Шахтная вентиляторная установка главного проветривания

 

Использование: для проветривания шахт и рудников. Сущность изобретения: установка содержит вентиляторы, выполненные с возможностью горизонтального расположения, платформу с всасывающим и нагнетательным коллекторами, выполненными в виде плоской плиты с отверстиями и глухим промежутком, расположенным вдоль направления передвижки платформы. Подводящие и отводящие каналы устройства расположены вне платформы и снабжены переходными патрубками, имеющими плоские запорные фланцы с плавно отогнутыми краями, установленные с обеспечением сжатия эластичных торообразных накладок при передвижке платформы на 50% толщины тора. Всасывающий коллектор может располагаться на, над или под платформой. Вентиляторы соединены с соответствующими отверстиями всасывающего и нагнетательного коллектора. 4 з. п. ф-лы, 12 ил.

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

Известна шахтная вентиляторная установка (авт. св. N 1034452А), содержащая вертикальные осевые реверсивные вентиляторы, установленные на передвижной платформе, рельсовое шасси, устройства для гашения скорости и фиксации платформы в одном из рабочих положений. Однако такая вентиляторная установка имеет ограниченный диапазон применения, т.к. рассчитана на вертикальные вентиляторы. Кроме того, она выполнена с ненадежным устройством гашения скорости и фиксации платформы в момент соединения вентилятора с каналом, в котором платформа, приводимая в одно из рабочих положений, передвигается до упора, что в случае отказа конечного выключателя привода платформы может привести к повреждению механизма передвижения платформы.

Известна также шахтная вентиляторная установка (авт. св. N 775339), содержащая горизонтальные осевые нереверсивные вентиляторы, установленные на круговой платформе, всасывающие патрубки, диффузоры и каналы вентиляторов, колено, расположенное вне платформы, запорный элемент переменного радиуса кривизны, вал и поддерживающие ролики.

Недостатком данного технического устройства является то, что круговая платформа рассчитана на обслуживание нереверсивных вентиляторов и поэтому диапазон применения его ограничен. Кроме того, в известном устройстве эластичные накладки закреплены на торце неподвижного колена, поэтому во время вращения платформы накладки испытывают контакт с четырьмя запорными фланцами вентиляторов. В результате долговечность эластичных накладок вследствие интенсивного истирания мала. В силу данного выполнения уплотняющего устройства и его малой долговечности противопоказано выполнение уплотняющего устройства со значительным сжатием эластичных накладок, позволяющим за счет упругости последних добиться высокой герметичности соединения вентилятора с коленом.

Оба известных технических решений имеют также общий недостаток невозможность перекрытия подводящего и отводящего каналов с помощью платформы на случай возникновения пожара, в связи с чем необходим специальный противопожарный клапан с лебедкой.

Наиболее близкой к предлагаемому является шахтная вентиляторная установка по авт. св. N 1034452А.

Изобретение имеет целью расширить диапазон применения технического устройства путем обеспечения возможности применения его к горизонтальным реверсивным осевым вентиляторам, работающим в режимах всасывания, нагнетания при различном расположении подводящих и отводящих каналов по отношению к вентиляторной установке, обеспечить возможность перекрытия этих каналов в случае возникновения пожара за счет передвижения платформы, повысить герметичность проточных соединений, упростить конструкцию и повысить надежность устройства мягкой остановки и фиксации платформы в рабочем положении.

Для этого в шахтной вентиляторной установке главного проветривания, содержащей передвижную платформу с установленными на ней рабочим и резервным осевыми реверсивными вентиляторами, подводящие и отводящие каналы, расположенные вне платформы, рельсовое шасси, устройство герметизации проточных соединений, устройство плавной остановки и фиксации платформы, вентиляторы выполнены с возможностью горизонтального расположения, а платформа снабжена всасывающими и нагнетательными коллекторами, выполненными в виде плоских плит с двумя отверстиями по форме и размерам идентичными соответственно входному отверстию всасывающего патрубка вентилятора и выходному отверстию диффузора, и расположенными по продольной оси плит на расстоянии друг от друга с образованием между ними глухого промежутка по размеру отверстия, причем плиты расположены своей продольной осью параллельно направлению передвижки платформы, жестко закреплены на верхней плоскости платформы, снабжены эластичными накладками, выполненными в виде тора, закрепленными по периметру отверстий и по аналогичному контуру на глухом промежутке плит, а подводящие и отводящие каналы снабжены переходными патрубками, закрепленными на их торцах, снабженными плоскости запорными фланцами, выполненными с плавно отогнутыми краями, установленными на торцах переходных патрубков с обеспечением сжатия контактирующих с ними эластичных накладок на 50% толщины тора, при этом всасывающие патрубки вентиляторов и их диффузоры соединены с соответствующими отверстиями всасывающего и нагнетательного коллекторов, а переходные патрубки установлены относительно платформы с обеспечением возможности при передвижке платформы производить поочередное соединение рабочего и резервного вентиляторов с переходными патрубками и перекрывать отверстия последних глухими промежутками всасывающего и нагнетательного коллекторов, при этом приводное устройство платформы снабжено редуктором с самотормозящей червячной парой и механической передачей и элементами жесткой кинематической связи, например, цепной звездочкой и цевочным желобом, а конечные выключатели приводного устройства установлены на коллекторах и их датчики установлены на запорных фланцах с взаимным расположением без упреждения пробежки платформы после выключения приводного устройства. Кроме этого, всасывающий коллектор расположен над верхней плоскостью платформы и закреплен на ней посредством опор. Кроме того, платформа выполнена с отверстиями по форме и размерам с возможностью пропуска всасывающих патрубков вентиляторов, а всасывающий коллектор расположен под платформой. Кроме того и другого, диффузор вынесен за пределы платформы, соединен с входным отверстием с переходным патрубком и выходным отверстием с отводящим каналом, а корпусы рабочего и резервного вентиляторов соединены с отверстиями нагнетательного коллектора, выполненными по форме и размерам выходного отверстия корпуса вентилятора.

В технической литературе и патентных материалах не обнаружены технические решения, обладающие аналогичными отличительными признаками.

На фиг. 1 показана передвижная платформа шахтной вентиляторной установки со всасывающим коллектором, установленным на платформе; на фиг. 2 то же, со всасывающим коллектором, расположенным над платформой; на фиг. 3 вид по стрелке К на фиг. 2; на фиг. 4 передвижная платформа со всасывающим коллектором, расположенным под платформой; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 7 шахтная вентиляторная установка главного проветривания, вид в плане расположения вентиляторов на платформе, показанной на фиг. 1; на фиг. 8 то же, с расположением диффузора вне платформы; на фиг. 9 шахтная установка, вид сбоку расположения вентиляторов на платформе, изображенной на фиг. 2; на фиг. 10 шахтная вентиляторная установка, расположение вентиляторов на платформе, приведенной на фиг. 4; на фиг. 11 узел герметизации соединения переходного патрубка с коллектором и фиксации платформы: а в нерабочем и б в рабочем положениях; на фиг. 12 схема приводного устройства платформы.

Шахтная вентиляторная установка главного проветривания включает рабочий 1 и резервный 2 горизонтальные осевые вентиляторы с диффузорами 3 и всасывающими патрубками 4, соединенными с всасывающими коробками вентиляторов, передвижную платформу 5 с площадками для установки вентиляторов и двигателей, всасывающий коллектор 6 и нагнетательный 7, выполненные в виде плоских плит своей продольной осью расположенных параллельно перемещению платформы, с отверстиями 8 квадратной или круглой формы у всасывающего коллектора, с отверстиями 9 осекольцевой формы у нагнетательного коллектора и с глухой частью плиты 10, размер которой по продольной оси плиты равен соответствующему размеру отверстия, эластичные накладки 11, выполненные в виде тора, форма и размер которых соответствует форме и размерам отверстий, закрепленные по периметру отверстий коллектора и на глухой части плиты, переходные патрубки 12, соединенные с подводящим и отводящим каналами, установленные вне платформы, форма и размеры проточной части которых идентичны форме и размерам отверстия в соответствующем коллекторе, плоские запорные фланцы 13, выполненные с плавно загнутыми краями, закрепленные на торцах переходных патрубков, подводящий канал 14 (вентиляционный или калориферный каналы), отводящий канал 15 (вентиляционный канал или канал глушителя шума), глушитель шума 16, катки 17, рельсы 18, редуктор 19, содержащий самотормозящую червячную пару, цепная звездочка 20, установленные на платформе, цевочный ролико-втулочный желоб 21, установленный на бетонном фундаменте. Возможно также в качестве элементов 20 и 21 применение шестерни и зубчатой рейки.

Всасывающий коллектор установлен на верхней плоскости платформы или над верхней плоскостью платформы на опорах, закрепленных на платформе (фиг. 2), или под платформой, выполненной с отверстием для прохода всасывающей патрубка. Вентилятор установлен на платформе с соответствующим расположением всасывающего коллектора в соответствии с боковым или верхним или нижним расположениями подводящего канала, при этом всасывающие патрубки вентиляторов соответственно направлены вбок или вверх, или вниз по отношению к платформе. При этом всасывающие патрубки рабочего и резервного вентиляторов и их диффузоры соединены с соответствующими отверстиями всасывающего и нагнетательного коллекторов, а переходные патрубки соединены с подводящим и отводящим каналом и установлены относительно платформы с обеспечением возможности при ее передвижке производить поочередное соединение рабочего и резервного вентиляторов с переходными патрубками и перекрывать отверстия последних глухими частями всасывающего и нагнетательного коллекторов. Диффузор может быть установлен также вне платформы. При этом переходный патрубок соединен с входным отверстием диффузора, а последний с отводящим каналом. В этом случае уменьшается площадь платформы, высвобождается один из диффузоров, сокращается расход металла, идущего на изготовление платформы и вентиляторов.

Устройство герметизации соединения переходного патрубка с отверстием коллектора выполнено с заходом 22, равным 50% диаметра эластичной накладки, плоскости запорного фланца за плоскость, касательную к торообразной эластичной накладке, обеспечивая тем самым при продвижении платформы значительное сжатие эластичных накладок и за счет их упругости высокую плотность соединения.

Устройство плавной остановки и фиксации платформы в рабочих положениях выполнено в виде самотормозящейся червячной пары 23, присутствующей в редукторе приводного устройства, цепной звездочки и цевочного желоба, при этом два последних элемента обеспечивают жесткую кинематическую связь приводного устройства с платформой и тем самым исключают пробежку платформы после выключения привода, причем конечные выключатели 24 установлены на коллекторе, а датчики 25 на запорном фланце с взаимным расположением без упреждения пробежки платформы, что обеспечивает достаточно точное совмещение переходного патрубка с отверстием коллектора. Кроме этого, параллельно действующим устройством, обеспечивающим плавную остановку и фиксацию платформы, является устройство герметизации, трение в котором между запорным фланцем и эластичной накладкой обеспечивает остановку платформу без пробежки после срабатывания конечного выключателя.

Червячная пара, зубчато-цевочное зацепление и значительное сжатие эластичных накладок вместе взятое обеспечивают надежную фиксацию платформы в рабочем положении, когда работает один из расположенных на платформе вентиляторов.

Вместе с тем, предлагаемое устройство стопорения и фиксации платформы при отказе конечных выключателей предохраняет приводное устройство от повреждения, т. к. благодаря отсутствию стопорящих упоров платформа может проходить свое конечное положение до момента выключения привода органом 26 аварийной защиты в схеме управления вентиляторной установки.

Шахтная вентиляторная установка работает следующим образом.

В исходном положении платформы 5 включен в работу вентилятор 1, у которого всасывающий патрубок 4 и диффузор 3 соединены, соответственно, с отверстием 8 всасывающего коллектора 6 и с отверстием 9 нагнетательного коллектора 7, при этом герметичность соединения обеспечена эластичными накладками 11, сжатыми запорным фланцем 13. Воздух движется по пути: подводящий канал 14 переходный патрубок 12, соединенный с этим каналом отверстие всасывающего коллектора вентилятор 1 отверстие нагнетательного коллектора переходный патрубок отводящий канал 15.

Для переключения с вентилятора 1 на вентилятор 2 включается привод 19 и платформа передвигается в направлении, указанном стрелкой (фиг. 3). Благодаря большому передаточному отношению приводного устройства, обусловленному наличием червячной и цевочной пар, платформа движется с весьма малой скоростью, обеспечивающей достаточно быстрый переход на резервный вентилятор. При весьма малой скорости, ускорение при трогании и замедлении при остановке платформы весьма малы. Вследствие этого малы инерционные силы, несмотря на значительную массу платформы с установленным на ней оборудованием.

Инерционные силы при остановке платформы передаются жесткой кинематической связью (звездочка цевочный желоб) червячной паре редуктора и гасятся в ней, что исключает пробежку платформы по инерции после выключения электродвигателя приводного устройства. Пробежка платформы юзом исключается за счет трения эластичных накладок 11 и запорных фланцев 13. Когда в процессе движения платформы конечный выключатель 23 и его датчик 24 точно совместят переходные патрубки 12 с отверстиями 8 и 9 коллекторов, соединенными с вентилятором 2, и сработает конечный выключатель, привод платформы выключается. Таким образом в работу включен вентилятор 2. Вентилятор 1 отключен от сопрягаемых элементов 12 и выведен для технического обслуживания. Воздух будет двигаться от подводящего канала 14 к отводящему каналу 15 через вентилятор 2.

Для перекрытия каналов 14 и 15 в случае возникновения пожара платформа 5 передвигается в положение, в котором переходные патрубки 12 со стороны подводящего и отводящего каналов соединяются с эластичными накладками закрепленными на глухих частях 10 коллекторов 6 и 7. Движение воздуха в каналах прекращается.

Реверсирование вентиляционной струи осуществляется изменением направления вращения турбины осевого вентилятора.

Воздух будет протекать по аналогичному пути в обратном направлении.

Таким образом, путем обеспечения возможности установки на передвижной платформе реверсивных осевых вентиляторов в горизонтальном исполнении расширен диапазон применения технического решения.

Благодаря обеспечению возможности установки всасывающего коллектора на, над и под платформой вентиляторная установка может быть всасывающей и нагнетательной с различным расположением всасывающего и калориферного каналов (подводящего канала) относительно вентиляторной установки.

Выполнение коллекторов в виде плиты с глухим промежутком между отверстиями, снабженными уплотнением, создало возможность перекрытия движения воздуха при пожаре и исключило необходимость в специальном противопожарном клапане.

Выполнение приводного устройства с включением червячной и зубчато-цевочной пары обеспечивает весьма низкую, но достаточную скорость движения платформы и плавность ее остановки, а также надежную фиксацию платформы.

Выполнение уплотнительного устройства в виде торообразной эластичной накладки с достаточной высокой упругостью, плоского запорного фланца с плавно отогнутыми краями, установленного с возможностью поджатия накладок на 50% толщины, обеспечило высокую герметичность проточных соединений, а также дополнительную возможность надежной фиксации платформы в рабочем положении.

Использование изобретения в угольной и рудной промышленности дает возможность значительно сократить стоимость вентиляторной установки по сравнению с традиционными установками с горизонтальными осевыми вентиляторами, имеющими заглубленными железобетонные каналы и тройники и ляды с лебедками, а также резко уменьшить продолжительность и трудоемкость строительства вентиляторных установок за счет заводской готовности 100% их элементов и во много раз повысить надежность и безопасность вентиляторной установки.

Формула изобретения

1. ШАХТНАЯ ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ, включающая передвижную платформу с установленными на ней рабочим и резервным осевыми вентиляторами, соединенную с приводом, подводящие и отводящие каналы, расположенные вне платформы, элементы герметизации проточных соединений, эластичные кольцевые накладки, закрепленные по периметру всасывающих и нагнетательных отверстий, переключатель потока, переходные патрубки, установленные с возможностью их поочередного соединения с рабочим и резервным вентиляторами, отличающаяся тем, что вентиляторы установлены с горизонтальным расположением вала, а переключатель потока выполнен в виде плит с окнами всасывания и нагнетания, расположенных продольными осями параллельно линии передвижки платформы, при этом каждая плита имеет два отверстия, по форме и размерам соответствующие входному отверстию всасывающего патрубка и выходному отверстию вентилятора, расположенные по продольной оси плиты с образованием между отверстиями глухого промежутка, равного размеру отверстия, а эластичные кольцевые накладки выполнены в виде тора, причем элементы герметизации проточных соединений выполнены в виде плоского фланца с плавно отогнутыми краями, установленного на торце переходного патрубка с возможностью обеспечения сжатия эластичных прокладок на 50% толщины тора при передвижке платформы, а переходные патрубки установлены отно платформы с возможностью перекрытия их отверстий глухими промежутками переключателя потока.

2. Устновка по п.1, отличающаяся тем, что платформа снабжена опорой, а плита с окнами всасывания переключателя потока установлена на опоре.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что плиты с окнами всасывания и нагнетания жестко закреплены на платформе.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что платформа выполнена с проемами, а всасывающие патрубки вентиляторов пропущены через проемы, при этом плита с окнами всасывания переключателя потока расположена снизу платформы.

5. Установка по пп. 1 - 4, отличающаяся тем, что диффузор вынесен за пределы платформы и соединен входным отверстием с переходным патрубком, а выходным отверстием - с отводящим каналом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12