一种矿井回风余能回收利用系统的制作方法

1.本发明涉及矿井通风设备技术领域，具体涉及一种矿井回风余能回收利用系统。


背景技术：

2.众所周知，矿井通风是指将空气输入矿井下，以增加矿井中氧气的浓度并排除矿井中有害的气体。矿井通风的基本任务是，供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要，冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。
3.传统的矿井回风井，大多都是在风机的出风口后面安装一个扩散器、或修建一个扩散塔来减小矿井回风的动能损失，由于扩散器和扩散塔都是将风机的水平方向出风改变成垂直向上的出风向，具有风阻同时造成动能损失；另外由于矿井回风量相当大，在扩散器上口排出的矿井回风还具有较高的速度，即矿井回风中含有较大动能被排放掉了。


技术实现要素：

4.本发明的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种矿井回风余能回收利用系统。
5.为了实现上述技术方案，本发明采用以下技术方案：
6.一种矿井回风余能回收利用系统，包括风机、导风筒、涡轮、发电机，所述风机设置于导风筒的进风侧，在导风筒排风侧的方向安装有发电机，所述涡轮位于导风筒与发电机之间、且安装于发电机的输入轴上。
7.根据本发明的一实施方式，所述导风筒呈喇叭状，其收口端设有风机，其敞口端朝涡轮设置。
8.根据本发明的一实施方式，所述导风筒的轴心线与风机的轴心线在同一条直线。
9.根据本发明的一实施方式，所述风机的轴心线与发电机的轴心线在同一条直线。
10.根据本发明的一实施方式，所述涡轮为一种受到风流吹动时会旋转的装置，包括但不限于涡桨、螺旋桨、风叶。
11.根据本发明的一实施方式，所述涡轮的直径小于导风筒敞口端的直径。
12.根据本发明的一实施方式，所述涡轮至少一组以上。
13.根据本发明的一实施方式，所述发电机安装于支架上。
14.根据本发明的一实施方式，所述支架为滑动支架，滑动支架的下端安装于滑道上，以及包括一推进装置，所述推进装置与滑动支架连接，用于推动滑动支架向着靠近或远离导风筒的方向移动；所述滑道固定在地基上。
15.根据本发明的一实施方式，所述滑道上设有长方形滑槽，作为滑动支架的行走轨道。
16.根据本发明的一实施方式，所述滑道与发电机的轴心线平行设置。
17.根据本发明的一实施方式，还包括控制器，分别与风机、推进装置电性连接。
18.根据本发明的一实施方式，所述控制器控制推进装置带动支架、发电机，使涡轮与
导风筒的距离大小发生变化；
19.当涡轮接近导风筒时、从导风筒中吹出的矿井回风就会吹动涡轮旋转，涡轮旋转带动发电机进行发电；
20.当涡轮远离导风筒后、矿井回风吹不动涡轮旋转、发电机不发电。
21.根据本发明的一实施方式，所述推进装置可以推动发电机、使涡轮进入导风筒的敞口内进行运转发电。
22.根据本发明的一实施方式，所述推进装置是一种能够推动滑动支架沿滑道进行水平移动的机械装置。
23.根据本发明的一实施方式，所述推进装置包括驱动部件和执行部件，所述驱动部件的动力输出端与执行部件连接；通过驱动部件提供动力，进而带动执行部件旋转或水平移动；所述驱动部件包括但不限于油缸、气缸、驱动电机，所述执行部件包括但不限于丝杆、齿条、推进轴。
24.根据本发明的一实施方式，所述滑动支架底部设有滑轮。
25.由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：
26.本发明一种矿井回风余能回收利用系统，通过喇叭形的导风筒，以及增加涡轮、发电机、滑动支架、滑道、推进装置等配套设施，能够降低矿井回风阻力，减少动能损失，增加回风能量回收、转化、利用功能，实现了矿井回风节能利用之目的。结构设计巧妙、施工简便、易于制作、通用性强、容易推广、节能效果显著。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明一种矿井回风余能回收利用系统的结构示意图；
29.图2为本发明一种矿井回风余能回收利用系统一实施方式示意图；
30.图3为本发明一种矿井回风余能回收利用系统另一实施方式示意图；
31.图4为本发明所述控制器与风机及推进装置的连接关系示意图。
32.附图标记说明如下：
[0033]1‑
风机、2
‑
导风筒、3
‑
涡轮、4
‑
发电机、5
‑
支架、6
‑
滑道、7
‑
推进装置、
[0034]
71
‑
驱动部件、72
‑
执行部件、8
‑
控制器。
具体实施方式
[0035]
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0036]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的
普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。
[0038]
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0039]
参见附图1～4，本发明一种矿井回风余能回收利用系统，包括风机1、导风筒2、涡轮3、发电机4、支架5、滑道6、推进装置7、控制器8。
[0040]
风机1的进风口与矿井的回风通道连通，风机1的出风口与导风筒2的进风侧固定连接，在导风筒2排风侧的方向安装有发电机4，所述涡轮3位于导风筒2与发电机4之间、且安装于发电机4的输入轴上。导风筒2呈喇叭状，其收口端设有风机1，其敞口端朝涡轮3设置。导风筒2的轴心线与风机1的轴心线在同一条直线。所述风机1的轴心线与发电机4的轴心线在同一条直线。涡轮3为一种受到风流吹动时会旋转的装置，包括但不限于涡桨、螺旋桨、风叶。本发明中，涡轮3的直径小于导风筒2敞口端的直径。如图3所示，涡轮3位于导风筒2的敞口端内。发电机4安装于支架5上。进一步地，支架5为滑动支架，滑动支架的下端安装于滑道6上，以及包括一推进装置7，所述推进装置7与滑动支架连接，用于推动滑动支架向着靠近或远离导风筒2的方向移动；所述滑道6固定在地基上。滑道6上设有长方形滑槽，作为滑动支架的行走轨道。滑道6与发电机4的轴心线平行设置。进一步地，所示滑动支架底部设有滑轮。所述发电机4通过其配套的电缆、整流器、充电器、蓄电池、逆变器等器件与供电网络进行电连接。控制器8分别与风机1、推进装置7电性连接。推进装置7包括驱动部件71和执行部件72，所述驱动部件71的动力输出端与执行部件72连接；通过驱动部件71提供动力，进而带动执行部件72旋转或水平移动。本实施例中，驱动部件71选用驱动电机，执行部件72选用丝杆。当然，所述驱动电机也可以通过发电机4供电。
[0041]
本发明一种矿井回风余能回收利用系统的一实施方式中，当启动风机1时，控制器8首先控制推进装置7退缩、将滑动支架带动发电机4及涡轮3移动到距离导风筒2的最远点位置，然后控制器8向风机1通电启动，这时由于涡轮3距离导风筒2的距离较远、风机1经导风筒2排风时出风口阻力最小，故风机1的启动负荷最小，风机1启动达到额定转速后、其排风量达到最大值，然后控制器8控制推进装置7推动滑动支架向着靠近导风筒2的方向推进，滑动支架带动发电机4及涡轮3逐渐向导风筒2靠近，这时风机1排出的矿井回风经过导风筒2吹动涡轮3旋转、进而带动发电机4进行发电。随着推进装置7的进一步推进、使涡轮3与导风筒2之间的距离越近，从而使得矿井回风吹动涡轮3转动的速度越来越快，发电机4产生的电能越大；同时涡轮3对风机1排风的阻力也逐渐增加，风机1的排风量就会降低，即矿井回风量就会逐渐降低。当涡轮3与导风筒2之间的距离达到某一位置时，风机1的实时排风量与矿井需要的回风量相一致时、控制器8就向推进装置7发送指令停止推进、并将滑动支架5的位置进行固定，进而使风机1、涡轮3、发电机4都稳定运行。其中，控制器8向风机1通电启动时，采用变频器或软启动器进行启动，为较佳的启动方式。其中，风机1的实时排风量、矿井回风量可以采用风速传感器进行采集，所述风速传感器与控制器电性连接。
[0042]
在另一实施方式中，如图3所示，推进装置7可以推动滑动支架、使发电机4上的涡轮3进入到导风筒2敞口内，这时涡轮3从矿井回风中获得的动能最大、旋转的速度最快，发电机4的发电量达到最大值。
[0043]
在另一实施方式中，当风机1停止运转时、控制器同时向推进装置7发出退缩指令，使推进装置7带动滑动支架、发电机4及涡轮3移动到距离导风筒2最远点并固定。
[0044]
在另一实施方式中，当需要启动风机1进行反向运转时(矿井反风)，这时滑动支架、发电机4及涡轮3位于距离导风筒2的最远点不动，控制器8控制风机1直接反转启动，这时涡轮3不转动，发电机4也不发电。
[0045]
本发明的技术方案，克服了现有技术牛角状扩散器阻风的缺陷，本发明的导风筒不存在阻风部位，同时导风筒的轴心线与风机的轴心线在同一条直线，风阻最小；现有技术矿井回风中所蕴含的能量浪费极大，本发明中通过涡轮与发电机的组合特征，将矿井回风中的能量应收尽收，能量利用最大化；通过调节涡轮与导风筒之间的距离，能够实现风量调节。
[0046]
需要说明的是，本发明涉及的风机、涡轮、发电机、支架、滑道、推进装置、控制器，均为现有技术，本技术并不对以上产品的结构进行改进。
[0047]
综上所述，本发明一种矿井回风余能回收利用系统，通过喇叭形的导风筒，以及增加涡轮、发电机、滑动支架、滑道、推进装置等配套设施，能够降低矿井回风阻力，减少动能损失，增加回风能量回收、转化、利用功能，实现了矿井回风节能利用之目的。结构设计巧妙、施工简便、易于制作、通用性强、容易推广、节能效果显著。
[0048]
应可理解的是，本发明不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。