CN101874183A - 改进的气流调节器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种矿井通道的气流调节器，包括：一个天窗叶片，它可在从该天窗叶片限制通道的至少一部分的关闭位置至空气能容易地在通道中流动的打开位置的范围内转动至一个预先确定的位置；和使该天窗叶片转动的连杆机构，其中，该连杆机构包括一个偏移压杆机构，该压杆机构只有当达到预先确定的气流时启动，使天窗叶片转动至打开位置，并在气流减少至小于预先确定的气流后，将天窗叶片偏移至其预先确定的位置。

Description

改进的气流调节器

技术领域

本发明涉及改进的气流调节器，特别是例如可在采矿矿井，隧道，竖管，道路等此后称为矿井通道中使用，以控制或调节通过的气流的天窗式气流调节器。

背景技术

地下矿井一般具有许多作为新鲜空气导管的竖管。这些竖管通常在矿体的空气吸入侧和矿体的空气返回或相反侧上形成。在矿井的各种层面或者在金属矿井的情况下，在称为采场的单个采矿区域中的气流由在这些竖管的入口或出口处配置的气流调节器控制。

在矿井中使用的已知的气流调节器称为落板调节器并已使用一些时间。落板调节器一般包括在方便尺寸的隔间中配置的钢的H截面框架。在H截面的凸缘之间，硬木板落下在每一个隔间中。这样，可以调节调节器的孔的面积，调节允许进入矿井给定部分的气流。

然而，落板调节器需要手动调节。另外，在例如采场着火或爆破的事件前，和相信爆破实际上可能损坏调节器时，矿工必需用体力从调节器取出所有的板。这是繁重、艰巨和费时的工作，它浪费工时并降低采矿效率。

这里引入WO2006/108228的全部内容供参考，WO2006/108228公布了一种改进的天窗式气流调节器，它通过调节天窗叶片的开启度数控制气流，并且该叶片在爆破或采场着火过程中自由地转动至全开的位置，但在这种着火后利用重物，气体压杆或弹簧返回至原来位置。

发明内容

本发明涉及在WO2006/108228中公开的气流调节器的改进。

在本说明书中包括的文件，条款，材料，装置，文章等的任何讨论只是为了提供本发明的文本。由于在本申请的每一个权利要求的优先日期之前已存在，因此不接纳任何或全部这些事情构成先前技术基础的一部分或是与本发明相关的领域中的共同的一般知识的看法。

根据本发明，提供一种矿井通道的气流调节器，它包括：

一个天窗叶片，它可在从该天窗叶片限制通道的至少一部分的关闭位置至空气能容易地在通道中流动的打开位置的范围内转动至一个预先确定的位置；和

使该天窗叶片转动的连杆机构，其中该连杆机构包括一个偏移压杆机构，该压杆机构只有当达到预先确定的气流时启动，使天窗叶片转动至打开位置，并在气流减少至小于预先确定的气流后，将天窗叶片偏移至其预先确定的位置。

当没有启动时，偏移压杆机构形成连杆机构的一部分，并且当没有启动时，其通常与连杆机构一起运动，因此不需要输入很大的力，可使天窗叶片在打开和关闭位置之间运动。相反，在包括气体压杆的WO2006/108228的实施例中，不可能不使气体压杆动作而转动天窗叶片。这样，本发明是对现有技术的重大改进，因为它意味着不需要加太大的力在连杆机构上，就可以容易地改变通风程度。这种结构是特别有利的，因为通过例如加动力致动器，使压杆机构运动，容易使气流调节器自动化。因此，本发明提供了强度与现有技术的气流调节器相同，而重量减小和操作更灵活的气流调节器。由于重量减小，本发明制造的气流调节器更容易运输和安装。

在一些实施例中，调节器可以包括多个天窗叶片。在一些实施例中，调节器可以为吸入调节器和可以包括多个在关闭位置重叠的天窗叶片，以关闭或限制通道的至少一部分。在一些实施例中，调节器可以为排出调节器，并可包括多个在关闭位置不重叠的天窗叶片。

在一些实施例中，调节器可以包括安装天窗叶片的框架。天窗叶片可安装在框架中，使它可围绕长度方向轴线转动。具有框架的优点是容易制造，运输和安装调节器。

在一些实施例中，偏移压杆机构可以为恒定力偏移压杆机构。该机构只有当达到预先确定的恒定力时，例如从在通过连杆机构与该压杆机构连接的天窗叶片上产生力的气流，才动作。该偏移压杆机构可通过变为可压缩的而动作。可以选择预先确定的恒定力为在从使天窗叶片运动所需的最大力至由预先确定的气流产生的力的范围内的一个值。本领域的技术人员可以容易的确定使偏移压杆机构动作的合适的力。预先确定的气流可以为例如由爆破或采场着火引起的矿井中的故意或事故的爆炸产生的气流或压力改变。偏移压杆机构可以包括流体压杆，例如气体压杆。该偏移压杆机构可以具有气缸，活塞和活塞杆。该偏移压杆机构可以包括弹簧。在一些实施例中，压杆机构只有当加在其上的力超过4000N时才动作，但该力可以改变，以适应要求的气流调节器的设计。

在一些实施例中，连杆机构可包括通过连杆臂与天窗叶片连接的连杆。例如，连杆臂的一端可固定在天窗叶片上，而其另一端可转动地安装在连杆上，以推动天窗叶片至预先确定的位置。在一些实施例中，连杆可以垂直取向。

在一些实施例中，连杆机构具在可选择地变化的长度。该调节器配置成使得当连杆机构的长度为最大时，天窗叶片在关闭位置，当连杆机构长度为最小时，天窗叶片在打开位置。

在一些实施例中，连杆机构具有位置控制机构，以便有选择地改变连杆机构的长度。该位置控制机构可以手动操作。例如，它可包括放在空心的压杆上面的外螺纹杆和手柄与螺纹套筒，使得通过转动该手柄，螺纹杆上升或降低至空心压杆中。位置控制机构可自动化，例如，它可以为由压缩空气，电动或液压操纵的动力致动器形式。该致动器还可包括手动操作的位置控制机构。通过使偏移压杆机构动作或使位置控制机构工作，连杆机构长度可以最小。

在一些实施例中，动力致动器可以遥控工作。如果气流调节器放置在难以达到或由于污染的空气达到不安全的位置，则使用遥控工作特别有用。另外，遥控工作可以大大增加可改变通风程度的速度。这使安全和效率改善。

在一些实施例中，偏移压杆机构设在连杆和位置控制机构之间。例如，偏移压杆机构的一端，一般为气缸端可利用固定在连杆上的支架等安装在连杆上，使得连杆的运动使偏移压杆机构的那端运动。气缸端可转动地安装在连杆上。活塞杆可以安装在位置控制机构上。

这样，广义上说，本发明提供可连续调节叶片位置和使用恒定力压杆机构进行静止时较不可压缩的天窗的返回运动的天窗式气流调节器。

根据本发明还提供一种矿井通道的天窗式气流调节器，它包括：

多个安装在框架中的天窗叶片，其围绕长度方向的轴线在天窗叶片综合关闭或限制通道的至少一部分的预先确定的位置和空气容易在天窗叶片之间流动和通过该通道部分的打开位置之间转动。和

其特征为当达到预先确定的气流时，天窗叶片打开或进一步打开，除非它已完全打开；并且包括返回机构，在气流减小至小于预先确定的气流后，使叶片返回至其预先确定的位置，和

其特征为，返回机构包括一个压杆机构形式的偏移装置，它与作用在一个或多个天窗叶片上的连杆机构连接，推动天窗叶片进入预先确定的位置，和其特征为，返回机构这样，除了在达到预先确定的气流后叶片打开，压杆机构不动作。

一般，压杆机构为气体压杆，它包括气缸，活塞和活塞杆。

优选地，气体压杆为恒力压杆机构，它只有当加在其上的力超过4000N或某个其他预先确定的力时才运动/动作。

返回机构可以包括通过连杆臂与每一个天窗叶片连接的垂直取向的连杆，该连杆臂的一端固定在天窗叶片上，其另一端可转动地安装在连杆上。

优选地，气体压杆的一端，通常为气缸端，利用固定在连杆上的支架等可转动地安装在连杆上，使得连杆的运动使压杆的那端运动。

优选地，活塞杆的自由端可转动地安装在工具上，以升高和降低压杆的那端和连杆。

在一个优选实施例中，该工具为放在空心压杆之上的外螺纹杆和手柄与螺纹套筒，转动该手柄，升高和降低该螺纹杆。

术语“预先确定的气流”在其范围内可包括预先确定的空气压力和一般，虽不是唯一地，涉及由于爆破/采场着火引起的气流/压力的增加。

一般，由于可在任一方向流动通过调节器的气流作用，气流作用在叶片上。然而，正常通风空气的这些流动一般不会有足够的力使天窗叶片运动。

现在利用例子和参照附图说明本发明的特定实施例。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的天窗式调节器的主视图，叶片在打开位置；

图2是图1所示的天窗式调节器的俯视图；

图3是图1所示的天窗式调节器的侧视图，叶片在完全打开位置；

图4是图1所示的天窗式调节器的侧视图，叶片在完全关闭位置；

图5是图1所示的调节器的侧视图，作为气流或手动调节的结果，叶片在部分打开位置；

图6是图5的调节器的侧视图，叶片进一步打开；

图7是根据本发明的第二实施例的自动化的天窗式调节器的主视图；

图8是图7的天窗式调节器的侧视图，叶片在标准的关闭位置；

图9是图7的天窗式调节器的侧视图，叶片在打开和关闭位置之间的半路；

图10是图7的天窗式调节器的侧视图，叶片在标准的打开位置；

图11是图7的天窗式调节器的侧视图，叶片在爆破打开位置；和

图12是图7的天窗式调节器的平面图。

具体实施方式

现参见附图，根据本发明的第一实施例的天窗式调节器10或组件安装在图1-4的矿井通道中。调节器10包括多个安装在矩形钢框架20中的天窗叶片12，14，16和18。框架20设计成加装在落板调节器框架21上(参见图2)。但它也可制造成新的与矿井开口配合的新框架。

每一个天窗叶片12，14，16，18的相反端安装在框架20中并能在天窗叶片12，14，16，18综合关闭或限制气体流动通过通道的至少一部分的关闭或部分关闭的位置与气体一般为空气能更容易地在天窗叶片12，14，16，18之间和通过通道流动的打开位置之间，围绕长度方向轴线22转动。如在图3中可清楚地看出那样，轴线22由安装，一般为焊接在天窗叶片12，14，16，18的后面和邻近其上边缘的杆22中形成/位于杆22中。

如图4中可清楚地看出那样，由于通道通风空气的压力作用在天窗叶片的前表面82，84，86，88上，天窗叶片12，14，16，18在关闭位置重叠，这对吸入天窗调节器特别有用，因它形成密封。对于排出天窗调节器也可使用不重叠的结构。

提供了作用在每一天窗叶片12，14，16，18上的调节和偏移机构90。

该调节和偏移机构90包括通过双支架32形式的连杆臂与每一个天窗叶片12，14，16，18连接的垂直连杆30。该连杆臂的一端固定(焊接)在天窗叶片12，14，16，18上，其另一端利用相应的连接枢轴34安装在连杆30上。

偏移机构90包括恒定力气体压杆50，该压杆又包括气缸52和活塞杆54。当加在天窗叶片上的爆破力通过连杆传递力并(一般为4000牛顿(Newton)或更大)加在活塞杆54上时，气体压杆50动作(即活塞杆54运动进入气缸52中压缩内部的气体)。气体压杆50的气缸端53利用固定在杆30上的支架或羊角55等可转动地安装在连杆30上，使得杆30的运动令压杆50的那端运动和相反。

活塞杆54的自由端56可转动地安装在外螺纹杆59上。包括十字形交叉杠杆形式的手柄60或轮子的位置控制机构58固定在位于空心压杆64之上的内螺纹套筒62上。

在使用中，转动手柄/杠杆60在某种意义上(顺时针或反时针)使螺纹杆59垂直上升并同时克服连杆30的重量，推动气体压杆50的活塞杆54向上。连杆30的重量不足以压缩气体压杆50。当组件10在“静止”即不在爆破过程中或在气流在预先确定的强度以下时，在图3所示的完全打开位置或图4所示的完全关闭位置或任何中间位置，该恒力气体压杆50不压缩。这使天窗叶片12，14，16，18的调节较容易和较安全，因为当调节天窗叶片12，14，16，18，改变通风程度时气体压杆5不需压缩或解压缩。通过简单的转动手柄/杠杆60，也可使调节在完全打开和关闭的位置之间连续，以允许需要的通风量。

现参见图4和5，气体压杆50只在大大增加气流100的过程中会被压缩，例如会在当螺纹杆59的位置保持固定和天窗叶片12，14，16，18在反时针或向上方向“A”转动，推动活塞杆54进入气缸52中和压缩气体压杆50时的爆破或采场着火的过程中发生。这个动作形成偏移，在着火后大大增加的气流100消退后使天窗叶片12，14，16，18返回至其设定的位置。

在图7-12中表示根据本发明的天窗调节器110的第二实施例。天窗调节器110是自动化的天窗调节器，其中第一实施例的调节压杆50的位置的手动机构58被动力致动器代替。第二实施例的与第一实施例的相同特点用相同的标号表示。

天窗调节器110包括安装在矩形钢框架120中的多个天窗叶片112，114，116，118。框架120设计成加装在图12所示的落板调节器框架121上。但是，调节器110也可制造成新的框架(没有示出)，以与矿井开口或通道配合。每一个天窗叶片112，114，116，118的相反端(其中一个如图7中的122a所示)安装在框架120中并可以在天窗叶片112，114，116，118综合关闭或限制通过通道的至少一部分的关闭或部分关闭的位置(例如图7和8所示的位置)与气体一般为空气能更容易在天窗叶片112，114，116，118之间流动和通过通道的打开位置(图10和11所示)之间围绕长度方向轴线122转动。轴线122由安装一般为焊接在天窗叶片112，114，116，118的后面和邻近其上边缘的杆122形成/位于杆122中。

如图8中可清楚地看出那样，由于通道通风空气的压力用在天窗叶片的前表面182，184，186，188上，天窗叶片112，114，116，118在关闭位置重叠，这对吸入天窗调节器特别有用，因它形成密封。对于排出天窗调节器也可使用不重叠的结构。

提供了作用在每一天窗叶片112，114，116，118上的调节和偏移机构190。

该调节和偏移机构190包括通过双支架132形式的连杆臂与每一个天窗叶片112，114，116，118连接的垂直连杆130。该连杆臂的一端固定(焊接)在天窗叶片112，114，116，118上，其另一端利用相应的连接枢轴134安装在连杆130上。

偏移机构190包括恒定力气体压杆150，该压杆又包括气缸152和活塞杆154。当强大力(一般为4000N或更大)加在活塞杆154上时，气体压杆150动作(即活塞杆154运动进入气缸152中压缩内部的气体)。该强大力选择为近似在矿井爆破过程中产生的气流加在天窗叶片112，114，116，118上的力。气体压杆150的气缸端153利用固定在杆130上的支架155等可转动地安装在连杆130上，使得杆130的运动令压杆150的那端运动和相反。

动力致动器175包括体171，杆壳体172和可伸长的杆173。活塞杆154的自由端156由连接器178与致动器杆173的自由端174连接。

动力致动器175配置成使通过致动器杆173从伸出位置运动至缩回位置，如图8和10分别所示，天窗叶片112，114，116，118可从关闭位置(在正常气流下)运动至打开位置。这样，在正常条件下，当致动器杆173伸出时，天窗叶片112，114，116，118关闭，和当致动器杆173缩回时，天窗叶片112，114，116，118打开。当致动器杆173部分伸出至预先确定的位置时，天窗叶片112，114，116，118部分地打开(如图9所示)。致动器杆173可以利用遥控操作伸出和缩回，使得如图9所示，可以得到通风空气的希望流量。

当组件110在“静止”即不在爆破过程中或在气流在预先确定的强度以下时，在图10所示的完全打开位置或图8所示的完全关闭位置或图9所示的任何中间位置，该气体压杆150相对地不压缩。这使利用致动器175对天窗叶片112，114，116，118的调节较容易和较安全，因为当调节天窗叶片112，114，116，118，改变通风程度时气体压杆150不需压缩或解压缩。因此，致动器175不需要克服气体压杆150的阻力，以调节天窗叶片112，114，116，118的位置。这样，因为使天窗叶片112，114，116，118运动所需的力小得多，因此致动器175的动力消耗比先前技术所需的小。因为致动器175与气体压杆150连接，致动器175的功率必需至少为气体压杆150的阻力或更大，使得可承受例如由爆炸产生的增加的气流100的冲击传递至天窗叶片112，114，116，118上的力。这是为了使致动器175不会由增加的气流100的冲击偏离其预先确定的位置。

致动器175带有手动机构(没有示出)，使得如果没有电力，仍可通过手动伸缩致动器175的可伸出杆173操作天窗调节器110。

在本实施例中，致动器75为

LA36致动器，但也可使用任何适当的致动器。

图11表示天窗调节器110，其天窗叶片112，114，116，118被例如从爆破产生的增加的气流100强迫地转动至打开位置，从而压缩气体压杆150。

本发明提供了一种低成本，重量轻的以天窗叶片为基础的调节器，它容易调节和可连续调节天窗叶片的位置。

本领域的技术人员知道，在不偏离广义所述的本发明的精神和范围的条件下，可对特定实施例所示的本发明作许多改变和/或改进。因此，本实施例只是为了说明，不是限制。

Claims (13)

1.通道的一种矿井气流调节器，它包括：一个天窗叶片，它可在从该天窗叶片限制通道的至少一部分的关闭位置至空气能容易地在通道中流动的打开位置的范围内转动至一个预先确定的位置；和

使该天窗叶片转动的连杆机构，其特征在于，连杆机构包括一个偏移压杆机构，该压杆机构只有当达到预先确定的气流时启动，使天窗叶片转动至打开位置，并在气流减少至小于预先确定的气流后，将天窗叶片偏移至其预先确定的位置。

2.如权利要求1所述的调节器，其特征在于其包括安装天窗叶片的框架。

3.如权利要求1或2所述的调节器，其特征在于其包括多个天窗叶片。

4.如上述任一权利要求所述的调节器，其特征在于其中，偏移压杆机构为恒力偏移压杆机构，当达到预先确定的恒力时，该机构动作，优选地，该偏移压杆机构为气体压杆。

5.如上述任一权利要求所述的调节器，其特征在于其中，连杆机构包括通过连杆臂与天窗叶片连接的连杆。

6.如上述任一权利要求所述的调节器，其特征在于其中，连杆机构具有位置控制机构，以有选择地改变连杆机构的长度，优选地，该位置控制机构为动力致动器。

7.如权利要求6所述的调节器，其特征在于其中，连杆机构包括与天窗叶片连接的连杆和偏移压杆机构设在连杆和位置控制机构之间。

8.一种矿井通道的天窗式气流调节器，其特征在于它包括：

多个安装在框架中的天窗叶片，其围绕长度方向的轴线在天窗叶片综合关闭或限制通道的至少一部分的预先确定的位置和空气容易在天窗叶片之间流动和通过该通道部分的打开位置之间转动；和

其中，当达到预先确定的气流时，天窗叶片打开或进一步打开，除非它已完全打开，并且包括返回机构，在气流减小至小于预先确定的气流后，使叶片返回至其预先确定的位置，和

其中，返回机构包括一个压杆机构形式的偏移装置，它与作用在一个或多个天窗叶片上的连杆机构连接，推动天窗叶片进入预先确定的位置，和其中，返回机构这样，除了在达到预先确定的气流后叶片打开，压杆机构不动作。

9.如权利要求8所述的调节器，其特征在于其中，压杆机构为气体压杆，它包括气缸，活塞和活塞杆，优选地，活塞杆的自由端可转动地安装在该偏移装置上，以升高和降低压杆的那端，优选地，该偏移装置为放在空心压杆之上的外螺纹杆和手柄与螺纹套筒，转动该手柄，升高和降低该螺纹杆。

10.如权利要求8或9所述的调节器，其特征在于其中，气体压杆为恒力压杆机构，它只有当加在其上的力超过4000N才运动/动作。

11.如权利要求8-10中任何一项所述的调节器，其特征在于其中，返回机构可以包括通过连杆臂与每一个天窗叶片连接的垂直取向的连杆，该连杆臂的一端固定在天窗叶片上，其另一端可转动地安装在连杆上。

12.如权利要求11所述的调节器，其特征在于其中，压杆机构为气体压杆，并且其中气体压杆的一端利用固定在连杆上的支架等可转动地安装在连杆上，使得连杆的运动使压杆的那端运动

13.基本上如前参照附图所述的调节器。

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