CN104791001B - 一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，通过装置本身环形壳体内侧的不闭合缝隙将正压热风流沿壁面向下吹入井筒，具有较大速度的热风流在壳体上方可形成一个负压区域，促进井口空气流入井筒并与其进行均匀热交换，从而达到防止井筒结冰的目的。整个装置采用嵌插和锚固结构固定于井口附近壁面上，其壳体缝隙吹出热风紧贴壁面，可防止由于热风道直接压出热风造成壁面受热不均结冰现象。本装置利用引射原理可减小热风阻力或通风阻力，在井筒由于自然风压作用风量明显减小时，增加压入风量的同时，可有效带动井口周围空气流动实现总进风量数倍增加的目的。装置结构简单，维护方面，壳体采用耐高温、耐腐蚀、阻燃抗静电材料，安全性能高，非常适合在易于结冻井筒的高寒矿区中推广、应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，属于煤矿安全技术应用领域。
背景技术
冬季寒冷矿区当井筒入风温度低于2℃时，须对井口空气进行预热以达到《煤炭安全规程》规定的标准。当井口房不宜密闭时，通常采用冷热风在井筒内混合的布置方式，即将被加热空气通过专用通风机和热风道送入井口以下，在井筒内进行热风与冷风的混合。
然而这种加热方式中，热风直接从风道吹出，正对热风口的壁面不容易结冰，而两侧的壁面由于加热不均匀防冻效果较差，对于淋水较大井筒冬季仍存在结冰现象。此外，直接吹向井筒的热风，可在井口处形成热阻力，减小井筒进风量，可导致井底设置有煤仓的联络巷出现瓦斯积聚现象。在井筒间自然风压的作用下，严重时可形成井筒风流停滞或反向等现象，威胁煤矿企业安全生产的进行。
当前，国内外大型矿井可采用井口房密闭的加热方式避免该问题的发生。而对于中小型矿井，尤其是采用竖立井开采的深井，在淋水较大且井筒间自然风压作用较大时，并没有较理想的措施解决冬季进风井筒易冻和风流紊乱问题。因此，研究一种既可防止井筒冬季结冰又可避免井筒风量减小的装置具有重要的现实意义。
为此，本发明利用引射原理设计了井筒加热防冻装置，可通过与井口加热空气通风机和热风道的结合使用，均匀混合冷热风流防止井筒结冰，同时可将井口周围空气带入井筒内，避免因为热阻力造成进风困难问题，从而达到即增加进风量又防止井筒结冰的目的。
发明内容
促使井筒内的冷热风流均匀混合、防止淋水井筒结冰，同时减小热风阻力、增加井筒进风量是解决井筒防冻措施不理想问题的技术关键。针对生产中遇到的这一实际问题，本发明旨在提供一种安全可靠、结构简单、通用性强、能够有效防止冬季井筒壁面结冰的同时，增加其进风量的井筒辅助加热装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，采用嵌插和锚固结构固定于井口附近的壁面上，与热风道处于同一水平，并将正压导流筒与热风道连接。当热风被通风机压出风道时，叶轮导流器被吹动并将热空气迅速导入并充满装置的环形壳体。不断压入壳体的热空气压力逐渐增加，最终通过壳体内侧的不闭合缝隙将热风沿井筒壁面向下射出，同时在壳体上方形成引射负压区域，促进井口冷空气流入井筒，并与热风进行充分热交换，从而达到防止井筒结冰的目的。其中，环形壳体为断面由上至下逐渐缩减的异形不闭合壳体，内侧具有一定倾角，保证压入风流可以较大速度从出风缝隙引射流出；该壳体可根据进风竖井或斜井的断面情况设计成圆形、拱形和半圆形。引射出风缝隙位于壳体上方内侧，为具有一定宽度且风流向下射出的环绕出风口，宽度根据井筒压入风量进行设计。
井筒热风从装置环形壳体的预留缝隙中沿壁面向下射出，使热风与冷风的相交面扩大，热交换更充分，且对井筒下部风温影响范围加大，井筒防冻效果明显，节约能源消耗。壳体上方形成的引射负压区促进了井筒的进风，增加了井筒的进风量。
在由于井筒间自然风压较大导致井筒进风量明显减小时，也可通过该装置向井筒压入一定大气风流，在引射负压作用下减小井筒通风阻力，增强井筒进风能力，可使其总进风量增加2～5倍。
装置的环形中空壳体采用耐腐蚀、耐高温的阻燃抗静电的工程塑料，坚固且不易发生变形，保证其能在恶劣条件下正常工作，且外侧涂有隔热层，防止装置表面过热影响井筒检修作业。与壁面紧密连接的壳体外侧设计有竖直沟槽，避免井筒淋水积聚。正压导流筒与环形壳体采用卡槽密封连接，可分开安装。整个装置结构简单，维护方便，安全性能较高，非常适合在高寒矿区淋水较大的井筒中推广，具有显著的使用价值与良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述装置结构示意图。
图2为本发明所述装置立体结构示意图。
图3为本发明所述装置井筒安装位置示意图。
具体实施方式
本发明的中心思想是将压入井筒加热的热风流导入装置设计的环形壳体内增压，并从其内侧的不闭合缝隙沿筒壁向下引射流出，通过形成引射负压区，促进井口周围的空气流入井筒并与热风进行充分热交换，从而防止井筒结冰。装置利用引射原理减小热阻力或井筒的通风阻力，通过增加压入风量的同时，有效带动井口周围空气流动，最终实现井筒进风量的增加与预热效果的提高。
下面结合附图1、2、3对本发明所述装备进一步说明。
根据图1所示，本装置主要由环形壳体，引射出风缝隙、正压导流筒和嵌插锚固结构组成，正压导流筒具有叶轮导流器和密封胶圈。
根据图2和图3，本装置的具体实施方式如下：首先利用嵌插和锚固结构将装置环形壳体安装在进风井筒热风道同水平上的壁面上，并利用正压导流筒将热风道与环形壳体相连接，保证热风道风流能够顺利通过叶轮导流器完全冲入环形壳体内。然而将井筒加热专用的热风机组打开，地面冷风流通过压风机流入机组换热系统并被加热，经过热风道流入正压导流筒，这时叶轮导流器被吹动并将热空气迅速导入并充满装置的环形壳体，不断压入壳体的热空气压力逐渐增加，最终通过壳体内侧的不闭合缝隙将热风沿井筒壁面向下射出，同时在壳体上方形成引射负压区域，促进井口冷空气流入井筒，使热风与冷风的相交面扩大，并进行充分热交换，从而达到加热井筒并保证进风量目的。
冬季由于进风流温度较低，使井筒容易结冰的同时，还可导致多进风井筒之间的平均温度不等，形成空气柱密度差，进而形成自然风压导致某一井筒进风量明显减小。这时可降低井筒热风温度，通过装置的引射负压作用下减小井筒通风阻力，增强井筒进风能力，可使其总进风量增加2～5倍，在提高冬季进风井筒加热效果的同时，保证通风系统的稳定性。
从以上实施方式可看出，该套装置结构简单、经济实用、便于维护，与加热井筒的热风机组结合使用，可提高井筒的防冻效果，促进井筒的进风，保证煤矿安全、高效发展。
Claims (8)
1.一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征在于，该装置主要包括环形壳体、引射出风缝隙、嵌插锚固结构和正压导流筒四个部分，利用嵌插和锚固结构将装置环形壳体安装在进风井筒热风道同水平上的壁面上，并利用正压导流筒将热风道与环形壳体相连接，使热空气通过环形壳体中设有的引射出风缝隙射入井筒。
2.根据权利要求1所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，环形壳体为断面由上至下逐渐缩减的异形不闭合壳体，内侧具有一定倾角，保证压入风流可以较大速度从出风缝隙引射流出。
3.根据权利要求1所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，引射出风缝隙位于壳体上方内侧，为具有一定宽度且风流向下射出的环绕出风口，宽度根据井筒压入风量进行设计。
4.根据权利要求1或2所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，具有引射出风缝隙的环形壳体可根据进风竖井或斜井的断面情况设计成圆形、拱形和半圆形。
5.根据权利要求1或2所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，环形壳体采用具有耐腐蚀、耐高温、阻燃抗静电且不易发生变形的工程塑料。
6.根据权利要求5所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，环形壳体外侧涂有隔热层，避免装置表面过热影响井筒检修作业。
7.根据权利要求1所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，装置通过壳体外侧的嵌插锚固结构固定于井筒的壁面上，与壁面紧密连接的壳体外侧设计有竖直沟槽，避免井筒淋水积聚。
8.根据权利要求1所述的一种进风井筒风量倍增及加热防冻装置，其特征是，正压导流筒内安装有叶轮导流器，将正压风流均匀导入环形壳体中，接口外侧具有密封胶圈，保证与热风道紧密连接，正压导流筒与环形壳体采用卡槽密封连接，可分开安装。
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