CN200961555Y - 高压介质动力装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种能量转换装置，具体为一种高压介质动力装置，包括壳体，壳体内设置通过轴承支撑于壳体内的转子体，转子体圆周上且沿切线方向均匀分布离心偏转喷射口，转子体的一端连有输出轴，另一端连有介质流入管，转子体上且与介质流入管的接触面上至少开有一个半圆形凹槽，输出轴和介质流入管分别通过轴承与壳体安装，底座下方开有介质出口。本实用新型利用高压介质带动转子体转动，既而驱动通过输出轴与转子体连接的排风扇等设备运行，达到了防爆气体排放的目的，结构简单、合理，便于维护，成本较低，减少了煤矿与化工行业的违规生产，降低了事故率，保障了员工的生命安全，对创造“以人为本”的人文社会具有积极的意义。

Description

高压介质动力装置
技术领域
本实用新型涉及一种能量转换装置，具体为一种可广泛应用于煤矿井下上隅角瓦斯积聚区域或化工行业中易燃易爆气体浓度较高区域和无电源区域的高压介质动力装置。
背景技术
目前，地下开采的煤矿由于煤层赋予条件及矿山条件的限制，均存在瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸的灾害危险。瓦斯是井下易燃易爆气体的总称，主要成分是甲烷，又称沼气，是一种天然的与煤共生的可燃气体，我国煤炭部门称之为煤层瓦斯，即贮存在地下煤层中的天然气。瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，软弱煤层突破抵抗线而瞬间释放大量瓦斯和煤层气而造成的一种地质灾害。我国高沼气矿井和煤与瓦斯突出矿井中有91％以上的矿井存在着工作面上隅角瓦斯积聚现象，一旦遇上引爆火源，则导致瓦斯爆炸等恶性事故，破坏巷道和井下器材设施，危及人员生命安全和国家财产损失，所以煤矿多瓦斯、防治难度大是现实中存在的严重问题，但煤矿瓦斯事故是可以预防和避免的，至少是可以大为减少的。目前随着社会的进步和高科技的发展，国内防止上隅角瓦斯积聚的处理方法各式各样，包括以下两种：1、高瓦斯矿井采用U型通风方案，瓦斯在通风情况良好的区域比较容易排放，但采掘效率越高，越容易在上隅角区域产生瓦斯积聚，目前安装以电能驱动的局扇吹风疏散的方法来解决，但是存在以下缺点：局扇重量较大，安装位置不合理，而且工作时极易产生高温、火花对井下安全极为不利，是被《煤矿安全生产规程》明令禁止的；同时当该区域检测到瓦斯超标现象，则以工作面被动停电、停产来解决，严重影响煤炭企业的生产效率与经济效益；2、高瓦斯矿井采用三进两出偏平衡通风方案，为了解决上隅角瓦斯积聚问题，要每间隔一米垒积高3.5米、宽度1.5米的木墙专门开辟一个供风通道，随着采掘工作面的迁移一直延伸下去，仅在一个工作面开辟这个隔离通道长度达到4000米左右，大约需要木材6000米3，而且所有木材无法回收再利用，为此不但要消耗大量的木材资源还增加了采煤成本。同理，化工企业等易燃易爆气体积聚区域也存在气体排放问题，所以迫切需要研制出一套能有效防止易燃易爆气体积聚的处理装置。
发明内容
本实用新型为了解决现有煤矿井下上隅角瓦斯积聚或化工行业中易燃易爆气体积聚而极易引爆并造成人员生命安全和国家财产损失等危害的问题，提供一种高压介质动力装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：高压介质动力装置，包括由上盖和底座组成的壳体，壳体内设置通过轴承支撑于壳体内的转子体，转子体圆周上且沿切线方向均匀分布离心偏转喷射口，转子体的一端连有输出轴，另一端连有与离心偏转喷射口相通的介质流入管，转子体上且与介质流入管的接触面上至少开有一个半圆形凹槽，底座下方开有介质出口。本实用新型利用高速喷射离心偏转驱动技术，高压介质通过介质流入管进入转子体内，然后通过转子体圆周上且沿切线方向均匀分布的离心偏转喷射口喷出，在高压介质高速喷射反冲所产生离心偏转力的作用下使转子体旋转，既而驱动输出轴转动，输出轴另一端可与排风扇等设备连接，而喷射下来的介质通过壳体底座上的介质出口排出并收集，加压后可重复利用，在该装置运行过程中，可利用高压介质充满转子体内壁的半圆形凹槽内，达到减小转子体与介质流入管之间摩擦的目的，同时更重要的是可达到介质流入管在旋转过程中与转子体之间滑动密封的要求。转子体上所开的半圆形凹槽的数量可根据转子体与介质流入管的接触面的大小而定。本实用新型动力头具有无需电源、结构简单、转换效率高等优点，主要用于煤矿井下、化工行业等有可燃性气体的防爆现场作为机械动力源。
本实用新型所述的转子体圆周上且沿切线方向均匀分布三个离心偏转喷射口。
本实用新型所述的介质流入管前端装有与转子体卡接的法兰，法兰与转子体的接触面上分别开有相互对应的半圆形凹槽，一方面通过法兰可使转子体与介质流入管活动配合，可大大增加转换效率，另一方面法兰与介质流入管之间形成圆形凹槽，在运行过程中，可利用高压介质充满圆形凹槽以使转子体悬浮，达到减小转子体与介质流入管之间摩擦的目的，同时也可起到密封作用。
为了加工、安装方便、快捷，本实用新型所述的转子体由前半转子体和后半转子体构成，转子体上开设的离心偏转喷射口是由前半转子体和后半转子体端面圆周上且沿切线方向均匀分布的离心偏转喷射槽相互对应而构成，前半转子体与输出轴连接，后半转子体与介质流入管连接。
本实用新型所述的前半转子体和后半转子体之间增设至少一个连接体，连接体内设有空腔，连接体的两端面的圆周上且沿切线方向均匀分布与空腔连通的离心偏转喷射槽，连接体两端面分布的离心偏转喷射槽分别与前半转子体、后半转子体上的离心偏转喷射槽相互对应而构成离心偏转喷射口，增加一个连接体，将增加三个离心偏转喷射口，增加两个连接体，将增加六个离心偏转喷射口，依次类推，这样转子体采用连接体实现了多级连接，增加了多个喷射口，在工作介质压力一定的条件下可以提高输出扭矩。
本实用新型所述的介质流入管与壳体连接处设有斜衔式止转键，通过调节斜衔式止转键的位置来调整转子体与介质流入管的轴向压力，同时在保证密封性的同时还能防止介质流入管在运行中发生转动。
与现有技术相比，本实用新型利用高速喷射离心偏转驱动技术，由高压介质带动转子体转动，既而驱动通过输出轴与转子体连接的排风扇等设备运行，达到了防爆气体排放的目的，结构简单、合理，便于维护，成本较低，减少了煤矿与化工行业的违规生产，降低了事故率，保障了员工的生命安全，对创造“以人为本”的人文社会具有积极的意义。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
图2为图1的A-A剖视图
图中：1-上盖  2-底座  3-壳体  4-转子体  5-离心偏转喷射口  6-输出轴7-介质流入管  8-半圆形凹槽  9-轴承  10-介质出口  11-法兰  12-半圆形凹槽  13-前半转子体  14-后半转子体  15-离心偏转喷射槽  16-空腔  17-斜衔式止转键  18-螺钉  19-连接体
具体实施方式
高压介质动力装置，包括由上盖1和底座2组成的壳体3，壳体3内设置通过轴承9支撑于壳体3内的转子体4，转子体4圆周上且沿切线方向均匀分布离心偏转喷射口5，转子体4的一端连有输出轴6，另一端连有与离心偏转喷射口5相通的介质流入管7，转子体4上且与介质流入管7的接触面上至少开有一个半圆形凹槽8，底座2下方开有介质出口10。介质流入管7前端装有与转子体4卡接的法兰11，法兰11与转子体4的接触面上分别开有相互对应的半圆形凹槽12；转子体4由前半转子体13和后半转子体14构成，转子体4上开设的离心偏转喷射口5是由前半转子体13和后半转子体14的端面圆周上且沿切线方向均匀分布的离心偏转喷射槽15相互对应而构成，前半转子体13与输出轴6连接，后半转子体14与介质流入管7连接；前半转子体13和后半转子体14之间增设至少一个连接体19，三者之间通过螺钉18固定，连接体19内设有空腔16，连接体19的两端面的圆周上且沿切线方向均匀分布与空腔16连通的离心偏转喷射槽15；介质流入管7与壳体3连接处设有斜衔式止转键17。
具体实施时，高压介质通过介质流入管充满转子体和连接体的空腔内，然后通过前半转子体、后半转子体与连接体形成的离心偏转喷射口喷出，在高压介质所产生的离心偏转力的作用下使整个转子体和连接体旋转，既而驱动输出轴转动，输出轴另一端可与排风扇等设备连接，而喷射下来的介质通过壳体底座上的介质出口排出并收集，加压后可重复利用，在该装置运行过程中，可利用高压介质充满转子体内壁的半圆形凹槽及转子体前端的法兰与转子体形成的圆形凹槽内，达到减小转子体与介质流入管之间摩擦的目的，同时更重要的是可达到介质流入管在旋转过程中与转子体之间滑动密封的要求。转子体上所开的半圆形凹槽的数量可根据转子体与介质流入管的接触面的大小而定。当该装置用于煤矿井下上隅角瓦斯排放时，可利用由煤矿井口流入的高压水作为高压介质，将其势能转换为转子体的动能，可以单独安装使用，也可与数字化瓦斯远程监控系统配合使用，为煤矿企业提高生产效率、降低生产成本、减少煤矿瓦斯事故率、维护矿工的生命安全具有积极的意义。

Claims (6)

1、一种高压介质动力装置，包括由上盖(1)和底座(2)组成的壳体(3)，其特征是壳体(3)内设置通过轴承(9)支撑于壳体(3)内的转子体(4)，转子体(4)圆周上且沿切线方向均匀分布离心偏转喷射口(5)，转子体(4)的一端连有输出轴(6)，另一端连有与离心偏转喷射口(5)相通的介质流入管(7)，转子体(4)上且与介质流入管(7)的接触面上至少开有一个半圆形凹槽(8)，底座(2)下方开有介质出口(10)。
2、根据权利要求1所述的高压介质动力装置，其特征是所述的转子体(4)圆周上且沿切线方向均匀分布三个离心偏转喷射口(5)。
3、根据权利要求1或2所述的高压介质动力装置，其特征是所述的介质流入管(7)前端装有与转子体(4)卡接的法兰(11)，法兰(11)与转子体(4)的接触面上分别开有相互对应的半圆形凹槽(12)。
4、根据权利要求1或2所述的高压介质动力装置，其特征是所述的转子体(4)由前半转子体(13)和后半转子体(14)构成，转子体(4)上开设的离心偏转喷射口(5)是由前半转子体(13)和后半转子体(14)端面圆周上且沿切线方向均匀分布的离心偏转喷射槽(15)相互对应而构成。
5、根据权利要求4所述的高压介质动力装置，其特征是所述的前半转子体(13)和后半转子体(14)之间增设至少一个连接体(19)，连接体(19)内设有空腔(16)，连接体(19)的两端面的圆周上且沿切线方向均匀分布与空腔(16)连通的离心偏转喷射槽(15)。
6、根据权利要求1或2或5所述的高压介质动力装置，其特征是所述的介质流入管(7)与壳体(3)连接处设有斜衔式止转键(17)。
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