CN204592419U - 双通道双联动自动切换风门装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双通道双联动自动切换风门装置。本实用新型包括两个风门；两个风门均包括壳体和阀板；在壳体的垂直中心线的两侧通过轴承座、轴承和油封对称安装有长阀轴和短阀轴，两个阀板分别安装于长阀轴和短阀轴上并能绕轴转动180度；长阀轴和短阀轴同一方向伸出壳体的轴端分别固连有一个模数、齿数均相同的齿轮并相互啮合，长阀轴的轴伸端还固连有一根曲柄；两个风门的曲柄一端分别通过销轴与一根连接杆连接，构成一个连杆机构。本实用新型不需动力装置，通过气流的作用，自动打开运行风机所在的气流通道，并通过曲柄连杆机构联动，同时关闭备用风机所在的气流通道。本实用新型结构新颖，阻力少，适应性广，制造成本低。

Description

双通道双联动自动切换风门装置

技术领域

本实用新型属于一种风门，具体涉及一种应用于有主、备两套风机的双通道通风系统中，不需外加动力或加以微动力的双通道双联动自动切换风门装置。

背景技术

在一些重要的通风系统中，其工作可靠性要求较高，通常的做法是配套主、备两套风机，两套风机各有独立的进风或出风通道，然后，通过三通汇集到一个通道中。两套风机一般是不同时运行。运行风机所在的通道，要保持通畅，不运行风机所在的通道，要保证关闭。实现这一功能，必须在两个风道中设置风门，并实现自动切换。

在小口径的风道上，应用较多的切换装置是“Y型倒风器”，这是一种不需外部动力的装置，当风机运行时，利用风道中的气流作用克服阀板重量吹开阀门。当风机停止时，所在风道的阀门因阀板的重力作用关闭。这种结构形式，风门的轴和阀板是沿水平方向布置，同一个风门中，有多根阀轴和多个阀板。阀板在气流作用下绕轴线旋转。为便于布置多个阀轴和阀板，这种结构的风门一般为方型。由于风机的进(出)口都是圆形，倒风器与风机及风道的连接处，均需采用方圆变径管。在使用过程中，这种结构方式存在以下几个方面的不足，一是方形结构阻力较大，其结构阻力来自于多个方面：风门的轴水平布置，风道中气流的压力克服阀板重量后，使阀板绕轴旋转呈打开状态，阀板重量始终产生一个与气流方向相反的阻力；又因为阀板总不能打开到最大位置，多个阀板形成一个“百叶窗”结构，也要产生一定的阻力；还因为，方形倒风器前后都要接方圆变径管，存在局部阻力损失；再有，方形的风道，对气流产生涡流和粘滞损失较圆形风道要大得多。二是外形不美观，由于风机外形及管道，都是圆形的，配套方形的倒风器，外观效果不协调。三是外形尺寸较大，方形结构的Y型倒风器，前后都要接变径管，使得风机机组在长度方向上的外形尺寸较大。

对于大口径的风道，通常是在两个风道上都安装一个风门，所有的风门都是采用单轴单阀板结构的蝶阀，一根轴安装在壳体的直径位置，阀板固定在轴上，风道中的气流对阀板产生的是力偶，不会使阀板绕轴产生旋转，加之，风门的重量又较大，很难被气流打开。因此，需要在每个风门上安装气动或电动驱动装置，并通过电气控制装置与风机连锁，实现风门的启闭。这种配套驱动装置和电控的阀门，价格较高。电动装置的风门，还会产生因限位装置不准确或失效及阀板发生卡阻而造成电机过载而烧坏的现象。

采用电动或气动驱动装置的风门，有一个最大的缺陷就是必须在风道中没有气流通过或通过的气流很少，压力很低时，才能启闭，不然，容易烧坏驱动装置的电机或损坏气缸。因上述原因，两台风机和风门不能同时启闭。当需要转换一台风机运行时，通常的做法是，先把运行风机停下来，方可关闭所在通道的风门，然后，打开备用风机所在通道的风门，最后，开启备用风机。这段转换的启闭过程，通常需要十多分钟或更长的时间。也就是说，系统的停风时间有十多分钟。对于矿井及有害物场所的通风，是不允许有这么长的停风时间的。特别是高瓦斯矿井的主通风机，转换时间不允许超过10分钟，否则，有可能造成重大安全事故。因此，需要设计两个旁路，并在旁路上另行安装两台小的风门。当运行风机需要停下来时，先把两个旁路上的风门都打开，减少主通道风门上驱动装置的负载，然后，把运行主风机停下来，并开启备用风机。这样，虽然能保证两个风机的转换时间不超限，但是，其通风系统的造价大大增加。

为了实现倒换器无(微)动力自动启闭与切换，并减少其结构阻力，改善其外观效果，专利ZL201220725904.7提出了通风机双通道无(微)动力自动切换装置的技术方案，但是，尚存在一些不足之处，主要表现在，两个风门的4个阀板的启闭不同步，阀板的开启方向只能旋转90°，且只能向一个方向转动，不能同时适应于风机在压入式(正压)和抽出式(负压)的运行工况。也不能同时适应于两个风门垂直和水平布置的安装方式。阀板通过阀壳上固定的环进行定位，准确性不高，且受制作精度影响。两个风门的阀板的联动是通过连杆机构实现的，运动构件较多，可靠性较差。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种结构阻力小、构造简单、制造方便、制造成本低、外形美观、无动力或微动力的双通道双联动自动切换风门装置。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该双通道双联动自动切换风门装置，它包括两个风门，两个风门的一端分别安装在配套主风机和备用风机的通风管道上，另一端则连接到三通上；所述两个风门均包括壳体和阀板，每个风门的壳体上对称安装有两个阀板；在壳体的垂直中心线的两侧通过轴承座、轴承和油封对称安装有长阀轴和短阀轴，两个阀板分别安装于长阀轴和短阀轴上并能绕轴转动180度；长阀轴和短阀轴同一方向伸出壳体的轴端分别固连有一个模数、齿数均相同的齿轮并相互啮合，长阀轴的轴伸端还固连有一根曲柄；两个风门的曲柄一端分别通过销轴与一根连接杆连接，构成一个连杆机构；同一个风门的两个阀板，通过其长阀轴和短阀轴上的啮合齿轮实现同步联动，两个风门的四个阀板通过连杆机构实现同步联动；所述连杆机构和阀板安装时满足：一个风门上的两个阀板处于关闭或打开位置时，另一个风门上的两个阀板则处于打开或关闭位置。

进一步，为了保证在恶劣环境中使用时，联动机构不因粉尘、腐蚀等因素产生卡阻现象，在所述每个风门上安装连杆机构的轴端周围分别安装有一个防护罩。

进一步，在所述每个风门两个阀板的里、外面板相对应的位置上分别设有一个弹性限位块，当同一风门的两个阀板旋转到打开状态时，两个相对应的弹性限位块使两个阀板平行且与风门径向面垂直。

进一步，在所述每个风门长阀轴没有安装连杆机构的轴端上设有操作手柄，操作手柄上活动连接有一个加力杆。这样，在操作手柄上接上加力杆，可以手动操作开启或关闭阀板，为便于调试和检查，平时将加力杆卸下，不影响阀板的启闭。

具体的，所述风门的壳体或为圆形，或为方形，或为矩形；阀板或为半圆形，或为矩形，或为方形；所述两个风门或是水平并排放置，或是垂直上下放置。

进一步，当风门尺寸较大时，风门的壳体是沿其垂直中心面纵向半剖为两个对称的壳体。这样，对于较大的风门，便于运输，每个阀壳内都安装阀轴、阀板，组成一个独立的瓣式结构风门，在安装现场用螺栓把四个风门组合成两个阀门，并连接上齿轮和连杆机构。

进一步，在所述两个风门中的任一风门上安装气动或者电动驱动装置，所述气动或电动驱动装置的输出轴上装有齿轮，通过啮合齿轮和拔叉机构与该风门上的齿轮接合或是分离。这样，对于一些风机压力不高的特殊工况及风门作为单台运行风机的调节装置，可以对风门的启闭起助力作用。

采用本实用新型上述技术方案制造的双通道双联动无(微)动力自动切换风门装置，具有以下优点：

(1)构思巧妙，结构新颖。将每个风门内的阀板设计成双开式结构，在风门内布置两根阀轴和两块阀板，并将阀轴和阀板的安装位置，设计在垂直方向，使阀板沿旋转轴线上的两部分面积不同，气流对阀板就会产生一个力矩，从而，利用气流的作用打开阀板。通过齿轮保证同一风门内的二个阀板同步，通过连杆机构，使另一通道上风门上的两个阀板同时关闭。采用了防护罩，既可保证连杆机构不受粉尘影响发生卡阻，又可打开进行装配与检查。

(2)无需人员参与，也不需要任何外加动力装置，就可以实现风门的开关与自动切换。阀板的打开与关闭，完全取决于风道内是否有气流通过。可以随停随开，两台风机的转换过程，可以在“0”时间内完成。并且，两个风门的启闭始终是同步的。

(3)相对方型的“Y型倒换器”来说，圆形结构的风门，气流通道的阻力少，相对地提高了风机的效率。有气流通过的通道上，风门上的阀板，在气流作用下，只在瞬间就可以打开到最大开度位置，阀板打开后，一直保持与气流方向平行的状态，并且，在运行中，阀板的开度大小不会有变化。据理论计算，本实用新型比方形结构的“Y型倒换器”的结构阻力要小200-300Pa。倒换器的阻力降低，相对地提高了风机的效率约为5-10％。

(4)外形更美观。轴流通风机的进出风道，都是圆形的，整个装置的风门和三通，也设计成圆形，与之相对应，改善了外观效果。

(5)外形尺寸小。与方形的“Y型倒换器”比较，两端不需另配方圆接头，整个结构在长度方向上的尺寸减少。

(6)阀轴阀板的垂直布置方式，应用齿轮和连杆机构实现阀板同步联动的结构方式，不仅适应于圆形结构的风门，同样，适应于方形或矩形的风门。不仅适应于两风门水平方向布置，同样，适应于两风门垂直方向布置。对外形为方形的结构，既适应于的两个阀板(阀轴)的形式，也适应于多个阀板(阀轴)的形式。

(7)大多数的工况条件下，不需配套驱动装置和电控装置，即使配套驱动装置，也只需在其中一个风门上配套一个就行，而且，其所耗功率很少。驱动装置的费用也相当少。从而，节省了制造成本。

(8)配有手动机构，在阀门发生卡阻时，通过外部施力，同样可以轻松而快捷的实现阀门的同步启闭。

(9)适应性广。增加气动和电动驱动装置，通过拨叉和啮合齿轮等简单机构的切换，使外加动力装置与阀门本身的齿轮机构接合和分离。不只是适应于无(微)动力驱动和有动力驱动，而且适应于其它不同工况场合。

(10)没有动力消耗或动力消耗很少。在绝大多数的工况条件下，利用风机产生的风压便可实现风门的启闭。个别的特殊工况场合或配套单独的风机上作调节作用时，配套电动或气动驱动装置，但只是起到助力作用，功率消耗也相当少。

(11)制造成本低。风门的配套电动或气动驱动装置，其驱动装置一般都是专业厂家制造的，结构复杂，价格较高。一般地，每套驱动装置约3000-6000元。占整个风门制造成本的10-20％。还需配套电控装置，并与风机的运行实行连锁。采用本实用新型的双通道双联动无(微)动力自动切换风门装置，省掉了两套驱动装置，只增加四个齿轮或齿扇，制造成本大幅降低。即使采用外部动力驱动，两个风门可以共用一套驱动驱动装置，制造成本也有所降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的整体结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1中“Ⅰ”处的局部放大图。

图5是图1中一个风门的结构示意图。

图6是本实用新型实施例二的风门结构示意图。

图7是本实用新型实施例三的整体结构示意图。

图8是图7的左视图。

图9是本实用新型实施例四的整体结构示意图。

图10是图9中“Ⅰ”处的局部放大图。

图11是本实用新型实施例五的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

参见图1至图5，本实施例包括风门1和风门9，两个风门的一端分别安装在配套主风机和备用风机的通风管道上，另一端则连接到三通10上；两个风门均包括壳体101和阀板107，每个风门的壳体101上对称安装有两个阀板107，从图中可见，壳体101为圆形，阀板107为半圆形；在壳体101的垂直中心线的两侧通过轴承座106、轴承103和油封102对称安装有长阀轴104和短阀轴105，轴承座106固定在壳体101上，与轴承103一起支承阀轴，油封102用于防止从风门内通过的介质中含有的杂质进入到轴承103内。两个阀板107分别安装于长阀轴104和短阀轴105上并能绕轴转动180度，这样，不管风门中的气流方向如何，即不论正压或者负压，只要有气流通过，风门都会自动打开，都可以保证阀板准确定位。这是因为，长阀轴104、短阀轴105布置在垂直方向，并且偏离壳体的垂直中心线位置，在径向平面内有一定距离，阀板107安装在阀轴上，一侧远离在轴中心线，另一侧靠近轴中心线，阀板安装在阀轴上时，沿轴线的左右两部分面积不相等，阀板在气流作用下，会产生一个使其自动旋转的力矩，这样，不需外加动力，就会使阀板107沿阀轴中心产生旋转。长阀轴104和短阀轴105同一方向伸出壳体101的轴端分别固连有一个模数、齿数均相同的齿轮2并相互啮合，长阀轴104的轴伸端还固连有一根曲柄3；两个风门的曲柄3一端分别通过销轴4与一根连接杆5连接，构成一个连杆机构；同一个风门的两个阀板107，通过其长阀轴104和短阀轴105上的啮合齿轮2实现同步联动，两个风门的四个阀板107通过连杆机构实现同步联动；连杆机构和阀板安装时满足：一个风门上的两个阀板处于关闭或打开位置时，另一个风门上的两个阀板则处于打开或关闭位置，如图2所示，风门1上的阀板107与壳体101直径所在平面平行，使风门1呈关闭状态，风门9上的阀板107与壳体101直径所在平面垂直，使风门9呈打开状态。

从图1、图3和图4中可见，为了保证在恶劣环境中使用时，联动机构不因粉尘、腐蚀等因素，产生卡阻现象，在每个风门上安装连杆机构的轴端周围分别安装有一个防护罩8，本实施例中的两个风门为水平并列布置的，防雨罩8为方形半封闭式结构，布置在风门上方，为方便检查和维修，防雨罩8用螺钉固定在壳体101上。

从图1、图2、图3中可见，每个风门两个阀板的里、外面板相对应的位置上分别设有一个弹性限位块6，当同一风门的两个阀板旋转到打开状态时，两个相对应的弹性限位块6使两个阀板平行且与风门径向面垂直，这样，也就保证了另一风门的阀板互相平行且平行于风门直径所在的平面。在每个阀板的里、外两个侧面上都装有限位块是为了实现双向限位。由于风门打开时，两个弹性限位块互相接触时，才产生限位作用，所以，两个风门的四个阀板上都装有限位块。

从图1中可见，在每个风门长阀轴没有安装连杆机构的轴端上设有操作手柄，操作手柄上活动连接有一个加力杆7。操作手柄在风门下方的轴伸上，接上加力杆7可以手动操作，不接加力杆7，操作手柄随阀轴转动。在阀门发生卡阻或检修维护时，可以轻松的实现阀门的同步启闭。

实施例二：

参见图6，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的风门直径较大，风门的壳体101是沿其垂直中心面纵向半剖为两个对称的半圆形壳体。对直径较大的风门，为便于运输，风门的壳体设计成半圆形的剖分式结构，每个壳体内都安装阀轴、阀板，组成一个独立的瓣式结构风门。在安装现场用螺栓把四个风门组合成两个圆形阀门，并连接上齿轮和连杆机构。

无论风门的壳体是整体式结构还是剖分式结构，风门外形还可采用方形或矩形结构，但是，阀轴和阀板的安装总在垂直方向，阀板相应也采用矩形或方形结构即可。

实施例三；

参见图7、图8，本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例的两个风门是垂直上下放置的。采用这种布置方式时，齿轮及曲柄连杆机构也是在上、下风门的相向方向，即上部风门的联动机构在其下方，下部风门的联动机构在其上方，并且在同一垂直平面内。风门按上下方向垂直布置时，防护罩8采用上、下两个圆形套筒式结构，松开固定套筒的螺栓，将其中一个圆满形套筒滑向另一端，就可以检查和维修联动机构，而不需将套筒取下。

实施例四：

参见图9、图10，本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例的两个风门中的任一风门上安装气动或者电动驱动装置201，气动或电动驱动装置201的输出轴上装有齿轮，通过啮合齿轮202和拔叉机构203与该风门上的齿轮2接合或是分离。在通风系统的风压很少，风门自动启闭的动力不足时，外加一个微形的驱动装置起到助力的作用。而且，只需在其中一个风门上布置一台驱动装置，两个风门的启闭还是通过其本身的联动机构来实现，并保证同步动作。当与一台独立运行风机配套时，采用一个外加气动或电动的驱动装置。但是，风门的阀板是垂直布置，其重量都是由轴承来承担，驱动装置所耗的功率远比传统的驱动方式要少。增加的外部驱动装置，在其输出端的主动齿轮，通过啮合齿轮和拨叉机构的切换，轻松实现外加微动力驱动和无动力驱动两种方式。

实施例五：

参见图11，本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例的风门的截面形状为方形。壳体的结构可以是整体或分体式。每个壳体内在垂直方向布置两根阀轴和两块阀板，阀轴靠近壳体中心线位置，但阀轴中心与壳体中心线有一定距离。阀板固定在阀轴上，沿阀轴中心的两部分有较大的面积差，迎风面积大的部分，受气流的压强大，产生一个使阀板沿阀轴中心旋转的力矩。同一风门上的两个阀板，尽管有安装误差和制造误差，但是，通过两个阀轴上的齿轮保证同步。两个通道上的风门，阀板的安装方向互成90度。通过连杆机构，不仅能实现两个风门的同步，而且，能实现开闭互锁。

Claims (7)

1.一种双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：它包括两个风门，两个风门的一端分别安装在配套主风机和备用风机的通风管道上，另一端则连接到三通上；所述两个风门均包括壳体和阀板，每个风门的壳体上对称安装有两个阀板；在壳体的垂直中心线的两侧通过轴承座、轴承和油封对称安装有长阀轴和短阀轴，两个阀板分别安装于长阀轴和短阀轴上并能绕轴转动180度；长阀轴和短阀轴同一方向伸出壳体的轴端分别固连有一个模数、齿数均相同的齿轮并相互啮合，长阀轴的轴伸端还固连有一根曲柄；两个风门的曲柄一端分别通过销轴与一根连接杆连接，构成一个连杆机构；同一个风门的两个阀板，通过其长阀轴和短阀轴上的啮合齿轮实现同步联动，两个风门的四个阀板通过连杆机构实现同步联动；所述连杆机构和阀板安装时满足：一个风门上的两个阀板处于关闭或打开位置时，另一个风门上的两个阀板则处于打开或关闭位置。

2.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：在所述每个风门上安装连杆机构的轴端周围分别安装有一个防护罩。

3.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：在所述每个风门两个阀板的里、外面板相对应的位置上分别设有一个弹性限位块，当同一风门的两个阀板旋转到打开状态时，两个相对应的弹性限位块使两个阀板平行且与风门径向面垂直。

4.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：在所述每个风门长阀轴没有安装连杆机构的轴端上设有操作手柄，操作手柄上活动连接有一个加力杆。

5.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：所述风门的壳体或为圆形，或为方形，或为矩形；阀板或为半圆形，或为矩形，或为方形；所述两个风门或是水平并排放置，或是垂直上下放置。

6.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：当风门尺寸较大时，风门的壳体是沿其垂直中心面纵向半剖为两个对称的壳体。

7.根据权利要求1所述双通道双联动自动切换风门装置，其特征在于：在所述两个风门中的任一风门上安装气动或者电动驱动装置，所述气动或电动驱动装置的输出轴上装有齿轮，通过啮合齿轮和拔叉机构与该风门上的齿轮接合或是分离。