Новые вентиляторы местного проветривания

Вентиляторы для проветривания тупиковых выработок угольных шахт изготавливает Томский электромеханический завод, но после 1993г. поставка этих вентиляторов в Украину резко сократилась. Возникла необходимость создания нового ряда вентиляторов местного проветривания, производство которых, включая и комплектующие двигатели, должно осуществляться на предприятиях Украины. Это обеспечит гарантированную поставку машин такого типа согласно потребностям отрасли.

Донгипроуглемашем, ОАО "Красноармейский машзавод" и ОАО "Южэлектромаш" разработан и освоен в производстве типоразмерный ряд осевых вентиляторов местного проветривания ВМЭУ-5, ВМЭУ-6, ВМЭУ-10 (рис. 1) во взрывобезопасном исполнении (РВ-3В) с электрическим приводом. Изготовлены опытные образцы вентиляторов ВМПУ-4, ВМПУ-6 с пневматическим приводом (рис. 2).

Рис. 1. Ряд вентиляторов местного проветривания с электрическим приводом:а — ВМЭУ-5; б — ВМЭУ-6; в — ВМЭУ-10

Конструкция вентиляторов со встроенными электрическим и пневматическим приводами разработана на базе созданной Донгипроуглемашем аэродинамической схемы осевого вентилятора с меридиональным ускорением потока. Схема обеспечивает увеличенную подачу, высокое полное давление и экономичность, благодаря чему вентиляторы типа ВМЭУ и ВМПУ: имеют малые габариты при большой гидравлической мощности. Параметры по подаче и полному давлению каждого типоразмера определены исходя из требований покрытия поля вентиляционных режимов тупиковых выработок угольных шахт Украины, разработанного МакНИИ.

Ожидается, что в прогнозируемые годы (до 2010г.) подача вентиляторов местного проветривания с электрическим приводом составит от 1,5 до 24 м³/с, а с пневматическим приводом — от 2 до 14 м³/с. Покрытие поля вентиляционных режимов обеспечивается минимальным количеством новых вентиляторов ВМЭУ-5, ВМЭУ-6 и ВМЭУ-10, у каждого из которых рабочий диапазон по подаче (при полном КПД вентилятора с электрическим приводом - не менее 0,4) соответственно 2—6; 2,5—8 и 7—24 м³/с и по полному давлению 2250—1250, 2600—750 и 2500—1000 Па.

Рабочий диапазон вентиляторов ВМПУ-4 и ВМПУ-6 по подаче (при полном КПД вентилятора с пневматическим приводом не менее 0,15), 1—4 и 2—10 м³/с, по полному давлению 2500—600 и 2900—500 Па. Вентиляторы типа ВМЭУ снабжены колесами с конической или цклиндро-конической втулкой со съемными пластмассовыми (капрон со стекловолокном) рабочими лопатками, а вентиляторы типа ВМУ с приварными листовыми стальными лопатками.

Коническая форма втулки рабочего колеса обеспечивает ускорение воздушного потока в меридиальной плоскости, в результате чего достигается повышение подачи, полного давления и экономичности вентилятора по сравнению с ранее применяемыми колесами с цилиндрической втулкой. Вентиляторы типа ВМЭУ и ВМПУ снабжены противосрывным устройством, выполненным в виде лопаточного воздушного сепаратора установленного в корпусе перед рабочим колесом. Благодаря противосрывному устройству на напорные характеристики вентилятора монотонно возрастают, поэтому при любой длине присоединенного трубопровода вентиляторы работают стабильно, без пульсации давления и помпажа в трубопроводе. Конструкция рабочего колеса и противосрывного устройства вентиляторов ВМЭУ и ВМПУ выполнена на уровне изобретений, запатентована в Украине и России. Рабочее колесо вентиляторов ВМЭУ закреплено на валу двигателя.

Для вентиляторов ВМЭУ-5 и ВМЭУ-6 применяются двигатели взрывобезопасные с уровнем и видом защиты РВ-3В на номинальное напряжение 380/660 В. Двигатели с фланцем без лап снабжены подшипниками серии 180 и не требуют добавления смазки в период эксплуатации.

Рис. 2. Вентилятор ВМПУ-6

местного проветривания с

пневматическим приводом.

Рис. 3. Вентилятор ВМЭ2-10 местного проветривания с электрическим приводом в комплекте с глушителями шума.

Таблица 1.

Показатели	ВМЭУ-5	ВМЭУ-6	ВМЭУ-10	ВМЭУ2-10
Количество рабочих колес (ступеней), шт.
Диаметр присоединительных патрубков вентилятора, мм
Номинальная подача, м³/с	3,65
Номинальное полное давление, Па
Максимальный полный КПД вентилятора с электроприводом	0,66	0,67	0,68	0,7
Мощность электропривода, кВт		18,5
Частота вращения рабочего колеса (синхронная), мин^-1
Габаритные размеры, мм:
ширина
высота
длина
Масса комплекта поставки, кг

Для вентилятора ВМЭУ-10 применён взрывобезопасный двигатель с фланцем на номинальное напряжение 380/660 В, смазка при эксплуатации подается посредством колпачковых масленок на корпусе вентилятора. Двигатель встраивается с помощью фланца во втулку спрямляющего аппарата и снабжен переходным патрубком с коробкой для присоединения питающего кабеля, расположенной на корпусе вентилятора. Двигатели вентиляторов унифицированы с двигателями основной серии АИУС (160) и АИУМ225 выпускаемой ОАО "Южэлектромаш".

В 1994—1995 гг. Донгипроуглемаш разработал, аОАО "Красноармейский машзавод" освоил серийное производство мощного осевого двухступенчатого вентилятора местного проветривания ВМЭ2—10, обеспечивающего подачу воздуха в тупиковые выработки большой протяженности (2000 м). Конструкция вентилятора ВМЭ2—10 унифицирована и подобна конструкции ВМЭУ-10, но включает два рабочих колеса, закрепленных на двух концах вала двигателя. Двигатель взрывобезопасный (РВ-3В), номинальное напряжение 380/660 В, серийно выпускается Первомайским электромашзаводом. Вентилятор ВМЭ2—10 демонстрировался на выставке "Уголь-95" (рис. 3).

Таблица 2

Показатели	ВМПУ-4	ВМПУ-6
Количество рабочих колес (ступеней), шт.
Диаметр присоединительных патрубков вентилятора, мм
Номинальная подача, м³/с
Номинальное полное давление, Па
Максимальный полный КПД вентилятора с приводом	0,28	0,33
Расход сжатого воздуха при давлении 500 кПа, м³/с	0,15	0,33
Частота вращения рабочего колеса, мин^-1
Габаритные размеры, мм:
ширина
высота
длина
Масса комплекта поставки, кг

Таблица 3

Показатели	Тип вентилятора
ВМЭУ-5	ВМЭУ-6	ВМЭУ-10	ВМЭ2-10
Площадь поперечного сечения тупиковой выработки в свету, м²	7,4	13,0	13,8	18,3
Расход воздуха, подаваемого вентилятором, м³/с	4,0	5,6	12,0	15,6
Расход воздуха, поступающего к забою тупиковой выработкой, м³/с	3,4	3,3	3,5	4,5
Диметр вентиляционного трубопровода, м	0,6	0,6 и 0,8	0,8	2 0,8
Длина вентиляционного трубопровода, м

Технические характеристики вентиляторов ВМЭУ и ВМЭ2—10 с электрическим приводом по результатам стендовых аэродинамических испытаний приведены в табл. 1, а вентиляторов ВМПУ с пневматическим приводом — в табл. 2. Опытные образцы вентиляторов прошли приемочные испытания на шахтах объединений Павлоградуголь (ВМЭУ-5), Ровенькиантрацит (ВМЭУ-6, ВМЭУ-10), Донецкуголь (ВМЭ2—10).

Результаты приемочных испытаний опытных образцов вентиляторов на шахтах приведены в табл. 3. Шум (уровень звука) вентиляторов ВМЭУ, ВМПУ, ВМЭ2—10 при работе на расстоянии 10 м по оси вентилятора не превышает 80 дБА (соответствует стандарту).

Анализ поля вентиляционных режимов тупиковых выработок угольных шахт Украины показывает, что диапазон подачи вентилятора 8—15 м³/с составляет до 50% общего количества, предусмотренного вентиляционными режимами. Этот диапазон перекрывается параметрами вентиляторов ВМЭУ-6 и ВМЭУ-10. Однако для более эффективного и экономичного проветривания потребуется вентилятор с оптимальной подачей 10 м³/с при давлении 3200 Па, ведется разработка вентилятора ВМЭ2—8 с такими параметрами.

Выпускаемые Томским электромеханическим заводом вентиляторы ВМЭ-6 имеют диаметр 630 мм, подачу 7 м³/с, мощность двигателя 25 кВт, частоту вращения 3000 мин^-1, а ВМЭ-8 соответственно 800 мм, 10 м³/с, 45 кВт, 3000 мин^-1.

Преимущества нового ряда вентиляторов местного проветривания, выпускаемых на предприятиях Украины, заключаются в более эффективном покрытии поля вентиляционных режимов вентиляторами ВМЭУ-5, ВМЭУ-6, ВМЭ2—8. ВМЭУ-10 и ВМЭ2—10 (подача соответственно 3,6; 6; 10; 15 и 15 м³/с), а также в большей надежности и долговечности благодаря применению двигателей ВМЭ2-8, ВМЭУ-ДО, ВМЭ2-10 с частотой вращения рабочих колес 1500 мин^-1.

По заказам вентиляторы серии ВМЭУ выпускаются с глушителями шума (исполнение ВМЭУ-10/1, ВМЭ2—10/1) и дополнительными комбинированными на два смежных диаметра патрубками для присоединения гибких вентиляционных трубопроводов. Вентиляторы ВМЭУ-5 и ВМЭУ-6 серийно выпускает ОАО "Южэлектромаш" (г. Новая Каховка), а вентиляторы ВМЭУ-10 и ВМЭ2-10 — ОАО "Красноармейский машзавод" по заказам потребителей.