转盘布风射流扰动液压风机.pdf

本发明的一种转盘布风射流扰动液压风机，特别适用于治理采煤工作面上偶角瓦斯积聚，该风机可以用乳化液马达或油马达驱动，风机两端都有输出轴，高速的一端装风机叶轮，低速的一端装布风转盘，布风转盘上开有不完全环行出风口或喷口，布风转盘的转动可由气动叶轮驱动，也可用两端出轴的液压马达经减速机后驱动，在一个锥形区域内产生频率不同的扰动风流，大大增强了射流对周围气体的卷吸混合能力。

1、  一种转盘布风射流扰动液压风机，特别适用于治理煤矿采煤工作面上偶角瓦斯积聚，其特征在于：由进口防护网(1)、外筒(2)、风机叶轮(3)、内筒(4)、液压马达(5)、安装压板(6)、可调叶片(7)、气动叶轮(8)、支撑座(9)、布风转盘(10)、出口防护网(11)和导叶(12)组成的风机，采用液压马达驱动，液压马达(5)装入内筒(4)中，用安装压板(6)和螺栓固定，风机叶轮(3)装在液压马达(5)的高速输出端轴上，盖上进口防护网(1)，用螺钉将支撑座(9)固定在安装压板(6)上，再在将气动叶轮(8)和布风转盘(10)一并装在支撑座(9)中间的低速输出端轴上，并用螺钉固定，最后盖上出口防护网(11)，外筒(2)与内筒(4)通过导叶(12)连接固定，气动叶轮(8)上均匀地固定若干只固定叶片，还布置若干只可调叶片(7)，可调叶片(7)上带有叶柄，通过螺母紧固在气动叶轮(8)的轮毂上，改变可调叶片(7)的安装角度，可以改变气动叶轮(8)和布风转盘(10)的转速，从而调节出口气流的扰动频率，布风转盘(10)上开有1～2个出风口，更换不同形式的布风转盘(10)，可以得到不同特性的气体射流。

2、  根据权利要求1所述的转盘布风射流扰动液压风机，其特征在于：布风转盘(10)上的出风口形状可以是任何几何形状。

转盘布风射流扰动液压风机
一、技术领域
本发明涉及一种转盘布风射流扰动液压风机，该风机特别适用于治理煤矿采煤工作面上偶角瓦斯积聚，保证煤矿安全生产。
二、背景技术
煤矿采煤工作面上偶角瓦斯积聚是煤矿发生瓦斯爆炸的基本原因之一，U型通风采煤工作面上偶角瓦斯积聚是煤矿生产经常发生而又难以治理的世界性难题，在治理瓦斯积聚的工作中，由于方法不当，特别是装备不当，发生过多起火源引起瓦斯爆炸的恶性事故，因此，国内外一直在研究能够有效治理采煤工作面上偶角瓦斯积聚的装备。目前，煤矿采煤工作面上偶角瓦斯积聚的治理方法可归纳为排、引、吹、导、抽等。具体代表性的做法是：①在工作面上隅角处设置风障或隔墙，采用无火花局扇抽排；②用风流引射器和防爆局扇抽排；③采用自动控制系统在上隅角处强制抽出采空区中的瓦斯，使其自然涌出量减少；④用径向射流风机产生脉动射流吹排。此外还有改变通风方式；加大主通风量等方法。
①②③法治理上偶角瓦斯积聚是有效的，但它们都采用了电动局部风机加抽排风筒的系统，移动搬迁有不便之处，使用中还要防止抽排风筒中的瓦斯超限。④法采用小型液压风机安置在上隅角处直接吹排，具有系统简单、搬迁方便、控制范围大的优点，因其采用了无火花性能的安全液压动力源，故可以用来治理已经超限的上隅角瓦斯，这在煤矿是非常需要的。但这种方法要得到推广应用，还需要解决以下问题：①液压风机用的液压马达能够使用采煤工作面的乳化液或者压力水，并保证其使用寿命；②具有卷吸和扰动能力更强的射流，射流的转动方向不能局限于平面；③叶轮的旋转和风机的摆动(或转动)用一个马达来完成，使风机更小型化。
三、技术内容
1、发明目的
本发明针对以上急需解决的实际问题，设计了一种高安全可靠性、风流有效作用距离长、扩散强度高的转盘布风射流扰动液压风机。该风机采用一个乳化液马达或油马达驱动，在一个锥形区域内产生频率不同的扰动风流，大大增强了射流对周围气体的卷吸混合能力，从而能够安全地快速消除其有效作用范围内的瓦斯积聚。
2.技术方案
该风机可以用乳化液马达或油马达驱动，风机两端都有输出轴，高速的一端装风机叶轮，低速的一端装布风转盘，布风转盘上开有不完全环行出风口或喷口，布风转盘的转动可由气动叶轮驱动，也可用两端出轴的液压马达经减速机后驱动。该风机主要由进口防护网、外筒、风机叶轮、内筒、液压马达、安装压板、可调叶片、气动叶轮、支撑座、布风转盘、出口防护网和导叶组成，液压马达装入内筒中，用安装压板和螺栓固定，风机叶轮装在液压马达的高速输出端轴上，盖上进口防护网，用螺钉将支撑座固定在安装压板上，再在将气动叶轮和布风转盘一并装在支撑座中间的低速输出端轴上，并用螺钉固定，最后盖上出口防护网，外筒与内筒通过导叶连接固定，气动叶轮上均匀地固定若干只固定叶片，还布置若干只可调叶片，布风转盘上开有1～2个出风口，出风口的形状可以图中所示的不完全环行，也可以是圆形、矩形或其它形状。
3.技术效果
该风机在动力方面采用煤矿井下现有的高压水源和乳化液动力源，在本质上不产生火花；出口风射流带有一定旋转、吹出气流的主方向线可以划成一个圆锥面，具有卷吸和扰动能力更强的风射流，风射流的转动方向不局限于平面；叶轮的旋转和布风转盘的转动用一个马达来完成，使风机更小型化。
四、附图说明
图1是本发明的正视结构示意图
图2是本发明的气动叶轮结构示意图
图3是本发明的布风转盘结构示意图
五、具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的转盘布风射流扰动液压风机由液压马达驱动，如图1所示，该风机主要由进口防护网1、外筒2、风机叶轮3、内筒4、液压马达5、安装压板6、可调叶片7、气动叶轮8、支撑座9、布风转盘10、出口防护网11和导叶12组成。液压马达5装入内筒4中，用安装压板6和螺栓固定，风机叶轮3装在液压马达5的高速输出端轴上，盖上进口防护网1，用螺钉
将支撑座9固定在安装压板6上，再在将气动叶轮8和布风转盘10一并装在支撑座9中间的低速输出端轴上，并用螺钉固定，最后盖上出口防护网11，外筒2与内筒4通过导叶12连接固定。
如图2所示，转盘布风射流扰动液压风机的气动叶轮8，其上均匀地固定若干只固定叶片，还布置若干只可调叶片7，可调叶片7上带有叶柄，可以通过螺母紧固在气动叶轮8的轮毂上。
如图3所示，转盘布风射流扰动液压风机的布风转盘10，在其转盘上开有1～2个出风口，出风口的形状可以图中所示的不完全环行，也可以是圆形、矩形或其它形状。
如图1所示，风机的工作和调节是这样完成的：当液压马达5的进口接通高压乳化液乳时，液压马达5的主轴带动叶轮3高速旋转，抽吸空气从带有防护网11的进风口进入风机叶轮3，获得能量的气流经过带有导叶12的环形流道后基本变成轴向，推动气动叶轮8和布风转盘10一起低速转动，从而在一个锥形区域内产生扰动的气体射流。改变可调叶片7的安装角度，可以改变气动叶轮8的转速，进而调节气流扰动频率。更换不同形式的布风转盘10，可以得到不同特性的气体射流。
如图2所示，布风转盘的转速调节原理是这样完成的：气动叶轮8均匀地装有若干只固定叶片和若干只可调叶片7，固定叶片的安装角相对气动叶轮8的轴线是不变地，而可调叶片7的安装角是可变的，假定气流进入气动叶轮8前的方向为轴向，由于气动叶轮8存在转动阻力矩，所以气流流出气动叶轮8时的绝对速度必会产生一定的偏转，由此产生绝对旋绕速度C_2u，当气动叶轮8的结构不变时，转动阻力矩基本不变，所以绝对旋绕速度C_2u的大小也基本不变，当改变可调叶片7的安装角时，就使出口平均相速度的方向产生变化，由此引起圆周速度大小变化，从而改变了气动叶轮8和布风转盘10的转速，进而改变出口射流的扰动频率。