CN109653784A - 煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，包括直线轨道、风流场调节风筒、支撑架、直线位移机构和安装杆，直线位移机构设置在支撑架与直线轨道之间；风流场调节风筒包括风筒出风口、风筒框架和负压风筒，安装杆上端与风筒框架下端固连，风筒出风口包括叶片连接环、外叶片和内叶片；风筒框架与安装杆之间设有外叶片拉线调节机构，支撑架与安装杆之间设有直线位移制动机构，支撑架与风筒框架之间设有旋转调节机构，安装杆上设有旋转制动机构，旋转制动机构上设有上仰调节机构。本发明安装使用方便，可靠性高，能改变全风场风流特征及瓦斯和煤尘运移规律，提高了工作效率，保证了煤矿综掘面的安全，实现了节能及绿色通风。

Description

煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置

技术领域

本发明涉及一种出风口调控装置，尤其是涉及一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置。

背景技术

根据近年来统计，在掘进过程中发生的瓦斯与煤尘爆炸事故占矿井瓦斯煤尘爆炸事故总数的60％～70％。随着煤矿开采深度和广度的延伸，矿井掘进工作面逐渐呈现出通风距离长、井下采掘地点风量不足、掘进巷道通风阻力过大、通风效率降低等一系列问题。掘进煤巷是一个独头巷道，通风回路不完整，稀释和排除来自煤体涌出的瓦斯和作业时产生的粉尘是靠由局部通风机和风筒组成的局部通风系统给端头区域压入的新鲜风流来实现的，局部通风系统通风方式、布置及出风口速度将直接影响掘进通风风流分布情况，进而影响了瓦斯浓度分布规律及通风排瓦效果。由于“煤矿安全规程”仅规定了掘进工作面合理的风速范围和出风口距端头距离，因此，煤矿解决高速大断面煤巷掘进工作面对通风需求增加的方式是实施局部通风总量控制，也就是不断提高局部通风机功率和加大风筒直径。而掘进工作面风量过度加大，也易造成循环风、工作区域局部风速过高，工作条件劣化等现象。

掘进巷道的压入式通风是受限附壁射流通风，与自由射流不同，风流从风筒射出后，由于受到独头巷道局限空间的限制，不久便出现了与风流方向相反的流动。因此，掘进工作面射流通风风流结构可分为射流区、回流区与涡流区。射流区的气流一部分从圆形风筒射出，同时卷吸一部分回流区的气流；回流区的气流一部分被射流卷吸，一部分沿掘进巷道经出口排出。因此，煤巷长度增加、巷道截面积增加、掘进方式改变、推进速度增加、大设备的使用以及井深增加造成的煤层瓦斯含量增加等，这都使得煤巷掘进局部通风量要求加大，实施粗放式的风量总量控制局部通风已不能适应煤矿采掘方式的高速发展。根据煤巷掘进端头流场流动机理，对掘进通风与瓦斯和煤尘运移相互耦合过程进行精细化管理已成为必要。为此，设计一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其结构简单，安装使用方便，安全可靠性高，有效解决了采用不断提高局部通风机功率和加大风筒直径易造成循环风、工作区域局部风速过高、工作条件劣化的问题，能够改变全风场风流特征以及瓦斯和煤尘的运移规律，提高了工作效率，节约了能源，且保证了煤矿综掘面的安全，实现了节能及绿色通风。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：包括直线轨道、风流场调节风筒、支撑架、直线位移机构和安装杆，所述支撑架设置在直线轨道的下方，所述支撑架为箍圈结构，所述支撑架的上部靠近直线轨道处的形状为倒U字形，所述风流场调节风筒穿过支撑架，所述直线位移机构设置在支撑架的开口端与直线轨道之间且能够带动所述风流场调节风筒沿着直线轨道前后滑动；所述风流场调节风筒包括从前至后依次设置的风筒出风口、风筒框架和负压风筒，所述风筒出风口的外形为圆台形结构，所述风筒出风口的大端与风筒框架的前端固定连接，所述风筒框架的后端与负压风筒的前端连接，所述安装杆的上端与风筒框架的下端固定连接，所述安装杆的下端穿过支撑架后且位于支撑架外；所述风筒出风口包括叶片连接环、多个外叶片和多个内叶片，所述外叶片和内叶片均为弧形叶片，多个所述外叶片和多个内叶片均匀间隔设置，所述外叶片和内叶片的后端均通过弹簧合页与叶片连接环的前端铰接，所述叶片连接环与风筒框架的前端固定连接；所述风筒框架与安装杆之间设置有用于调节所述风筒出风口不同口径的外叶片拉线调节机构，所述支撑架与安装杆之间设置有用于对直线位移机构滑动至一定位置后进行制动的直线位移制动机构，所述支撑架与风筒框架之间设置有用于调节所述风流场调节风筒旋转角度的旋转调节机构，所述安装杆上设置有用于对所述风流场调节风筒旋转至一定角度后进行制动的旋转制动机构，所述旋转制动机构上设置有用于调节所述风流场调节风筒仰角的上仰调节机构。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线轨道为工字轨道，所述直线轨道的顶部均匀间隔设置有多个挂环；所述直线位移机构包括滑移小车和连接座，所述滑移小车安装在连接座的上部，所述滑移小车跨骑在直线轨道的底部且滑移小车两侧的滑移轮能够沿着直线轨道的下部两侧滚动，所述连接座固定在支撑架的上部，所述连接座的上部中心设置有导向柱。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述风筒框架包括前框架圈和后框架圈，所述前框架圈和后框架圈的顶部之间通过上连接板固定连接，所述前框架圈和后框架圈的底部之间通过下连接板固定连接，所述下连接板的中心开有第一过孔；所述前框架圈与后框架圈之间还固定连接有多根加强筋，所述前框架圈的内侧中部竖直固定有支撑筋，所述支撑筋的中部开有第二过孔，所述支撑筋的后侧安装有叶片拉绳导轮，所述叶片拉绳导轮位于第二过孔的下方且靠近第二过孔处，所述前框架圈的外侧一周均匀设置有多个第一连接耳，所述叶片连接环的外侧一周均匀设置有多个第二连接耳，所述第一连接耳和第二连接耳对应设置且通过螺栓相固定，所述后框架圈与负压风筒的前端连接。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述外叶片的外侧中后部固定有外叶片加固龙骨，所述外叶片的内侧设置有叶片钢丝绳固定螺钉；所述内叶片的内侧中后部固定有内叶片加固龙骨，所述内叶片加固龙骨和外叶片加固龙骨的形状均为土字形，所述内叶片加固龙骨和外叶片加固龙骨的底部均位于靠近弹簧合页处；所述外叶片拉线调节机构包括手动收线器和将多个外叶片连接在一起的叶片钢丝绳，所述叶片钢丝绳与叶片钢丝绳固定螺钉连接，所述叶片钢丝绳将多个外叶片连接在一起后依次穿过第一过孔和绕过叶片拉绳导轮后缠绕在手动收线器上。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述手动收线器包括安装架、大齿轮安装轴、小齿轮安装轴、止动轮安装轴和手动调节手柄，所述安装架为U型安装架，所述小齿轮安装轴和大齿轮安装轴均转动安装在安装架的两侧之间，所述手动调节手柄与小齿轮安装轴的一端固定连接，所述小齿轮安装轴上固定安装有小齿轮，所述大齿轮安装轴上固定安装有大齿轮，所述小齿轮和大齿轮相啮合，所述小齿轮位于大齿轮的下方；所述止动轮安装轴固定安装在安装架的两侧之间，所述止动轮安装轴上转动安装有止动轮，所述止动轮位于小齿轮的下方且对小齿轮进行止动；所述大齿轮安装轴上安装有两个相对设置的挡线板，所述大齿轮位于其中一个挡线板的外侧，所述叶片钢丝绳缠绕在两个挡线板之间的大齿轮安装轴上。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线位移制动机构包括从上至下依次设置的限位套、上转接盘、下转接盘、下部接头和操作杆，所述限位套的两侧均设置有拉线连接板，所述拉线连接板与上转接盘的上端通过拉线相连接，所述上转接盘和下转接盘均为环形结构，所述上转接盘上对称开有两个弧形滑槽，所述下转接盘的顶部两侧对称固定有滑柱，两个所述滑柱分别穿过两个弧形滑槽且能够沿着弧形滑槽滑动，所述下转接盘的底部两侧通过两根拉杆与下部接头的两端固定连接，所述下部接头的中部设置有制动拉线接头，所述操作杆穿过安装杆中部设置的竖直滑槽，所述操作杆包括左操作杆、右操作杆和操作杆连接块，所述操作杆连接块设置在左操作杆与右操作杆之间且将两者连接在一起，所述操作杆连接块位于竖直滑槽内，所述制动拉线接头与操作杆连接块之间连接有制动拉线，所述制动拉线从安装杆的上部穿入，所述操作杆连接块的两侧均设置有限制操作杆窜动的限位环；所述限位套套设在导向柱外且能够沿着导向柱滑动，所述限位套的下部套设有弹簧，所述弹簧的上端顶在拉线连接板的底面上，所述弹簧的下端顶在连接座上，所述拉线穿过支撑架的顶部倒U字形结构，所述拉杆穿过上连接板，所述制动拉线接头位于风筒框架内，所述上转接盘和下转接盘均位于连接座与上连接板之间，所述限位套位于直线轨道的正下方。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述旋转调节机构包括轴承支架、连接座、轴承连接件、上仰转动件和轴承，所述上仰转动件设置在轴承支架的下方，所述轴承连接件的上端设置在轴承支架内且通过轴承与轴承支架转动连接，所述轴承连接件的下端伸入上仰转动件的上部内且通过第一固定销与上仰转动件固定，所述连接座的下端伸入轴承支架的上部内且通过第二固定轴与轴承支架固定，所述连接座的上端通过销轴与连接座的下端铰接，所述上仰转动件设置在上连接板的上方，所述上仰转动件的下端与上连接板固定连接，所述拉杆穿过上仰转动件的底部，所述上转接盘和下转接盘均套设在轴承支架外。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述上仰调节机构包括上仰制动圆弧板和上仰定位耳组，所述上仰定位耳组的数量为多组，多组所述上仰定位耳组沿长度方向均匀间隔设置在上仰制动圆弧板的底部，所述上仰制动圆弧板固定在支撑架的底部，所述上仰制动圆弧板上沿长度方向开有横截面是长方形的上仰调节滑槽，所述安装杆的下端穿过上仰调节滑槽且能够在上仰调节滑槽内转动。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述旋转制动机构包括安装板、旋转夹紧机构和旋转止动板，所述旋转夹紧机构设置在安装板的顶部，所述旋转止动板的数量为两个，两个所述旋转止动板对称固定在旋转止动板的底部，所述安装杆穿过安装板的中心且能够相对安装板转动；所述旋转夹紧机构包括第一夹紧片、第二夹紧片、拉紧杆和手把，所述第一夹紧片的一端和第二夹紧片的一端相对设置且均通过铰接轴与安装板铰接，所述拉紧杆穿过第一夹紧片的另一端和第二夹紧片的另一端，所述手把与拉紧杆的穿出端相铰接，所述第一夹紧片和第二夹紧片围绕在安装杆的外侧，所述旋转止动板的下部伸入上仰调节滑槽内，所述旋转止动板的下部与上仰调节滑槽相配合且防止安装板转动。

上述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线轨道的前端上侧设置有前锁紧板，所述直线轨道的前端下侧设置有前连接板，所述直线轨道的后端上侧设置有后锁紧板，所述直线轨道的后端下侧设置有后连接板；所述直线轨道与负压风筒的中部之间设置有风筒小车，所述风筒小车包括风筒小车车体和连接在所述风筒小车车体底部的风筒钢丝绳，所述风筒小车车体包括连接杆和支架板，所述支架板的数量为两块，两块所述支架板对称固定在连接杆的两端，所述连接杆与支架板的下部连接，所述支架板的上部内侧转动安装有能够在直线轨道滑动的滑轮；所述风筒钢丝绳的上端与连接杆连接，所述风筒钢丝绳的下端与负压风筒的中部外侧连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在风场调控规则的指导下通过直线位移机构完成装置的前进与后退的位移变化，同时通过直线位移制动机构实现风筒位移位置的锁定；通过旋转调节机构实现风筒的角度旋转，通过上仰调节机构实现风筒上仰角度变化，通时通过制动装置完成装置位置的制动；装置整体结构简单，稳定可靠，操作灵活方便。

2、目前掘进工作面局部通风机风筒一般是固定安装在掘进巷道侧壁，位置较偏，结构单一，而掘进工作端头的瓦斯和粉尘散布情况时刻发生着变化，原本粗放式的通风模式不能有效改善工作面上隅角等位置处瓦斯和粉尘积聚状况，从而导致作业区域存在瓦斯、粉尘浓度过高等安全隐患，将直接影响掘进作业的正常安全进行；本发明可以降低掘进通风瓦斯和粉尘聚集，提高通风效率，为井下人员活动区创建健康舒适的通风环境。

3、本发明风筒与导轨小车采用两点连接，增加了在移动过程中的平稳性；在直线位移机构的制动采用制动机构，操作简便快捷，可实现直线运动位置的锁定，保证了整个装置的安全性；在上仰角度调节机构中，角度锁紧机构简洁操作方便，运行稳定可靠，左右角度操作杆更加灵活方便；在装置与负压风筒连接处增加了连接环，使两者连接高效、安全，操作便捷。

4、本发明结构更加简洁，操作更加方便高效，使用更加稳定可靠，制造更加方便，容易加工实现，重量更轻强度高，装置运行顺畅。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明去除旋转制动机构和叶片钢丝绳后的结构示意图。

图3为本发明去除直线轨道、直线位移机构、叶片钢丝绳和制动拉线后的结构示意图。

图4为图3的A处放大图。

图5为图3去除弹簧后的结构示意图。

图6为图5的B处放大图。

图7为本发明风筒出风口、风筒框架和安装杆的安装关系示意图。

图8为本发明直线轨道、直线位移机构、支撑架和部分直线位移制动机构的安装关系示意图。

图9为本发明风筒框架、安装杆、旋转制动机构和部分直线位移制动机构的安装关系示意图。

图10为本发明外叶片的结构示意图。

图11为图10旋转一定角度后的结构示意图。

图12为本发明内叶片的结构示意图。

图13为图12旋转一定角度后的结构示意图。

图14为本发明手动收线器的结构示意图。

图15为本发明直线位移制动机构去除操作杆后的结构示意图。

图16为本发明安装杆和操作杆的安装关系示意图。

图17为本发明旋转调节机构的结构示意图。

图18为本发明旋转调节机构的立体图。

图19为本发明支撑架、安装杆和旋转制动机构的位置关系示意图。

图20为本发明安装杆和旋转制动机构的位置关系示意图。

图21为本发明安装板的结构示意图。

图22为本发明安装杆的结构示意图。

图23为本发明相邻两根直线轨道连接处的结构示意图。

图24为本发明直线轨道、前锁紧板和前连接板的位置关系示意图。

图25为本发明直线轨道、后锁紧板和后连接板的位置关系示意图。

图26为本发明风筒小车的结构示意图。

附图标记说明:

1-1—外叶片； 1-11—外叶片加固龙骨； 1-12—叶片钢丝绳固定螺钉；

1-2—内叶片； 1-21—内叶片加固龙骨； 1-3—第二连接耳；

1-4—弹簧合页； 1-5—叶片连接环； 2-1—限位套；

2-2—拉线； 2-3—拉杆； 2-4—下部接头；

2-5—操作杆； 2-51—左操作杆； 2-52—右操作杆；

2-53—操作杆连接块； 2-54—限位环； 2-6—上转接盘；

2-7—下转接盘； 2-8—滑柱； 2-9—拉线连接板；

2-10—弧形滑槽； 2-11—制动拉线接头； 2-12—制动拉线；

2-13—弹簧； 3—直线轨道； 3-1—挂环；

4—风筒框架； 4-1—前框架圈； 4-2—后框架圈；

4-3—上连接板； 4-4—下连接板； 4-41—第一过孔；

4-5—加强筋； 4-6—支撑筋； 4-61—第二过孔；

4-7—叶片拉绳导轮； 4-8—第一连接耳； 5—支撑架；

6—负压风筒； 7—上仰调节机构； 7-1—上仰制动圆弧板；

7-2—上仰定位耳组； 7-3—上仰调节滑槽； 8—旋转调节机构；

8-1—连接座； 8-2—轴承支架； 8-3—上仰转动件；

8-4—轴承连接件； 8-5—轴承； 8-6—第一固定销；

8-7—销轴； 8-8—第二固定轴； 9—旋转制动机构；

9-1—安装板； 9-21—第一夹紧片； 9-22—第二夹紧片；

9-23—拉紧杆； 9-24—铰接轴； 9-25—手把；

9-3—旋转止动板； 10—直线位移机构； 10-1—滑移小车；

10-2—连接座； 10-3—导向柱； 11—叶片钢丝绳；

12—竖直滑槽； 13—手动收线器； 13-1—止动轮；

13-11—止动轮安装轴； 13-2—手动调节手柄； 13-3—小齿轮；

13-31—小齿轮安装轴； 13-4—大齿轮； 13-41—大齿轮安装轴；

13-5—安装架； 13-6—挡线板； 14—安装杆；

15—下止动环； 16—前锁紧板； 17—前连接板；

18—后锁紧板； 19—后连接板； 20—风筒小车；

20-1—连接杆； 20-2—支架板； 20-3—滑轮；

20-4—风筒钢丝绳。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图5所示，本发明包括直线轨道3、风流场调节风筒、支撑架5、直线位移机构10和安装杆14，所述支撑架5设置在直线轨道3的下方，所述支撑架5为箍圈结构，所述支撑架5的上部靠近直线轨道3处的形状为倒U字形，所述风流场调节风筒穿过支撑架5，所述直线位移机构10设置在支撑架5的开口端与直线轨道3之间且能够带动所述风流场调节风筒沿着直线轨道3前后滑动；所述风流场调节风筒包括从前至后依次设置的风筒出风口、风筒框架4和负压风筒6，所述风筒出风口的外形为圆台形结构，所述风筒出风口的大端与风筒框架4的前端固定连接，所述风筒框架4的后端与负压风筒6的前端连接，所述安装杆14的上端与风筒框架4的下端固定连接，所述安装杆14的下端穿过支撑架5后且位于支撑架5外；所述风筒出风口包括叶片连接环1-5、多个外叶片1-1和多个内叶片1-2，所述外叶片1-1和内叶片1-2均为弧形叶片，多个所述外叶片1-1和多个内叶片1-2均匀间隔设置，所述外叶片1-1和内叶片1-2的后端均通过弹簧合页1-4与叶片连接环1-5的前端铰接，所述叶片连接环1-5与风筒框架4的前端固定连接；所述风筒框架4与安装杆14之间设置有用于调节所述风筒出风口不同口径的外叶片拉线调节机构，所述支撑架5与安装杆14之间设置有用于对直线位移机构10滑动至一定位置后进行制动的直线位移制动机构，所述支撑架5与风筒框架4之间设置有用于调节所述风流场调节风筒旋转角度的旋转调节机构8，所述安装杆14上设置有用于对所述风流场调节风筒旋转至一定角度后进行制动的旋转制动机构9，所述旋转制动机构9上设置有用于调节所述风流场调节风筒仰角的上仰调节机构7。

如图8所示，所述直线轨道3为工字轨道，所述直线轨道3的顶部均匀间隔设置有多个挂环3-1；所述直线位移机构10包括滑移小车10-1和连接座10-2，所述滑移小车10-1安装在连接座10-2的上部，所述滑移小车10-1跨骑在直线轨道3的底部且滑移小车10-1两侧的滑移轮能够沿着直线轨道3的下部两侧滚动，所述连接座10-2固定在支撑架5的上部，所述连接座10-2的上部中心设置有导向柱10-3。直线位移机构10可实现风流场调节风筒直线位移的变化。

如图7和图9所示，所述风筒框架4包括前框架圈4-1和后框架圈4-2，所述前框架圈4-1和后框架圈4-2的顶部之间通过上连接板4-3固定连接，所述前框架圈4-1和后框架圈4-2的底部之间通过下连接板4-4固定连接，所述下连接板4-4的中心开有第一过孔4-41；所述前框架圈4-1与后框架圈4-2之间还固定连接有多根加强筋4-5，所述前框架圈4-1的内侧中部竖直固定有支撑筋4-6，所述支撑筋4-6的中部开有第二过孔4-61，所述支撑筋4-6的后侧安装有叶片拉绳导轮4-7，所述叶片拉绳导轮4-7位于第二过孔4-61的下方且靠近第二过孔4-61处，所述前框架圈4-1的外侧一周均匀设置有多个第一连接耳4-8，所述叶片连接环1-5的外侧一周均匀设置有多个第二连接耳1-3，所述第一连接耳4-8和第二连接耳1-3对应设置且通过螺栓相固定，所述后框架圈4-2与负压风筒6的前端连接。

如图1、图10、图11、图12和图13所示，所述外叶片1-1的外侧中后部固定有外叶片加固龙骨1-11，所述外叶片1-1的内侧设置有叶片钢丝绳固定螺钉1-12；所述内叶片1-2的内侧中后部固定有内叶片加固龙骨1-21，所述内叶片加固龙骨1-21和外叶片加固龙骨1-11的形状均为土字形，所述内叶片加固龙骨1-21和外叶片加固龙骨1-11的底部均位于靠近弹簧合页1-4处；所述外叶片拉线调节机构包括手动收线器13和将多个外叶片1-1连接在一起的叶片钢丝绳11，所述叶片钢丝绳11与叶片钢丝绳固定螺钉1-12连接，所述叶片钢丝绳11将多个外叶片1-1连接在一起后依次穿过第一过孔4-41和绕过叶片拉绳导轮4-7后缠绕在手动收线器13上。

如图14所示，所述手动收线器13包括安装架13-5、大齿轮安装轴13-41、小齿轮安装轴13-31、止动轮安装轴13-11和手动调节手柄13-2，所述安装架13-5为U型安装架，所述小齿轮安装轴13-31和大齿轮安装轴13-41均转动安装在安装架13-5的两侧之间，所述手动调节手柄13-2与小齿轮安装轴13-31的一端固定连接，所述小齿轮安装轴13-31上固定安装有小齿轮13-3，所述大齿轮安装轴13-41上固定安装有大齿轮13-4，所述小齿轮13-3和大齿轮13-4相啮合，所述小齿轮13-3位于大齿轮13-4的下方；所述止动轮安装轴13-11固定安装在安装架13-5的两侧之间，所述止动轮安装轴13-11上转动安装有止动轮13-1，所述止动轮13-1位于小齿轮13-3的下方且对小齿轮13-3进行止动；所述大齿轮安装轴13-41上安装有两个相对设置的挡线板13-6，所述大齿轮13-4位于其中一个挡线板13-6的外侧，所述叶片拉绳导轮4-7缠绕在两个挡线板13-6之间的大齿轮安装轴13-41上。

通过手动收线器13的转动来实现内叶片1-2与外叶片1-1的旋转开合。转动手动调节手柄13-2，通过小齿轮13-3和大齿轮13-4相啮合带动大齿轮安装轴13-41转动，则叶片钢丝绳11带动外叶片1-1张开与闭合，外叶片1-1带动内叶片1-2运动，进而实现叶片的收缩，止动轮13-1为齿轮锁定结构，保证叶片收缩状态。当反向转动手动调节手柄13-2时，叶片通过弹簧合页1-4的作用，实现叶片的扩张。

如图4、图6、图15、图16和图22所示，所述直线位移制动机构包括从上至下依次设置的限位套2-1、上转接盘2-6、下转接盘2-7、下部接头2-4和操作杆2-5，所述限位套2-1的两侧均设置有拉线连接板2-9，所述拉线连接板2-9与上转接盘2-6的上端通过拉线2-2相连接，所述上转接盘2-6和下转接盘2-7均为环形结构，所述上转接盘2-6上对称开有两个弧形滑槽2-10，所述下转接盘2-7的顶部两侧对称固定有滑柱2-8，两个所述滑柱2-8分别穿过两个弧形滑槽2-10且能够沿着弧形滑槽2-10滑动，所述下转接盘2-7的底部两侧通过两根拉杆2-3与下部接头2-4的两端固定连接，所述下部接头2-4的中部设置有制动拉线接头2-11，所述操作杆2-5穿过安装杆14中部设置的竖直滑槽12，所述操作杆2-5包括左操作杆2-51、右操作杆2-52和操作杆连接块2-53，所述操作杆连接块2-53设置在左操作杆2-51与右操作杆2-52之间且将两者连接在一起，所述操作杆连接块2-53位于竖直滑槽12内，所述制动拉线接头2-11与操作杆连接块2-53之间连接有制动拉线2-12，所述制动拉线2-12从安装杆14的上部穿入，所述操作杆连接块2-53的两侧均设置有限制操作杆2-5窜动的限位环2-54；所述限位套2-1套设在导向柱10-3外且能够沿着导向柱10-3滑动，所述限位套2-1的下部套设有弹簧2-13，所述弹簧2-13的上端顶在拉线连接板2-9的底面上，所述弹簧2-13的下端顶在连接座10-2上，所述拉线2-2穿过支撑架5的顶部倒U字形结构，所述拉杆2-3穿过上连接板4-3，所述制动拉线接头2-11位于风筒框架4内，所述上转接盘2-6和下转接盘2-7均位于连接座10-2与上连接板4-3之间，所述限位套2-1位于直线轨道3的正下方。

直线位移制动机构实现对直线位移机构10滑动至一定位置后进行制动，在正常状态下，机构直线位移处于锁定状态，不会直线滑动。当需要直线滑动时，操作如下：拉动操作杆2-5，则制动拉线2-12带动下部接头2-4、上转接盘2-6和下转接盘2-7一起下行，使限位套2-1与直线轨道3脱离接触，锁定状态变为可滑行状态；然后转动操作杆2-5，使安装杆14底部的大半圆槽与操作杆连接块2-53的圆柱面同心，此时限位套2-1与直线轨道3保持脱离状态，然后可以推动操作杆2-5使风流场调节风筒滑行。

如图17和图18所示，所述旋转调节机构8包括轴承支架8-2、连接座8-1、轴承连接件8-4、上仰转动件8-3和轴承8-5，所述上仰转动件8-3设置在轴承支架8-2的下方，所述轴承连接件8-4的上端设置在轴承支架8-2内且通过轴承8-5与轴承支架8-2转动连接，所述轴承连接件8-4的下端伸入上仰转动件8-3的上部内且通过第一固定销8-6与上仰转动件8-3固定，所述连接座8-1的下端伸入轴承支架8-2的上部内且通过第二固定轴8-8与轴承支架8-2固定，所述连接座8-1的上端通过销轴8-7与连接座10-2的下端铰接，所述上仰转动件8-3设置在上连接板4-3的上方，所述上仰转动件8-3的下端与上连接板4-3固定连接，所述拉杆2-3穿过上仰转动件8-3的底部，所述上转接盘2-6和下转接盘2-7均套设在轴承支架8-2外。

旋转调节机构8实现风筒出风口水平角度偏转，通过转动操作杆2-5，则操作杆2-5带动风流场调节风筒和上仰转动件8-3转动，轴承连接件8-4在轴承8-5的支撑下相对轴承支架8-2转动，实现风流场调节风筒水平角度的偏转。

如图19所示，所述上仰调节机构7包括上仰制动圆弧板7-1和上仰定位耳组7-2，所述上仰定位耳组7-2的数量为多组，多组所述上仰定位耳组7-2沿长度方向均匀间隔设置在上仰制动圆弧板7-1的底部，所述上仰制动圆弧板7-1固定在支撑架5的底部，所述上仰制动圆弧板7-1上沿长度方向开有横截面是长方形的上仰调节滑槽7-3，所述安装杆14的下端穿过上仰调节滑槽7-3且能够在上仰调节滑槽7-3内转动。

安装杆1沿着1上仰调节滑槽7-3滑动实现上仰角变化，风流场调节风筒以销轴8-7为铰接点旋转上仰，再经穿过上仰调节滑槽7-3的销限固定位置，实现上仰角度调节。

如图20和图21所示，所述旋转制动机构9包括安装板9-1、旋转夹紧机构和旋转止动板9-3，所述旋转夹紧机构设置在安装板9-1的顶部，所述旋转止动板9-3的数量为两个，两个所述旋转止动板9-3对称固定在旋转止动板9-3的底部，所述安装杆14穿过安装板9-1的中心且能够相对安装板9-1转动；所述旋转夹紧机构包括第一夹紧片9-21、第二夹紧片9-22、拉紧杆9-23和手把9-25，所述第一夹紧片9-21的一端和第二夹紧片9-22的一端相对设置且均通过铰接轴9-24与安装板9-1铰接，所述拉紧杆9-23穿过第一夹紧片9-21的另一端和第二夹紧片9-22的另一端，所述手把9-25与拉紧杆9-23的穿出端相铰接，所述第一夹紧片9-21和第二夹紧片9-22围绕在安装杆14的外侧，所述旋转止动板9-3的下部伸入上仰调节滑槽7-3内，所述旋转止动板9-3的下部与上仰调节滑槽7-3相配合且防止安装板9-1转动。

旋转制动机构9实现风筒出风口水平角度偏转后进行锁定，当操作操作杆2-5使风筒转动到指定位置后，搬动第二夹紧片9-22使拉紧杆9-23拉动第一夹紧片9-21使其通过机构死点夹紧安装杆14，旋转止动板9-3的两侧面镶嵌在上仰调节滑槽7-3中，通过其限制了水平角度的旋转。

另外，安装杆14的上设置有下止动环15，下止动环15的作用是托举上边这个机构，在转动的时候能在下止动环15上滑动。

如图23至图25所示，为了与相邻直线轨道快捷连接，方便安装下一个导轨，减轻因导轨较重搬运困难，所述直线轨道3的前端上侧设置有前锁紧板16，所述直线轨道3的前端下侧设置有前连接板17，所述直线轨道3的后端上侧设置有后锁紧板18，所述直线轨道3的后端下侧设置有后连接板19；所述直线轨道3与负压风筒6的中部之间设置有风筒小车20。具体安装如下：当装置需要向前推进时，将后一根直线轨道的前连接板17与前一根直线导轨的后连接板19连接，将后一根直线轨道的前锁紧板16与前一根直线导轨的后锁紧板18扣紧，然后在挂环3-1处安装螺栓将直线轨道吊装起来。

如图1和图26所示，所述风筒小车20包括风筒小车车体和连接在所述风筒小车车体底部的风筒钢丝绳20-4，所述风筒小车车体包括连接杆20-1和支架板20-2，所述支架板20-2的数量为两块，两块所述支架板20-2对称固定在连接杆20-1的两端，所述连接杆20-1与支架板20-2的下部连接，所述支架板20-2的上部内侧转动安装有能够在直线轨道3滑动的滑轮20-3；所述风筒钢丝绳20-4的上端与连接杆20-1连接，所述风筒钢丝绳20-4的下端与负压风筒6的中部外侧连接。

本发明的工作原理为：本发明煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置可实现风筒前后位置变化的调节、实现风筒不同口径的调节、实现风筒水平偏转角度的调节、实现风筒上仰偏转角度的调节，具体调节过程如下：

当需要将风流场调节风筒沿着直线轨道3前后移动位置时，通过直线位移机构10和直线位移制动机构配合，来实现风流场调节风筒沿着直线轨道3前后移动，且移动到合适位置后锁紧。

当需要调节风筒出风口的口径时，通过外叶片拉线调节机构来调节风筒出风口的张开与收缩，且调整在合适位置时进行锁定。

当需要调节风筒水平偏转角度时，通过旋转调节机构8调节风流场调节风筒的旋转角度，调节至合适位置时，通过旋转制动机构9对风流场调节风筒进行制动。

当需要调节风筒上仰偏转角度时，通过旋转制动机构9调节风流场调节风筒的角度，且调整在合适位置档位时进行锁定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：包括直线轨道(3)、风流场调节风筒、支撑架(5)、直线位移机构(10)和安装杆(14)，所述支撑架(5)设置在直线轨道(3)的下方，所述支撑架(5)为箍圈结构，所述支撑架(5)的上部靠近直线轨道(3)处的形状为倒U字形，所述风流场调节风筒穿过支撑架(5)，所述直线位移机构(10)设置在支撑架(5)的开口端与直线轨道(3)之间且能够带动所述风流场调节风筒沿着直线轨道(3)前后滑动；所述风流场调节风筒包括从前至后依次设置的风筒出风口、风筒框架(4)和负压风筒(6)，所述风筒出风口的外形为圆台形结构，所述风筒出风口的大端与风筒框架(4)的前端固定连接，所述风筒框架(4)的后端与负压风筒(6)的前端连接，所述安装杆(14)的上端与风筒框架(4)的下端固定连接，所述安装杆(14)的下端穿过支撑架(5)后且位于支撑架(5)外；所述风筒出风口包括叶片连接环(1-5)、多个外叶片(1-1)和多个内叶片(1-2)，所述外叶片(1-1)和内叶片(1-2)均为弧形叶片，多个所述外叶片(1-1)和多个内叶片(1-2)均匀间隔设置，所述外叶片(1-1)和内叶片(1-2)的后端均通过弹簧合页(1-4)与叶片连接环(1-5)的前端铰接，所述叶片连接环(1-5)与风筒框架(4)的前端固定连接；所述风筒框架(4)与安装杆(14)之间设置有用于调节所述风筒出风口不同口径的外叶片拉线调节机构，所述支撑架(5)与安装杆(14)之间设置有用于对直线位移机构(10)滑动至一定位置后进行制动的直线位移制动机构，所述支撑架(5)与风筒框架(4)之间设置有用于调节所述风流场调节风筒旋转角度的旋转调节机构(8)，所述安装杆(14)上设置有用于对所述风流场调节风筒旋转至一定角度后进行制动的旋转制动机构(9)，所述旋转制动机构(9)上设置有用于调节所述风流场调节风筒仰角的上仰调节机构(7)。

2.按照权利要求1所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线轨道(3)为工字轨道，所述直线轨道(3)的顶部均匀间隔设置有多个挂环(3-1)；所述直线位移机构(10)包括滑移小车(10-1)和连接座(10-2)，所述滑移小车(10-1)安装在连接座(10-2)的上部，所述滑移小车(10-1)跨骑在直线轨道(3)的底部且滑移小车(10-1)两侧的滑移轮能够沿着直线轨道(3)的下部两侧滚动，所述连接座(10-2)固定在支撑架(5)的上部，所述连接座(10-2)的上部中心设置有导向柱(10-3)。

3.按照权利要求2所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述风筒框架(4)包括前框架圈(4-1)和后框架圈(4-2)，所述前框架圈(4-1)和后框架圈(4-2)的顶部之间通过上连接板(4-3)固定连接，所述前框架圈(4-1)和后框架圈(4-2)的底部之间通过下连接板(4-4)固定连接，所述下连接板(4-4)的中心开有第一过孔(4-41)；所述前框架圈(4-1)与后框架圈(4-2)之间还固定连接有多根加强筋(4-5)，所述前框架圈(4-1)的内侧中部竖直固定有支撑筋(4-6)，所述支撑筋(4-6)的中部开有第二过孔(4-61)，所述支撑筋(4-6)的后侧安装有叶片拉绳导轮(4-7)，所述叶片拉绳导轮(4-7)位于第二过孔(4-61)的下方且靠近第二过孔(4-61)处，所述前框架圈(4-1)的外侧一周均匀设置有多个第一连接耳(4-8)，所述叶片连接环(1-5)的外侧一周均匀设置有多个第二连接耳(1-3)，所述第一连接耳(4-8)和第二连接耳(1-3)对应设置且通过螺栓相固定，所述后框架圈(4-2)与负压风筒(6)的前端连接。

4.按照权利要求3所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述外叶片(1-1)的外侧中后部固定有外叶片加固龙骨(1-11)，所述外叶片(1-1)的内侧设置有叶片钢丝绳固定螺钉(1-12)；所述内叶片(1-2)的内侧中后部固定有内叶片加固龙骨(1-21)，所述内叶片加固龙骨(1-21)和外叶片加固龙骨(1-11)的形状均为土字形，所述内叶片加固龙骨(1-21)和外叶片加固龙骨(1-11)的底部均位于靠近弹簧合页(1-4)处；所述外叶片拉线调节机构包括手动收线器(13)和将多个外叶片(1-1)连接在一起的叶片钢丝绳(11)，所述叶片钢丝绳(11)与叶片钢丝绳固定螺钉(1-12)连接，所述叶片钢丝绳(11)将多个外叶片(1-1)连接在一起后依次穿过第一过孔(4-41)和绕过叶片拉绳导轮(4-7)后缠绕在手动收线器(13)上。

5.按照权利要求4所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述手动收线器(13)包括安装架(13-5)、大齿轮安装轴(13-41)、小齿轮安装轴(13-31)、止动轮安装轴(13-11)和手动调节手柄(13-2)，所述安装架(13-5)为U型安装架，所述小齿轮安装轴(13-31)和大齿轮安装轴(13-41)均转动安装在安装架(13-5)的两侧之间，所述手动调节手柄(13-2)与小齿轮安装轴(13-31)的一端固定连接，所述小齿轮安装轴(13-31)上固定安装有小齿轮(13-3)，所述大齿轮安装轴(13-41)上固定安装有大齿轮(13-4)，所述小齿轮(13-3)和大齿轮(13-4)相啮合，所述小齿轮(13-3)位于大齿轮(13-4)的下方；所述止动轮安装轴(13-11)固定安装在安装架(13-5)的两侧之间，所述止动轮安装轴(13-11)上转动安装有止动轮(13-1)，所述止动轮(13-1)位于小齿轮(13-3)的下方且对小齿轮(13-3)进行止动；所述大齿轮安装轴(13-41)上安装有两个相对设置的挡线板(13-6)，所述大齿轮(13-4)位于其中一个挡线板(13-6)的外侧，所述叶片钢丝绳(11)缠绕在两个挡线板(13-6)之间的大齿轮安装轴(13-41)上。

6.按照权利要求3所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线位移制动机构包括从上至下依次设置的限位套(2-1)、上转接盘(2-6)、下转接盘(2-7)、下部接头(2-4)和操作杆(2-5)，所述限位套(2-1)的两侧均设置有拉线连接板(2-9)，所述拉线连接板(2-9)与上转接盘(2-6)的上端通过拉线(2-2)相连接，所述上转接盘(2-6)和下转接盘(2-7)均为环形结构，所述上转接盘(2-6)上对称开有两个弧形滑槽(2-10)，所述下转接盘(2-7)的顶部两侧对称固定有滑柱(2-8)，两个所述滑柱(2-8)分别穿过两个弧形滑槽(2-10)且能够沿着弧形滑槽(2-10)滑动，所述下转接盘(2-7)的底部两侧通过两根拉杆(2-3)与下部接头(2-4)的两端固定连接，所述下部接头(2-4)的中部设置有制动拉线接头(2-11)，所述操作杆(2-5)穿过安装杆(14)中部设置的竖直滑槽(12)，所述操作杆(2-5)包括左操作杆(2-51)、右操作杆(2-52)和操作杆连接块(2-53)，所述操作杆连接块(2-53)设置在左操作杆(2-51)与右操作杆(2-52)之间且将两者连接在一起，所述操作杆连接块(2-53)位于竖直滑槽(12)内，所述制动拉线接头(2-11)与操作杆连接块(2-53)之间连接有制动拉线(2-12)，所述制动拉线(2-12)从安装杆(14)的上部穿入，所述操作杆连接块(2-53)的两侧均设置有限制操作杆(2-5)窜动的限位环(2-54)；所述限位套(2-1)套设在导向柱(10-3)外且能够沿着导向柱(10-3)滑动，所述限位套(2-1)的下部套设有弹簧(2-13)，所述弹簧(2-13)的上端顶在拉线连接板(2-9)的底面上，所述弹簧(2-13)的下端顶在连接座(10-2)上，所述拉线(2-2)穿过支撑架(5)的顶部倒U字形结构，所述拉杆(2-3)穿过上连接板(4-3)，所述制动拉线接头(2-11)位于风筒框架(4)内，所述上转接盘(2-6)和下转接盘(2-7)均位于连接座(10-2)与上连接板(4-3)之间，所述限位套(2-1)位于直线轨道(3)的正下方。

7.按照权利要求6所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述旋转调节机构(8)包括轴承支架(8-2)、连接座(8-1)、轴承连接件(8-4)、上仰转动件(8-3)和轴承(8-5)，所述上仰转动件(8-3)设置在轴承支架(8-2)的下方，所述轴承连接件(8-4)的上端设置在轴承支架(8-2)内且通过轴承(8-5)与轴承支架(8-2)转动连接，所述轴承连接件(8-4)的下端伸入上仰转动件(8-3)的上部内且通过第一固定销(8-6)与上仰转动件(8-3)固定，所述连接座(8-1)的下端伸入轴承支架(8-2)的上部内且通过第二固定轴(8-8)与轴承支架(8-2)固定，所述连接座(8-1)的上端通过销轴(8-7)与连接座(10-2)的下端铰接，所述上仰转动件(8-3)设置在上连接板(4-3)的上方，所述上仰转动件(8-3)的下端与上连接板(4-3)固定连接，所述拉杆(2-3)穿过上仰转动件(8-3)的底部，所述上转接盘(2-6)和下转接盘(2-7)均套设在轴承支架(8-2)外。

8.按照权利要求1所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述上仰调节机构(7)包括上仰制动圆弧板(7-1)和上仰定位耳组(7-2)，所述上仰定位耳组(7-2)的数量为多组，多组所述上仰定位耳组(7-2)沿长度方向均匀间隔设置在上仰制动圆弧板(7-1)的底部，所述上仰制动圆弧板(7-1)固定在支撑架(5)的底部，所述上仰制动圆弧板(7-1)上沿长度方向开有横截面是长方形的上仰调节滑槽(7-3)，所述安装杆(14)的下端穿过上仰调节滑槽(7-3)且能够在上仰调节滑槽(7-3)内转动。

9.按照权利要求8所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述旋转制动机构(9)包括安装板(9-1)、旋转夹紧机构和旋转止动板(9-3)，所述旋转夹紧机构设置在安装板(9-1)的顶部，所述旋转止动板(9-3)的数量为两个，两个所述旋转止动板(9-3)对称固定在旋转止动板(9-3)的底部，所述安装杆(14)穿过安装板(9-1)的中心且能够相对安装板(9-1)转动；所述旋转夹紧机构包括第一夹紧片(9-21)、第二夹紧片(9-22)、拉紧杆(9-23)和手把(9-25)，所述第一夹紧片(9-21)的一端和第二夹紧片(9-22)的一端相对设置且均通过铰接轴(9-24)与安装板(9-1)铰接，所述拉紧杆(9-23)穿过第一夹紧片(9-21)的另一端和第二夹紧片(9-22)的另一端，所述手把(9-25)与拉紧杆(9-23)的穿出端相铰接，所述第一夹紧片(9-21)和第二夹紧片(9-22)围绕在安装杆(14)的外侧，所述旋转止动板(9-3)的下部伸入上仰调节滑槽(7-3)内，所述旋转止动板(9-3)的下部与上仰调节滑槽(7-3)相配合且防止安装板(9-1)转动。

10.按照权利要求1所述的煤矿综掘工作面风流场机械式调控装置，其特征在于：所述直线轨道(3)的前端上侧设置有前锁紧板(16)，所述直线轨道(3)的前端下侧设置有前连接板(17)，所述直线轨道(3)的后端上侧设置有后锁紧板(18)，所述直线轨道(3)的后端下侧设置有后连接板(19)；所述直线轨道(3)与负压风筒(6)的中部之间设置有风筒小车(20)，所述风筒小车(20)包括风筒小车车体和连接在所述风筒小车车体底部的风筒钢丝绳(20-4)，所述风筒小车车体包括连接杆(20-1)和支架板(20-2)，所述支架板(20-2)的数量为两块，两块所述支架板(20-2)对称固定在连接杆(20-1)的两端，所述连接杆(20-1)与支架板(20-2)的下部连接，所述支架板(20-2)的上部内侧转动安装有能够在直线轨道(3)滑动的滑轮(20-3)；所述风筒钢丝绳(20-4)的上端与连接杆(20-1)连接，所述风筒钢丝绳(20-4)的下端与负压风筒(6)的中部外侧连接。