книги из ГПНТБ / Пак, В. В. Шахтные вентиляционные установки местного проветривания
.pdfРис, 66, Регулируемый направляющий аппарат вентилятора.ВМ-8м
<z с одним вентилятором |
ВМ-8м; б — с одним (•-----------) и двумя (— — —) вентиляторами |
|
ВМ-12м |
Во втулке имеются |
павы, в которых крепятся хвостовики лопа |
ток посредством гаек, образуя жесткое соединение. Такое сое динение позволяет выполнять рабочие лопатки съемными, что по вышает их прочность и улучшает ремонтопригодность колеса в це лом. Аэродинамические характеристики вентиляторов ВМ-8м и ВМ-12м показаны на рис. 67.
Как показали исследования, вентиляторы типа ВМ-м благодаря полной раскрутке потока в спрямляющем аппарате при последова тельном их соединении (в отличие от вентиляторов местного про ветривания старых типов) обеспечивают алгебраическое сложение характеристик давления и мощности.
§ 3. Электродвигатели вентиляторов
Асинхронные взрывозащищенные электродвигатели типа ВАОМ и ВРМ, предназначенные для вентиляторов местного проветривания, раэработаны ВНИИВЭ совместно с заводами электротехнической промышленности. Серия ВР является более совершенной по
122
8-8
~/ л :
ч \ >
Рис, 68. Общий вид электродвигателей серии ВДОМ и ВРМ с установочными и габаритными размерами
«равнению с серией ВАО, поэтому в ближайшие годы все |
двигатели |
||||||||||||
вентиляторов |
местного |
проветривания |
будут |
выпускаться |
на |
базе |
|||||||
|
|
этой |
серии |
[62]. |
|
|
|
|
вид двига |
||||
Короока ВыВодоВ |
На рис. |
68. показан общий |
|||||||||||
теля для вентиляторов |
местного |
провет |
|||||||||||
|
|
ривания с установочными и основными |
|||||||||||
|
|
размерами (см. табл. 26] двигателей серии |
|||||||||||
|
|
ВАОМ и ВРМ. В табл. 27 указаны основ |
|||||||||||
|
|
ные |
электротехнические характеристики |
||||||||||
|
|
этих двигателей. |
вентиляторов |
местного |
|||||||||
|
|
Двигатели |
|
||||||||||
|
|
проветривания |
характеризуются |
рядом |
|||||||||
|
|
следующих |
|
показателей. |
Номинальное |
||||||||
|
|
напряжение 380 или 660 В, допустимо по |
|||||||||||
|
|
вышение напряжения на 5% и понижение |
|||||||||||
|
|
на 10%. Номинальные значения эксплу |
|||||||||||
|
|
атационных факторов: |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
высота над уровнем моря не более |
|||||||||||
|
|
1000 м; |
значение температуры |
окру |
|||||||||
|
|
верхнее |
|||||||||||
|
|
жающего воздуха |
4-40° С; |
|
|
|
|
||||||
|
|
верхнее значение относительной влаж |
|||||||||||
|
|
ности |
воздуха |
100% |
при |
температуре |
|||||||
|
|
25° С, |
а при |
более |
низкой |
температуре |
|||||||
Рис. 69. Схема |
присоеди |
с конденсацией влаги. |
|
|
|
|
|
||||||
Двигатели |
должны |
иметь |
следующие |
||||||||||
нения температурного реле |
|||||||||||||
ДТР-Зм к статору электро |
показатели надежности: |
|
|
|
|
|
|||||||
двигателя |
средний технический ресурс до перво |
||||||||||||
|
|
го капитального ремонта не менее 30 000 ч; |
|||||||||||
вероятность безотказной работы не менее 0,95 на 1000 ч и не менее |
|||||||||||||
0,85 на 8000 ч; |
|
|
|
|
замен |
и |
технического |
||||||
регламент |
планово-предупредительных |
||||||||||||
■обслуживания не реже одного раза за 4000 ч.
Скорость нарастания температуры обмотки статора в режиме короткого замыкания не более 7° С/сек.
Роторы двигателей балансируются динамически. Допустимая остаточная неуравновешенность ротора должна соответствовать пер вому классу по ГОСТ 12327—66*.
Допустимые уровни шума двигателей вентиляторов местного проветривания не должны превышать установленных для электро двигателей первого класса по ГОСТ 16372—70.
Конструкция подшипниковых узлов рассчитана на длительную работу и пополнение смазки без разборки двигателя и вентилятора. Применяется смазка ЦИАТИМ.
Статорные обмотки двигателей снабжены встроенными темпера турными реле ДТР-Зм. В коробке выводов (для двигателей вентиля торов ВМ-бм, ВМ-8м и ВМ-12м) установлено шесть силовых (для переключения на «треугольник» или «звезду»), три вспомогательных
124
(для подсоединения температурного реле) и один заземляющий зажим. Схема присоединения температурного реле ДТР-Зм к статору двигателя показана на рис. 69.
Г л а в а VI
РАЗРАБОТКА РЯДА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ВЕНТИЛЯТОРОВ
§1. Требования, предъявляемые
кпневматическим вентиляторам
Пневматические вентиляторы применяют для проветривания ту пиковых выработок в условиях, где использование электрических вентиляторов не допускается ПБ. В тех случаях, где могут быть использованы электрические вентиляторы, пневматические вентиля торы применять не следует, так как стоимость энергии, затрачива емой на прйвод вентиляторов одинаковой гидравлической мощности, у пневматического вентилятора в 6—7 раз выше, чем у электри ческого.
Аэродинамические характеристики ряда пневматических венти ляторов, так же как и электрических, должны обеспечивать равно мерное покрытие поля вентиляционных режимов местного проветри вания.
Расчетные (оптимальные) аэродинамические характеристики пневматических вентиляторов выбираются в соответствии с задан ными, экономически обоснованными параметрами (см. табл. 18).
Пневматические вентиляторы работают на шахтный вентиляцион ный трубопровод в длительном непрерывном режиме. ПБ пред усмотрена круглосуточная работа вентиляторов местного проветри вания, поэтому к надежности пневматических вентиляторов предъ являются высокие требования. Вероятность безотказной работы этих вентиляторов за t = 12 месяцев принимается р {t — 12) ^ 0,7. Срок службы вентиляторов не менее 4,5 лет при условии замены лопаток турбины и сопла (примерно один раз в год) и двукратной замены подшипников.
Учитывая высокую стоимость пневмоэнергии, адиабатический к. п. д. привода должен быть максимально достижимым для двига телей такой мощности. При этом выбирается регулируемый привод (по скорости вращения), обеспечивающий глубину регулирования давления вентилятора не менее ±30% номинального его значения. Предусматривается последовательное соединение вентиляторов.
Экономически целесообразно, чтобы пневматический вентилятор работал на вентиляционный трубопровод, диаметр которого на сту пень выше диаметра патрубка вентилятора. Поэтому в тех случаях, когда сечение выработки позволяет применять трубопровод большего диаметра, его следует присоединять к патрубку вентилятора через-
125
конический переходник, угол раскрытия которого (на одну сторону) не должен превышать 10°.
Напорные характеристики вентилятора должны обеспечивать устойчивую подачу воздуха без режимов помпажа во всем диапазоне производительностей.
Шум, создаваемый вентилятором, может быть снижен до уровня, предусмотренного санитарными нормами, глушителями, присоеди ненными на входе и выходе из вентилятора.
Современные требования [63] не допускают применения алюми ниевых корпусов внутришахтного оборудования, так как при опре деленных условиях соударение такого корпуса с корродированной стальной поверхностью вызывает искру, способную воспламенить взрывоопасную среду. Поэтому корпус пневматических вентиляторов выполняют стальным, сварным, рассчитанным на избыточное рабочее давление сжатого воздуха 5 кгс/см2. При этом механическая проч ность всех узлов вентилятора должна обеспечивать безаварийную работу при давлении сжатого воздуха до 7 кгс/см2.
Конструкцию вентилятора предусматривают взрывобезопасной, технологичной, с минимальными габаритами и весом, отвечающей требованиям эксплуатации в шахтных условиях. При этом для ремонта обеспечивается удобство сборки и разборки основных узлов вентилятора. Пополнять смазку в подшипниках вентилятора сле дует через масленки, устанавливаемые снаружи на корпусе вен тилятора.
Для повышения долговечности пневмотурбины на входе в сопло вой аппарат следует ставить съемный фильтр сжатого воздуха для предотвращения попадания твердых частиц и предметов, способных разрушить лопатки сопла и турбины.
§ 2. Конструкция пневматических вентиляторов
Аэродинамические схемы, разработанные для электрических вен тиляторов местного проветривания, оказались рациональными и для пневматических машин [40].
Конструкция ряда пневматических вентиляторов типа ВМП разработана Донгипроуглемашем совместно с Томским электро механическим заводом им. В. В. Вахрушева на параметры, заданные ИГМТК им. М. М. Федорова [58]. Техническая характеристика этих вентиляторов приведена в табл. 28.
Вентиляторы ВМП-Зм, ВМП-5м и ВМП-бм, разработанные по одной аэродинамической схеме с меридиональным ускорением потока, имеют аналогичную конструкцию, но отличаются размерами узлов, выполнены сварными из листовой и полосовой стали.
Вентилятор ВМП-4 разработан Томским электромеханическим заводом им. В. В. Вахрушева на базе аэродинамической схемы К-06 с цилиндрической проточной частью. Корпус вентилятора ВМП-4 выполняют из алюминиевого сплава и поэтому он не в полной мере соответствует требованиям взрывобезопасного исполнения [63].
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 28 |
|||
|
|
|
|
|
Пневматический |
вентилятор |
|||||
|
Показатели |
|
|
< |
|
|
|
г |
а |
||
|
|
|
|
|
О |
со |
|
|
|||
|
|
|
|
|
О |
|
|
||||
|
|
|
|
|
CsJ |
|
|
in |
со |
||
|
|
|
|
|
& |
к |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|||
|
|
|
|
|
к |
3 |
ffl |
S |
И |
||
|
|
|
|
|
m |
рр |
W |
||||
Максимальное |
сечение |
проветриваемых |
2,0 |
3,0 |
5,0 |
10,0 |
16,0 |
||||
выработок, м2 .......................................... |
|
|
м: |
||||||||
Максимальная длина проветривания, |
70 |
150 |
250 |
400 |
600 |
||||||
при работе |
одного вентилятора |
, . . |
|||||||||
при работе двух |
вентиляторов, соеди- |
120 |
250 |
450 |
600 |
1000 |
|||||
ненных последовательно................. |
|
||||||||||
Номинальный диаметр присоединительных |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
||||||
патрубков, м м ...................................... |
|
|
... |
||||||||
Скорость турбины в рабочей зоне при |
|
|
|
|
|
|
|||||
усиленном режиме: |
|
|
80 |
8 8 - |
и г - |
и г - |
114— |
||||
окружная, |
м /с е к ............................... |
|
|
||||||||
угловая, об/мин |
, . ............................ |
6100 |
100 |
130 |
120 |
120 |
|||||
4000— 480035003000— |
|||||||||||
Производительность, мЗ/ыин: |
|
|
4500- |
5300 |
3800 |
3300 |
|||||
. . . |
25 |
60 |
110 |
190 |
360 |
||||||
в режиме максимального к. п. д. |
|||||||||||
в рабочей |
зоне . . . ......................... |
18-35 |
25— |
4 5 - |
8 0 - |
120— |
|||||
Полное давление установки с одним |
вен |
|
100 |
160 |
280 |
480 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
тилятором, кгс/м2; |
|
. . , |
95 |
115 |
180 |
190 |
270 |
||||
в режиме максимального к. п. д. |
|||||||||||
в рабочей |
зоне |
................................... |
|
|
110—40 |
120— 220— |
200- |
290— |
|||
Регулируемость давления при оптимальной |
|
40 |
40 |
50 |
60 |
||||||
Нерегу- |
40— |
50— |
5 0 - |
8 0 - |
|||||||
производительности, к г с /м 2 ................. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
лируе- |
115 |
160 |
190 |
270 |
||
Максимальный |
полный |
адиабатический |
мый |
|
|
|
|
|
|||
0,19 |
0,24 |
0,28 |
0.3 |
0.35 |
|||||||
к. п. д. вентиляторного |
агрегата |
. . . |
|||||||||
П ривод ....................................................... |
|
|
|
|
Активная |
турбина |
|
||||
Давление сжатого воздуха (избыточное), |
|
|
|
|
|
|
|||||
кгс/см®: |
|
|
|
|
3,5 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
||
расчетное ............................................. |
|
|
■ |
|
|||||||
рабочее.......................... |
|
|
|
2,0-3,5 |
3,0- |
3,0— |
3,0- |
3,0— |
|||
Максимальная |
мощность |
турбины |
на |
|
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
|||
0,7 |
2,0 |
5,0 |
9,0 |
24,0 |
|||||||
валу, к В т ................................................. |
|
|
|
|
|||||||
Расход сжатого воздуха при расчетном |
|
|
|
|
|
|
|||||
давлении на режимах, м3/мин: |
|
1,2 |
3,0 |
5,0 |
8.0 |
19,5 |
|||||
усиленном |
* .......................................... |
|
|
|
|||||||
нормальном.......................................... |
|
|
|
— |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
14,5 |
|||
пониженном.......................................... |
мм: |
|
|
— |
1,0 |
2,6 |
4,0 |
9,5 |
|||
Основные размеры, |
|
|
210 |
300 |
300 |
650 |
700 ■ |
||||
длина................................................... |
|
|
|
|
|||||||
ш ирина................................................. |
|
|
|
|
340 |
450 |
550 |
670 |
805 |
||
высота ................................................. |
|
|
|
|
310 |
450 |
556 |
700 |
850 |
||
Масса, к г .................................................... |
|
|
|
|
10 |
70 |
50 |
180 |
270 |
||
127
А-А
80S
Осевой одноступенчатый вентилятор ВМП-бм является наиболее мощным пневматическим вентилятором. Он предназначен для про ветривания глухих забоев горных выработок сечением до 14—16 м2 в угольной и горнорудной промышленности.
Эти вентиляторы эффективно проветривают выработки длиной до 1000 м (при последовательной работе двух вентиляторов).
Схема перекрытия каналов
Рис. 7Ь Коробка с соплами
Взрывобезопасное исполнение позволяет применять их на шахтах с крутым падением пластов.
Вентилятор ВМП-бм (рис. 70) состоит из передней части кор пуса 1, задней части корпуса 2, рабочего колеса с турбиной 3, вала с подшипниками 4, коробки с соплами 5 и салазок 6.
9 Заказ 902 |
129 |
Давление |
вентилятора регулируется |
во |
время |
его |
|
работы |
с |
||||||||
помощью коробки |
с соплами (рис. 71). Поворотом рукоятки 1, |
соеди |
|||||||||||||
ненной с трехходовым краном 2, |
обеспечивается |
подача |
сжа |
||||||||||||
того воздуха |
на |
турбину ^через |
одно, |
два |
или |
три |
сопла |
3, |
|||||||
|
|
|
что |
соответствует работе вентилятора на |
|||||||||||
|
|
|
пониженном, нормальном и усиленном |
||||||||||||
|
|
|
режимах. |
Сжатый |
|
воздух, |
к |
коробке |
|||||||
|
|
|
с соплами подводится из сети через шланг, |
||||||||||||
|
|
|
присоединяемый к фланцу 4. |
выполнены |
|||||||||||
|
|
|
Лопатки турбины и сопла |
||||||||||||
|
|
|
из капрона, поэтому для предохранения |
||||||||||||
|
|
|
их от преждевременной поломки и износа |
||||||||||||
|
|
|
сжатый воздух пропускается через сетча |
||||||||||||
|
|
|
тый |
фильтр, |
расположенный |
|
на |
входе |
|||||||
|
|
|
в коробку с соплами. |
|
|
|
ВМП-бм |
||||||||
|
|
|
Рабочее колесо |
вентилятора |
|||||||||||
|
|
|
(рис. 72) выполнено сварным и снабжено |
||||||||||||
|
|
|
ободом 1, на периферии которого |
закре |
|||||||||||
|
|
|
плены капроновые лопатки 2 турбины |
||||||||||||
|
|
|
активного типа. Колесо имеет коническую |
||||||||||||
|
|
|
втулку 3, обеспечивающую меридиональ |
||||||||||||
|
|
|
ное ускорение потока воздуха, |
проходя |
|||||||||||
|
|
|
щего через вентилятор. Семь листовых |
||||||||||||
|
|
|
крученых лопаток 4 приварены к кониче |
||||||||||||
|
|
|
ской ступице и ободу. Колесо с турбиной |
||||||||||||
|
|
|
динамически балансируется. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Вал вентилятора опирается на перед |
||||||||||||
|
|
|
ний (со стороны рабочего колео'а) роли |
||||||||||||
|
|
|
ковый подшипник № 32311 и задний — |
||||||||||||
|
|
|
шариковый № 310. Подшипники смазыва |
||||||||||||
|
|
|
ются консистентной смазкой ЦИАТИМ-203 |
||||||||||||
|
|
|
через трубку |
с |
помощью |
колпачковой |
|||||||||
|
|
|
масленки, |
установленной |
снаружи |
на |
|||||||||
|
|
|
передней |
половине |
корпуса. |
|
Вентиля |
||||||||
|
|
|
тор |
снабжен |
салазками для |
установки |
|||||||||
|
|
|
й перемещения по почве, а для подвеши |
||||||||||||
|
|
|
вания к кровле на корпусе приварены |
||||||||||||
|
|
|
две рым-скобы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Аэродинамические характеристики вен |
||||||||||||
|
|
|
тиляторов ВМП-Зм, |
ВМП-4 и ВМП-5м при |
|||||||||||
|
|
|
избыточном давлении |
сжатого |
воздуха |
||||||||||
|
|
|
5кгс/см2 показаны на рис. 73. Здесь же по |
||||||||||||
|
|
|
казана характеристика специального (для |
||||||||||||
|
|
|
проветривания ниш, печей) пневматическо |
||||||||||||
|
|
|
го вентилятора |
ВКМ-200А, |
выпускаемого |
||||||||||
Рис. 72. Рабочее колесо |
Новогорловским |
рудоремонтным заводом. |
|||||||||||||
Аэродинамические характеристики вен |
|||||||||||||||
пневматического |
вентиля |
||||||||||||||
тиляторной установки |
с одним |
вентиля- |
|||||||||||||
тора^ ВМП-6м |
|
||||||||||||||
130