книги из ГПНТБ / Ушаков, Константин Андреевич. Аэродинамика осевых вентиляторов и элементы их конструкций

Сс

о

Рис. 200 Вентилятор ВОКД 1,0 с входной коробкой

оси, вместо описанного колена может быть использована вход­

ная коробка, основные размеры которой приведены в гл. VII и

на рис. 96. Потери давления при установке такой коробки неве­ лики.

На рис. 199 приведена сварная конструкция такой входной коробки для шахтного вентилятора большого размера (Д = 3,6лг).

Несимметричный коллектор, установленный при выходе из ко­ робки, выполнен чугунным, с разъемом по горизонтальной плос­ кости. Для увеличения жесткости боковые стенки коробки уси­

лены угольниками. В месте прохода вала имеется сальник.

На рис. 200 приведена сварная коробка для вентилятора ма­ лого размера (В =1,0 м). Коробка разнимается по горизонталь­ ной плоскости и пригодна для присоединения подводящего

канала снизу или сбоку.

§ 2. ЭЛЕМЕНТЫ УСТАНОВКИ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ ЗА ВЕНТИЛЯТОРОМ

В гл. VII было показано, что часть скоростного давления

можно преобразовать в статическое. Это преобразование произ­ водится в коническом кольцевом диффузоре, устанавливаемом за вентилятором, который является необходимым элементом лю­ бой шахтной вентиляторной установки.

При изготовлении конического кольцевого диффузора должны быть соблюдены следующие требования; наружный конус диф­ фузора должен плотно примыкать к кожуху вентилятора и к фланцу бетонного канала; внутренний конус или цилиндр диф­ фузора должен плотно примыкать к цилиндрической обечайке СА вентилятора; места стыков не должны иметь выступа/ощих частей и вмятин.

Диффузоры обычно изготовляются из листовой стали с об­

вязкой из угольников и выполняются по-разному: небольшие делаются из двух частей с горизонтальным разъемом (рис. 201),. диффузоры большого размера составляются из отдельных сек­ ций с разъемом между ними по вертикальной плоскости (см. рис. 199). Участок за внутренним конусом обычно заделывается диском с люком. У крупных вентиляторов для монтажа и ре­ монта заднего опорно-упорного подшипника в этом участке диф­ фузора устанавливается специальная кран-балка (см. рис. 199). Иногда этот участок диффузора соединен с наружным бетонным каналом специальным обтекаемым коридором.

Для уменьшения громкости шума, развиваемого вентилято­ ром, коническую часть диффузора, находящуюся вне здания,

засыпают снаружи каким-либо пористым материалом — шлаком,

песком или т. п. В вентиляторных установках больших разме­ ров ее иногда облицовывают бетоном. В этих случаях металли­ ческий наружный конус является опалубкой для бетонирования. Наружный конус диффузора может выполняться бетонным и без

361.

металлической опалубки при условии, что внутренняя поверх­ ность конуса будет хорошо ожелезнена. Внутренний конус ме­ таллического диффузора соединяется с наружным вертикальными

ребрами (см. рис. 199 и 201). Для крепления к фундаментным опорам к нижней части диффузора привариваются лапы. Для монтажа и транспортирования в верхней части диффузора при­ вариваются ребра с отверстиями (см. рис. 201), а для герметич­ ности разъемного диффузора между его фланцами проклады­ вают резину.

<52405

Рис. 201. Конический кольцевой диффузор:

1 — верхняя половина диффузора; 2— нижняя половина диффузора; 3— лапа; 4 — ребро

Выходной участок за диффузором выполняется по-разному:

иногда этот участок делают наклонным, в других случаях верти­ кальным с плавным внутренним закруглением. Контуры и раз­

меры выходного участка за диффузором приведены на рис. 102, 103. При установке глушителя шума выходной участок канала должен быть расширен на величину, не меньшую суммарной

поглощающих плит расстояние между ними принимается рав­ ным 400 мм.

Обводный канал делается общим для рабочего и резервного вентилятора. Для его периодической чистки предусматриваются

специальные колодцы. Размеры обводного канала назначаются из условия получения скорости воздуха в нем, не превышающей

10 м/сек.

362

§ 3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ РЕВЕРСИРОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

В настоящее время в установках с осевыми вентиляторами

реверсирование потока осуществляется при помощи обводных каналов и системы ляд, шиберов и лебедок. Все эти устройства

.требуют очень хорошего выполнения и нуждаются в тщательном уходе. Иначе они не удовлетворяют своему назначению и яв­

ляются источником больших прососов воздуха. Применявшиеся ранее при реверсировании вертикальные шибера и флажковые

двери из-за несовершенства конструкции в настоящее время заменены горизонтальными лядами, позволяющими легко и про­ сто перемещать их и автоматизировать управление.

Приведем два примера реверсирования воздушного потока при помощи обводных каналов для двух характерных схем вен­

ных установок обводными каналами. На шахтах, опасных по газу или пыли, для обеспечения бесперебойного и надежного проветривания всегда имеются две одинаковые по­ очередно работающие вентиляторные установки — рабочая и ре­

зервная (рис. 202). Каждая из этих установок имеет самостоя­ тельный электропривод и самостоятельно управляемые реверси­ рующие устройства. Обводной канал делается общим для обеих установок.

Реверсирующие устройства должны быстро и безотказно пе­ ремещаться, а после перемещения обеспечивать хорошую герме­ тизацию каналов. При нормальной работе вентиляторной уста­ новки герметизация каналов осуществляется прижатием ляд к своим рамам, силами веса ляд, а также разностью между ат­ мосферным давлением и давлением в канале. Для лучшей гер­ метизации ляды снабжены специальными резиновыми уплотни­ телями (рис. 203). При изменении направления вентиляционной струи вентилятор должен быть остановлен, а ляды должны быть быстро переведены в соответствующее реверсированию положе­ ние, т. е. нижняя ляда приточной шахты должна опуститься, верхняя — подняться (чтобы свежий воздух пошел в вентилятор­ ную установку с поверхности), ляда за диффузором должна так­

же подняться, чтобы вместо выпуска воздуха в атмосферу на­

править его через обратный канал в шахту (рис. 204).

При новом положении ляд разность давления на них будет действовать уже в противоположном направлении и стремиться приподнять нижнюю ляду во всасывающей шахте и ляду за диф­ фузором резервного вентилятора. Чтобы этому препятствовать,

предусматриваются специальные фиксирующие приспособления: для нижних ляд — упорные стойки, для ляд за диффузором —

хвостовые тросы. Нижняя часть упорной стойки соединяется

363

с нижней лядой при помощи шарниров, верхняя часть стойки связывается с лебедкой тросом. Верхняя часть упорной стойки, кроме того, снабжается зубчатой рейкой. При опускании нижней ляды в канал и достижении ею крайнего нижнего положения упорная стойка на своих шарнирах повернется от собственного веса и веса троса и запрется ограничителем хода. После этого

ляда не сможет сместиться. Для фиксации ляды, расположен­ ной за диффузором резервного вентилятора, используется хво­ стовой трос, прикрепленный к нижней плоскости ляды. Вывод ляды из запертого положения возможен только при работе ле­

бедки после освобождения троса.

Верхняя и нижняя ляды каждой приточной шахты и ляды,, расположенные за диффузорами, управляются самостоятельны­ ми лебедками при помощи тросов, которые закрепляются на их барабанах. Когда один конец троса наматывается на барабан, другой сматывается с него, причем один конец при этом всегда будет натянут, другой ослаблен. Натяжение регулируется спе­

циальным натяжным устройством, выбирающим излишек троса,

образовавшимся при его ослаблении. Ляды всасывающей шахты соединены тросом так, что один его конец присоединен к упор­ ной стойке нижней ляды, другой — непосредственно к верхней ляде. У ляды, расположенной за диффузором, конец головного’ троса присоединен к верхней плоскости ляды, конец хвостового— к нижней. Конструкция натяжного устройства позволяет при на­

нии.

Используя разность давлений в атмосфере и в подводящем канале, ДонУГИ в 1953 г. предложил так называемые па­

дающие ляды, поворачивающиеся на шарнирах и не нуж­ дающиеся в лебедках [67].

На рис. 205 приведена предложенная трестом Куйбышевуголь схема такого типа. Падающие ляды 2 связываются между собой перекинутым через блоки тросом и в зависимости от перепада давления опускаются или поднимаются. Другие ляды в этой установке (<?—5) перемещаются двумя обычными лебедками.

Следует отметить, что падающие ляды конструктивно проще'

обычных. Однако они требуют более тщательного изготовления и сборки, так как из-за скопления угольной пыли в канале и об­ мерзания рам в зимнее время их четкая работа может быть на­

рушена.

Реверсирование нагнетательных установок обводными каналами. При работе на нагнетание схема установки и реверсирующие устройства выполняются иначе. На приточной линии установки размещены калориферы для нагрева подаваемого в шахту воздуха в зимнее время. Для регулирова­

ния температуры холодный воздух во всасывающем канале сме­ шивается с подогреваемым. Количество холодного воздуха ав-

366

тематически регулируется специальной шторкой. В теплое время

года калорифер отключается и воздух поступает в канал, минуя калорифер. При нормальной работе на нагнетание нижние ляды приточной камеры на обоих вентиляторах перекрывают обводной канал. Верхние ляды, расположенные в приточной камере, и

ляды, расположенные за диффузором, устанавливаются в зави­ симости от того, является ли вентилятор рабочим или резерв­

ным. У рабочего вентилятора верхняя ляда должна быть под­ нята для выпуска воздуха, у резервного — она должна быть

опущена.

Рис. 205. Схема реверсирования с падающими лядами, предложенная трестом Куйбышевуголь:

При обращенном потоке верхняя и нижняя ляды приточной камеры и ляда за диффузором должны быть опущены. Ляды приточной камеры (рис. 206) при нормальной работе и при

реверсировании не нуждаются в фиксировании, так как при нор­ мальной работе они прижимаются к рамам давлением воздуха,

при реверсировании в канале имеется разрежение и на верхнюю ляду давит атмосфера. Ляды, расположенные за диффузором

(рис. 207), требуют фиксации положения, так как при нормаль­ ной работе ляда резервного вентилятора будет приподниматься

избыточным давлением воздуха со стороны главного канала.

Для фиксации применяют хвостовой трос, действие которого уже описывалось. Ляды приточной камеры перемещаются тремя лебедками, причем каждая нижняя ляда перемещается само­ стоятельной лебедкой, а две верхние ляды перемещаются лебед­ кой, имеющей головной и хвостовой тросы. Для одновременного

натяжения обоих концов этих тросов применяется описанное ранее специальное устройство (см. рис. 204).

367'

Для автоматизации вентиляторов главного проветривания Конотопский завод «Красный металлист» изготовляет аппара­ туру типа АВГП-1А. Аппаратура позволяет осуществлять дистан­ ционный контроль, управление вентиляторами при нормальной работе и реверсировании, а также пуск и остановку вентилято­ ров. Кроме того, аппаратура обеспечивает подачу на диспетчер­ ский пункт светового и звукового сигналов в случае нагрева

Рис. 206. Ляды приточной камеры нагнетательной установки

одного из подшипников (до 70°), аварийной остановки вентиля­ тора и резкого уменьшения его производительности. Подробное описание аппаратуры АВГП-1А приведено в работах [68] и [69].

Вспомогательные механизмы. Выше указывалось, что при эксплуатации вентиляторных установок бывают случаи, когда необходимо .в короткий промежуток времени остановить

вентилятор, а затем быстро ввести в действие различные пере­ движные устройства — ляды, шибера и т. п. В старых вентиля­ торных установках никаких приспособлений для быстрой оста­

новки вентилятора не было и для этой цели обычно пользовались

-самыми элементарными способами, например торможением вала или соединительной муфты доской. Однако в ряде случаев такой способ оказывался недостаточным, так как требовал для тс-рмо-

368

жения слишком много времени. Перемещение различных устройств, применяемых при реверсировании ляд, шиберов, флажковых дверей и т. п., осуществлялось очень примитивно — обыкновенными ручными лебедками, к тому же расположенными друг от друга на больших расстояниях. Для современных венти­ ляторных установок применяются более совершенные меха­ низмы — ручные или электрические тормоза и электролебедки.

Рис. 207. Ляды за диффузором нагнетательной установки

При торможении колодки тормоза зажимают шкив, укреплен­

ный на передаточном валу; иногда вместо такого шкива исполь­ зуют втулку соединительной муфты. Тормоз обычно распола­ гают в машинном зале вблизи электродвигателя. Конструкция тормоза приведена на рис. 208. К плите, приваренной к швел­ леру, приваривают два кронштейна, в которых на шарнирах передвигаются скобы с прикрепленными к ним тормозными ко­ лодками. Шпиндель, заделанный в верхней части скоб, может зажимать или разжимать колодки. Торможение производится

вручную вращением штурвала. Крайнее разжатое положение ко­

лодок регулируется специальными регулировочными болтами с контровыми гайками. Поскольку тормоз работает редко, сле­ дует периодически смазывать шпиндель и его гайку во избежа­

ние ржавления.