Шахтная вентиляторная установка Российский патент 2019 года по МПК E21F1/08 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников.

Известна шахтная вентиляторная установка, включающая вертикально установленные рабочий и резервный вентиляторы, каждый из которых имеет кожух, диффузор, коллектор, электродвигатель, а также шибер, перекрывающий входное отверстие кожуха вентилятора со стороны всасывания и дополнительный шибер на стороне нагнетания, при этом шиберы жестко соединенные между собой, установлены с возможностью поочередного перекрытия входного и выходного отверстий одного из кожухов вентилятора, а уплотняющие пояса на торцах коллекторов и диффузоров установлены с возможностью осевого перемещения.(Авт. св-во SU 1701934 A1, E21F l/08, 30.12.91).

Известна шахтная вентиляторная установка, включающая два вертикальных осевых вентилятора установленных на подвижной платформе, что позволяет вводить в работу резервный вентилятор путем смещения платформы из одного крайнего положения в другое. При этом один из вентиляторов соединен с электродвигателем вертикальным промежуточным валом с полумуфтами, соединяющими вентилятор с электродвигателем. (Авт. св-во СССР №514103, кл. E21F 1/08,1969)

Недостатком данных установок является высокая сложность и малая надежность передвижных платформ, механизма соединения электродвигателя и вентилятора, подвижных уплотняющих поясов корпусов вентиляторов и шиберов. Установки имеют высокую металлоемкость и большой объем строительных работ, необходимость строительства калориферной для подогрева подаваемого в шахту воздуха также увеличивает объем строительных работ и размеры производственной площадки объекта, что делает неприемлемым их применение для секционного проветривания нефтяных шахт по нагнетательному способу.

Наиболее близкой по технической сущности является шахтная вентиляторная установка, включающая рабочий и резервный нереверсируемые центробежные вентиляторы с электродвигателями и роторами, установленные на платформе, подводящие и отводящие каналы прямой и реверсивной работы с переключающими лядами, отличающаяся тем, что платформа оснащена механизмом поворота с приводом и механизмом подъема и спуска роторов вентиляторов, а платформа выполнена в виде поворотной рамы, при этом механизм поворота с приводом платформы и механизм подъема и спуска роторов вентиляторов закреплены на раме, причем корпус рабочего вентилятора жестко соединен с каналом прямой работы, а корпус резервного вентилятора жестко соединен с каналом реверсивной работы (Авт. св-во СССР, №1006772,. кл. E21F 1/08, 1983)

Недостатком данной установки является использование центробежных вентиляторов, обладающих высокой металлоемкостью, высокая сложность механизма включения в работу основного и резервного вентиляторов в связи с вертикальными перемещениями поворотной рамы с закрепленными на ней роторами и электродвигателями вентиляторов, возможность подсосов окружающего воздуха через уплотнения стыков роторов и корпусов вентиляторов особенно в холодное время, повышенное аэродинамическое сопротивление и большой объем строительных работ, необходимость строительства отдельной калориферной для подогрева подаваемого в шахту воздуха.

Указанная установка выбрана в качестве прототипа.

Задача создания изобретения - устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается с помощью признаков указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как шахтная вентиляторная установка, включающая рабочий и резервный вентиляторы, установленные вертикально на платформе в виде поворотной рамы, наличием привода поворотной рамы и отличительных существенных признаков, таких как закрепление осевых реверсивных вентиляторов неподвижно в поворотной раме между нижним и верхним опорными дисками, соединенными вертикальной осью, причем каждый опорный диск имеет фланцы крепления корпусов вентиляторов и соосные с ними отверстия для прохода воздуха, при этом нижняя цапфа вертикальной оси установлена в опорно-поворотном устройстве на разделительной площадке, отделяющей помещение калориферной установки от помещения теплового пункта, а верхняя цапфа вертикальной оси установлена в подшипниковой опоре на вспомогательной раме, неподвижно закрепленной в помещении калориферной установки, при этом на вспомогательной раме размещена неподвижная уплотнительная платформа с закрепленным входным коллектором и отверстием для прохода воздуха, расположенным соосно с диффузором воздушного канала неподвижно установленного в помещении теплового пункта, причем установка снабжена лабиринтно-щеточными уплотнениями, установленными между уплотнительным диском и верхним опорным диском поворотной рамы, а также между нижним опорным диском поворотной рамы и разделительной площадкой, при этом лабиринтно-щеточное уплотнение выполнено в виде двух Г-образных ободов из материала с низким коэффициентом трения, один из которых установлен на неподвижном элементе конструкции уплотнительном диске и разделительной площадке, а ответный на подвижной конструкции - верхнем опорном диске и нижнем опорном диске, при этом на обращенной к вертикальной оси вертикальной поверхности неподвижного обода и на его торцевых поверхностях размещены щеточные блоки.

Достигается следующий технический результат от вышеперечисленных признаков: снижается металлоемкость установки, упрощается механизм включения в работу основного и резервного вентиляторов, исключается подсос наружного холодного воздуха в воздушный канал, снижается аэродинамическое сопротивление установки и сокращается объем строительных работ.

Изображение шахтной вентиляторной установки схематично показано на фигурах.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез установки.

На фиг. 2 показан вид А сверху.

На фиг. 3 показаны выносной элемент Б с разрезом по уплотнениям.

Шахтная вентиляторная установка для нагнетательного секционного проветривания нефтяной шахты включает в себя (Фиг. 1) рабочий 1 и резервный 2 реверсивные вентиляторы, которые неподвижно установлены в вертикальном положении на платформе в виде поворотной рамы 3, которая приводится во вращение приводом поворотной рамы 4 (Фиг. 2). Рабочий и резервный вентиляторы 1, 2 установлены на поворотной раме 3 между нижним 5 и верхним 6 опорными дисками, соединенными вертикальной осью 7, на опорных дисках 5, 6 имеются фланцы 8 крепления корпусов 9 вентиляторов 1, 2 и соосные с ними отверстия 10, 11 для прохода воздуха, нижняя цапфа вертикальной оси 7 установлена в опорно-поворотном устройстве 12 на разделительной площадке 13, отделяющей помещение калориферной установки 14 от помещения теплового пункта 15, а верхняя цапфа вертикальной оси 7 установлена в подшипниковой опоре 16 на вспомогательной раме 17, неподвижно закрепленной в помещении калориферной установки 14, при этом на вспомогательной раме 17 размещена неподвижная уплотнительная платформа 18 с закрепленным входным коллектором 19 (Фиг. 2) и отверстием для прохода воздуха 20, причем отверстие для прохода воздуха расположено соосно с диффузором 21 воздушного канала 22 неподвижно установленного в помещении теплового пункта 15, для предотвращения утечек воздуха между уплотнительной платформой 18 и верхним опорным диском 6 поворотной рамы 3, а также между нижним опорным диском 5 поворотной рамы 3 и разделительной площадкой 13 размещены лабиринтно-щеточные уплотнения 23, выполненные в виде двух Г-образных ободов 24, 25 из материала с низким коэффициентом трения, один из которых установлен на неподвижном элементе конструкции уплотнительном диске 18 и разделительной площадке 13, а ответный на подвижной конструкции - верхнем опорном диске 6 и нижнем опорном диске 5, при этом на обращенной к вертикальной оси 7 вертикальной поверхности неподвижного обода и на его торцевых поверхностях размещены щеточные блоки 26 (Фиг. 3).

Оборудование шахтной вентиляторной установки размещается в отдельно стоящем прямоугольном каркасном здании 27 с обшивкой из трехслойных сэндвич-панелей, которое горизонтальной разделительной площадкой 13 поделено на помещение калориферной установки 14 и помещение теплового пункта 15, помещение теплового пункта 15 занимает первый этаж здания 27, в нем расположен диффузор 21 воздушного канала 22, во входной цилиндрической части которого установлен противопожарный клапан 28 с электроприводом 29, нижний торец диффузора 21 закреплен на фундаменте установки над входным отверстием воздухоподающей скважины 30, в помещении теплового пункта 15 также установлено теплообменное и насосное оборудование 31 и шкафы автоматической системы управления установкой 32, в помещении калориферной установки 14 в проемах здания 27, оснащенных защитными вентиляционными решетками 33 и воздушными клапанами 34, установлены теплообменники 35.

Шахтная вентиляторная установка работает следующим образом.

Шахтная вентиляторная установка обеспечивает секционное проветривание уклонных блоков нефтяных шахт по нагнетательному способу с подогревом наружного воздуха в холодный период, а в аварийном режиме по вытяжному способу. При работе в основном режиме воздух поступает в помещение калориферной установки 14 при положительной температуре наружного воздуха через открытые воздушные клапаны 34 на проемах в здании 27, в которых отсутствуют теплообменники 35, а при отрицательных температурах через проемы в здании 27 в которых установлены теплообменники 35. Управление работой установки осуществляется с использованием оборудования 31 и системы автоматического управления 32. Поворотная рама 3 установлена в положении, при котором ось основного вентилятора 1 совпадает с осью входного коллектора 19 и диффузора 20, при этом воздух из помещения калориферной установки 14 поступает через коллектор 19 в отверстие 10, далее в вентилятор 1, отверстие 11 и через отверстие 20 в диффузор 21 воздушного канала 22, далее во входное отверстие воздухоподающей скважины 30. Лабиринтно-щеточные уплотнения 23 препятствуют подсосам воздуха из помещения калориферной 14, в диффузор 21. В случае аварийной ситуации или технологических работ поступление воздуха в или из воздухоподающей скважины 30 может быть прекращено включением электропривода 29 закрывающем створки противопожарного клапана 28. Для включения в работу резервного вентилятора 2 привод поворота 4 поворачивает поворотную раму 3 на вертикальной оси 7 до совмещения оси резервного вентилятора 2 с осью коллектора 19 и диффузора 21. Поворот может быть выполнен как при остановленных, так и при работающих вентиляторах 1 и 2. Система автоматического управления 32 вентиляторной установки также позволяет изменять направление вращения включенного в работу вентилятора для обеспечения работы установки по вытяжному способу проветривания.

Данное описание, чертежи и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания шахт и рудников. Установка включает рабочий и резервный вентиляторы, установленные вертикально на платформе в виде поворотной рамы, с приводом поворотной рамы. Осевые реверсивные вентиляторы закреплены неподвижно в поворотной раме между нижним и верхним опорными дисками, соединенными вертикальной осью. Каждый опорный диск имеет фланцы крепления корпусов вентиляторов и соосные с ними отверстия для прохода воздуха. Нижняя цапфа вертикальной оси установлена в опорно-поворотном устройстве на разделительной площадке, отделяющей помещение калориферной установки от помещения теплового пункта, а верхняя цапфа вертикальной оси установлена в подшипниковой опоре на вспомогательной раме, неподвижно закрепленной в помещении калориферной установки. На вспомогательной раме размещена неподвижная уплотнительная платформа с закрепленным входным коллектором и отверстием для прохода воздуха, расположенным соосно с диффузором воздушного канала, неподвижно установленным в помещении теплового пункта. Установка снабжена лабиринтно-щеточными уплотнениями, установленными между уплотнительной платформой и верхним опорным диском поворотной рамы, а также между нижним опорным диском поворотной рамы и разделительной площадкой. Технический результат заключается в снижении металлоемкости установки, упрощении механизма включения в работу основного и резервного вентиляторов, исключении подсоса наружного холодного воздуха в воздушный канал, снижении аэродинамического сопротивления установки и сокращении объема строительных работ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Шахтная вентиляторная установка, включающая рабочий (1) и резервный (2) вентиляторы, установленные вертикально на платформе в виде поворотной рамы (3), с приводом поворотной рамы (4), отличающаяся тем, что осевые реверсивные вентиляторы (1, 2) закреплены неподвижно в поворотной раме (3) между нижним (5) и верхним (6) опорными дисками, соединенными вертикальной осью (7), причем каждый опорный диск (5, 6) имеет фланцы (8) крепления корпусов (9) вентиляторов (1, 2) и соосные с ними отверстия (10, 11) для прохода воздуха, при этом нижняя цапфа вертикальной оси (7) установлена в опорно-поворотном устройстве (12) на разделительной площадке (13), отделяющей помещение калориферной установки (14) от помещения теплового пункта (15), а верхняя цапфа вертикальной оси (7) установлена в подшипниковой опоре (16) на вспомогательной раме (17), неподвижно закрепленной в помещении калориферной установки (14), при этом на вспомогательной раме (17) размещена неподвижная уплотнительная платформа (18) с закрепленным входным коллектором (19) и отверстием для прохода воздуха (20), расположенным соосно с диффузором (21) воздушного канала (22), неподвижно установленным в помещении теплового пункта (15), причем установка снабжена лабиринтно-щеточными уплотнениями (23), установленными между уплотнительной платформой (18) и верхним опорным диском (6) поворотной рамы (3), а также между нижним опорным диском (5) поворотной рамы (3) и разделительной площадкой (13).

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что лабиринтно-щеточное уплотнение (23) выполнено в виде двух Г-образных ободов (24, 25) из материала с низким коэффициентом трения, один из которых установлен на неподвижном элементе конструкции уплотнительной платформой (18) и разделительной площадке (13), а ответный на подвижной конструкции - верхнем опорном диске (6) и нижнем опорном диске (5), при этом на обращенной к вертикальной оси (7) вертикальной поверхности неподвижного обода и на его торцевых поверхностях размещены щеточные блоки (26).