Вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) Российский патент 2023 года по МПК F04D17/00 

Изобретение относится к горной промышленности и в частности к устройствам и в частности к радиальным (центробежным) вентиляторам большой быстроходности, с большими размерами рабочего колеса, имеющим взрывобезопасное исполнение, использующимся в составе установок, предназначенных для откачивания метановоздушной смеси из угольных шахт.

Известна тягодутьевая машина, содержащая спиральный корпус с выходным патрубком, размещенное в нем рабочее колесо, закрепленное на валу ходовой части и состоящее из крыльчатки, покрывного диска и ступицы, электродвигатель, входную воронку, примыкающую к спиральному корпусу, осевой направляющий аппарат, включающий цилиндрическую обечайку с радиально расположенными в ней лопатками [Патент РФ на полезную модель №178824, М. Кл. F04D 17/08 от 11.09.2017 г.].

Недостатком известной тягодутьевой машины является наличие между электродвигателем и рабочим колесом вала ходовой части, использующегося для передачи крутящего момента от электродвигателя к рабочему колесу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является центробежный вентилятор применяемый в угольных шахтах в составе установок для откачивания метановоздушной смеси из выработанного пространства включающий спиральный корпус, рабочее колесо, подшипниковые опоры, основную раму, электродвигатель, промежуточный вал и подрамник электродвигателя. [Вентилятор УВЦГ-9 <https://www.lufter.ru/product/ventiljator-uvcg-9/>. (прототип)], Недостатками известного центробежного вентилятора являются: тяжелое рабочее колесо, спиральный корпус, предусматривающий извлечение рабочего колеса только вертикально вверх и только после разборки корпуса, дополнительные подшипниковые опоры с промежуточным валом для передачи крутящего момента от электродвигателя к рабочему колесу, большое число узлов трения, требующих контроля, высокая металлоемкость и высокая трудоемкость технического обслуживания и ремонта.

Технической задачей изобретения является создание вентилятора взрывозащищенного исполнения с высоконапорной характеристикой для использования в составе установок для откачивания метановоздушных смесей из угольных шахт, облегчение конструкции и снижения трудоемкости при его техническом обслуживании и ремонте.

Указанная цель достигается тем, что рабочее колесо выполнено облегченным из высокопрочной легированной стали, с заполнением полостей лопаток жестким двухкомпонентным пенополиуретаном высокой плотности с закрытой ячеистой структурой, рабочее колесо установлено консольно непосредственно на вал электродвигателя, а спиральный корпус выполнен неразборным, к электродвигателю прикреплен фланец, являющийся частью спирального корпуса, электродвигатель установлен на подрамник электродвигателя, выполненный подвижным для извлечения рабочего колеса из спирального корпуса, на другом конце вала электродвигателя закреплено токосъемное устройство для снятия статического электричества.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид вентилятора центробежного газового для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ), на фиг. 2 представлен вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) (вид сбоку), на фиг. 3 представлен вентилятор ВЦГ с извлеченным рабочим колесом, на фиг. 4 показано рабочее колесо вентилятора ВЦГ, на фиг. 5 показана конструкция токосъемного устройства вентилятора ВЦГ.

Устройство вентилятора центробежного газового для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) содержит: спиральный корпус - 1, рабочее колесо - 2, входной конфузор - 3, основную раму - 4, электродвигатель - 5, электродвигатель монтируется монтажными болтами - 6 на подрамник электродвигателя - 7, механизм перемещения - 8, токосъемное устройство - 9, винт перемещения подрамника - 10, ограничительные гайки - 11, упорную пластину - 12, резьбовую втулку - 13, направляющие винты - 14, пластины скольжения - 15, фиксирующие болты - 16, фланец - 17, лопатки рабочего колеса - 18 заполненные жестким двухкомпонентным пенополиуретаном - 19, контактную шайбу - 20, прижимные болты - 21, металло-графитовой щетки - 22, закрепленные в щеткодержателе - 23.

Работы по монтажу вентилятора центробежного газового для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) поясняются чертежами:

На фиг. 1 приведен общий вид вентилятора центробежного газового для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ), где на основной раме - 4 жестко закреплен спиральный корпус - 1 с входным конфузором - 3, установлен подрамник электродвигателя - 7 с механизмом перемещения - 8 и электродвигателем - 5 с фланцем - 17, прикрученным к спиральному корпусу - 1. На валу электродвигателя - 5 с одной стороны закреплено рабочее колесо - 2, а с другой стороны токосъемное устройство - 9, обеспечивающее отвод статического электричества.

На фиг. 2 представлен вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей(ВЦГ), где (А) - вид спереди, (Б) и (В) - изображение механизма перемещения - 8 подрамника электродвигателя - 7. Механизм перемещения - 8 образуют следующие элементы: винт перемещения подрамника - 10, гайки ограничительные - 11, пластина упорная - 12, закрепленная к раме - 4, втулка резьбовая - 13, вваренная в подрамник электродвигателя - 7.

На фиг. 3 показан вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) с извлеченным рабочим колесом. Работы на вентиляторе ВЦГ по извлечению рабочего колеса - 2 из спирального корпуса - 1 для осмотра либо замены осуществляются следующим образом: после отсоединения фланца - 17 от спирального корпуса - 1 и ослаблении фиксирующих болтов - 16, вращается винт перемещения - 10, ограничительные гайки - 11 упираются в пластину упорную - 12, тем самым обеспечивая либо толкание подрамника электродвигателя - 7 в сторону спирального корпуса - 1, либо оттягивание подрамника электродвигателя - 7 от спирального корпуса - 1 через резьбовую втулку - 13 в зависимости от направления вращения винта перемещения - 10. При вращении винта перемещения - 10 подрамник электродвигателя - 7 двигается по пластинам скольжения - 15, являющихся частью основной рамы - 4, при этом линейность перемещения и контроль движения подрамника электродвигателя обеспечивается с помощью направляющих винтов - 14, расположенных на основной раме - 4 по обе стороны от подрамника электродвигателя - 7. По окончании работ, связанных с перемещением, подрамник электродвигателя -7 притягивается к основной раме -4 фиксирующими болтами -16.

На фиг. 4 представлено рабочее колесо - 2, где (А) - общий вид рабочего колеса, (Б) - укрупненный вид лопатки рабочего колеса - 18, заполненной жестким двухкомпонентным пенополиуретаном - 19.

На фиг. 5 представлена конструкция токосъемного устройства - 9 для снятия статического электричества, выполненного в виде металло-графитовой щетки - 22, закрепленной в щеткодержателе - 23 и прижатой им к контактной шайбе - 20, выполненной из латуни либо меди и закрепленной к торцу второго конца вала электродвигателя - 5 прижимными болтами - 21.

Работа вентилятора центробежного газового для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ) осуществляется следующим образом: при подаче электропитания электродвигатель - 5, установленный на подрамнике электродвигателя - 7 на основной раме - 4, начинает вращать рабочее колесо - 2 в спиральном корпусе - 1. Под действием центробежной силы метановоздушная смесь, находящаяся в рабочем колесе - 2 между лопатками рабочего колеса - 18 и вращающаяся вместе с ним, стремится покинуть рабочее колесо - 2 через выходное отверстие спирального корпуса - 2, создавая внутри спирального корпуса - 1 избыточное давление, а в центральной части рабочего колеса - 2 разрежение. Под действием разрежения метановоздушная смесь движется от конфузора - 3 к рабочему колесу - 2, далее через спиральный корпус - 1 покидает вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ).

Представленная конструкция имеет меньшие габаритные размеры и сниженную металлоемкость на 10% по сравнению с исходной вариантом, при этом имея большую жесткость. Время проведения и безопасность ремонтных работ, при такой конструкции вентилятора, положительно изменены по сравнению с базовым вариантом, а при заполнении полостей лопаток жестким двухкомпонентным пенополиуретаном высокой плотности с закрытой ячеистой структурой масса рабочего колеса снижена на 60-65%.

Изобретение относится к центробежным вентиляторам большой быстроходности, с большими размерами рабочего колеса, имеющим взрывобезопасное исполнение, использующимся в составе установок, предназначенных для откачивания метановоздушной смеси из угольных шахт. Технической задачей изобретения является создание вентилятора взрывозащищенного исполнения с высоконапорной характеристикой для использования в составе установок по откачиванию метановоздушных смесей из угольных шахт, имеющего облегченную конструкцию, имеющего низкую трудоемкость в техническом обслуживании и ремонте. Указанная цель достигается тем, что при тождественных объемно-напорных технологических характеристиках, одинаковости электроприводов и наличии искробезопасных уплотнений вентилятор ВЦГ-10КМ имеет свои конструктивные особенности: рабочее колесо выполнено облегченным из высокопрочной легированной стали с заполнением полостей лопаток жестким двухкомпонентным пенополиуретаном высокой плотности с закрытой ячеистой структурой, в результате чего масса рабочего колеса была снижена на 60-65% по сравнению с исходной конструкцией, что позволило исключить из конструкции вентилятора подшипниковые опоры и установить рабочее колесо консольно непосредственно на вал электродвигателя и сделать спиральный корпус неразборным, к электродвигателю прикручен фланец, являющийся частью спирального корпуса, электродвигатель установлен на подрамник, выполненный подвижным для извлечения рабочего колеса из спирального корпуса. Также на втором конце вала электродвигателя было закреплено токосъемное устройство для снятия статического электричества. Представленная конструкция имеет меньшие габаритные размеры и сниженную металлоемкость на 10% по сравнению с исходной вариантом, при этом имея большую жесткость. Время проведения и безопасность ремонтных работ, при такой конструкции вентилятора, положительно изменены по сравнению с базовым вариантом. 9 ил.

Вентилятор центробежный газовый для удаления метановоздушных смесей (ВЦГ), состоящий из спирального корпуса, основной рамы, закрепленного на ней подрамника электродвигателя, электродвигателя, рабочего колеса, отличающийся тем, что спиральный корпус выполнен неразборным и жестко закреплен на основной раме, подрамник электродвигателя оснащен механизмом перемещения, состоящим из винта перемещения подрамника, гаек ограничительных, упорной пластины, прикрепленной к раме, резьбовой втулки, вваренной в подрамник электродвигателя, рабочее колесо выполнено облегченным из высокопрочной легированной стали, полости лопаток которого заполнены жестким двухкомпонентным пенополиуретаном высокой плотности с закрытой ячеистой структурой, при этом рабочее колесо закреплено непосредственно на валу электродвигателя, к электродвигателю прикреплен фланец, являющийся частью спирального корпуса, электродвигатель установлен на подрамник электродвигателя, а токосъемное устройство снятия статического электричества выполнено в виде металло-графитовой щетки, закрепленной в щеткодержателе и прижатой им к контактной шайбе, выполненной из латуни либо меди и прикрепленной к торцу второго конца вала электродвигателя прижимными болтами.