《流體力學與流體機械》 課件 模塊八 通風設備（項目二）

項目二通風機的構造及反風裝置演講人離心式通風機的構造01礦用通風機的反風02軸流式通風機構造03習題與思考題04目錄【學習目標】掌握離心式通風機、軸流式通風機及對旋式通風機的結構組成、各組成部分的作用、型號意義及工作原理；掌握礦用通風機反風裝置的結構及工作原理，以及對通風機的反風的要求和意義。01離心式通風機的構造離心式通風機的構造礦用離心式通風機主要有4-72-11型，G4-73型和K4-73型，前兩者多用于中、小型礦井，后者常用于大型礦井。4-72-11型離心式通風機圖8-4所示為4-72-11型離心式通風機的結構示意圖，由葉輪、主軸、集流器（進風口）和外殼、傳動部分等組成。圖8-44-72-11型No.16和No.20離心式通風機結構示意圖1-葉輪；2-進風口；3-機殼；4-皮帶輪；5-軸；6-軸承；7-出風口；8-軸承座4-72-11型離心式通風機葉輪葉輪由前盤面、后盤面、葉片和輪轂等零件焊接或鉚接組成。葉輪是由10個中空后彎機翼型葉片、雙曲線形前盤和平板形后盤組成。葉片型式有圓弧型、平板型、機翼型。礦用風機多采用后彎葉片，安裝角一般18～75之間，4-72和4-73型離心式通風機安裝角一致，均為45。葉輪的葉片數(shù)目與安裝角和葉輪外徑對內(nèi)徑的比值有關，通過試驗可以找到某一最佳值，4-72和4-73型離心式通風機的葉輪葉片數(shù)目均為10片。葉輪由優(yōu)質錳鋼制成，并經(jīng)靜平衡和動平衡校正，其空氣動力性能良好。運轉平穩(wěn)高效，噪聲低。全壓效率可達到91％。4-72-11型離心式通風機機殼（螺殼）風機的外殼的作用是匯集從葉輪流出的氣流，并輸送到外殼的出口，并將氣體的部分動壓轉變?yōu)殪o壓。4-72-11型離心式通風機集流器（進風口）離心式通風機一般均裝有進風口集流器，其作用是保證氣流均勻、平穩(wěn)地進入葉輪，使葉輪得到良好的進氣條件，減少流動損失和降低進口渦流噪聲。常用的是錐弧形的，它的前半部分是圓錐形的收斂段，后部是近似雙曲線的擴散段，前后兩段之間的過度段，是收斂度較大的喉部。氣流進入這種集流器后，首先是緩慢加速，在喉部形成高速氣流，而后又均勻擴散，均勻地充滿整個葉輪流道。集流器的喉部形狀和喉部直徑，對風機效率有較大影響。4.進氣箱一般應用于大型離心式通風機進口之前需接彎管的場合（如雙吸離心式通風機）。因進氣流速度方向變化，會使葉輪進口的氣流很不均勻，故在進口集流器之前安裝進氣箱，可改善這種狀況。進氣箱通道截面最好做成收斂狀，并在轉彎處設過渡倒角，4-72-11型離心式通風機集流器（進風口）5.出風口，機殼出風口除有八個基本位置外，其出風口角度可調（間隔15、30、45等）。No2.8～No12等九種通風機的出風口角度可調，No.16和No.20兩種通風機的出風口有三種固定位置，即為右0、右90、右180和左0、左90、左180。這兩種通風機的出風口位置不能調整，其出風口的位置如圖8-7所示。4-72-11型離心式通風機傳動部分傳動部分由軸，軸承和皮帶輪等組成。將葉輪裝在主軸的一端，稱為懸臂式，其主要優(yōu)點是拆卸方便。對于雙吸式或大型單吸式離心式風機，一般將葉輪放在兩軸承中間，稱為雙支承式，其主要優(yōu)點是運轉比較平穩(wěn)。目前，我國對離心式通風機的傳動方式進行了規(guī)范，總體上有A、B、C、D、E、F等六種傳動結構形式4-72-11型離心式通風機型號意義B——傳動方式為B式（離心式通風機的傳動方式有六種：A——無軸承箱；B——支撐皮帶；C——懸臂皮帶；D——懸臂聯(lián)軸節(jié)；E——中間支撐，皮帶懸臂；F——中間支撐，懸臂聯(lián)軸節(jié)）。90——出風口方向。G4-73-11型離心式通風機1.用途：主要用于鍋爐通風，單側進風；也可用于中、小型礦井的通風。2.型號：No.8～No.28共12種。G4-73-11型離心式通風機葉輪葉輪由12個后彎機翼形葉片、弧錐形前盤和平板形后盤組成，并經(jīng)靜，動平衡校正，運轉平穩(wěn)，噪音低，全壓效率高，可達93%。G4-73-11型離心式通風機機殼機殼用普通鋼板焊接而成，并制成三種不同形式，No.8～No.12機殼為整體焊接式，No.14～No.16為兩開式，No.18～No.28機殼為三開式。G4-73-11型離心式通風機進風口與前導器進風口為錐弧形，與4-72-11相同，用螺栓固定在通風機入口側。前導器裝在進風口前面，如圖8-9所示。前導器上安裝導流葉片為8~12片，采用平板形較多，葉片可在0（全開）到90（全閉）范圍內(nèi)調整，以調整通風機進風的方向和進風量，進而調節(jié)通風機的風量和風壓。G4-73-11型離心式通風機傳動部分傳動部分由軸、軸承、聯(lián)軸器等組成。傳動方式為D式傳動，即懸臂支撐，彈性聯(lián)軸器傳動，傳動效率較高。K4-73-01型離心式通風機簡介1.用途：主要為大型礦井通風設計的大風量通風機，雙側進風。2.機型：分為4個機號：No.25、No.28、No.32、No.38。K4-73-01型離心式通風機簡介結構（1）葉輪由前盤、中盤和中盤兩側各12個后彎機翼形葉片組成，并焊接成整體。（2）進風口前有進風箱。（3）機殼上部分用鋼板焊接而成，下部用混凝土澆筑；進風口為收斂式流線形，制成三開式結構，便于拆裝。（4）傳動方式為F式，即雙支撐，聯(lián)軸器傳動。傳動軸為實心短軸，兩端用滾動軸承支承，軸兩端均可與電動機連接。（5）該風機具有強度高、運轉平穩(wěn)、高效等特點。02軸流式通風機構造2K60型軸流式通風機的構造2K60型軸流通風機是一種高效率、低噪聲、可反轉反風的風機。既適用于新建礦井，也適用于老礦更新改造。主要結構由葉輪、導葉（前導葉、中導葉、后導葉）、外殼、進風口（集流器、疏流罩）、傳動部分以及出口處的擴散風筒等組成，如圖8-11所示。2K60型軸流式通風機的構造葉輪葉輪是由固定在軸上的輪轂和以一定角度安裝其上的葉片組成。葉片的形狀為中空梯形，橫斷面為機翼形，沿高度方向可做成扭曲形，以消除和減小徑向流動從而減小損失。葉輪的作用是增加空氣的全壓。葉輪有一級和二級兩種，二級葉輪產(chǎn)生的風壓是一級兩倍。整流器安裝在每級葉輪之后，為固定輪。其作用是整直由葉片流出的旋轉氣流，減小動能和渦流損失。葉片均勻布置在輪轂上呈扭曲狀，數(shù)目一般為14或7片，也可裝成一級14片、二級7片。葉片越多，風壓越高；葉片安裝角在輪轂的不同半徑處具有不同的安裝角度，一般在15～45范圍內(nèi)每間隔5進行調整。安裝角越大，風量和風壓越大。軸流式通風機的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。2K60型軸流式通風機的構造導葉1）前導葉風機設有前導葉，用以控制進入葉輪的氣流方向，達到調節(jié)特性的目的。此導葉可分為兩段，頭部固定不動，尾部可以擺動。這樣，外界氣流可以較小的沖擊進入前導葉，而后改變方向進入葉輪。2）中導葉在多級軸流式通風機中級間設置。它的作用是將第一級葉輪流出的旋轉方向的氣流，整定為軸向并引入第二級葉輪。3）后導葉作用是將第二級葉輪流出的旋轉氣流整定為近似軸向流出，剩余的旋繞速度使氣流不僅沿軸向，而且是沿螺線方向在擴散器中流動，有利于改善擴散器的工作性能，且使氣流速度下降，以提高靜壓。注意：2K60型軸流式通風機的構造導葉3）導葉可調裝置可調節(jié)導葉安裝角度，實現(xiàn)反轉返風，且返風量可超過正常風量的60%。1）導葉的形式以前多采用圓弧形葉片。現(xiàn)在多采用機翼形葉片，中、后導葉還采用扭曲機翼形葉片。2）導葉的數(shù)目（前導葉、中導葉、后導葉）應與葉輪葉片數(shù)互為質數(shù)，以避免氣流通過時產(chǎn)生同期擾動。2K60型軸流式通風機的構造進風口（集流器和疏流罩）集流器是葉輪前外殼上的圓弧段。疏流罩罩在輪轂前面，其形狀為球面或橢球面。集流器和疏流罩的作用是使氣流順利地進入風機的環(huán)行入口流道，并在葉輪入口處形成均勻的速度場，由集流器與疏流罩構成斷面逐漸縮小的進風通道，使進入葉輪的風流均勻，過流斷面變小，以減少入口流動損失，提高風機效率。2K60型軸流式通風機的構造擴散器擴散器由錐形筒心和筒殼組成，呈環(huán)形，裝載通風機出口側。擴散器過流斷面是逐漸擴大的，流速逐漸降低，可使風機出口的一部分動壓轉換為靜壓，以提高風機的靜效率。2K60型軸流式通風機的構造外殼風機外殼呈圓筒形，重要的是葉輪外緣與外殼內(nèi)表面的徑向間隙應盡可能地減小。通常在0.01～0.06之間。2K60型軸流式通風機的構造傳動部分傳動部分由軸、軸承、支架和聯(lián)軸器等組成。軸承采用滾動軸承，用油脂潤滑，并裝有鉑熱電阻測溫裝置，接二次儀表殼做遙測記錄和超溫報警。傳動軸兩端用齒輪聯(lián)軸器分別與通風機和電動機連接。對旋式通風機對旋式通風機是一種新型軸流式通風機。與傳統(tǒng)軸流式通風機相比較，對旋式通風機具有高效率、高風壓、風量大、性能好、噪聲低、運行方式多、安裝檢修方便等優(yōu)點。通風機結構組成如圖8-12所示。對旋式通風機工作原理工作時兩級工作葉輪分別由兩個等容量、等轉速、旋轉方向相反的隔爆電動機驅動。當氣流通過集流器進入第一級葉輪獲得能量后，再經(jīng)過第二級葉輪升壓排出。兩級工作葉輪互為導葉，經(jīng)第一級后形成的旋轉速度，由第二級反向旋轉消除并形成單一軸向氣流排出。對旋式通風機型號含義目前，作為煤礦主通風機使用的對旋式通風機主要有BD或BDK系列礦用防爆節(jié)能高效通風機。局部通風機主要有FDC-lNo.6/30型、DSF-6.3/60型、KDF型等。FBCZ系列防爆軸流式通風機簡介FBCZ系列通風機為單級防爆軸流式主要通風機，是根據(jù)中、小型煤礦的通風網(wǎng)路參數(shù)設計的，適用于通風阻力較小的中、小型礦井。該系列有FBCZ40和FBCZ54兩種機型，其外形結構見圖8-13所示。主要由集流器、機殼、電動機、葉輪、擴散器等部件組成。圖8-13FBCZ通風機結構圖FBCZ系列防爆軸流式通風機簡介1-集流器；2-導流體；3-進風管；4-電動機；5-銅環(huán)；6-葉輪；7-擴散器該型號的通風機由一臺隔爆型電動機驅動，電動機安裝在通風機的筒體中，并由隔流腔使電動機周圍的冷卻風流和礦井排出的污風相隔離。隔流腔的進風道和排風道與機殼外的大氣相通，用新鮮風流冷卻電動機。電動機與通風機工作葉輪采用直聯(lián)傳動方式，提高了傳動效率，簡化了結構，減少了長軸傳動和S形流道的通風阻力損失，提高了運行效率。該型號的通風機直接反轉反風，反風量可達60%，滿足《煤礦安全規(guī)程》對反風量不小于正常供風量40%的要求。通風機的葉片安裝角可調，用戶可以根據(jù)礦井開采前、后期所需風量進行調整．使工況點始終保持在高效區(qū)。以FBCZ54-6No.16說明型號意義。F——風機；FBCZ系列防爆軸流式通風機簡介01B——隔爆型；02C——抽出式；03Z——主要通風機（主扇）；0454——通風機輪轂與葉輪直徑比的100倍；056——電動機極數(shù)（6極）；06No．——機號前冠用符號；0716——通風機葉輪直徑，dm。FBCDZ系列雙葉輪對旋軸流式通風機簡介FBCDZ系列雙葉輪對旋軸流風機是處于目前國內(nèi)領先水平的最新節(jié)能型軸流式主通風機，適用于通風阻力較大的中、大型煤礦。主要由集流器、一級主機、二級主機、擴散器、圓變方接頭、消音器、擴散塔等部件組成，并可根據(jù)用戶需要裝配擴散塔和消音裝置，如圖8-14所示。電機座在315以上者可裝配不停車加油裝置、軸承測溫裝置及手動剎車。風機底座設有托輪，在預設的軌道上可沿軸向移動或非軸向移動，各部件用螺栓聯(lián)接，便于檢修。FBCDZ系列風機采用電機與葉輪直聯(lián)方式減少了“S”型風道等通風阻力損失，提高了效率，也降低了“S”風道帶來安全隱患及維護麻煩，提高了運轉安全性。風機的兩級工作葉輪按相反方向旋轉，一、二級葉片互為導葉，無定式導葉片，減少了導葉的能耗，簡化了結構，提高了效率。風機選配優(yōu)質風機專用隔爆型電動機，電機置于具有一定耐壓性的隔流腔內(nèi)，使電機與礦井含瓦斯的風流相隔離，隔流腔設有與大氣自動通風的風道，便于散熱和導流。這樣既增加了電機防爆性能，又有利于電機散熱，從而增加了風機運行的安全性。FBCDZ系列雙葉輪對旋軸流式通風機簡介以FBCDZ54-6-No.24為例說明型號的意義。01B——隔爆型；02D——雙葉輪對旋式；03C——抽出式；04Z——主要通風機（主扇）；0554——通風機輪轂與葉輪直徑比的100倍；066——電動機極數(shù)（6極）；07No.——機號前冠用符號；0824——通風機葉輪直徑，dm。09F——風機：10FBCDZ系列雙葉輪對旋軸流式通風機簡介圖8-14FBCDZ通風機結構圖1-導流體；2-一級電機；3-一級葉輪；4-二級葉輪；5-制動桿；6-二級電機；7-電機新風管；8-擴散器03礦用通風機的反風反風的意義根據(jù)實際需要人為地臨時改變通風系統(tǒng)中的風流方向，叫做反風。用于反風的各種機電設備叫做反風設備。例如礦井發(fā)生火災時，為防止火災蔓延到重要地區(qū)，必須立即采取改變風流方向的反風措施。反風裝置是引導正常風流反向流動的裝置，由反風門、反風道、慢速絞車等組成，是礦井通風機必須裝置的安全設備，也是災變急救的重要設施。對反風的要求《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風機必須裝有反風設施，必須能在10min內(nèi)改變巷道中的風流方向。當風流方向改變后，主要通風機的供風量，不應小于正常風量的60%。當風機反風量達不到正常風量的60%時，需加裝反風道。反風設施由礦長組織有關部門每季度至少檢查一次，每年應進行1次反風演習。當?shù)V井通風系統(tǒng)有較大變化時，也應進行1次反風演習。離心式通風機的反風圖8-15所示為兩臺離心式通風機反風布置圖。圖8-15兩臺離心式通風機反風布置圖1、16-反風道；2、12-