CN107605524B - 移动式恒温控制智能局部通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动式恒温控制智能局部通风系统，属于通风系统领域。其中：电加热器进风口与集装箱上设的进风风门连通，电加热器出风口通过异径接头与第一软连接进风口连，第一软连接出风口分别与第一智能局部通风机进风口和第二智能局部通风机进风口连，第一智能局部通风机出风口和第二智能局部通风机出风口均与第二软连接进风口连，第二软连接出风口与自动切换分风器进风口连，自动切换分风器出风口与集装箱上设的出风风门连通，且出风门用于与风筒连；电控设备包括依次并排设置的电源进线柜、第一变频柜、第一工频柜、第二工频柜、第二变频柜、站变柜、电加热器控制柜和集中控制操作面板。本发明适用范围广泛，工作地点灵活，能用于复杂环境。

Description

移动式恒温控制智能局部通风系统

技术领域

本发明涉及通风系统技术领域，特别涉及一种移动式恒温控制智能局部通风系统。

背景技术

地球上拥有丰富的矿藏资源，如矿石等。采集矿藏资源需要先进行矿井建设，而矿井建设需要大量的通风机。然而，有的地区，如俄罗斯等，由于其地域广阔，矿井位置过于分散，冬季严寒，昼夜温差大，气候环境非常复杂，因此，矿井在施工过程中使用的通风系统要求机动性好，且能适用于温差较大的环境。目前全世界范围内还没有一种能够适用于复杂气候环境，且机动性良好的通风系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种移动式恒温控制智能局部通风系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种移动式恒温控制智能局部通风系统，包括集装箱及设置于集装箱中的电加热器、异径接头、第一软连接、第一智能局部通风机、第二智能局部通风机、第二软连接、自动切换分风器和电控设备，其中：

所述电加热器的进风口与集装箱上设置的进风风门连通，电加热器的出风口通过异径接头与第一软连接的进风口连接，第一软连接的出风口分别与第一智能局部通风机的进风口和第二智能局部通风机的进风口连接，第一智能局部通风机的出风口和第二智能局部通风机的出风口均与第二软连接的进风口连接，第二软连接的出风口与自动切换分风器的进风口连接，自动切换分风器的出风口与集装箱上设置的出风风门连通，且出风口用于与风筒连接；所述电控设备包括依次并排设置的电源进线柜、第一变频柜、第一工频柜、第二工频柜、第二变频柜、站变柜、电加热器控制柜和集中控制操作面板；所述电源进线柜用于引入外部电源与电加热器、第一智能局部通风机、第二智能局部通风机之间连接的线缆；第一变频柜用于控制第一智能局部通风机变频运行；第二变频柜用于控制第二智能局部通风机变频运行；第一工频柜用于控制第一智能局部通风机工频运行；第二工频柜用于控制第二智能局部通风机工频运行；站变柜用于为电加热器、第一智能局部通风机和第二智能局部通风机提供所需电压；电加热器控制柜用于控制电加热器的工作；集中控制操作面板用于提供对电加热器、第一智能局部通风机和第二智能局部通风机进行操作的界面。

可选地，所述自动切换分风器外围覆盖保温层，且内部安装自动切换门板。

可选地，所述第一智能局部通风机和第二智能局部通风机的叶片均为流道形状。

可选地，所述第一智能局部通风机和第二智能局部通风机均包括三级主机，且一级主机与二级主机的叶片互为导叶，一级主机与二级主机的叶轮旋转方向相反，三级主机与二级主机的叶轮旋转方向相同，三级主机与其对应的扩散器之间安装有导叶。

可选地，所述电加热器的出风口设置有用于进行测量和控制温度的第一PT100热电阻；电加热器内部设置有用于进行超温检测的第二PT100热电阻。

可选地，所述集装箱的尺寸为12.5×3×3m，集装箱使用钢槽做骨架，骨架外覆钢板；集装箱内覆盖保温层。

可选地，所述集装箱外面设置有悬挂梯。

可选地，所述集装箱的顶部和侧面为可拆卸结构。

可选地，所述集装箱上设置有分别与电源进线柜、第一变频柜、第二变频柜、第一工频柜、第二工频柜、站变柜和电加热器控制柜相对应的电源进线柜检修门、第一变频柜检修门、第二变频柜检修门、第一工频柜检修门、第二工频柜检修门、站变柜检修门和电加热器控制柜检修门；所述电加热器控制柜检修门一侧还设置有进出门。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过在集装箱中设置电加热器、异径接头、第一软连接、第一智能局部通风机、第二智能局部通风机、第二软连接、自动切换分风器和电控设备，使得本发明提供的移动式恒温控制智能局部通风系统为可移动的，可以根据需要用于不同地方的矿井中，不仅适用范围广泛，而且工作地点灵活。另外，本发明可以通过电加热控制柜控制从集装箱上的出风风门吹出的风的温度，从而实现对从出风风门吹出来的风的温度进行恒温控制，进而使其可以根据所使用的环境确定工作温度，使得本发明可以工作于复杂气候环境中。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的B-B视图。

图3为图1的A-A视图。

图4为流道形状叶片的示意图。

图5为集装箱上设置的各种门的排布示意图。

图6为图5的左视图。

图7为图5的右视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1至图3所示，本实施例中的移动式恒温控制智能局部通风系统包括集装箱1及设置于集装箱1中的电加热器2、异径接头3、第一软连接4、第一智能局部通风机5、第二智能局部通风机6、第二软连接7、自动切换分风器8和电控设备，其中：

电加热器2的进风口与集装箱1上设置的进风风门连通，电加热器2的出风口通过异径接头3与第一软连接4的进风口连接，第一软连接4的出风口分别与第一智能局部通风机5的进风口和第二智能局部通风机6的进风口连接，第一智能局部通风机5的出风口和第二智能局部通风机6的出风口均与第二软连接7的进风口连接，第二软连接7的出风口与自动切换分风器8的进风口连接，自动切换分风器8的出风口与集装箱1上设置的出风风门连通，且出风口用于与风筒连接；电控设备包括依次并排设置的电源进线柜9、第一变频柜10、第一工频柜12、第二工频柜13、第二变频柜11、站变柜14、电加热器控制柜15和集中控制操作面板16；电源进线柜9用于引入外部电源与电加热器2、第一智能局部通风机5、第二智能局部通风机6之间连接的线缆；第一变频柜10用于控制第一智能局部通风机5变频运行；第二变频柜11用于控制第二智能局部通风机6变频运行；第一工频柜12用于控制第一智能局部通风机5工频运行；第二工频柜13用于控制第二智能局部通风机6工频运行；站变柜14用于为电加热器2、第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6提供所需电压；电加热器控制柜15用于控制电加热器2的工作；集中控制操作面板16用于提供对电加热器2、第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6进行操作的界面。

其中，从电源进线柜9引入外部电源后，将外部电源通过线缆与电加热器2、第一智能局部通风机5、第二智能局部通风机6连接。第一变频柜10与第一智能局部通风机5连接。第二变频柜11与第二智能局部通风机6连接。第一工频柜12与第一智能局部通风机5连接。第二工频柜13与第二智能局部通风机6连接；站变柜14分别与电加热器2、第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6连接。电加热器控制柜15与电加热器2连接；集中控制操作面板16与电加热器2、第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6连接。

通过将各组成结构设置于集装箱1中，使用时可以车载上述移动式恒温控制智能局部通风系统到达所需的矿井或其它地方来使用该系统，确保该系统能够灵活选用工作地方，适用范围较广。

通过设置第一软连接4和第二软连接7，可以有效减小第一智能局部通风机5或第二智能局部通风机6运行产生的振动对电加热器2和自动切换分风器8产生不必要的损坏。

通过设置异径接头3，把电加热器2方形的出风口与第一软连接4及第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6圆形的进风口连接起来。其中，异径接头3外面可以覆盖保温层，以避免在低温环境下使用时产生冻结。

通过设置第一变频柜10、第一工频柜12、第二工频柜13及第二变频柜11，使得可以控制第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6以变频方式工作或以工频方式工作，确保当它们的变频运行出现故障时，可以切换至工频运行方式。若第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6中的任何一台的电机出现故障，则自动倒入另一台变频启动；若运行中变频发生故障，则自动倒入工频启动运行；若一台通风机的运行时间到达倒机时间，则自动切换为另一台通风机运行。切换过程迅速，以实现无间断供风。其中，第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6具有就地、集控和远程操作功能，并配有上传控制指令和数据的通讯功能。当第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6中的变频器可以根据需求风量调节转速，以达到节能的效果，而且第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6的变频、工频运行模式及两台通风机自动倒机均能自动实现，。

本发明实施例中的电加热器控制柜15包括多功能数字温度调节仪、可控硅电压调整器、大功率可控硅及热电偶组成测温、控制和调节回路。热电偶将电加热器2的温度值转换为毫安电流信号后发送至多功能数字温度调节仪，多功能数字温度调节仪对毫安电流信号进行放大、比较后，多功能数字温度调节仪的数码管显示测量的温度值，同时输出4-20mA电流，送给可控硅电压调整器，可控硅电压调整器随着4-20mA电流的变化，自动改变输出脉冲的宽度，来控制可控硅输出电压的高低，达到自动控制电加热器2内部介质的温度的目的。当多功能数字温度调节仪显示的温度远低于设定值时，多功能数字温度调节仪输出4mA电流，控制可控硅导通，电加热器2开始加热。当多功能数字温度调节仪显示的温度高于设定值时，多功能数字温度调节仪输出20mA电流，电加热器2不加热。当多功能数字温度调节仪显示的温度接近设定值时，多功能数字温度调节仪输出电流按照PID规律变化，从而实现自动调节电加热器2的电炉功率大小，使电炉的温度与需要的温度相匹配，形成一条变化很小的较平滑的升温曲线，确保电加热器控制柜15具有较好的控制精度和调节特性。控制精度可达1摄氏度左右。另外，本发明实施例中的电加热器控制柜15还具有超温报警、超温断电和缺相保护等多种保护功能。关于电加热器控制柜15中多功能数字温度调节仪、可控硅电压调整器、大功率可控硅及热电偶组成测温、控制和调节回路时的连接关系及电路组成，可以参见现有的电加热控制柜的组成和结构，本发明实施例对此不作具体阐述。

通过设置集中控制操作面板16，使得对电加热器2、第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6的操作均可以在集中控制操作面板16上实现，使得操作更加方便灵活。

另外，本发明实施例中的电控设备具有短路、过流、过载及过压等保护功能，可以避免用设备因短路、过载或缺相等原因而造成损坏。电控设备还具有故障自动诊断功能，当自动倒机或工变频切换过程中，对出现的切换不具备条件或切换失败等情况，不仅会直接启动下一程序或运行状态，而且会诊断出故障或失败原因。电控设备还具有电机轴承和定子测温装置，以在实时对电子定子和轴承温度的监测的同时，实现超温报警。其中，电控设备实现这些功能的具体电路组成，可以参见现有相关电路的组成，本发明实施例对此不作详细阐述。

进一步地，本发明实施例中的电控设备采用单回路供电，额定电压为690V，频率为50Hz，额定工作电流为1600A。其中，进线柜9的额定电流为1600A，分别为电加热器2提供1200kW电源，为第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6提供250kW电源。第一变频柜10和第二变频柜11的额定功率为315kW，分别控制第一智能局部通风机5(3*75kW)和第二智能局部通风机6(3*75kW)的启动和运行，而且第一变频柜10和第二变频柜11还具有调速功能。第一工频柜12和第二工频柜13的额定功率为3*75kWkW，分别控制第一智能局部通风机5(3*75kW)和第二智能局部通风机6(3*75kW)的直接启动和运行。站变柜14容量为30kVA的变压器提供380V/220V电源，用于电控设备的操作电源和系统内照明等其它电源。

可选地，自动切换分风器8内部安装自动切换门板，自动切换门板利用第一智能局部通风机5或第二智能局部通风机6的压力自动切换。自动切换分风器8外围覆盖保温层，使其能够适用于温度低的环境中。自动切换分风器8主体为碳钢组件。自动切换分风器8的出风口与直径为1000mm的胶布风筒连接。另外，如果移动式恒温控制智能局部通风系统使用于温度很低的环境中，如-45℃环境中，还可以在自动切换门板四周加装电热器，以解决因风门内外温差导致自动切换分风器8产生冻结的问题。

可选地，第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6的叶片均为流道形状，如图4所示。通过设置叶片为流道形状，可以最大限度地减少第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6内部流动的漩涡强度，减小粘性和分离损失，进而提高第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6的气动性能和声学性能。

可选地，第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6均包括三级主机，且一级主机与二级主机的叶片互为导叶，一级主机与二级主机的叶轮旋转方向相反，三级主机与二级主机的叶轮旋转方向相同，三级主机与其对应的扩散器之间安装有导叶，以提高第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6整体的运行效率。其中，变频方式下第一智能局部通风机5和第二智能局部通风机6的三级主机可以同时启动，工频工作方式下，为减小冲击电流，三级主机可以依次顺序启动。

可选地，电加热器2包括壳体和炉芯，炉芯包括法兰盖、隔热层、接线仓、发热管及发热管固定支架。电加热器2这些组成结构之间的连接关系，本实施例不作详细阐述。结合上述对电控设备中各部件的工作参数的设置，电加热器2的额定功率可以为1200kW，工作温度范围为-45℃到5℃，即其可以升温55℃，使得该移动式恒温控制智能局部通风系统可以应用于低至-45℃的环境中。

其中，电加热器2中壳体的大小主要是依据其进出口法兰的大小、加热电功率的大小及出口温度的高低来决定的。壳体材质可以为不锈钢，不仅确保其可以使用得寿命比较长，而且确保经其加热的热风比较干净、无氧化层。壳体外面可以覆盖保温层，以避免其它器件在低温环境下使用时产生冻结问题。另外，电加热器2的接线仓内已经将其内部接线连接好，外面留有用户接线缆的端子。1200kW可平均分为10组接线，从电加热器控制柜15到电加热器2采用10根3*70+1*50平方的电力电缆，其中，1*50平方的电力电缆用作接地线。

可选地，电加热器2的出风口设置有用于进行测量和控制温度的第一PT100热电阻，从而可以获得电加热器2加热的实时温度；电加热器2内部设置有用于进行超温检测的第二PT100热电阻，确保可以及时发现温度超限现象。

可选地，考虑到集装箱1的承重及长途运输，集装箱1使用钢槽做骨架，骨架外覆钢板；集装箱1内覆盖保温层。其中，保温层的厚度可以为75mm。通过设置保温层，可以确保移动式恒温控制智能局部通风系统能够在低温下使用。

可选地，集装箱1的顶部和侧面为可拆卸结构，使得便于对移动式恒温控制智能局部通风系统进行检修和故障维修。

可选地，如图5所示，集装箱1上设置有分别与电源进线柜9、第一变频柜10、第二变频柜11、第一工频柜12、第二工频柜13、站变柜14、电加热器控制柜15和集中控制操作面板16相对应的电源进线柜检修门、第一变频柜检修门、第二变频柜检修门、第一工频柜检修门、第二工频柜检修门、站变柜检修门和电加热器控制柜检修门，以便于对这些设备进行检修；电加热器控制柜检修门一侧还设置有进出门，从而方便人员出入集装箱1。如图5所示，其为集装箱1上设置的各种门的排布示意图。

其中，集装箱1的尺寸为12.5×3×3m；电源进线柜检修门的长度为0.9m，高度为2.4m。第一变频柜检修门、第二变频柜检修门、站变柜检修门和电加热器控制柜检修门的长度均为1.2m，高度均为2.4m。第一工频柜检修门和第二工频柜检修门的长度均为1m，高度均为2.4m。进出门的长度为1.5m，高度为2m。上述出风风门的长度和高度均为1.84m。进风风门的长度和高度均为0.92m。

可选地，电源进线柜检修门、第一变频柜检修门、第二变频柜检修门、第一工频柜检修门、第二工频柜检修门、站变柜检修门、电加热器控制柜检修门、进出门及上述进风风门和出风风门四周均采取防冻措施。

可选地，如图6所示，集装箱1外面设置有悬挂梯，以便于相关人员上下集装箱1。如图7所示，其为图5的右视图，进风风门设置于集装箱1的该面上。

本发明实施例提供的移动式恒温控制智能局部通风系统能够适用于-45℃及以上的环境中，送风距离可达2000m，出口风量为550-600m3/min。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，包括集装箱(1)及设置于集装箱(1)中的电加热器(2)、异径接头(3)、第一软连接(4)、第一智能局部通风机(5)、第二智能局部通风机(6)、第二软连接(7)、自动切换分风器(8)和电控设备，其中：

所述电加热器(2)的进风口与集装箱(1)上设置的进风风门连通，电加热器(2)的出风口通过异径接头(3)与第一软连接(4)的进风口连接，第一软连接(4)的出风口分别与第一智能局部通风机(5)的进风口和第二智能局部通风机(6)的进风口连接，第一智能局部通风机(5)的出风口和第二智能局部通风机(6)的出风口均与第二软连接(7)的进风口连接，第二软连接(7)的出风口与自动切换分风器(8)的进风口连接，自动切换分风器(8)的出风口与集装箱(1)上设置的出风风门连通，且出风口用于与风筒连接；

所述电控设备包括依次并排设置的电源进线柜(9)、第一变频柜(10)、第一工频柜(12)、第二工频柜(13)、第二变频柜(11)、站变柜(14)、电加热器控制柜(15)和集中控制操作面板(16)；所述电源进线柜(9)用于引入外部电源与电加热器(2)、第一智能局部通风机(5)、第二智能局部通风机(6)之间连接的线缆；第一变频柜(10)用于控制第一智能局部通风机(5)变频运行；第二变频柜(11)用于控制第二智能局部通风机(6)变频运行；第一工频柜(12)用于控制第一智能局部通风机(5)工频运行；第二工频柜(13)用于控制第二智能局部通风机(6)工频运行；站变柜(14)用于为电加热器(2)、第一智能局部通风机(5)和第二智能局部通风机(6)提供所需电压；电加热器控制柜(15)用于控制电加热器(2)的工作；集中控制操作面板(16)用于提供对电加热器(2)、第一智能局部通风机(5)和第二智能局部通风机(6)进行操作的界面；

所述自动切换分风器(8)外围覆盖保温层，且内部安装自动切换门板；

所述第一智能局部通风机(5)和第二智能局部通风机(6)的叶片均为流道形状。

2.根据权利要求1所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述第一智能局部通风机(5)和第二智能局部通风机(6)均包括三级主机，且一级主机与二级主机的叶片互为导叶，一级主机与二级主机的叶轮旋转方向相反，三级主机与二级主机的叶轮旋转方向相同，三级主机与其对应的扩散器之间安装有导叶。

3.根据权利要求1所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述电加热器(2)的出风口设置有用于进行测量和控制温度的第一PT100热电阻；电加热器(2)内部设置有用于进行超温检测的第二PT100热电阻。

4.根据权利要求1所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述集装箱(1)的尺寸为12.5×3×3m，集装箱(1)使用钢槽做骨架，骨架外覆钢板；集装箱(1)内覆盖保温层。

5.根据权利要求1或4所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述集装箱(1)外面设置有悬挂梯。

6.根据权利要求1或4所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述集装箱(1)的顶部和侧面为可拆卸结构。

7.根据权利要求1所述的移动式恒温控制智能局部通风系统，其特征在于，所述集装箱(1)上设置有分别与电源进线柜(9)、第一变频柜(10)、第二变频柜(11)、第一工频柜(12)、第二工频柜(13)、站变柜(14)和电加热器控制柜(15)相对应的电源进线柜检修门、第一变频柜检修门、第二变频柜检修门、第一工频柜检修门、第二工频柜检修门、站变柜检修门和电加热器控制柜检修门；所述电加热器控制柜检修门一侧还设置有进出门。