Общие сведения и конструкции вентиляторов
Вентиляторы — это машины для транспортирования воздуха (газа) под относительно небольшим давлением, максимальное значение которого не превышает 15000 Па. Вентилятор состоит из корпуса, ротора, направляющих и спрямляющих аппаратов с присоединенными к нему коллектором и входной коробкой. По принципу действия шахтные вентиляторы делятся на осевые и центробежные.
Вентиляторная установка — состоит из вентилятора с электродвигателем и присоединенными к нему входными и выходными элементами, подводящим каналом, диффузором, выходной частью и вспомогательными устройствами для переключения и реверсирования воздушной струи, а также пускорегулирующей и контролирующей аппаратуры и звукопоглощающего устройства.
Вентиляторные установки по назначению делятся на главные, вспомогательные и местного проветривания.
Центробежные вентиляторы главного проветривания изготовляются одноступенчатыми с односторонним ВЦ (вентилятор центробежный) и двусторонним ВЦД (вентилятор центробежный двухсторонний) подводом воздуха.
Осевые вентиляторы главного проветривания типа ВОД (вентилятор осевой двухступенчатый) и предназначены для проветривания горных предприятий с относительно небольшим сопротивлением вентиляционной сети.
- Аэродинамические характеристики шахтных вентиляторов
Аэродинамическое качество вентиляторов характеризуется основными параметрами, которыми являются: подача Q, статическое давление Нст (при работе вентилятора на всасывание) или полное давление Н (при работе вентилятора на нагнетание), мощность вентилятора N и его статический ηстили полный η КПД.
Зависимость между указанными выше параметрами данного вентилятора при постоянной частоте вращения его ротора (п = const) и определенных углах установки θ лопаток рабочего колеса, направляющего и спрямляющего аппаратов называется индивидуальной аэродинамической характеристикой вентилятора.
Обычно эти характеристики получают опытным путем в результате испытания вентилятора на стенде или непосредственно на шахте и выражают в виде графических зависимостей Н=f(Q), N=f(Q), η=f(Q).
Вентиляторы могут работать на нагнетание или на всасывание, и должны обеспечивать необходимую подачу и обладать экономичностью и устойчивостью работы. Исходя из последних двух условий, на напорной характеристике вентиляторных установок выделяют рабочую зону.
Центробежные вентиляторные установки имеют напорную характеристику Ну.ст (рис. 1 а), для которой все режимы работы устойчивы. В этой связи рабочая зона 1—2 напорной характеристики вентилятора определяется только из уровня экономичности.
Напорная характеристикаосевых вентиляторов обычно седлообразная (рис. 1, б) и может в некоторых случаях иметь разрыв. Поэтому осевые вентиляторы в некотором диапазоне подач Q могут иметь неустойчивый режим работы.
При малых подачах Q, где напорная характеристика Ну ст имеет впадины и разрывы, рабочая зона ограничивается условием устойчивости (точка 1), а при больших Q — условием экономичности (точка 2).
Рис. 1. Индивидуальные характеристики вентиляторных установок с центробежным (а) и осевым (б) вентиляторами
Режим работы осевых вентиляторов регулируется изменением углов установки лопаток рабочих колес и направляющих аппаратов, у вентиляторов главного проветривания допускается снятием лопаток через одну на рабочем колесе второй ступени.
Центробежные вентиляторы регулируются изменением углов установки лопастей направляющих аппаратов и частоты вращения рабочего колеса, а также комбинацией этих способов.
Полное давление Н,развиваемое вентилятором, расходуется на преодоление сопротивлений в вентиляционной сети (статическое давление Нст) и на сообщение потоку на выходе из диффузора вентилятора в атмосферу некоторой скорости (динамическое — скоростное давление Нд). Следовательно, статическое давление вентилятора меньше полного на величину динамического давления.