Глава 3
ШАХТНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ПЕРЕДВИЖНЫЕ КОМПРЕССОРНЫЕ
ИХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
§1. Назначение передвижных компрессорных установок и их устройство
Подземные шахтные передвижные компрессоры служат для пи тания сжатым воздухом отбойных молотков и перфораторов при проведении горных выработок. Применяемые на шахтах для про изводства сжатого воздуха передвижные поршневые компрессор ные установки ЗИФ-ШВКС-5 имеют производительность 5 м3/мин
идавление 0,6 МПа (6 кгс/см2).
Внастоящее время для шахт изготовляют более совершенные передвижные компрессорные установки с винтовыми компрессора ми производительностью от 5 до 25 нм3/мин на давление сжатого воздуха 0,8 МПа (8 кгс/см2) .
Ввинтовом компрессоре воздух сжимается за счет уменьшения его объема в рабочей полости, образованной зубьями и впадинами двух вращающихся винтов роторов.
Вцилиндрических выточках 11 корпуса 1 винтового компрессо ра (рис. 3.1, а) помещены роторы 2 и 3, на средней части которых нарезаны винты, представляющие собой цилиндрические косозубые крупномодульные шестерни с зубьями специального профиля. Ве дущий ротор 2 соединяется с валом электродвигателя и имеет вы пуклые широкие зубья, ведомый ротор 3 имеет вогнутые тонкие зубья. Валы роторов вращаются в радиальных 5 и радиально-упор ных 6 подшипниках (рис. 3.1, б), закрытых крышкой 4. Осевые усилия, действующие на роторы, воспринимаются радиально-упор ными подшипниками 6. Шестерни 7, 8, установленные на валах ве домого и ведущего роторов, связывают винты и синхронизируют их вращение, не допуская взаимного касания.
Для герметизации внутренних полостей служат уплотнитель ные втулки 9, установленные на валах роторов.
Расточки в корпусе образуют пространство, с одного торца со общающееся посредством окна всасывания с камерой всасывания, а с другого — посредством окна нагнетания 10 с камерой нагнета ния. При вращении роторов на стороне выхода зубьев из зацепле ния постепенно освобождаются впадины (полости) между зубьями, в которых создается разрежение и которые заполняются воздухом через окна из камеры всасывания. При полном освобождении по лостей на противоположном торце ротора от заполняющих зубьев их объем достигнет максимальной величины, и полости разъеди нятся с камерой всасывания.
По мере входа зуба ведомого ротора во впадину ведущего ро тора объем, занимаемый воздухом, уменьшается и происходит
Рис. 3.1. Винтовой компрессор
цикл сжатия в парной полости, продолжающийся до тех пор, пока
сжатый воздух не подойдет к камере нагнетания |
и не поступит |
в нее. |
компрессорах |
Сжатый воздух в винтовых маслозаполненных |
(ВКШ-11 и ЗИФ-ШВ-5 производительностью 5 и 25 нм3/мин соот ветственно) охлаждается за счет впрыскивания масла в рабочие полости винтов.
В винтовых компрессорах сухого сжатия (ВКМ) нагнетаемый воздух охлаждается с помощью водяных рубашек в корпусе ком прессора, а также промежуточного и концевого холодильников. Такие компрессоры бывают двухступенчатыми.
Передвижные винтовые компрессоры 6ВКМ-13/8 и 6ВКМ-25/8, применяемые на шахтах, имеют производительность 12,5 и 25 н м 3/ м й н соответственно и рабочее абсолютное давление 0,8 МПа (8 кгс/см2) .
Шахтные винтовые передвижные компрессоры изготовляют с расчетом передвижения по колеям 600 или 900 мм.
Одноступенчатая шахтная передвижная компрессорная установ ка с маслозаполненным винтовым компрессором ЗИФ-ШВ-5 (рис. 3.2) состоит из корпуса 1, двух винтовых роторов 2, электро двигателя 3, редуктора 4, воздухосборника 5, холодильника 6 для охлаждения масла, масляного насоса 7 с масляным фильтром 8, регулятора производительности 9, щита 10 с контрольно-измери тельными приборами, датчика тепловой защиты и электрооборудо вания.
Атмосферный воздух к компрессору поступает через воздушный фильтр 11 и клапан 12. При работе компрессора масло насосом 7 непрерывно впрыскивается со стороны всасывания. Если давление масла в нагнетательной линии насоса превысит 0,6 МПа (6кгс/см2), то срабатывает редукционный клапан 13, компрессор будет рабо тать вхолостую. Сжатый воздух с частицами масла через обратный клапан 14 и нагнетательный трубопровод 15 выталкивается в воз духосборник 5, где воздух очищается от масла. Окончательная очистка воздуха от масла производится в маслоотделителе 16. Очи щенный воздух проходит через клапан 17 и поступает в раздаточ ный трубопровод 18. Для защиты компрессора от чрезмерного давления служат предохранительный клапан 19 и клапан 20.
Регулятор производительности 9 состоит из датчика, дроссель ного клапана и соединительных труб.
При повышении абсолютного давления воздуха в воздухосбор нике более 0,8 МПа (8 кгс/см2) регулятор воздействует на кла пан 12, который перекрывает всасывающий трубопровод, переводя компрессор на холостой ход.
При понижении давления нагнетания до 0,55 МПа (5,5 кгс/см2) клапан 12 открывается и компрессор переводится на рабочий ре жим работы. В систему циркуляции и охлаждения масла входят масляный фильтр 8 с клапаном 21, трубка 22 для подачи масла в зону всасывания, нагнетательный трубопровод 23 и перепускной клапан 24. Дополнительная секция 25 масляного насоса служит для отсоса масла из маслоотделителя и сброса его в воздухосбор ник, который разгрузочным шлангом 26 соединен с зоной нагнета ния компрессора. С помощью шланга происходит сброс масла при остановках и работе компрессора на холостом ходу.
Включение компрессора в работу осуществляется кнопкой «Пуск» на магнитном пускателе 27. При нажатии на кнопку сра батывает реле Р и включает вспомогательные контакты контактора К2, КЗ и К4 магнитного пускателя. Остановка компрессора произ водится кнопкой «Стоп» на кнопочном посту управления 28 (вручную или автоматически при срабатывании датчика 29 тепло вой защиты).
Аппаратура управления и контроля компрессором содержит дистанционный термометр для измерения температуры сжатого воздуха на стороне нагнетания и манометры для измерения дав ления сжатого воздуха и масла.
Эксплуатация шахтных передвижных компрессорных установок должна производиться в соответствии с действующими «Правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессор ных установок, воздухопроводов и газопроводов», а также «Прави лами безопасности в угольных и сланцевых шахтах» (1976 г.) и инструкциями заводов — изготовителей компрессоров.
В масляной системе винтовых маслозаполненных компрессоров применяется турбинное масло № 18 или турбинное марки Л, кото рое заменяют через каждые 500 ч работы компрессора.
f Подземные передвижные компрессорные установки следует рас полагать на горизонтальной площадке на свежей струе воздуха в местах с несгораемой крепью и на расстоянии не более 30 м кот места погрузки угля. Обслуживание передвижной компрессор ной установки должно производиться специально обученным ли цом.
Каждая компрессорная установка должна иметь тепловую за щиту для автоматического отключения компрессора сухого сжатия при температуре сжатого воздуха выше 455 К (182°С) и масло заполненного— при температуре 398 К (125°С). Фильтр на всасы вающем трубопроводе очищают ежесуточно, а всасывающие и на гнетательные клапаны — не менее 2 раз в месяц. Электрическую и механическую системы компрессорной установки проверяют еже сменно и, кроме того, ежемесячно под руководством механика участка. Возле установки должны быть предусмотрены ящик с песком и огнетушители. Включение и работа подземной передвиж-" ной компрессорной установки запрещается при:
1)содержании в месте ее расположения метана более 0,5%;
2)неисправности регулятора производительности, предохрани
тельных клапанов, тепловой защиты, манометров. _ При работе передвижных компрессорных установок с винтовы^ ми маслозаполненными компрессорами могут возникать следующие
отклонения от нормального режима работы.
1. Превышение температуры сжатого воздуха на выходе ком прессора более 398 К (125°С). Причины: наличие масла в воздухо сборнике, засорение масляного фильтра или поверхностей масля ного холодильника, неисправность перепускного клапана на трубо проводе, соединяющем холодильник и основную секцию масляного насоса.
2. Понижение давления масла в масляной системе ниже 0,3 МПа (3 кгс/см2). Причины: неисправность редукционного клапана или
засорение масляного фильтра. |
кгс/см2) |
давления сжато |
|
3. Повышение более 0,8 МПа (8 |
|||
го воздуха в воздухосборнике. Причиной может быть |
неправиль |
||
ная регулировка предохранительного |
клапана |
на |
воздухосбор |
нике. |
|
|
|
4. Превышение более 343 К (70 °С) температуры редуктора компрессора. Причина — отсутствие подачи или отвода масла для смазки редуктора.
5. Сильная вибрация компрессорной установки из-за нарушения центрирования вала компрессора с валом электродвигателя.
§ 2. Шахтные воздухопроводы сжатого воздуха
Сжатый воздух от стационарной шахтной компрессорной уста новки по горным выработкам транспортируют по магистральному воздухопроводу, прокладываемому по стволам, квершлагам и основным откаточным штрекам. На выемочные участки сжатый воздух подают по воздухопроводу, присоединяемому к магист рали.
Воздухопроводы, как на поверхности, так и в подземных вы работках, прокладывают с уклоном 0,03—0,05 в сторону движения сжатого воздуха таким образом, чтобы расстояние их от кабелей, электропроводок и электрооборудования было не менее 0,5 м. В ме стах возможного скопления воды и масла воздухопроводы обору дуют масло- и водоотделителями (примерно через каждые 300— 500 м), приспособленными для ручной или автоматической про дувки. На воздухопроводах нельзя устанавливать глухие отводы и заглушенные штуцера, так как они вызывают скопление масляных отложений и даже самовоспламенение. Трубы для сжатого возду ха, фланцевые соединения и арматура в отношении материалов, конструкции и способа изготовления, а также методов испытаний должны соответствовать действующим ГОСТам.
Для рудничных воздухопроводов применяют газовые сварные трубы и стальные гладкие бесшовные трубы общего назначения. Газовые сварные трубы диаметром до 150 мм обычно применяют для участковых воздухопроводов, а стальные гладкие бесшовные диаметром 50—500 мм — для магистральных.
Диаметр воздухопроводов, прокладываемых по стволам шахты, зависит от производительности компрессорной станции и колеблет ся в пределах 150—400 мм при производительности компрессорной станции 100—1000 н м 3/ м и н .
Опоры для воздухопроводов сжатого воздуха в горизонтальных и наклонных выработках располагают на некотором расстоянии от места соединения труб, чтобы каждая труба имела не менее двух опор.
При выборе и прокладке шахтных воздухопроводов для сжатого воздуха учитывают требование о том, чтобы общие утечки из воз духопроводной сети в шахте были сведены до минимума. Воздухо провод сжатого воздуха в шахте заземляют через каждые 500 м.
Трубы воздухопровода соединяют между собой фланцами и бол тами. В качестве прокладочного материала между фланцами ис пользуют клингерит, асбест (на поверхности шахт), теплостойкую резину (в подземных выработках). Для соединения труб применя ют фланцево-замковое (рис. 3.3, а), шаровое (рис. 3.3, б), быстро-