专利名称：紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风扇，具体的为一种用在煤矿井下紧急避险系统中的隔爆型直流电动风扇，并用于可移动式救生舱和避难硐室内的空气净化以及温度、湿度调节。
背景技术：
近年来，我国各类矿难事故时有发生，矿难事故发生之后，如何避免出现重大的人员伤亡是迫切需要解决的问题。在煤矿井下设置和使用可移动式救生舱和避难硐室，是矿井应急救援中的一项重要的措施。为了加快完善我国矿山应急救援体系，最大限度地减少事故损失和人员伤亡，我国正在大力推广井下安全避险系统，并且强制要求三年之内覆盖所有的矿山企业。当煤矿井下突发瓦斯突出、煤突出、坍塌和火灾等事故，并导致矿井通道堵塞或动力电源断电时，在井下遇险人员不能立即升井逃生脱险的紧急情况下，可快速进入可移动式救生舱和避难硐室等待救援，紧急避险系统为逃生人员提供生命保障的安全密闭空间， 创造生存基本条件，为应急救援创造条件、赢得时间。作为煤矿井下紧急避险系统的通风设备，对于实现设施内的空气净化和温湿度调节，起着至关重要的作用。目前，国内可移动式救生舱和避难硐室中用于空气净化与温湿度调节的防爆风扇普遍存在以下缺陷①防爆风扇本身体积较大，风量偏小；②风扇叶片采用金属叶片，叶片一致性不好、重量较重、容易锈蚀；③防爆风扇效率低、功率较大、耗电量较多。在矿难发生时，防爆风扇一般都需要电力驱动，外接电源遭到破坏时，只有用避难系统中自带的容量较小的备用电池进行供电。因此，本发明旨在提出一种适用于井下紧急避险系统的空气净化用隔爆型直流电动风扇，其不仅安全防爆，可适用于井下具有爆炸性气体环境的通风换气，而且还具备功率小、体积小、耗电量小、供风量大以及使用寿命长等特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其不仅安全防爆，可适用于井下具有爆炸性气体环境的通风换气，而且还具备功率小、体积小、供风量大以及使用寿命长的优点。为了实现上述技术目的，本发明的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇包括直流电机、叶轮、风扇外壳和电缆，所述直流电机外设有隔爆外壳，所述隔爆外壳由电机保护壳和位于所述叶轮与直流电机之间的电机端盖组成并构成隔爆腔，所述隔爆外壳通过连接板焊接在风扇外壳上，所述直流电机置于隔爆腔内，且直流电机的转轴穿过电机端盖与叶轮轮毂相连接，所述电机保护壳上设有用于连接电源的电缆引入孔，所述电缆引入孔上设有套装在电缆上的电缆引入装置，所述电缆引入装置内有密封垫圈，所述电缆采用阻燃电缆，所述叶轮为采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型的一体式叶轮。进一步，所述叶轮进风侧设有与所述风扇外壳固定连接的集流器，所述集流器包括集流器外壳和位于集流器中心并通过加强板焊接在集流器外壳上的流线罩，所述集流器外壳呈直径沿叶轮进风方向逐渐缩小的渐缩喇叭形，所述流线罩呈直径沿叶轮进风方向逐渐增大的半球形；
进一步，所述电机端盖与所述电机保护壳采用螺纹防爆连接结构固定连接； 进一步，所述电机端盖与所述电机保护壳之间的螺纹防爆连接结构的螺纹螺距不小于 0. 7mm且不大于2mm ；所述啮合螺纹不小于5扣，且啮合深度不小于5mm ；
进一步，所述电机端盖上设有与所述直流电机转轴旋转配合的通孔，所述直流电机的转轴与所述通孔之间间隙配合的长度大于等于12. 5mm，且该通孔的直径与转轴直径之差小于等于0. 4mm,且无摩擦的最小径向间隙不小于0. 05mm ；
进一步，所述电机端盖和电机保护壳的螺纹连接处设有防转板，所述电机端盖和电机保护壳体的外周壁对应的内凹或外凸形成与所述防转板相匹配的平面，所述防转板在所述电机端盖和电机保护壳安装到位后固定安装在所述电机端盖和电机保护壳相对应的平面上；
进一步，所述直流电机包括电机本体、电机控制器和电缆，所述电缆采用煤矿用阻燃软电缆并焊接在电机控制器上，所述电机本体上设有法兰盘，所述电机端盖上设有与所述法兰盘相匹配的螺纹孔；
进一步，所述电缆引入装置包括固定安装在电机保护壳上的电缆引入座和与所述电缆引入座螺纹连接的电缆引入盖，所述密封垫圈被压紧固定在所述电缆引入座和电缆引入盖之间；
进一步，所述叶轮叶片采用机翼形扭曲叶片。本发明具有如下有益效果
1、本发明的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇通过将直流电机置于隔爆腔内，能够使得直流电机安全防爆，使得直流电机在井下具有爆炸性气体的环境中均能安全可靠工作，通过设置电缆引入孔和电缆引入装置，能方便地将直流电机与外接电源相连； 一体式叶轮采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型，不仅使得风扇在运行过程中无电火花和摩擦火花，安全可靠，另外，叶轮本身重量相较于传统的金属叶轮得以大大减轻，且叶片的一致性较好，不锈蚀，相应的电机功率大大减小，耗电量降低，在外界电源不通的情况下，备用电源能够使用更长的时间，相较于传统的采用金属叶片的防爆风扇，本发明的隔爆直流电动风扇的体积可以更小，由于运行效率高，因此供风量不受影响，同时使用寿命长。2、通过在叶轮进风侧设置集流器及采用机翼形扭曲叶片，气流通过集流器均勻平稳地进入叶轮，减小了风流的阻力，经过叶轮旋转做功，使风扇达到了风量大、效率高、噪音低的效果；
3、直流电机采用电动机本体、电机控制器和电缆为一体的一体式结构，结构紧凑，减小了直流电机体积，方便了外接电源的引入。
图1为本发明紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇实施例的结构示意图；图2为叶轮结构示意图； 图3为直流电机结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。如图1所示，为本发明紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇实施例的结构示意图；图2为叶轮结构示意图。本实施例的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇包括直流电机8、叶轮3、风扇外壳6以及电缆85，直流电机8外设有隔爆外壳，且隔爆外壳由电机保护壳42和位于叶轮3与直流电机8之间的电机端盖41组成并构成隔爆腔 4，直流电机8置于隔爆腔4内，电机保护壳42通过连接板45焊接在风扇外壳6上，直流电机8的转轴81穿过电机端盖41与叶轮的轮毂32相连接，电机保护壳42上设有用于连接电源的电缆引入孔，电缆引入孔上设有电缆引入装置9，电缆引入装置9内填充有密封垫圈 93，电缆85采用阻燃电缆，叶轮3为采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型的一体式叶轮。本实施例的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇通过将直流电机8置于隔爆腔内，能够使得直流电机8安全防爆，使得直流电机8在井下具有爆炸性气体环境中均能安全可靠工作，通过在电机保护壳42上设置电缆引入孔和电缆引入装置9，不仅能方便地将直流电机8与外接电源相连，而且通过设置电缆引入装置9能有效的隔爆，防止电机内部爆炸从电缆引入孔处传入外界，引起外界爆炸性气体的爆炸。叶轮3为采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型的一体式叶轮，不仅使得风扇在运行过程中无电火花和摩擦火花，安全可靠，另外，叶轮本身重量相较于传统的金属叶轮得以大大减轻，且叶片的一致性较好，不锈蚀，相应的电机功率大大减小，耗电量降低，在外界电源不通的情况下，备用电源能够使用更长的时间，相较于传统的采用金属叶片的防爆风扇，本实施例的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇的体积可以更小。优选的，叶轮3的叶片31采用机翼形扭曲叶片，通过整体注塑成型，使每个叶片具有一致性，表面光滑平整，不锈蚀，使一体式叶轮3的气体流动性好，发挥了高效率、低能耗、低成本、低噪音、叶片不易断裂及使用寿命长的优点。进一步，叶轮3进风侧设有与风扇外壳6通过法兰2固定连接的集流器1，集流器 1包括集流器外壳11和位于集流器1中心并通过加强板13焊接在集流器外壳11上的流线罩12，集流器外壳11呈直径沿一体式叶轮3进风方向逐渐缩小的渐缩喇叭形，流线罩12 呈直径沿叶轮进风方向逐渐增大的半球形。通过在一体式叶轮3进风侧设置集流器，气流通过集流器1均勻平稳地进入叶轮， 减小了风流的阻力，经过叶轮3旋转做功，使风扇达到了风量大、效率高、噪音低的效果，相较于传统的风扇具有供风量更大的优点。优选的，集流器外壳11呈喇叭口形，流线罩12呈半球形，采用该流线型结构的集流器外壳11和流线罩12能够使得气流更加流畅地进入风扇中，且气流全部作用在叶轮3的叶片31上，效率更高，供风量更大更平稳。进一步，隔爆外壳包括电机保护壳42和位于一体式叶轮3与直流电机8之间的电机端盖41，并构成隔爆腔4，直流电机8放置于隔爆腔4内，直流电机8的转轴81由滚动轴承5支撑并延伸穿过设置在电机端盖41中心的通孔43与叶轮轮毂32相连接，电机端盖41与电机保护壳42采用螺纹防爆连接结构固定连接。能够将直流电机8与外界爆炸性气体环境隔离开来，保护直流电机8能够在矿山井下恶劣环境下安全可靠工作，通过将隔爆外壳设置为电机保护壳42和电机端盖41，方便直流电机8安装和维护，电机端盖41与电机保护壳42之间采用螺纹防爆连接结构固定连接，能够有效隔绝爆炸。优选的，电机端盖41与电机保护壳42之间的螺纹连接结构的螺纹螺距不小于 0. 7mm且不大于2mm ；所述啮合螺纹不小于5扣，且啮合深度不得小于5mm。采用该结构的螺纹防爆结构能够保证隔爆外壳4内部爆炸而不会引起外界爆炸性气体的爆炸，满足相关标准要求。优选的，直流电机的转轴81与设置在电机端盖41上的通孔43之间间隙配合的长度大于等于12. 5mm,该通孔的直径与转轴直径之差小于等于0. 4mm,且无摩擦的最小径向间隙不小于0. 05mm。不仅安装配合方便，而且使得电机旋转更加稳定，减少震动，直流电机转轴81与电机盖41之间的配合间隙和配合长度，能够阻止隔爆腔4内部爆炸而不会引起外界爆炸性气体的爆炸，满足煤矿安全规程的相关要求。优选的，电机端盖41与电机保护壳42之间的螺纹连接处设有防转板44，电机端盖 41与电机保护壳42的外周壁对应地内凹或外凸形成与防转板44相匹配的平面，防转板44 在电机端盖41和电机保护壳42安装到位后固定安装在电机端盖41和电机保护壳42对应的平面上，通过设置防转板44能够有效防止二者之间产生相对转动。如图3所示，为直流电机结构示意图，直流电机8包括电机本体82、电机控制器83 和电缆85，电缆85采用煤矿用阻燃软电缆并焊接在电机控制器83上，且电缆85通过电缆卡子84固定在直流电机本体82上，所述直流电机本体82上设有法兰盘86，所述电机端盖 41上设有与所述法兰盘86相匹配的螺纹孔，直流电机8通过法兰盘86安装在电机端盖41 上，如图1所示，电机端盖41的内侧向内凹并与直流电机8相匹配，直流电机8的前部置入电机端盖41的内凹腔中，并通过螺钉将法兰盘86固定在电机端盖41上，采用该结构的直流电机8结构紧凑，减小了电机体积，方便了外接电源的引入，且电缆85直接焊接在电机控制器83上，牢固可靠。进一步，电缆引入装置9包括固定安装在电机保护壳42上的电缆引入座91，以及与所述电缆引入座91螺纹连接的电缆引入盖92，密封垫圈93置于电缆引入座91内并被压紧固定在电缆引入座91和电缆引入盖92之间，采用该结构的电缆引入装置9能够有效阻止隔爆腔4内部爆炸而不会引起外界爆炸性气体的爆炸，不仅能将电缆85固定住，而且能有效地隔爆，安全性更高。优选的，密封垫圈93的两端分别设有金属垫圈94，可使得密封垫圈93受力分布更加均勻，压得更紧。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，包括直流电机、叶轮、风扇外壳和电缆，其特征在于所述直流电机外设有隔爆外壳，所述隔爆外壳由电机保护壳和位于所述叶轮与直流电机之间的电机端盖组成并构成隔爆腔，所述隔爆外壳通过连接板焊接在风扇外壳上，所述直流电机置于隔爆腔内，且直流电机的转轴穿过电机端盖与叶轮轮毂相连接，所述电机保护壳上设有用于连接电源的电缆引入孔，所述电缆引入孔上设有套装在电缆上的电缆引入装置，所述电缆引入装置内有密封垫圈，所述电缆采用阻燃电缆，所述叶轮为采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型的一体式叶轮。
2.根据权利要求1所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述叶轮进风侧设有与所述风扇外壳固定连接的集流器，所述集流器包括集流器外壳和位于集流器中心并通过加强板焊接在集流器外壳上的流线罩，所述集流器外壳呈直径沿叶轮进风方向逐渐缩小的渐缩喇叭形，所述流线罩呈直径沿叶轮进风方向逐渐增大的半球形。
3.根据权利要求1所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述电机端盖与所述电机保护壳采用螺纹防爆连接结构固定连接。
4.根据权利要求3所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述电机端盖与所述电机保护壳之间的螺纹防爆连接结构的螺纹螺距不小于0. 7mm且不大于2mm ；所述啮合螺纹不小于5扣，且啮合深度不小于5mm。
5.根据权利要求3所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述电机端盖上设有与所述直流电机转轴旋转配合的通孔，所述直流电机的转轴与所述通孔之间间隙配合的长度大于等于12. 5mm，且该通孔的直径与转轴直径之差小于等于 0. 4mm，且无摩擦的最小径向间隙不小于0. 05mm。
6.根据权利要求3所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述电机端盖和电机保护壳的螺纹连接处设有防转板，所述电机端盖和电机保护壳体的外周壁对应的内凹或外凸形成与所述防转板相匹配的平面，所述防转板在所述电机端盖和电机保护壳安装到位后固定安装在所述电机端盖和电机保护壳相对应的平面上。
7.根据权利要求1所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述直流电机包括电机本体、电机控制器和电缆，所述电缆采用煤矿用阻燃软电缆并焊接在电机控制器上，所述电机本体上设有法兰盘，所述电机端盖上设有与所述法兰盘相匹配的螺纹孔。
8.根据权利要求1所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述电缆引入装置包括固定安装在电机保护壳上的电缆引入座和与所述电缆引入座螺纹连接的电缆引入盖，所述密封垫圈被压紧固定在所述电缆引入座和电缆引入盖之间。
9.根据权利要求1所述的紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，其特征在于所述叶轮叶片采用机翼形扭曲叶片。
全文摘要
本发明公开了一种紧急避险系统空气净化用隔爆型直流电动风扇，包括直流电机、叶轮、风扇外壳和电缆，直流电机外设有隔爆外壳，且隔爆外壳由电机保护壳和位于叶轮与直流电机之间的电机端盖组成并构成隔爆腔，隔爆外壳通过连接板焊接在风扇外壳上，直流电机置于隔爆腔内，且直流电机的转轴穿过电机端盖与叶轮轮毂相连接，电机保护壳上设有用于连接电源的电缆引入孔，电缆引入孔上设有套装在电缆上的电缆引入装置，电缆引入装置内有密封垫圈，电缆采用阻燃电缆，叶轮为采用抗静电和阻燃的工程塑料注塑加工成型的一体式叶轮，使得风扇在运行过程中无电火花和摩擦火花，叶轮本身重量轻，电机功率减小，风扇运行效率高。
文档编号F04D25/08GK102338112SQ20111033114
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者井婷婷, 刘林, 张广勋, 朱先国, 葛亮, 蒋德献, 陈阳国 申请人:中煤科工集团重庆研究院