Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

СТАЦИОНАРНЫЕ МАШИНЫ

Долганов А. В.,

5.4. Конструкция осевых вентиляторов

Вентиляторы ВО-21К, ВО-24К и ВО-30К имеют аналогичную конструкцию (рис. 5.2) [14].

missing image file

Рис. 5.2. Общий вид осевого вентилятора ВО-21К

Вентилятор состоит из ротора с рабочим колесом с лопатками 1, корпуса 2, коллектора 3, обтекателя (кока) 4, электродвигателя 5, спрямляющего аппарата 6, рамы 7, тормоза 8, диффузора 9. Ротор вентилятора соединяется с электродвигателем 5 с помощью трансмиссионного вала и муфты.

При всасывающей вентиляции шахты или рудника воздух к вентилятору из вентиляционной сети поступает по подводящему каналу и через диффузор выходит в отводящий канал. В диффузоре динамическое давление частично преобразовывается в статическое.

Вентилятор ВО-21 нужен для обеспечения главного проветривания рудников и шахт. Вентилятор осевой ВО-21 характеризуется внушительным показателем надежности.

Такой вентилятор осевой реверсивный комплектуется одним рабочим колесом с восемью лопастями. За счет дистанционного одновременного поворота, они обеспечивают возможность регулирования режима работы и переход в реверс без помощи основного привода. Глубина реверса достигает приблизительно восемьдесят процентов относительно «прямой» работы.

Вентиляторы ВО-21 обладают общей рамой, что ведет к повышению надёжности системы в целом. А за счет разъемного корпуса, намного упрощаются процедуры обслуживания и ремонта.

В качестве исходного сырья для производства рабочего колеса и лопастей вентилятора используется нержавеющая сталь. Вентилятор ВО-21, оборудованный надежным корпусом с толщиной не менее 14 мм, отличается хорошей износостойкостью, что позволяет пользоваться им в условиях разрушительных сред.

В нынешний момент реверсивные осевые вентиляторы оснащаются оборудованием, позволяющим дистанционно осуществлять контроль над режимом обратного хода, а ещё регулировать производительность вентиляторов.

Краеугольным вопросом техники безопасности на предприятиях горнорудной сферы считается борьба с загазованностью, пылью и высокими температурами в шахтах. Решить этот вопрос можно лишь с использованием мощной системы вентиляции. С целью сохранения подходящих рабочих условий в горнорудной промышленности задействуется вентилятор осевой реверсивный.

Вентиляторы серии ВО выполняются с тремя сменными вариантами лопаток рабочего колеса, что позволяет, кроме регулирования производительности в 1,5 – 2,1 раза за счёт поворота лопаток РК, увеличивать производительность и давление вентилятора дополнительно в 1,25 – 1,45 раза за счёт замены лопаток рабочего колеса. Адаптация указанным способом обеспечивает так же повышение среднего эксплуатационного статического КПД вентиляторов до 0,7 – 0,75 (достигнутый на шахтах – находится в пределах 0,38 – 0,62), так как взамен снимаемых устанавливаются лопатки, которые обеспечат заданный режим с наибольшим КПД.

Вентиляторы серии ВО-12,5, ВОМ-18, ВО-21К, ВО-24К и ВО-30К реверсируются изменением направления вращения электродвигателя с одновременным поворотом лопаток направляющего и спрямляющего аппаратов.

Конструктивная форма и размеры центробежного вентилятора определяются его подачей, давлением и частотой вращения. Формы конструкций рабочих колес центробежных вентиляторов даны на рис. 5.3.

Барабанная (а) и кольцевая (б) формы свойственны вентиляторам низкого давления с лопатками, загнутыми вперед; формы (б), (в) и (г) характерны для вентиляторов низкого, среднего и высокого давлений с лопатками, загнутыми назад.

Наименьшей прочностью и жесткостью обладают колеса формы (а), допускающие окружную скорость на диаметре D2 не более 40 м/с. Ширина таких колес постоянна и составляет около 0,5 D2.

missing image file

Рис. 5.3. Схемы конструкций рабочих колес центробежных вентиляторов

Колеса кольцевой формы с шириной b1 = b2 = 0,2 – 0,35 более прочны и жестки и допускают скорость u2 до 60 м/с.

Конический покрывающий диск (формы (в) и (г)) обусловливает большую жесткость колеса и допустимость высоких окружных скоростей до 80 м/с.

Форма (г) применяется для колес большой подачи и находит, в частности, применение для дутьевых вентиляторов и дымососов ГЭС.

Открытые однодисковые и бездисковые колеса форм (д) и (е), применяются в пылевых вентиляторах, служащих для подачи смесей газов с твердыми частицами, например, в системах пылеприготовления ТЭС (рис. 5.4).

В вентиляторах применяются все три типа лопастей. В настоящее время существует тенденция применения главным образом лопаток, загнутых назад. Они обеспечивают по сравнению с лопатками, загнутыми вперед, более высокий к.п.д. вентилятора, устойчивую работу его в широком диапазоне расходов и уменьшение шума. На рис. 5.4 показаны два конструктивных типа лопастей вентиляторов: а и б – постоянной толщины. Крепление лопастей постоянной толщины к дискам производится клепкой или сваркой. В первом случае возможны два варианта:

1) на торцах лопастей фрезеруются шипы (в), расклепываемые в отверстиях дисков;

2) лопатки получают отгибы, которыми и приклепываются к дискам (а).

Для придания объемным лопастям большей прочности и жесткости внутри профиля монтируют ребра из полосовой стали. Одна кромка их приваривается непрерывным швом к внутренней поверхности лопасти, а вторая – прерывистым швом через отверстия во второй половине листа, образующего лопасть.

missing image file

Рис. 5.4. Конструктивные типы рабочих лопаток
изготовляемых штампованием из листовой стали,
и объемного профиля, изготовляемых штампованием и сваркой

Применение объемных, профилированных лопастей с рациональной формой сечения привело к повышению к.п.д. крупных вентиляторов до 90 %.

Корпуса вентиляторов выполняются спиральными, постоянной ширины, и очерчиваются обычно способом «конструкторского квадрата» (рис. 5.5), где 18.pdf, b – ширина корпуса.

missing image file

Рис. 5.5. Спиральный кожух:
1 – рабочее колесо; 2 – спиральный кожух; 3 – выходное сечение; 4 – язык

Материалом корпусов является конструкционная листовая сталь толщиной от 2 до 8 мм. Исключением являются корпуса некоторых вентиляторов высокого давления, изготовляемые литьем из чугуна.

missing image file

Рис. 5.6. Шахтный центробежный вентилятор ВЦД:
1- рабочее колесо; 2 – спиральный кожух; 3 – осевые направляющие аппараты; 4 – вал; 5 – зубчатая муфта; 6 – подшипники; 7 – входные коробки;
8 – колонка привода направляющего аппарата

У центробежных вентиляторов, имеющих колеса с лопатками, загнутыми вперед, увеличение подачи связано с существенной перегрузкой двигателя.

Если перед рабочим колесом центробежного вентилятора расположен осевой направляющий аппарат (рис. 5.6, 5.7), то, меняя угол установки его лопаток θн.д., можно получить ряд характеристик, соответствующих определенному значению θн.д (рис. 5.10). Область промышленного использования определяется значениями к.п.д. ηст > 0,6.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074