Осевые вентиляторы главного проветривания. Устройство. Принцип работы ВОД-21, ВОД-30, ВОД-40, ВОД-50.

Двухступенчатые реверсивные венти­ляторы ВОД-21, ВОД-30, ВОД-40 и ВОД-50 (В — вентиля­тор, О — осевой, Д — двухступенчатый, цифры — диаметр рабо­чего колеса в дм) предназначены для главного проветривания шахт.

Вентиляторы ВОД-21, ВОД-30, ВОД-40 и ВОД-50 имеют корпус 1, раму 2, ротор 3, передний 4 и задний 5 опорные блоки, направляющий 6 и спрямляющий 7 аппараты, коллектор 5, кок 9, диффузор 10, трансмиссионный вал 11 с муфтой 12 для соединения с синхронным электродвигателем 13.

Привод вентилятора типа ВОД.

Изменение подачи воздуха и других параметров работы вентилятора, осуществляемое специальными регулирующими устройствами, которые можно разделить на 3 группы. В первую входят клапаны, шиберы, задвижки, диафрагмы и тому подобные устройства, дросселирующие сеть (при постоянном числе оборотов), т.е. изменяющие ее характеристику, но сохраняющие характеристику вентилятора. Дросселирование — широко распространенный, но самый неэкономичный способ регулирования вентилятора, заключающийся в искусственном введении в сеть дополнительного сопротивления (шибера или другого). При этом сопротивление сети увеличивается, поэтому характеристика ее становится более крутой и рабочая точка вентилятора передвигается из положения А по характеристике вентилятора влево вверх, определяя новые значения параметров — положения Б и В и т.д. Дросселирование уменьшает мощность на валу электродвигателя и вместе с тем повышает долю энергии, расходуемой при регулирования вентилятора. Чем глубже процесс регулирования вентилятора, тем более непроизводительна затрата мощности.
Вторую группу образуют электродвигатели постоянного тока, фрикционной передачи, гидромуфты, индукторные муфты скольжения и множество других устройств, изменяющих частоту вращения рабочего колеса (характеристика вентилятора) при неизменной характеристике сети. Этот способ наиболее экономичный, т.к. при уменьшении подачи воздуха в данном случае потребляемая мощность на валу электродвигателя снижается пропорционально третьей степени отношения частоты вращения. Этим способом можно и увеличить подачу воздуха, однако применяется он редко. Экономичность всей установки, т.е. вентилятора с приводом, зависит от способа изменения частоты вращения рабочего колеса.
Электродвигатели с реостатом в цепи ротора (с фазным ротором) позволяют плавно изменять подачу воздуха в широких пределах, доступны для автоматического регулирования, но громоздки из-за значительных размеров жидкостного (обычно масляного) реостата, который требует постоянного наблюдения и неудобен в эксплуатации.
Очень удобен для регулирования вентилятора паротурбинный привод, однако из-за дороговизны и сложности эксплуатации он может быть рекомендован для отдельных крупных установок. Иногда для регулирования частоты вращения электродвигателя применяется дорогостоящий вентильный каскад. Регулирование частоты вращения вала вентилятора с помощью гидромуфты происходит при неизменной частоте вращения вала электродвигателя, т.е. используют обычный асинхронный электродвигатель. Частоту вращения ведомого вала регулируют изменением подачи рабочей жидкости в гидромуфту.
Электрический аналог гидромуфты — индукторная муфта скольжения, где связь между валами осуществляется не жидкостью, а магнитным потоком, создаваемым обмоткой возбуждения. Достоинство индукторной муфты скольжения — возможность дистанционного управления, однако из-за высокой стоимости и низкого кпд она, как и гидромуфта, применяется только в крупных установках для неглубокого регулирования вентилятора. Для регулирования вентилятора мощностью до 10—15 КВт применяют вариатор частоты вращения ременный.
Ко второй группе регулирующих устройств можно отнести способы, основанные на изменении ширины рабочего колеса с помощью передвижного входного патрубка или передвижного диска. Перемещая эти устройства, снижают подачу за счет уменьшения ширины рабочего колеса. Применение этих способов целесообразно при глубине регулирования вентилятора до 0,5.
Устройства третьей группы, к которым относятся входные направляющие аппараты, устанавливаемые в вентиляторном агрегате, одновременно изменяют характеристики вентилятора и сети. Закручивая поток воздуха перед рабочим колесом вентилятора в ту или другую сторону, можно изменять угол входа, подачу воздуха и полное, давление вентилятора. Т.к. с понижением характеристик полного давления уменьшается и кпд вентилятора, снижение мощности происходит не прямо пропорционально уменьшению произведения расхода воздуха на давление.
Известно 9 типов направляющих аппаратов, из них в системах вентиляции широко применяются осевой, радиальный, упрощенной осевой и цилиндрической конструкции Рихтера, упрощенной радиальный конструкции А.Г. Бычкова. Работа этих аппаратов основана на принципе создания в потоке воздуха в результате его закручивания перед рабочим колесом некоторого момента количества движения. Регулирование направляющим аппаратом вентиляторов с загнутыми вперед лопатками экономичнее, чем вентиляторов с лопатками, загнутыми назад.
Выбор способа регулирования вентилятора зависит от ряда факторов: стоимости регулирующего органа, номенклатуры выпускаемого оборудования, потребляемой мощности и диапазона изменения подачи воздуха, продолжительности работы, стоимости 1 кВт/ч электроэнергии. При подборе вентиляторов следует учитывать некоторое снижение их кпд из-за применения регулирующих устройств. Для систем вентиляции промзданий рекомендует принимать следующие значения коэффециента понижения кпд вентиляторов: для дроссель-клапана — 1, для осевого направляющего аппарата — 0,96, для гидромуфты — 0,98, для индукторной муфты скольжения — 0,96, для ременного вариатора — 0,86.