CN112065490A - 掘进面风流叶片圆环式机械调控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，包括前后位移机构，位于前后位移机构下方设置有口径开合机构，口径开合机构用于调整口径开合的大小，所述口径开合机构上设置有用于调整口径开合机构角度的角度右偏机构及角度上偏机构，所述口径开合机构末端设置有风流场动态调节风筒，风流场动态调节风筒通过风筒小车组件连接前后位移机构。可根据掘进面实际风流调控需求动态改变风筒出风口距掘进端面的前后距离，风筒出风口的口径的开合、角度右偏及角度上偏，具有掘进面关键位置处降尘排瓦，达到其安全、绿色通风环境的目的。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿挖掘装置技术领域，特别涉及掘进面风流叶片圆环式机械调控装置。
背景技术
近年来煤巷掘进工作面的断面扩大及超长距离掘进，瓦斯涌出和产尘量大幅度增加，粗放式的“通风总量”控制模式已不能适应发展需求。同时，风筒安装位于巷道侧壁，其风流状态不能动态有效改变，即不能改变风筒出风口风流角度及随时改变口径和长度，造成掘进巷道安全隐患和环境污染风险提升。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，可根据掘进面实际风流调控需求动态改变风筒出风口距掘进端面的前后距离，风筒出风口的口径的开合、角度右偏及角度上偏，具有掘进面关键位置处降尘排瓦，达到其安全、绿色通风环境的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，包括前后位移机构，位于前后位移机构下方设置有口径开合机构，口径开合机构用于调整口径开合的大小，所述口径开合机构上设置有用于调整口径开合机构角度的角度右偏机构及角度上偏机构，所述口径开合机构末端设置有风流场动态调节风筒14，风流场动态调节风筒14通过风筒小车组件连接前后位移机构。
所述前后位移机构包括直线位移轨道1，位于直线位移轨道1两侧设置有滑移小车2，所述滑移小车2上安装有小车安装板3，小车安装板3之间设置有小车板连接轴4，小车板连接轴4与支撑架5相连，支撑架5下方设置有口径开合机构。
所述口径开合机构通过支撑架5与前后位移机构相连，口径开合机构包括支撑架5下方设置有调控圆环32，调控圆环32前方设置有叶片13，所述叶片13环绕调控圆环32设置，所述调控圆环32前端等间距环绕设置有多个调控叶片滑轮座，调控叶片滑轮座上设置有调控叶片滑轮19，叶片滑轮19上设置有叶片调控圆环32，叶片调控圆环32上设置有叶片拉杆座29，叶片13上设置有叶片拉杆座29，叶片拉杆座29上设置有叶片拉杆20，叶片拉杆20用于调整叶片13的位置，用于调整口径开合机构的开合。
所述叶片拉杆座29上方开有两个圆孔，通过销轴与叶片拉杆20一端相连接，叶片拉杆座29下方开有一圆孔，通过开口销将其与叶片调控圆环32所焊部件相铰接，在叶片13与叶片筋板21相配合重叠部分开有一小孔，通过开口销将其与另一叶片拉杆座29下方的圆孔相铰接，所述另一叶片拉杆座29上方的两个圆孔又与前述的叶片拉杆20的另一端利用销轴相配合。
所述调控叶片滑轮19设置在主体框架31的最前端，设置上、下、左、右四个，为均匀布置，主体框架31最前端的上、下、左、右焊接有四个调控叶片滑轮座，也为均匀设置，四个调控叶片滑轮19的轴端分别安装在四个调控叶片滑轮座上，四个调控叶片滑轮19的轮毂位置处安装有调控圆环32。
所述叶片拉杆20两端开口，一边链接调控圆环32上的叶片拉杆座29，一边链接安装于叶片与筋板位置处的叶片拉杆座29(有多个叶片拉杆与叶片拉杆座，结构均相同)。
所述叶片13均为弧形结构，通过多个叶片13进行组合，所述叶片13安装方式为通过单层叠加式进行均匀布置，整体叶片13组合形成环状，叶片13开有5个孔，除中间的较大孔外，叶片13的其余孔均与叶片筋板通过铆钉相连接，中间较大孔用以固定叶片拉杆座29，所述叶片拉杆座29固定方式为，下端开有孔，通过叶片13的内径所在面，利用开口销加以固定。
所述调控圆环32上方设置有轴承安装座26，所述轴承安装座26上设置有轴承支架28和轴承27。
所述角度上偏机构包括支撑架5，支撑架5下端设置有下操作杆16和夹板18，支撑架5与下操作杆16之间设置有止动板15，所述止动板15分别有三个档位。
所述止动板15为一具有一定厚度的弧形结构，通过卷板机卷制而成，止动板15开有一个方形小槽，槽下方两端开有三排小孔，分别设置有三个定位销，下操作杆16通过螺母固定于主体框架31下端，主体框架31上端又连接有轴承安装座26与轴承支架28，轴承支架28通过销轴与上仰转动件25相连接。
所述下操作杆16上端为一板形结构，开有四个小孔，主体框架31下端也开有四个小孔，下操作杆16通过四个定位螺母将其固定于主体框架31，下操作杆16的板形结构下方为一空心圆轴，空心圆轴上开有三个孔，中间的大孔上端为一方形孔，下端为圆孔，空心圆轴上方的孔为一圆形通孔，孔内设置有内六角圆柱头螺钉，用以控制下操作杆16上移的幅度(通过螺钉的一端加以阻挡)，空心圆轴最下方的孔作为备用孔。
所述前后位移机构包括设置在直线位移轨道1上两侧的风筒小车8，风筒小车8外侧设置有风筒小车连接板9，风筒小车连接板9之间设置有连接轴7，连接轴7通过连接绳10连接风流场动态调节风筒14。
所述主体框架31上连接有轴承支架28、轴承27、操作杆16及操作手柄17，操作杆16通过四个定位螺母固定在主体框架31的下侧，操作手柄17设置在操作杆16上，主体框架31的上侧又通过定位螺母固定有安装座26，安装座26与轴承支架28间相连接配合，轴承支架28内部安装有轴承27，操作手柄17与操作杆16均位于焊接于支撑架5下方的止动板15内，所述止动板15为一弧形槽，操作杆16在弧形槽内进行前后运动。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，通过调节风筒出风口距掘进端面距离、风筒口径及方向角度，相比原始场，调控后风流、瓦斯及粉尘达到最佳运移分布，有效降低了粉尘浓度并稀释了瓦斯，使综掘面掘进生产工作过程更加安全绿色高效。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为前后位移机构结构示意图。
图3为风流调控装置口径的开合装置结构示意图。
图4为叶片拉杆示意图。
图5为叶片拉杆座示意图。
图6为支撑架示意图。
图7为操作杆示意图。
图8为调控叶片滑轮示意图。
图9为叶片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-图9所示：掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，包括前后位移机构，位于前后位移机构下方设置有口径开合机构，口径开合机构用于调整口径开合的大小，所述口径开合机构上设置有用于调整口径开合机构角度的角度右偏机构及角度上偏机构，所述口径开合机构末端设置有风流场动态调节风筒14，风流场动态调节风筒14通过风筒小车组件连接前后位移机构。
所述前后位移机构包括直线位移轨道1，位于直线位移轨道1两侧设置有滑移小车2，所述滑移小车2上安装有小车安装板3，小车安装板3之间设置有小车板连接轴4，小车板连接轴4与支撑架5相连，支撑架5下方设置有口径开合机构。
所述口径开合机构通过支撑架5与前后位移机构相连，口径开合机构包括支撑架5下方设置有调控圆环32，调控圆环32前方设置有叶片13，所述叶片13环绕调控圆环32设置，所述调控圆环32前端等间距环绕设置有多个调控叶片滑轮座，调控叶片滑轮座上设置有调控叶片滑轮19，叶片滑轮19上设置有叶片调控圆环32，叶片调控圆环32上设置有叶片拉杆座29，叶片13上设置有叶片拉杆座29，叶片拉杆座29上设置有叶片拉杆20，叶片拉杆20用于调整叶片13的位置，用于调整口径开合机构的开合。
所述叶片拉杆座29上方开有两个圆孔，通过销轴与叶片拉杆20一端相连接，叶片拉杆座29下方开有一圆孔，通过开口销将其与叶片调控圆环32所焊部件相铰接，在叶片13与叶片筋板21相配合重叠部分开有一小孔，通过开口销将其与另一叶片拉杆座29下方的圆孔相铰接，所述另一叶片拉杆座29上方的两个圆孔又与前述的叶片拉杆20的另一端利用销轴相配合。
所述调控叶片滑轮19设置在主体框架31的最前端，设置上、下、左、右四个，为均匀布置，主体框架31最前端的上、下、左、右焊接有四个调控叶片滑轮座，也为均匀设置，四个调控叶片滑轮19的轴端分别安装在四个调控叶片滑轮座上，四个调控叶片滑轮19的轮毂位置处安装有调控圆环32。此时，调控圆环32可以通过通过调控叶片滑轮19的转动而很容易被转动。在实现调控装置口径开合动作时，调控圆环32即可带动叶片拉杆座29，连接于叶片拉杆座29的叶片拉杆20带动安装于叶片与筋板位置处的叶片拉杆座29，完成调控装置口径的开合。
所述叶片拉杆20两端开口，一边链接调控圆环32上的叶片拉杆座29，一边链接安装于叶片与筋板位置处的叶片拉杆座29(有多个叶片拉杆与叶片拉杆座，结构均相同)。
所述叶片13均为弧形结构，通过多个叶片13进行组合，所述叶片13安装方式为通过单层叠加式进行均匀布置，整体叶片13组合形成环状，叶片13开有5个孔，除中间的较大孔外，叶片13的其余孔均与叶片筋板通过铆钉相连接，中间较大孔用以固定叶片拉杆座29，所述叶片拉杆座29固定方式为，下端开有孔，通过叶片13的内径所在面，利用开口销加以固定。
所述调控圆环31上方设置有轴承安装座26，所述轴承安装座26上设置有轴承支架28和轴承27。
所述角度上偏机构包括支撑架5，支撑架5下端设置有下操作杆16和夹板18，支撑架5与下操作杆16之间设置有止动板15，所述止动板15分别有三个档位。
所述止动板15为一具有一定厚度的弧形结构，通过卷板机卷制而成，止动板15开有一个方形小槽，槽下方两端开有三排小孔，分别设置有三个定位销，下操作杆16通过螺母固定于主体框架31下端，主体框架31上端又连接有轴承安装座26与轴承支架28，轴承支架28通过销轴与上仰转动件25相连接；当向前推动下操作杆16或者操作手柄17时，可将力传动到调控装置上仰转动件25位置处，即可实现调控装置角度的上偏。当调控装置角度上偏到某一位置处时，可利用槽下方的三个定位销完成装置的角度固定。三个定位销可锁定的角度分别为2°、4°，6°；
所述下操作杆16上端为一板形结构，开有四个小孔，主体框架31下端也开有四个小孔，下操作杆16通过四个定位螺母将其固定于主体框架31，下操作杆16的板形结构下方为一空心圆轴，空心圆轴上开有三个孔，中间的大孔上端为一方形孔，下端为圆孔，操作手柄17在初始状态下配合在圆孔内，当调控装置前后位移动作完成后需要制动时，此时可转动操作手柄17，操作手柄17便可位于方形孔内，通过将操作手柄17转动90°，操作手柄17即可进行活动，通过向上推动操作手柄17，力就会传递到调控装置上方的弹簧24上，弹簧24则会顶住直线位移轨道1，使调控装置前后位移完成制动。空心圆轴上方的孔为一圆形通孔，孔内设置有内六角圆柱头螺钉，用以控制下操作杆16上移的幅度(通过螺钉的一端加以阻挡)，空心圆轴最下方的孔作为备用孔。
所述前后位移机构包括设置在直线位移轨道1上两侧的风筒小车8，风筒小车8外侧设置有风筒小车连接板9，风筒小车连接板9之间设置有连接轴7，连接轴7通过连接绳10连接风流场动态调节风筒14。
所述主体框架31上连接有轴承支架28、轴承27、操作杆16及操作手柄17，操作杆16通过四个定位螺母固定在主体框架31的下侧，操作手柄17设置在操作杆16上，主体框架31的上侧又通过定位螺母固定有安装座26，安装座26与轴承支架28间相连接配合，轴承支架28内部安装有轴承27，轴承27所完成的功能是调控装置右偏功能的实现。操作手柄17与操作杆16均位于焊接于支撑架5下方的止动板15内，所述止动板15为一弧形槽，操作杆16在弧形槽内进行前后运动。当向前推动操作手柄17或操作杆16时，则会带动主体框架上方的上扬转动件25进行角度的上偏；当向右转动操作手柄17时，主体框架上方的轴承27则会进行转动，完成调控装置角度的右偏。
当选取风筒出风口距掘进面5m与10m极限工况下时，掘进面风流叶片圆环式机械调控装置可实现的降尘效果如下：下表1为5m工况调控结果对比表，下表2为10m工况调控结果对比表。
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表1出风口距迎头5m工况下调控结果对比
表2出风口距迎头10m工况下调控结果对比
分析表1，调控后风速分布更为合理，行人呼吸带平均粉尘浓度由392.4mg/m3降低为261.4mg/m3，降尘率达到33.4％；司机位置粉尘降尘率达到45.3％。
分析表2，调控后风速低于0.25m/s位置的风速变得符合规范要求，行人呼吸带平均粉尘浓度由259.2mg/m3降低为170.2mg/m3，降尘率达到34.3％；司机位置粉尘降尘率达到40.4％。
本发明的工作原理：
本发明主要分为四大机构，分别是：前后位移机构、口径开合机构、角度右偏机构及角度上偏机构。掘进面风流叶片圆环式机械调控装置在实现前后位移动作时，直线位移导轨1通过吊环11，利用原来安装于掘进巷道的锚杆将导轨1悬挂固定于巷道左侧，此时，通过推动装置的主体框架31部分，安装于轨道两侧的滑移小车2则会带动装置自身实现整体的前后位移动作；掘进面风流叶片圆环式机械调控装置在实现口径开合动作时，通过转动安装于调控叶片滑轮19上的叶片调控圆环32，通过圆环的转动驱动叶片拉杆20，再带动叶片13部分实现装置口径的一致开合；掘进面风流叶片圆环式机械调控装置在实现角度右偏动作时，通过向右转动操作手柄17，利用安装于支撑架5下方的轴承27的转动实现其角度的右偏；掘进面风流叶片圆环式机械调控装置在实现角度上偏动作时，通过前后推动安装于调控装置底部的下操作杆16，利用铰接于支撑架上端的上仰传动件25，可实现装置的角度上偏动作，同时，焊接于支撑架下端的止动板15设置有三个滑槽，从下往上每个滑槽对应的角度分别为2°、4°，6°。
Claims (10)
1.掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，包括前后位移机构，位于前后位移机构下方设置有口径开合机构，口径开合机构用于调整口径开合的大小，所述口径开合机构上设置有用于调整口径开合机构角度的角度右偏机构及角度上偏机构，所述口径开合机构末端设置有风流场动态调节风筒(14)，风流场动态调节风筒(14)通过风筒小车组件连接前后位移机构。
2.根据权利要求1所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述前后位移机构包括直线位移轨道(1)，位于直线位移轨道(1)两侧设置有滑移小车(2)，所述滑移小车(2)上安装有小车安装板(3)，小车安装板(3)之间设置有小车板连接轴(4)，小车板连接轴(4)与支撑架(5)相连，支撑架(5)下方设置有口径开合机构。
3.根据权利要求1所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述口径开合机构通过支撑架(5)与前后位移机构相连，口径开合机构包括支撑架(5)下方设置有调控圆环(32)，调控圆环(32)前方设置有叶片(13)，所述叶片(13)环绕调控圆环(32)设置，所述调控圆环(32)前端等间距环绕设置有多个调控叶片滑轮座，调控叶片滑轮座上设置有调控叶片滑轮(19)，叶片滑轮(19)上设置有叶片调控圆环(32)，叶片调控圆环(32)上设置有叶片拉杆座(29)，叶片(13)上设置有叶片拉杆座(29)，叶片拉杆座(29)上设置有叶片拉杆(20)，叶片拉杆(20)用于调整叶片(13)的位置，用于调整口径开合机构的开合。
4.根据权利要求3所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述叶片拉杆座(29)上方开有两个圆孔，通过销轴与叶片拉杆(20)一端相连接，叶片拉杆座(29)下方开有一圆孔，通过开口销将其与叶片调控圆环(32)所焊部件相铰接，在叶片(13)与叶片筋板(21)相配合重叠部分开有一小孔，通过开口销将其与另一叶片拉杆座(29)下方的圆孔相铰接，所述另一叶片拉杆座(29)上方的两个圆孔又与前述的叶片拉杆(20)的另一端利用销轴相配合；
所述调控叶片滑轮(19)设置在主体框架(31)的最前端，设置上、下、左、右四个，为均匀布置，主体框架(31)最前端的上、下、左、右焊接有四个调控叶片滑轮座，也为均匀设置，四个调控叶片滑轮(19)的轴端分别安装在四个调控叶片滑轮座上，四个调控叶片滑轮(19)的轮毂位置处安装有调控圆环(32)。
5.根据权利要求4所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述主体框架(31)上连接有轴承支架(28)、轴承(27)、操作杆(16)及操作手柄(17)，操作杆(16)通过四个定位螺母固定在主体框架(31)的下侧，操作手柄(17)设置在操作杆(16)上，主体框架(31)的上侧又通过定位螺母固定有安装座(26)，安装座(26)与轴承支架(28)间相连接配合，轴承支架(28)内部安装有轴承(27)，操作手柄(17)与操作杆(16)均位于焊接于支撑架(5)下方的止动板(15)内，所述止动板(15)为一弧形槽，操作杆(16)在弧形槽内进行前后运动。
6.根据权利要求3所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述叶片拉杆(20)两端开口，一边链接调控圆环(32)上的叶片拉杆座(29)，一边链接安装于叶片与筋板位置处的叶片拉杆座(29)；
所述叶片(13)均为弧形结构，通过多个叶片(13)进行组合，所述叶片(13)安装方式为通过单层叠加式进行均匀布置，整体叶片(13)组合形成环状，叶片(13)开有5个孔，除中间的较大孔外，叶片(13)的其余孔均与叶片筋板通过铆钉相连接，中间较大孔用以固定叶片拉杆座(29)，所述叶片拉杆座(29)固定方式为，下端开有孔，通过叶片(13)的内径所在面，利用开口销加以固定。
7.根据权利要求1所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述角度上偏机构包括支撑架(5)，支撑架(5)下端设置有下操作杆(16)和夹板(18)，支撑架(5)与下操作杆(16)之间设置有止动板(15)，所述止动板(15)分别有三个档位。
8.根据权利要求7所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述止动板(15)为具有一定厚度的弧形结构，通过卷板机卷制而成，止动板(15)开有一个方形小槽，槽下方两端开有三排小孔，分别设置有三个定位销，下操作杆(16)通过螺母固定于主体框架(31)下端，主体框架(31)上端又连接有轴承安装座(26)与轴承支架(28)，轴承支架(28)通过销轴与上仰转动件(25)相连接。
9.根据权利要求7所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述下操作杆(16)上端为一板形结构，开有四个小孔，主体框架(31)下端也开有四个小孔，下操作杆(16)通过四个定位螺母将其固定于主体框架(31)，下操作杆(16)的板形结构下方为一空心圆轴，空心圆轴上开有三个孔，中间的大孔上端为一方形孔，下端为圆孔，空心圆轴上方的孔为一圆形通孔，孔内设置有内六角圆柱头螺钉，用以控制下操作杆(16)上移的幅度，空心圆轴最下方的孔作为备用孔。
10.根据权利要求1所述的掘进面风流叶片圆环式机械调控装置，其特征在于，所述前后位移机构包括设置在直线位移轨道(1)上两侧的风筒小车(8)，风筒小车(8)外侧设置有风筒小车连接板(9)，风筒小车连接板(9)之间设置有连接轴(7)，连接轴(7)通过连接绳(10)连接风流场动态调节风筒(14)。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113916490A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-01-11 | 中国飞机强度研究所 | 提升飞机实验风洞气流均匀性的装置及其参数优化方法 |
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2020
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