 густая, периодически попол­ няемая через выносные масленки.

Трансмиссионный вал, соединяющий валы приводного электродвигателя и ротора венти­ лятора, выполнен подвесным. В вентиляторах ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 вал оснащен зуб­ чатыми муфтами, в вентиляторах ВОД-21— пальцевыми муфтами со сферическими ролико­ подшипниками.

Вентиляторы оборудуются колодочным тор­ мозом с электромагнитным приводом, обеспе­ чивающим остановку ротора в течение 2— 2,5 мин.

Кожух вентилятора типа ВОД, расположен­ ный между передним и задним опорными бло­ ками, имеет промежуточный направляющий аппарат с 14 поворотными лопатками, которые через приводное кольцо и тросовые механизмы поворачиваются на угол 180° от сервомотора. Для тонкого регулирования производитель­ ности (в пределах 5—10%) лопатки могут пово­ рачиваться на угол до 36р от исходного поло­ жения.

Реверсирование воздушной струи в вентиля­ торах ВОД-21, ВОД-ЗО, ВОД-40 и ВОД-50 осуществляется изменением направления вра­ щения приводного электродвигателя с одно­ временным поворотом лопаток промежуточного направляющего и спрямляющего аппаратов на угол 180°. Процесс реверсирования вклю­ чает следующие операции: отключение при­ водного электродвигателя, торможение ротора, поворот лопаток промежуточного направляю­ щего и спрямляющего аппаратов, пуск привод­ ного электродвигателя в противоположном на­ правлении вращения. Все операции реверси­ рования автоматизированы.

Вентиляторы комплектуются синхронными высоковольтными приводными электродвигате­ лями, типы которых указаны в табл. 1.8.

Таблица 1.8

 

Электродвигатель

мощность, кВт

вра­частота вала,щения об/мин

Венти­

 

напряжение, в

ляторы

 

 

 

 

ВОД-21

СД-13-42-8

6000

500

750

ВОД-ЗО

СДС-15-49-12Р

6000

1000

500

ВОД-40

СДС-17-41-16Р

6000

1600

375

ВОД-50

СДС-18-39-20Р

6000

2000

300

Вентиляторы комплектуются также унифи­ цированными комплектами аппаратуры УКАВ-2, обеспечивающими дистанционное уп­ равление всеми процессами пуска, остановки, переключения и реверсирования вентиляторов, а также контроль их рабочих параметров — производительности, давления, температуры подшипников, подачи смазки и др.

Осевые реверсивные вентиляторы ВОД-21 и ВОД-ЗО изготовляются серийно Артемовским машиностроительным заводом. Вентиляторы ВОД-50 изготовлены в опытно-промышленных образцах и проходят испытания в Кузбассе. Промышленный выпуск вентиляторов ВОД-40 освоен Донецким машиностроительным заво­ дом им. Ленинского комсомола Украины.

§ 4. Вентиляторы местного проветривания

Вентиляторы ВМ-ЗМ и ВМ-4М

Одноступенчатые нерегулируемые вентиляторы местного проветривания с электрическим при­ водом и меридиональным ускорением потока ВМ-ЗМ и ВМ-4М [75], разработанные Донгипроуглемашем совместно с Томским электроме­ ханическим заводом им. В. В. Вахрушева, предназначены для проветривания тупиковых выработок (штреков, уклонов, сбоек и др.) сечением до 5 м2 на угольных и горнорудных шахтах при расходе воздуха до 100—150 м3/мин и длине проветривания до 200—400 м. Взрывобезопасное исполнение вентиляторов PB позво­

ляет

применять их на шахтах, опасных по

газу

или пыли.

Вентиляторы могут применяться также на поверхности шахт, в системах общепромышлен­ ной вентиляции и т. п.

Вентиляторы ВМ-ЗМ и ВМ-4М, как правило, работают на трубопроводы диаметром соответ­ ственно 300 и 400 мм. Вентиляторы эффективно работают как на нагнетание, так и на всасы-

Рис. 1.63. Вентилятор ВМ-4М

вание. При работе на нагнетание используются

Мощность

электродвигателя,

гибкие трубы, для работы на всасывание необ­

кВт

 

 

 

ходимы

жесткие

(металлические)

трубы.

Напряжение,

В

вала,

 

 

 

 

Частота

вращения

Техническая характеристика вентиляторов

 

об/мин

 

 

 

BM-4M

Основные размеры,

мм:

 

 

вм-зм

Диаметр,

мм:

длина

 

 

 

 

 

 

присоединительных патруб­

400

ширина

 

 

ков

 

300

высота

 

 

рабочего колеса

296

396

Масса,

кг

 

 

Производительность,

м3/мин:

 

 

 

 

 

2,2

4,0

380/660

380/660

2800

2900

600

775

395

550.

455

560

85

138

оптимальная

60

120

в области

промышленного

40— 100

50— 150

использования

Полное давление, кгс/м2:

 

130

оптимальное

95

в области

промышленного

 

145—70

использования

100—40

Максимальный полный к. п. д.:

 

0,72

вентилятора

0,70

вентиляторного агрегата

0,60

0,61

Тип электродвигателя

BPM-80L2

BPM-100L2

 

 

(специаль­

(специаль­

 

 

ный съем­

ный съем­

 

 

ный)

ный)

Вентиляторы ВМ-ЗМ и ВМ-4М, имея аналогичную конструкцию, отличаются геометри­ ческими размерами узлов.

Вентилятор ВМ-4М (рис. 1.63) состоит из направляющего аппарата 2, рабочего колеса 6, кожуха 3, электродвигателя 13, кабельного ввода 11 и салазок 14.

Направляющий аппарат имеет девять кру­ ченых стальных листовых лопаток 3, обечайки 4 и 16, кок 15, на входе коллектор 1. Противо-

срывное устройство типа «воздушный сепара­ тор», образованное обечайками 4 и 5, устра­

няет срывные режимы и обеспечивает устой-

н, кВт

О 20 ‘fO SO SO 100 120 М 160 180

Электродвигатель крепится во втулке спрям­ ляющего аппарата с помощью болтов и фланца; для ремонта или замены электродвигатель снимается. Питание электродвигателя осуще­ ствляется через кабельный ввод, установлен­ ный на корпусе вентилятора. Смазка подшип­ ников электродвигателя производится через колпачковые масленки, закрепленные на кор­ пусе вентилятора.

Вентилятор имеет салазки и подвешивается к кровле рым-скобами 7.

Гибкий вентиляционный трубопровод при­ соединяется к вентилятору посредством пат­ рубка 12.

Входной и выходной присоединительные пат­ рубки вентилятора при проветривании длинных выработок позволяют соединять вентиляторы последовательно.

Аэродинамические характеристики вентиля­ торов ВМ-ЗМ и ВМ-4М приведены на рис. 1.64.

По требованию заказчика вентиляторы ВМ-4М поставляются с глушителями шума ГШ-4, при­ соединяемыми к входному и выходному патруб­ кам вентилятора, при этом уровни шума, создаваёмого вентиляторной установкой, лежат в пре­ делах санитарных норм.

Электродвигатели BPM-80L2 и BPM-100L2 разработаны ВНИИВЭ (Всесоюзным научноисследовательским’ и проектно-конструкторским технологическим институтом) взрывозащищен­ ного и рудничного электрооборудования и изго­ товляются Ново-Каховским электромашино­ строительным заводом им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции.

Вентиляторы ВМ-5М и ВМ-6М

чивую работу вентилятора во всем диапазоне производительности.

Рабочее колесо состоит из конической втул­ ки 9 с неподвижно закрепленными на ней во­

семью рабочими профильными лопатками. В профильную часть лопатки залита стальная арматура, снабженная хвостовиком с крепеж­ ной гайкой. Профильная часть рабочих лопа­ ток выполнена из капроновой смолы. Такие лопатки не накапливают опасных статических зарядов и в случае задевания за корпус не образуют искры, способной воспламенить взры­ воопасную среду.

Корпус вентилятора выполнен сварным из тонколистовой стали с фланцами из полосы. Двенадцать листовых спрямляющих лопаток 10

приварены между корпусом и втулкой.

Регулируемые одноступенчатые электрические вентиляторы местного проветривания с мери­ диональным ускорением потока ВМ-5М и ВМ-6М [68, 75] разработаны Донгипроуглемашем и Томским электромеханическим заводом имени В. В. Вахрушева.

Вентиляторы предназначены для проветрива­ ния глухих забоев горных выработок в уголь­ ных и рудных шахтах при проведении квер­ шлагов, коренных и вентиляционных штреков, бремсбергов и других выработок.

Взрывобезопасное исполнение вентиляторов PB позволяет эксплуатировать их в шахтах, опасных по газу или пыли.

Вентиляторы ВМ-5М и ВМ-6М работают на нагнетание с гибкими воздуховодами типа М, МУ, ТН и другими диаметром соответственно 500, 600 мм; с жесткими (металлическими) трубами такого же диаметра вентиляторы мо­ гут работать на всасывание и на нагнетание.