Для создания нормальных условий труда на шахтах подземные горные выработки проветриваются вентиляторными установками, которые обеспечивают следующие параметры шахтной атмосферы: содержание кислорода не менее 20%, влажность не более 80%, скорость движения воздуха в забое не более 4 м/с, запыленность - не более 10 мг/м
В качестве вентиляторов применяются центробежные и осевые ТМ, преобразующие механическую энергию движения воздуха с помощью лопаток рабочего колеса.
--Центробежная ТМ изменяет направление потока движения воздуха с осевого на радиальное вдоль лопатки колеса. Центробежный вентилятор состоит из
корпуса 3, рабочего колеса 1 с лопатками 2,
всасывающего 4 и нагнетательного 5 пат-
рубков, диффузора 6, обтекателя 7.
При вращении рабочего колеса воздушный
поток под действием центробежных сил
перемещается вдоль лопаток от центра к
периферии рабочего колеса, создавая в цен-
тре колеса разряжение, под действием которого всасывается поток воздуха. Разность полных давлений между нагнетательным и всасывающим патрубками создает условия для движения воздуха во внешней сети, т.е. в подземных выработках.
--У осевых машин поток воздуха направлен параллельно оси вращения рабочего колеса. Осевой вентилятор состоит из рабочего колеса 1 с лопатками 2, кожуха
3, коллектора 4 и диффузора 5.
При вращении рабочего колеса пе-
ред ним возникает разряжение, а
после колеса – избыточное давле-
ние. Лопатки устанавливают под
определенным углом О
к
. Коллектор
4 обеспечивает плавный подвод
воздуха к вентилятору, а обтека-
5
тель 6 снижает удары воздушного потока о лопатки; диффузор 5 преобразовывает динамический напор в статический. Для регулирования производительности и давления перед рабочим колесом устанавливают направляющий аппарат 7. Для раскручивания воздушного потока за рабочим колесом устанавливают спрямляющий аппарат 8, конструктивно представляющий собой неподвижное колесо с лопатками обтекаемой форм, устанавливаемыми под углом О
са
.
Работа вентилятора оценивается рядом параметров:
производительностью
или подачей
Q
–характеризующий количество воздуха за
за единицу времени; депрессией
– разница между атмосферным давлением и давлением, создаваемым при всасывании; полезной мощностью;
К.П.Д
- характеризуемым отношением полезной мощности к потребляемой вентилятором мощности; частотой вращения
– рабочего колеса, от которого зависят производительность, напор и мощность.
Центробежные вентиляторы получили широкое применение на шахтах в качестве вентиляторов главного проветривания. В основном, их применяют когда необходимо более высокое давление (более 3 кН/м), для преодоления сопротивления шахтной сети.
Рабочее колесо вентилятора
ВЦ -32 имеет восемь крыловид-
ных лопаток 1, приваренных к
плоскому диску 2 и покрышке 3.
Выходная часть лопаток выпол-
нена подвижной в виде закрылка
6. Ось 7 закрылка вращается в
подшипниках 4 и 5. Внутренний
венец 9 с прямым зубом входит
в зацепление с фиксирующей
шестерней 10, свободно сидя-
щей на консольной части
закрылка. Осевому пере-
мещению шестерни 10 пре-
пятствуют болты 11. Кор-
пус подшипника закрыт
крышкой 12.
Верхняя часть диффузора
вентилятора металличе-
ская, а нижняя бетонная. Ко-
ренной вал вращается в радиально-
сферических роликовых подшипниках, объеди-
ненных трубчатым корпусом, служащим маслян-
ной ванной для подшипников. Максимальная производительность вентилятора достигается при отрицательных углах установки лопаток, когда поток подкручивается навстречу вращению колеса. Режим работы регулируется изменением угла установки закрылков лопаток рабочего колеса.
Учитывая индивидуальные характеристики вентиляторов ( область
Q
, а центробежного – вдоль оси Н ), центробежные вентиляторы предпочтительней применять при небольших изменениях производительности
Q
и большом изменении напора Н, в противном случае – осевые.
При совместной работе вентиляторов целесообразней применять центробежные.
Осевые вентиляторы применяются в качестве вентиляторов главного и местного проветривания. Осевой двухступенчатый вентилятор главного проветривания ВОД- 30 состоит из рабочих колес 1 и 2 первой и второй ступени, промежуточного направляющего
аппарата 3 и меха-
низма поворота
его лопаток
4, спрямля-
щего аппара-
та 5 и меха-
низма пово-
та его лопа-
ток 6, перед-
него обтека-
теля 7, главного вала 8, элек-
тродвигателя 9, диффузора 10 и тормоза 11.
Рабочее колесо вентилятора закреплено на главном валу, установленном в подшипниках качения и приводимых во
вращение двигателем. Рабочее колесо и вал образуют ротор
вентилятора. Важнейшей деталью рабочего колеса является его
лопатка, представляющая собой обтекаемое тело крылообразной
формы, изготавливаемые из стали или легких сплавов и закрепля-
ются либо неподвижно, либо могут быть поворотными. Обтека-
тель, установленный перед рабочими колесами, служит для умень-
шения потерь при входе воздуха в колесо. Направляющий аппа-
рат служит для регулирования режима работы вентилятора с
помощью поворотных лопаток. Спрямляющий аппарат раскручивает
поток воздуха после рабочего колеса, что повышает его К.П.Д.
Кожух выполняется из толстолистовой стали, усиленной ребрами. В
кожухе предусмотрены люки для поворота, осмотра и замены лопаток.
Направляющий и спрямляющий аппараты имеют по 14 лопаток,
установленных под углом 76º.
При реверсировании струи лопатки поворачиваются на 153 -158º, благо-
доря чему изменяется направление их выпуклости, что в сочетании с
изменением направления вращения рабочего колеса обеспечивает
реверсирование струи без ляд и обводных каналов, что необходи-
мо при срочном реверсировании струи.
Процесс реверсирования потока воздуха вентиляторами ВОД включает в себя следующие операции: отключение приводного двигателя, торможение ротора тормозом, поворот лопаток промежуточного направляющего и спрямляющего аппаратов, пуск приводного электродвигателя в противоположном направлении вращения.
Центробежный вентилятор – вентилятор одностороннего вращения; он не может изменить направление движения струи за счет изменения направления
движения ротора, поэтому для реверсирования предусматривают обводные каналы, шиберы и ляды с лебедками их переключения. В целях снижения потерь ляды выполнены самоуплотняющимися.
При нормальной работе вентилятора воздух из шахты, как показано сплошными стрелками, поступает по вентиляционному каналу 1 к вентилятору
2 и выбрасы
вается им в атмосферу. Ляды ( перекрывающая 3, атмосферная, переключающая 5 и диффузора 6 ) установлены в положениях,
показанные сплошными линиями. При реверсировании
все ляды, за исключением ляды 5, устанавливают
в положение,показанное штриховыми линиями.
Воздух из атмосферы, как показано штриховыми
стрелками, поступает через диффузор венти-
лятора2, обводной канал 7 и канал 1 в шахту.
При этом подается 90 – 95% воздуха от
расхода его при нормальной работе. Так как
главная вентиляционная установка состоит из двух вентиляторов, то ляда 5 отключает вентилятор ( ее положение при этом показано штрихами ), когда в работе будет второй вентилятор.
Реверсирование воздушной струи согласно ПБ должно быть произведено не более чем за 10 минут, при этом подача воздуха в шахту должна составлять не менее60% его подачи при нормальном направлении вентиляционной струи.