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.

1. Аэродинамические характеристики шахтных вентиляторов

Аэродинамиче­ское качество вентиляторов характеризуется основными параметрами, которыми являются: подача Q, статическое давление Н_ст (при работе вентилятора на всасывание) или полное давление Н (при работе вентилятора на нагнетание), мощность вентилятора N и его статический η_ст или 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 Н_{у. 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 Н_{у 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 Н_ст) и на сообщение потоку на выходе из диффузора вентилятора в атмосферу некоторой скорости (динамическое — скоростное давление Н_д). Следовательно, статическое давление вентилятора меньше полного на величину динамического дав­ления.