ШАХТНЫЙ ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР

Область техники
Полезная модель относится к горному машиностроению и может быть использована в конструкциях корпусов подшипниковых узлов вала рабочего колеса шахтной вентиляторной установки главного проветривания.
Предшествующий уровень техники
В качестве ближайшего аналога выбран шахтный осевой вентилятор (Патент Украины на полезную модель №123551), содержащий, корпус с размещенными в нем обтекателем и обечайкой диффузора, внутри которых установлен вал, на котором закреплено рабочее колесо вентилятора между корпусами подшипниковых узлов, в которых установлены роторные уплотнения вала. Указал перечень общих признаков.
В известном техническом решении устранение утечек смазочных материалов в рабочем режиме через роторные уплотнения корпусов подшипниковых узлов достигается путем выравнивания давлений в обоих корпусах подшипниковых узлов осевого вентилятора с давлением внутри обтекателя и обечайки диффузора через трубопроводы системы разгрузки давления.
Конструктивные особенности системы разгрузки давления шахтного осевого вентилятора не позволяют исключить утечку смазочного материала в полость обтекателя и обечайки диффузора при износе, установленных в корпусах подшипниковых узлов, роторных уплотнений вала или дефекте их монтажа из-за отсутствия возможности индивидуального отвода смазочного материала от роторного уплотнения вала по обе стороны корпуса подшипникового узла.
Автоматический контроль по уровню масла в ванной маслостанции позволяет определить глобальные утечки и не позволяет зафиксировать утечки до 20 л и их дислокацию (с какой стороны корпуса подшипникового узла через роторное уплотнение происходит утечка), т.к. емкость бака 600 л и уровень постоянно меняется в зависимости от изменения температуры (вязкости) смазочного материала при разных режимах работы и суточном изменением температуры окружающей среды.
В основу полезной модели поставлена задача: устранить утечку смазочного материала в полость обтекателя и обечайки диффузора, при износе, установленных в корпусах подшипниковых узлов, роторных уплотнений вала или дефекте их монтажа и обеспечить контроль при длительном режиме работы агрегата и отсутствии оперативного доступа к подшипниковым узлам.
В результате решения данной задачи может быть получен технический результат: обеспечение возможности как индивидуального отвода с роторного уплотнения вала смазочного материала, так и выявления места размещения роторного уплотнения, через которое происходит утечка.
Достижение заявленного технического результата обеспечивает полезной модели потребительские свойства: повышение техники безопасности персонала внутри обтекателя, при сервисном обслуживании подшипниковых узлов, снижение трудоемкости сервисного обслуживания, при выявлении роторного уплотнения вала через которое происходит утечка, уменьшение расхода смазочного материала.
Раскрытие полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в шахтном осевом вентиляторе, который содержит корпус с размещенными в нем обтекателем и обечайкой диффузора, внутри которых установлен вал, на котором закреплено рабочее колесо вентилятора между корпусами подшипниковых узлов, в которых установлены роторные уплотнения вала, предлагается, дополнительно, по меньшей мере, один подшипниковый узел снабдить, по меньшей мере, одним посаженным на вал маслоотводным колпаком, внутренняя полость которого через воздушный трубопровод и сливной трубопровод сообщается с зоной атмосферного давления вне корпуса осевого вентилятора, при этом маслоотводный колпак с одной стороны сопряжен с валом кольцевым уплотнением, а с другой стороны герметично соединен с торцевой частью корпуса подшипникового узла, которой, вместе с установленным в ней, по меньшей мере, одним роторным уплотнением вала, отделена внутренняя полость маслоотводного колпака от внутренней полости корпуса подшипникового узла, которая содержит смазочный материал.
Перечисленные выше признаки, отличные от прототипа, необходимы и достаточны во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны полезной модели.
Кроме того, предлагается:
- каждый сливной трубопровод снабдить снаружи корпуса осевого вентилятора индивидуальным маслосборным резервуаром, который выполнен с возможностью визуального контроля в нем уровня жидкости.
- маслосборный резервуар снабдить датчиком уровня жидкости, выполненным с возможностью подключения к устройству мониторинга данных.
- роторное уплотнение вала зафиксировать в торцевой части корпуса подшипникового узла маслоотводным колпаком;
- кольцевое уплотнение маслоотводного колпака выполнить комбинированным в виде контактного и воздушно - лабиринтного уплотнений.
Техническое решение поясняется примером, выполнение которого не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения технического результата предложенной новой совокупностью существенных признаков.
Суть полезной модели поясняется чертежами, в которых:
- на фиг. 1 показан продольный разрез корпуса шахтного осевого вентилятора;
- на фиг. 2 показан корпус подшипникового узла с маслоотводным колпаком;
- на фиг. 3 показан продольный разрез маслоотводного колпака и корпуса подшипникового узла;
- на фиг. 4 показаны контактное и воздушно - лабиринтное уплотнения маслоотводного колпака.
Краткое описание чертежей
1 - корпус;
2 - обтекатель;
3 - обечайка диффузора;
4 - вал;
5 - рабочее колесо;
6 - подшипниковый узел;
6а - внутренняя полость;
7 - маслоотводный колпак;
7а - внутренняя полость;
8 - роторное уплотнение;
9 - корпус;
10 - торцевая часть;
11 - воздушный трубопровод;
12 - сливной трубопровод;
13 - маслосборный резервуар;
14 - датчик уровня жидкости;
15 - контактное уплотнение;
16 - воздушно-лабиринтное уплотнение;
17 - подшипник;
18 - устройство мониторинга данных;
19 - воздушный канал;
20 - лопасти;
21 - полость;
22 - полость;
23 - сеть связи.
Промышленная применимость
Техническое решение представлено на примере шахтного осевого вентилятора главного проветривания.
В корпусе (1) установлены обтекатель (2) и обечайка диффузора (3). Между обтекателем (2) и корпусом (1), а также между обечайкой диффузора (3) и корпусом (1) образован воздушный канал (19), в котором размещены лопасти (20) рабочего колеса (5). Рабочее колесо (5) закреплено на валу (4) между его подшипниковыми узлами (6), размещенными в обтекателе (2) и обечайке диффузора (3) (фиг. 1). Подшипниковые узлы (6) снабжены маслоотводными колпаками (7) (фиг. 2, фиг. 3), воздушные трубопроводы (11) и сливные трубопроводы (12) которых выведены в зону атмосферного давления за пределы корпуса (1) (фиг. 1). Каждый маслоотводный колпак (7) через сливной трубопровод (12) связан со своим индивидуальным маслосборным резервуаром (13) (фиг. 1). Маслосборный резервуар (13) содержит датчик уровня жидкости (14), кроме того маслосборный резервуар (13) может быть выполнен как полностью, так и частично из прозрачного материала для визуального определения в нем уровня жидкости.
Роторные уплотнения (8) установлены в торцевой части (10) корпуса (9) и зафиксированы маслоотводным колпаком (7), герметично закрепленным на торцевой части (10) корпуса (9) (фиг. 3).
Кольцевое уплотнение, размещенное на стороне маслоотводного колпака (7), которая посажена на вал (4), представлено в виде выполненного в маслоотводном колпаке (7) воздушно-лабиринтного уплотнения (16) и установленного в маслоотводном колпаке (7) контактного уплотнения (15) (фиг. 4).
При износе, дефекте или не правильном монтаже роторного уплотнения (8), смазочный материал проникает из внутренней полости (6а) корпуса (9), в которой размещен подшипник (17), во внутреннюю полость (7а) маслоотводного колпака (7), в результате чего исключается проникновение смазочного материала в полости (21) и (22) обтекателя (2) и обечайки диффузора (3), что значительно снижает вероятность травм в следствие скольжения обуви персонала внутри обтекателя (2) и обечайки диффузора (3), при сервисном обслуживании подшипниковых узлов (6).
Воздушный трубопровод (11) позволяет обеспечить в полости (7а) маслоотводного колпака (7) давление равное атмосферному давлению за пределами корпуса (1), а также исключить в сливном трубопроводе (12) запирание смазочного материала, при его отводе в маслосборный резервуар (13).
С каждого маслосбороного резервуара (13) информация о его заполнении поступает от датчика уровня жидкости (14) на устройство мониторинга данных (18), через которое выводится показатель интенсивности заполнения маслосборного резервуара (13), для анализа пропускной способности роторного уплотнения (8).
Устройство мониторинга данных (18) может быть представлено как часть стационарного электронного пульта управления шахтным осевым вентилятором, так и мобильным персональным компьютером, подключенным через сеть связи (23) (например, интернет) к каждому датчику уровня жидкости (14).
Индивидуальный вывод сливного трубопровода (12) в зону атмосферного давления с каждого маслоотводного колпака (7) позволяет визуально определить персоналом место утечки смазочного материала вне корпуса (1) осевого вентилятора, а использование датчиков (14), подключенных к устройству мониторинга данных (18), позволяет дистанционно персоналу выявить место утечки смазочного материала на каждом подшипниковом узле (6).
Фиксация роторного уплотнения (8) маслоотводным колпаком (7) позволяет при демонтаже маслоотводного колпака (7) получить возможность прямого доступа и визуального осмотра персоналом роторного уплотнения (8), без демонтажа торцевой части (10) корпуса (9) подшипникового узла (6).
Комбинация воздушно-лабиринтного уплотнения (16) и контактного уплотнения (15) позволяет исключить высасывания воздуха из внутренней полости (7а) в зону разряженного давления полостей (22) или (21), созданную движением воздушного потока в воздушном канале (19), и тем самым обеспечить стабильное атмосферное давление в маслоотводном колпаке (7).