Miks sobivad tagasipööratud kaldaga tsentrifugaalventilaatorid kaevanduste tunnelite ebastabiilsesse õhurõhu keskkonda

Kaevanduse tunnelid ei säilita kunagi stabiilset takistust. Kui meeskonnad liiguvad edasi põhja või liigutavad bratiseid, muutub ventilatsiooniseadme tagasurve pidevalt. Tagasipööratud kaldutud tsentrifugaalventilaator kohaneb selle muutuva koormusega, kuna selle impeller toodab võimsuskõvera, mis tasaneb lähenemisel stallpiirkonnale asemel, et tõusma piiramatult.

Kuidas kaevanduse tunnelite takistus pidevalt muutub

Allmaa abiventilatsioon ei tööta kindla seina vastu. Toruahelad pigistuvad lae kokkukukkumiste tõttu, kui tööpind edeneb. Iga muutus nihutab tööpunkti süsteemikõveral, mistõttu vastab ventilaator igal vahetuses erinevale staatilisele rõhule.

Kui bratised ja toru paigutus muudavad koormust

Piirkondlik tellimusettevõtja kasutas tõukelõõtsaid, kus bratitsid muutusid nädalas, kui põhjustati edasi. Eespoole kõverdatud üksused olid mõõdetud esialgse paigutuse jaoks, kuid kui takistused liikusid ja torujuhtmed pikenesid, tõusis süsteemi takistus disainipunkti üle. Seal ongi tagurpidi kaldunud tsentrifugaalfanil oma koht: võimsuse tõusumäära piiramisega hoiab see õhuvoolu kokkuvarisemast, kui võrgustik pingub.

Miks eespoole kõverdatud ventilaatorid lülituvad sama liugutusega välja

Eespoole kõverdatud impellorid suurendavad pöördemomenti takistuse tõusuga, seega järgib mootori vool rõhu tõusu. Kui bratitsasein suletakse osaliselt ringi, liigub koormuspunkt kõrgema staatilise rõhu suunas. Tagurpidi kaldunud ratta mitteülekoormuv käik vältib seda puudust, sest selle võimsus tippub ja seejärel langeb.

Tagurpidi kaldunud impellor ja selle mitteülekoormuv karakteristik

Määrav tunnusjoon on terade nurga suhe pöörlemisele. Tagasipööratud kaldaga tsentrifugaalventilaatoril on terad paigutatud vastu voolu keerist, mistõttu viskab see õhku väiksema taastumiskao ja võimsusjoon kõverdub alla. Kõikuvas kaevandussüsteemis liigub tööpunkt laialdasel staatilise rõhu ribal ilma mootori ülekoormamiseta.

Ventilaatori karakteristikukõvera lugemine kõikuvas staatilises rõhus

Õige ventilaatori karakteristikukõver kujutab ühel graafikul staatilist rõhku, õhuvooluhulka ja võimsust. Projektijad peaksid kattuma oodatava süsteemi karakteristikukõveraga ning veenduma, et lõikepunkt jääb tunneli põhjustatava võimsustipu vasakule poole. Tagasipööratud kaldaga tsentrifugaalventilaator muudab selle kattumise lubavamaks.

Stabiilne tõhusus erineva torustiku takistuse korral

Tõhusus on platoo, mitte üksainus arv ühes punktis. Tagasipööratud kaldaga ratast hoiab laia ja tasase tõhususriba, mistõttu väikesed torustiku takistuse muutused ei tõmba seadet ebaefektiivsesse piirkonda. Stabiilne tõhusus kogu vahemikus tagab ennustatava õhuvoolu tööpinnale.

Põletusohutu toimimine kaevanduses

Kaevanduse õhk kannab kaasa kivitolmu, plahvatuste jääke ja peenikest šlakki, mis kahjustavad vähem vastupidavaid ratasteid. Tagurpidi kaldunud tsentrifugaalventilaatoril on puhtam esiserv, mis tõrjub osakesi pigem kui kinnitab neid labade vahele. Gaasirikkades piirkondades tagab EN 60529 standardile vastav isoleeritud ehitus ja korpuse valik ohutu kasutamise seal, kus süttimisohu tõttu on oluline tuleohutus.

Tolmu ja abrasiivse šlaki käsitsemine sisendis

Sisendi konstruktsioon määrab ratta eluiga. Sobivalt kujundatud sisend tagab ühtlase kiiruse labade vahele, nii et tolmu koormus jaotub ühtlaselt ning ei kahjusta üht kindlat kohta. Kasutajad, kes arvestavad sisendis abrasiivse šlakiga, vältivad äkknihetust, mis hävitab laagri ja vähendab õhuvoolu.

Tuleohutu ehitus ja korpuse valikud

Mõned sektsioonid nõuavad tuleohutuid lahendusi. Tuleohutu tera ja korpusmaterjalid ning süsipliidi tolmu suhtes hermeetiliselt kinnitatud korpusega seadmed vähendavad süttimisriski gaasirikkades piirkondades. IP54-kaitseklassiga korpusega seade on vastupidav niiskusele ja tolmul, mis on levinud kaevanduste all, ja konstruktsioon vastab sisupääsu kaitseks EN 60529 standardile.

Abiventilatsiooni ühiku spetsifitseerimine ja hooldamine

Õige seadme valik algab süsteemi karakteristikukõveraga, mitte kataloogi maksimaalse võimsusega. Tagasipiiratud kaldaga tsentrifugaalventilaator tuleb sobitada oodatava staatilise rõhu vahemikuga, kinnitada mittetüübitavuse marginaal ning veenduda, et mootori mähised ja laagrid on määratud pidevaks tööks. Kaevanduste ventilatsiooni juhiste (nt MSHA ja OSHA) järgimine aitab määrata õhuvoolu eesmärgi enne ventilaatori tellimist.

Planeeritud inspektsioon on reageerivast remondist allpool. Kuuks kaupa kontrollitakse sissepääsu eesmise serva, laagri temperatuuri muutumist ja korpuse tihendite seisukorda, et tuvastada abrasiivne kulutus enne, kui see vähendab õhuvoolu. Töötsükli ja staatilise rõhu andmete logimine oodatava süsteemi kõveraga võrdluses näitab, millal takistus liigub, nii et seadme klassifitseerimine toimub enne, kui õhuvoolu pind kaotab õhuvoolu. Sädekindlad sektsioonid vajavad iga plahvatustsükli järel korpuse kontrolli, sest tolmu kogunemine muudab süttimisprofiili ja IP-kaitseaste kehtib ainult siis, kui tihendid jäävad tihedaks.

Mootori mähise, laagrite ja soojusjuhtimise kontroll

Mootor teeb vaikse töö. Puht-messingist keerdumine, välimine rotaatorita püsivoolumootor ja täpsuskeraalagerid tagavad usaldusväärsuse, mida allmaatööd nõuavad. Soojusjuhtimine on oluline, sest keerdumine asub õhuvoo lähedal; korpusega, mis juhib soojust välja, kuid takistab tolmu sisenemist, kaitstakse isoleerimist. Planeeritud töötsüklis tuleb enne väikest õhuvoolu kõrvalekaldumist kontrollida laagrite temperatuuri ja keerdumise isoleerimist.

Töötsükkel, pöörlemiskiirus ja õhuvoolu seadistamine tööpinnale

Abiventilatsioon töötab lühikeste perioodidena, kui tööpinda edasi liigutatakse, seega määrab töötsükkel soojuskoormuse. Pöörlemiskiiruse ja toru läbimõõdu seadistamisega reguleeritakse tööpinna saavat õhuvoolu kuupjalas minutis (CFM), ilma et mootor liialt kiirendataks. Tagasipiiratud kaldaga tsentrifugaalventilaator talub muutusi, sest selle karakteristikukõver ei ülekoorma mootorit takistuse muutumisel. Pöörlemiskiiruse sobitamine tegeliku takistusvahemikuga tagab stabiilse toimetamise iga töövahetuse järgi.

Välistatud kaevandus- ja tunnelirõhu jaoks sobiva seadme valimine sõltub katalooginumbrite määramisest enne kõvera kuju kindlakstegemist. Tagasipööratud kaldaga tsentrifugaalventilaator hoiab mootori oma nimiväärtuses takistuse kõikumise ajal, säilitab tõhususe liikuvas torustikukoormuses ja vähendab tolmu ning süttimisohu sobiva korpusega. Abiventilatsioonile, mis peab jälgima liikuvat kaevandusnurka, muudab mitteliialt koormatav ratas muutliku probleemi haldatavaks.

Tavaliselt esinevad küsimused

Küsimus

Miks on tagasipööratud kaldaga ratas mitteliialt koormatav?

Vastus: Lihvitud nurga asetus määrab võimsuse käitumise. Tagasipööratud kaldaga ratas nõuab võimsust, mis tippub ja seejärel langeb vooluhulga vähenemisel, mistõttu ei kohtu mootor kunagi ülekoormatava koormusega, kui torustiku takistus kasvab. Seega jääb tagasipööratud kaldaga tsentrifugaalventilaator oma nimivoolu piires laias staatilise rõhu vahemikus. Seda tasast võimsusjoont kasutatakse just seetõttu, et see konstruktsioon sobib tunnelitesse, kus tööpunkt liigub, mitte püsib stabiilsena.

Küsimus

Miks muutub kaevanduste ventilatsioonitakistus pidevalt?

Vastus: Pealkirjad liiguvad edasi, põrandaplaadid liiguvad ja torujooned venivad või neid pigistab lae kokkuvarisemine. Iga muutus nihutab süsteemi kõverat, mistõttu kohtub ventilator iga vahetusega erineva staatilise rõhuga. Abitorud arendussektsioonis võivad ühe nädala jooksul koormuspunkti laialdase nihega kokku puutuda. Ühe kindla väärtuse jaoks mõõdetud seadmed ei vasta tegelikule koormusele ja kaotavad tootmishulka tööpinnal.

Küsimus

Kuidas käib ratast tolmu ja šlakiga allmaas?

Vastus: Tagasipiiratud laba esitab puhtamat eesmist serva, mis tõmbab osakesi välja asemel, et neid läbipääsuteedesse kinni püüda. Hästi kujundatud sisselask avab tolmu koormuse ühtlaselt ja pestavad kinnitussummad püüavad kogu suurema osa tolmust, kui paigutus seda võimaldab. Regulaarne eesmiste servade ja kullerite kontroll remondiperioodide vahel takistab äklist tasakaaluhäiret, mis vähendab õhuvoolu. Hea sisselaske kujundus määrab, kui kaua ratas vastab abrasiivsele koormusele.

Küsimus

Kas seda konstruktsiooni saab kasutada tuleohututes konfiguratsioonides?

Vastus: Jah. Mitte-sädelevad tera- ja korpusematerjalid koos tihendatud korpusega vähendavad süttimisohu gaasistes või söeosades. IP54-tasemega korpus takistab söetolmu ja niiskust, samas kui sädelemisresistentsed pinnad tagavad ka reaalset kaitset määratud töötsüklil. Kui süttimine on murekohana, tuleb määrata sädelemisresistentsed valikud ja kontrollida korpuse tihendeid planeeritud hoolduse ajal. Sellised konstruktsioonid vastavad EN 60529 sisupääsu kaitse nõuetele.

Küsimus

Milline korpuseklass sobib niiskete kaevandustunnelite jaoks?

Vastus: IP54-tasemega korpus vastub niiskusele, tolmul ja tilkumisele, mis on tavalised maapinna all, ning kaitseb mootori keermestust ja laagreid ilma jahutusõhu voolu takistamiseta. Niiskemates või siltsetes osades tuleb inspektsiooni ajal kinnitada tihendi konstruktsioon ja ärkamiste teed. Korpus peab takistama saasteaineid, kuid lubama soojusjuhtimist, et keermestus jääks külmaks. Klass tuleb valida vastavalt kõige halvematele tingimustele, millega seade tegelikult kokku puutub, mitte keskmisele töövahetusele.