Защо центробежният вентилатор с наклонени назад лопатки се адаптира към нестабилната среда на въздушното налягане в минни тунели

Съпротивлението в минните тунели никога не е постоянно. Докато екипите напредват по работната галерия или преместват братисите, обратното налягане върху вентилатора непрекъснато се променя. Центробежният вентилатор с наклонени назад лопатки се адаптира към тази променяща се натовареност, защото импелерът му генерира крива на мощността, която се изравнява в областта на спиранията вместо да расте неограничено.

Как се променя съпротивлението в минните тунели

Допълнителната подземна вентилация не работи срещу фиксирана преграда. Въздухопроводните тръби се стискат от обрушвания на тавана, докато работната галерия напредва. Всяка такава промяна измества работната точка по системната крива, поради което вентилаторът се сблъсква с различно статично налягане при всява смяна.

Когато промяната на братисите и разположението на въздухопроводите променя натовареността

Регионален подизпълнител е използвал допълнителни вентилатори там, където братисите се премествали всяка седмица по мярка на напредването на работните фронта. Устройствата с напредващо извиване на лопатките били подбрани за първоначалната конфигурация, но с преместването на преградите и удължаването на въздушните канали хидравличното съпротивление на системата нараснало над проектната стойност. Точно тук вентилаторът с центробежно действие и назад извити лопатки намира своето приложение: ограничаването на нарастването на мощността предотвратява рухването на въздушния поток при повишено съпротивление в мрежата.

Защо вентилаторите с напредващо извиване на лопатките прекъсват при едно и също положение

Импелерите с напредващо извиване на лопатките увеличават въртящия момент при нарастване на съпротивлението, поради което токът през двигателя расте заедно с нарастването на налягането. Когато братисна стена затвори част от контура, работната точка се измества към по-високо статично налягане. Непреоварящото поведение на импелера с назад извити лопатки избягва тази опасност, тъй като мощността му достига максимум и след това намалява.

Импелерът с назад извити лопатки и неговата непреоваряща характеристика

Определящата характеристика е ъгълът на лопатките спрямо въртенето. Центробежният вентилатор с наклонени назад лопатки има лопатки, поставени срещу вихъра, поради което изхвърля въздуха с по-малки загуби при възстановяване и кривата на мощността се извива надолу. При променлива минна система работната точка се движи в широк диапазон от статично налягане, без да претоварва двигателя над неговия номинален режим.

Четене на характеристиката на вентилатора при променливо статично налягане

Правилната характеристика на вентилатора показва статичното налягане, въздушния поток и мощността на един и същи график. Проектиращите лица трябва да наложат очакваната системна характеристика и да потвърдят, че точката на пресичане остава вляво от върха на кривата на мощността, който тунелът ще предложи. Центробежният вентилатор с наклонени назад лопатки прави това налагане по-издръжливо.

Стабилна ефективност при променящо се съпротивление на канала

Ефективността представлява плато, а не едно число за една точка. Колелото с наклонени назад лопатки поддържа широка и равна ефективност, така че малки промени в съпротивлението на канала не изместват агрегата в неефективна област. Стабилната ефективност в целия диапазон означава предсказуем въздушен поток към лицевата част.

Безопасна за прах, шлака и искри работа под земята

Подземният въздух носи скален прах, остатъци от взривяване и фин шлак, които износват по-некачествени колела. Центробежен вентилатор с обратно наклонени лопатки има по-чист преден ръб, който отклонява твърди частици вместо да ги задържа в междините между лопатките. За газоносни участъци конструкцията, устойчива на искри, и корпусът, класифицирани според EN 60529, осигуряват безопасност там, където има риск от запалване.

Обработка на праха и абразивния шлак на входа

Конструкцията на входа определя живота на колелото. Добре оформеният вход осигурява равномерна скорост на влизане в лопатковите канали, така че товарът от прах се разпределя равномерно, а не ерозира само едно място. Операторите, които планират наличието на абразивен шлак на входа, избягват внезапното дисбалансиране, което унищожава лагерите и намалява подавания въздушен поток.

Конструкция и корпус, устойчиви на искри

Някои секции изискват опции, които не предизвикват искри. Лопатките и корпусът от неметални материали, както и затворената конструкция, която е запечатана срещу въглищна прах, намаляват риска от възпламеняване в газоносни зони. Кожухът с клас на защита IP54 устойчив е на влагата и праха, характерни за подземните условия, а конструкцията отговаря на стандарта EN 60529 за защита срещу проникване.

Определяне и поддържане на устройството за допълнително вентилиране

Изборът на подходящата машина започва с характеристиката на системата, а не с максималната производителност от каталога. Центробежен вентилатор с наклонени назад лопатки трябва да се подбира според очаквания диапазон на статичното налягане, като се потвърждава маржът за непреоваряне и се гарантира, че намотката на двигателя и лагерите са проектирани за непрекъснат режим на работа. Следването на насоките за вентилация в мини, например тези на MSHA и OSHA, помага за определяне на целевия дебит на въздух преди поръчването на вентилатора.

Планираната инспекция е по-ефективна от реагиращия ремонт под земята. Месечната проверка на предния ръб на входа, тенденцията в температурата на лагерите и състоянието на уплътнителната лента на корпуса позволява да се засече абразивното износване, преди то да намали въздушния поток. Регистрирането на работния цикъл и показанията за статично налягане спрямо очакваната система на крива показва, когато съпротивлението започва да се променя, така че агрегатът се преоценява, преди фронталната част да загуби въздух. Секциите, безопасни за искри, изискват верификация на корпуса след всеки цикъл на взривяване, тъй като натрупването на прах променя профила на запалване, а степента на защита IP важи само когато уплътнителните ленти остават плътно затворени.

Проверки на намотката на двигателя, лагерите и термичното управление

Моторът върши тихата работа. Навивката от чист мед, безщетковата конструкция с външен ротор и прецизните топлопроводни куглови лагери осигуряват надеждността, необходима за подземна употреба. Топлоуправлението е важно, защото навивката е разположена близо до въздушния поток; корпусът отвежда топлината, но блокира проникването на прах, което предпазва изолацията. При планиран цикъл на работа проверявайте температурата на лагерите и изолацията на навивката, преди малко отклонение да лиши работното лице от въздух.

Цикъл на работа, обороти в минута (RPM) и настройка на въздушния поток за работното лице

Допълнителната вентилация работи в импулси, докато напредва главната проходка, така че цикълът на работа определя топлинната нагрузка. Настройката на оборотите в минута (RPM) и диаметъра на въздушния канал регулира въздушния поток в кубични фута в минута (CFM), който получава работното лице, без да превишава максималните обороти на колелото. Центробежният вентилатор с наклонени назад лопатки понася тези промени, защото характеристиката му не претоварва мотора при промяна на съпротивлението. Съгласуването на RPM с реалната зона на съпротивление осигурява стабилна подавана мощност през всяка смяна.

Изборът на вентилатор за нестабилно налягане в минни тунели зависи от формата на характеристиката преди каталожните номера. Центробежен вентилатор с назад наклонени лопатки поддържа двигателя в рамките на неговия номинален режим при промени в съпротивлението, запазва ефективността си при променяща се товарна характеристика на вентилационната тръба и намалява риска от прах и искри благодарение на подходящата защитна обвивка. За допълнителна вентилация, която трябва да следи преместващия се работен фронт, колелото без претоварване превръща променливата задача в управляема.

Често задавани въпроси

Въпрос

Какво прави колелото с назад наклонени лопатки устойчиво към претоварване?

Отговор: Ъгълът на лопатките определя поведението на потребляемата мощност. При колело с назад наклонени лопатки необходимата мощност във ватове достига максимум и след това намалява при намаляване на дебита, така че двигателят никога не изпитва неконтролируемо увеличаване на товара при повишаване на съпротивлението на вентилационната тръба. Следователно центробежният вентилатор с назад наклонени лопатки остава в рамките на номиналния си ток в широк диапазон от статично налягане. Тази равна характеристика на мощността е причината този тип конструкция да е подходящ за тунели, където работната точка се променя, а не остава постоянна.

Въпрос

Защо съпротивлението при вентилацията в мини постоянно се променя?

Отговор: Главите напредват, браните се местят и въздушните канали се удължават или се притискат от обрушвания на тавана. Всяка такава промяна премества кривата на системата, поради което вентилаторът работи при различно статично налягане при всява смяна. На развитието на един участък допълнителните въздушни линии могат да покажат значително отклонение на работната точка само за една седмица. Оборудването, подбрано за една фиксирана стойност, няма да съответства на реалната работна задача и ще загуби подаването на въздух в забоя.

Въпрос

Как колелото понася праха и шлаката под земята?

Отговор: Странично наклонените лопатки имат по-чист преден ръб, който отстранява твърди частици, вместо да ги задържа в проточната част. Добре оформеният вход разпределя равномерно натоварването с прах, а измиваемите прищракващи филтърни решетки улавят грубите примеси там, където конструкцията позволява. Редовният контрол на предните ръбове и лагерите между основните ремонти предотвратява внезапното дисбалансиране, което намалява подаването на въздух. Добрият входен дизайн определя колко дълго ще издържи колелото при абразивна работа.

Въпрос

Може ли този модел да работи в искробезопасни конфигурации?

Отговор: Да. Неспособните да предизвикват искри материали за перката и корпуса, както и запечатаният корпус намаляват риска от възпламеняване в газоносни или въглищни секции. Корпус с класификация IP54 предотвратява проникването на въглищна прах и влага, докато повърхностите, устойчиви към искри, осигуряват реална защита при зададен цикъл на работа. Където има риск от възпламеняване, посочете опции за искробезопасно изпълнение и проверявайте уплътнителните гуми на корпуса по време на плановото поддръжка. Такива конструкции отговарят на изискванията на стандарта EN 60529 за степен на защита срещу проникване.

Въпрос

Коя класификация на корпуса е подходяща за влажни минни тунели?

Отговор: Корпус с класификация IP54 устойчив на влагата, праха и капенето, които са чести под земята, като защитава намотката и лагерите на двигателя, без да ограничава въздушния поток за охлаждане. За по-влажни или замърсени с кал секции потвърдете дизайна на уплътнителните гуми и пътищата за отводняване по време на инспекция. Корпусът трябва да блокира замърсителите, но да позволява термичното управление, за да се поддържа намотката на ниска температура. Изберете класификацията според най-тежките условия, на които ще бъде изложен агрегатът, а не според средните условия през работната смяна.