Prečo sa centrifugálny ventilátor s dozadu sklonenými lopatkami prispôsobuje nestabilnému prostrediu tlaku vzduchu v baníckych tuneloch

Odpor v banských tuneloch sa nikdy nestabilizuje. Keď posádky postupujú v hornej časti chodby alebo premiestňujú bratice, spätný tlak ventilátora sa neustále mení. Centrifugálny ventilátor s dozadu sklonenými lopatkami sa na túto meniacu sa záťaž prispôsobuje, pretože jeho impeler vytvára charakteristiku výkonu, ktorá sa v oblasti odtrhnutia splošťuje namiesto toho, aby stúpala bez obmedzenia.

Ako sa neustále mení odpor v banských tuneloch

Prídavné podzemné vetranie neprebieha proti pevnému prekážkovej stene. Hadice sa pri postupe čela stláčajú v dôsledku zosypov stropu. Každá taká zmena posunie prevádzkový bod pozdĺž systémovej charakteristiky, a preto ventilátor každú smenu stretne iný statický tlak.

Keď sa zmenou bratíc a usporiadania hadíc mení záťaž

Regionálny dodávateľ používal podporovacie ventilátory v miestach, kde sa brattice týždenne posúvali spolu s postupujúcimi vykopávkami. Jednotky s prednými zakrivenými lopatkami boli dimenzované pre počiatočné usporiadanie, avšak keď sa steny prekážok posúvali a dĺžka potrubia sa zvyšovala, odpor systému stúpol nad návrhový bod. Práve v tomto prípade sa uplatňuje odstredivý ventilátor s lopatkami sklonenými dozadu: obmedzenie nárastu výkonu zabraňuje kolapsu prietoku vzduchu, keď sa sieť stáva tesnejšou.

Prečo sa predne zakrivené ventilátory vypínajú pri rovnakom zaťažení

Predne zakrivené impelery zvyšujú krútiaci moment so stúpajúcim odporom, preto sa prúd motora zvyšuje spolu so statickým tlakom. Keď sa brattice stena čiastočne uzavrie v obvode, pracovný bod sa posúva smerom k vyššiemu statickému tlaku. Neprehrejovací charakteristický priebeh kolesa so sklonenými dozadu lopatkami tento problém vyhýba, pretože jeho výkon dosiahne maximum a následne klesá.

Impeler so sklonenými dozadu lopatkami a jeho neprehrejovací charakteristický priebeh

Definičnou vlastnosťou je uhol čepeľov vzhľadom na otáčanie. Centrifugálne ventilátory s dozadu sklonenými čepeľmi majú čepele nastavené proti víru, takže odhadzujú vzduch s menšími stratami obnovy a krivka výkonu sa zakrivuje nadol. V systéme ťažobnej dielne s kolísajúcim tlakom sa prevádzkový bod pohybuje cez široké pásmo statického tlaku bez prekročenia menovitého výkonu motora.

Čítanie krivky ventilátora pri kolísajúcom statickom tlaku

Správna krivka ventilátora zobrazuje statický tlak, prietok vzduchu a výkon na jednom grafe. Projektanti by mali prekryť očakávanú systémovú krivku a potvrdiť, že ich priesečník zostáva vľavo od vrcholu krivky výkonu, ktorý bude tunel predstavovať. Centrifugálny ventilátor s dozadu sklonenými čepeľmi robí toto prekrytie vyhovujúcejším.

Stabilná účinnosť pri rôznych odporoch potrubia

Účinnosť je plošina, nie jediné číslo v jednom bode. Koleso s dozadu sklonenými čepeľmi udržiava široké, ploché pásmo účinnosti, takže malé zmeny odporu potrubia nezatlačia zariadenie do neefektívneho režimu. Stabilná účinnosť v celom rozsahu znamená predvídateľný prietok vzduchu k pracovnému priestoru.

Prevádzka bez prachu, škvierok a iskier v podzemí

Podzemný vzduch prenáša prach z horniny, zvyšky po trhacích práciach a jemný škvár, ktoré opotrebovávajú menej odolné kolesá. Centrifugálne ventilátory s dozadu naklonenými lopatkami majú čistejší nábežný okraj, ktorý odhadzuje častice namiesto toho, aby ich zachycoval v medzilopatkových priestoroch. Pre plynné úseky je konštrukcia odolná proti iskreniu a splňa normu EN 60529, čo zabezpečuje bezpečnú prevádzku tam, kde hrozí nebezpečenstvo vznietenia.

Zvládanie prachu a abrazívneho škváru na sacom otvore

Návrh sacieho otvoru rozhoduje o životnosti kolesa. Dobré tvarovanie sacieho otvoru zabezpečuje rovnomernú rýchlosť prúdenia do medzilopatkových priestorov, takže sa zaťaženie prachom rozdelí rovnomerne namiesto toho, aby sa sústredilo na jedno miesto. Prevádzkovatelia, ktorí pri návrhu berú do úvahy abrazívny škvár na sacom otvore, predchádzajú náhlej nerovnováhe, ktorá poškodí ložisko a zníži prietok vzduchu.

Konštrukcia odolná proti iskreniu a možnosti ochranného puzdra

Niektoré časti vyžadujú možnosti beziskrového výkonu. Materiály pre ostrie a kôrpus, ktoré nevytvárajú iskry, a uzavreté puzdro chránené proti uhlíkovej prachu znižujú riziko vznietenia v plynných zónach. Puzdro s ochranou IP54 odoláva vlhkosti a prachu, ktoré sú bežné pod zemou, a konštrukcia zodpovedá norme EN 60529 pre ochranu proti vnikaniu.

Špecifikovanie a údržba jednotky pre pomocné vetranie

Výber správneho stroja začína krivkou systému, nie maximálnym výkonom z katalógu. Osové odstredivé ventilátory s náklonou dozadu sa majú prispôsobiť očakávanému rozsahu štatického tlaku, pričom sa potvrdí bezpreťažová rezerva a vinutie motora aj ložiská sa musia hodnotiť pre nepretržitý prevádzkový režim. Dodržiavanie pokynov pre banícke vetranie, napríklad MSHA a OSHA, pomáha stanoviť cieľový prietok vzduchu ešte pred objednaním ventilátora.

Plánovaná kontrola je výhodnejšia než reaktívna oprava pod zemou. Mesačná kontrola predných okrajov vstupu, trendu teploty ložísk a stavu tesniacich tesnení krytu odhalí abrazívne opotrebovanie skôr, ako zníži prietok vzduchu. Zaznamenávanie pracovného cyklu a údajov o statickom tlaku v porovnaní s očakávanou systémovou krivkou ukazuje, keď sa odpor posúva, takže jednotka sa prehodnotí skôr, než príde k zníženiu prietoku vzduchu cez vstup. Oddelenia beziskrového dizajnu vyžadujú po každom výbuchovom cykle overenie krytu, pretože zabalenie prachu mení profil zapálenia a stupeň ochrany IP platí len vtedy, keď zostanú tesnenia tesne uzavreté.

Kontrola vinutia motora, ložísk a tepelnej správy

Motor vykonáva tichú prácu. Vinutie z čistej medi, bezkartáčový vonkajší rotor a presné guľové ložiská zabezpečujú spoľahlivosť potrebnú pre podzemné prevádzky. Tepelné riadenie je dôležité, pretože vinutie je umiestnené blízko prúdu vzduchu; kryt, ktorý odvádza teplo, ale zároveň zabraňuje vniknutiu prachu, chráni izoláciu. Pri plánovanom prevádzkovom cykle skontrolujte teplotu ložísk a izolácie vinutia, kým malá odchýlka neprinúti čelnú plochu stratiť prívod vzduchu.

Prevádzkový cyklus, otáčky za minútu (RPM) a nastavenie prietoku vzduchu pre čelnú plochu

Prídavné vetranie sa spúšťa v krátkych intervaloch počas postupu hlavných chodníkov, preto prevádzkový cyklus určuje tepelné zaťaženie. Nastavením otáčok za minútu (RPM) a priemeru potrubia sa upravuje prietok vzduchu v kubických stopách za minútu (CFM), ktorý čelná plocha dostáva, bez prekročenia maximálnych otáčok kolesa. Radiálne odstredivé ventilátory s dozadu naklonenými lopatkami vydržia tieto výkyvy, pretože ich charakteristika nezaťaží motor ani pri zmenách odporu. Prispôsobenie otáčok za minútu (RPM) reálnej škále odporu zabezpečuje stály výkon počas každej smeny.

Výber ventilátora pre nestabilný tlak v ťažobných tuneloch závisí od tvaru krivky pred číslami v katalógu. Centrifugálny ventilátor s dozadu sklonenými lopatkami udržiava motor v rámci jeho menovitých hodnôt, aj keď sa odpor mení, zachováva účinnosť pri premennom zaťažení potrubia a znižuje riziko prachu a iskier vhodným krytom. Pre pomocnú ventiláciu, ktorá musí sledovať sa posúvajúcu ťažobnú čelnú plochu, koleso bez preťaženia transformuje premenný problém na ovládateľný.

Často kladené otázky

Otázka

Čo robí koleso s dozadu sklonenými lopatkami nezatiažiteľným?

Odpoveď: Uhol lopatiek určuje správanie sa výkonu. Pri kolese s dozadu sklonenými lopatkami sa požadovaný výkon (vo wattoch) najprv zvýši a potom zníži so znižujúcim sa prietokom, takže motor nikdy nezažije nekontrolovateľné zaťaženie, keď stúpne odpor potrubia. Centrifugálny ventilátor s dozadu sklonenými lopatkami preto zostáva v rámci svojho menovitého prúdu v širokej škále statického tlaku. Táto plochá krivka výkonu je dôvodom, prečo je tento dizajn vhodný pre tunely, kde sa prevádzkový bod posúva namiesto toho, aby sa stabilne udržiaval.

Otázka

Prečo sa odpor ventilácie v ťažobných jamách neustále mení?

Odpoveď: Hlavné časti sa posúvajú dopredu, stropné prekážky sa pohybujú a vodiaci kábel sa predĺži alebo stlačí pri zrútení stropu. Každá z týchto zmien posunie charakteristickú krivku systému, takže ventilátor každýkrát stretne iný statický tlak. Na vývojovom úseku môžu pomocné vedenia pozorovať výrazný posun pracovného bodu už počas jediného týždňa. Zariadenia dimenzované pre jednu pevnú hodnotu nezodpovedajú skutočnej prevádzkovej záťaži a stratia dodávku vzduchu na čele vykopávky.

Otázka

Ako koleso odoláva prachu a škváre pod zemou?

Odpoveď: Obrátené lopatky majú čistejší nábežný okraj, ktorý odháňa častice namiesto toho, aby ich zachycoval v prechode. Dobré tvarovanie vstupu rovnomerne rozdeľuje zaťaženie prachom a umývateľné snap-on filtračné mriežky zachytávajú hrubšie nečistoty tam, kde to povaha usporiadania umožňuje. Pravidelná kontrola nábežných hraní a ložísk medzi kompletnými opravami zabraňuje náhlej nerovnováhe, ktorá spôsobuje pokles prietoku vzduchu. Kvalitné tvarovanie vstupu rozhoduje o tom, ako dlho koleso vydrží pri abrazívnej prevádzke.

Otázka

Môže tento dizajn pracovať v iskrobezpečných konfiguráciách?

Odpoveď: Áno. Materiály bez iskier pre rezací kotúč a kôrpus spolu s tesným obalom znižujú riziko vzniku iskier v plynových alebo uhoľných úsekoch. Kôrpus s ochranou IP54 zabraňuje vniknutiu uhoľného prachu a vlhkosti, pričom povrchy odolné voči iskriam zabezpečujú reálnu ochranu počas stanovenej prevádzkovej doby. Ak je riziko vzniku iskier kritické, špecifikujte možnosti bezpečné voči iskriam a počas plánovanej údržby overte tesnenia obalu. Takéto konštrukcie zodpovedajú požiadavkám normy EN 60529 týkajúcim sa stupňa ochrany pred vniknutím cudzích látok.

Otázka

Ktoré označenie ochrany kôrpusu je vhodné pre vlhké banícke tunely?

Odpoveď: Kôrpus s ochranou IP54 odoláva vlhkosti, prachu a kvapkaniu, ktoré sú bežné pod zemou, a chráni vinutie motora aj ložiská bez obmedzenia prúdenia chladiaceho vzduchu. Pre vlhkejšie alebo ílovité úseky počas kontrolu potvrďte návrh tesnení a odvodných ciest. Kôrpus by mal brániť vnikaniu nečistôt, ale zároveň umožniť tepelné riadenie, aby sa vinutie udržiavalo v chladnom stave. Stupeň ochrany vyberte podľa najhorších podmienok, ktorým bude zariadenie skutočne vystavené, nie podľa priemernej smeny.