矿井回风余热高效利用装置的制作方法

本发明属于矿井内回风余热利用，具体为矿井回风余热高效利用装置。

背景技术：

1、处于高寒高海拔地区的矿井，井筒入风口处新鲜风流气温很低，而空气由井筒进入地下之后，由于沿程围岩散热、高温水源放热、机械设备散热、矿物氧化放热等原因，通过对流换热和辐射换热等作用，风流温度明显升高。风流最终从回风井流出时与新鲜风流之间形成较大的温差。在以往传统风热量回收的方法中，大多采用喷淋水的方式进行热量收集，在喷淋水与风进行热交换后，对喷淋水进行热量收集。但是，喷淋水喷出后将发生蒸发现象，带走大量热量，而且风中带有大量粉尘等杂质，吸收杂质后的喷淋水无法直接用作洗浴水，存在一定的局限性。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供矿井回风余热高效利用装置，有效的解决了上述背景技术中喷淋水喷出后将发生蒸发现象，带走大量热量，而且风中带有大量粉尘等杂质，吸收杂质后的喷淋水无法直接用作洗浴水的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：矿井回风余热高效利用装置，包括集气箱，所述集气箱的底部设有风机，集气箱上开设有与风机相配合的进气孔，集气箱的上方设有导热箱，导热箱和集气箱通过第一连接板连接，导热箱的上方设有水箱，水箱和导热箱通过连接柱连接，水箱上设有进水管和出水管，集气箱上设有若干第一排气管，导热箱上设有若干用于存放液态二氧化碳的换热管，换热管为顶端开口的空腔结构，第一排气管套设于换热管的外部，换热管的外部套设有固定连接的螺旋叶片，且第一排气管的内壁和螺旋叶片固定连接，导热箱内设有若干换热柱，且换热柱的顶端延伸至水箱内，导热箱内设有若干竖直方向依次排布的隔板，隔板的两侧分别与导热箱的两侧内壁固定连接，且换热柱贯穿隔板，隔板的两端分别开设有容纳槽，容纳槽内设有密封板，隔板的顶部设有支撑架，支撑架的两端分别与相邻两个密封板固定连接，导热箱上设有与支撑架相配合的摆动改向组件，导热箱的一侧设有进风罩，进风罩内固定连接有若干弯管，弯管的一端和导热箱通过第二排气管连接，弯管的另一端和导热箱通过进液管连接，且进液管位于第二排气管的下方。

3、优选的，所述摆动改向组件包括固定安装于支撑架上的第一齿条，导热箱内设有第一转轴，第一转轴贯穿隔板，第一转轴和隔板的连接处设有轴承，第一齿条和第一转轴通过啮合驱动件连接，第一转轴的顶端贯穿导热箱，且第一转轴和导热箱的连接处设有轴承，导热箱内设有若干导流板，导流板的两端分别固定连接有第一连接轴，第一连接轴贯穿导热箱，第一连接轴和导热箱的连接处设有轴承，第一连接轴远离导流板的一端固定连接有第一齿轮，导热箱上滑动连接有活动架，活动架上固定连接有若干第二齿条，且第二齿条和第一齿轮相啮合，导热箱的上方设有第二转轴，导热箱上设有用于驱动第二转轴旋转的旋定结构，第二转轴和活动架通过往复推动结构连接，第二转轴和第一转轴通过摩擦传动单元连接。

4、优选的，所述摩擦传动单元包括设置于第一转轴上方的第二连接轴，第二连接轴的外部套设有第一支架，第二连接轴和第一支架的连接处设有轴承，第一支架和导热箱固定连接，第二连接轴的底部固定连接有第一摩擦轮，第一转轴的顶部固定连接有第二摩擦轮，第二摩擦轮的顶部和第一摩擦轮的底部相接触，第二连接轴和第二转轴通过同步单元连接。

5、优选的，所述同步单元包括固定安装于第二连接轴顶端的第一链轮，第二转轴的外部固定套设有第二链轮，第二链轮和第一链轮通过链条连接。

6、优选的，所述往复推动结构包括固定安装于第二转轴上的连接块，连接块的底部固定连接有第一活动柱，活动架上开设有矩形孔，第一活动柱位于矩形孔内。

7、优选的，所述活动架上固定连接有导向块，导热箱上开设有导向槽，且导向块位于导向槽内，通过导向块和导向槽的设计，以使活动架和导热箱滑动连接。

8、优选的，所述啮合驱动件包括设置于第一齿条上方的传动轴，传动轴的一端固定连接有与第一齿条相啮合的第二齿轮，传动轴的另一端固定连接有第一伞齿轮，传动轴的外部套设有第一支撑部，传动轴和第一支撑部的连接处设有轴承，第一支撑部和隔板固定连接，第一转轴的外部固定套设有若干第二伞齿轮，且第二伞齿轮和第一伞齿轮相啮合。

9、优选的，所述旋定结构包括固定安装于第二转轴顶端的第三伞齿轮，第二转轴的外部套设有第二支架，第二转轴和第二支架的连接处设有轴承，第二支架和导热箱固定连接，导热箱的上方设有电机，电机的输出端固定连接有与第三伞齿轮相啮合的第四伞齿轮，导热箱和电机通过拆装器连接。

10、优选的，所述拆装器包括固定安装于电机底部的电机座，电机座的底部设有支撑板，支撑板和导热箱通过第二连接板连接，支撑板的顶部固定连接有若干定位柱，且定位柱贯穿电机座，电机座的顶部设有挡板，挡板和支撑板通过弹性复位单元连接。

11、优选的，所述弹性复位单元包括固定安装于挡板上的活动板，活动板上固定连接有位于支撑板下方的第二活动柱，第二活动柱的外部套设有第二支撑部，第二支撑部和支撑板的底部固定连接，第二活动柱远离活动板的一端固定连接有固定盘，第二活动柱的外部套设有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与第二支撑部和固定盘固定连接。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、(1)、集气箱安装于回风井内，进风罩安装于进风井内，换热管内放置液态二氧化碳，通过进水管往水箱内加入水，启动风机，风机把回风井内回流的空气通过进气孔吸入到集气箱内，集气箱内回流的空气通过第一排气管排出，换热管内的液态二氧化碳与回流的空气发生热交换后，发生相变沸腾，产生气态二氧化碳，通过螺旋叶片的设计，减少回流的空气从换热管内排出的时间，增加回流的空气与换热管热交换的时间，增加了热交换效率，气态二氧化碳在浮力和热力作用下向导热箱内运动，气态二氧化碳在导热箱内与换热柱发生换热，换热柱对水箱内的常温水预热，通过隔板和密封板的配合，对位于导热箱内的气态二氧化碳进行导流，增加气态二氧化碳位于导热箱内的时间，提高了热交换的效率，通过摆动改向组件周期性驱动支撑架水平方向往复移动，以改变位于支撑架两端的密封板的位置，进而改变气态二氧化碳在导热箱内的流向，进一步的增加了气体停留在导热箱内的时间，进一步的增加了热交换效率，气态二氧化碳在压力的驱动下通过第二排气管输送至弯管内，弯管与进风井内新鲜风流发生换热，使新鲜风流温度升高，弯管内与新鲜风流发生换热后的气态二氧化碳温度降低，气态二氧化碳液化成液态二氧化碳，液态二氧化碳通过进液管输送至导热箱内，最终液态二氧化碳流入到换热管内，改变了传统热交换的方式，减少热交换的损失，增加了热交换的利用率，水箱内经过加热的水通过出水管排出，可以直接用作洗浴水，方便实际使用；

14、(2)、通过旋定结构驱动第二转轴旋转，第二转轴驱动第二链轮旋转，第二链轮通过链条驱动第一链轮和第二连接轴旋转，第二连接轴通过第一摩擦轮驱动第二摩擦轮和第一转轴同步旋转，第一转轴驱动第二伞齿轮旋转，第二伞齿轮通过第一伞齿轮驱动传动轴和第二齿轮旋转，第二齿轮驱动第一齿条和支撑架水平方向滑动，以使其中一个密封板与导热箱的内壁相接触，另一个密封板不再与导热箱的内壁相接触，通过旋定结构驱动第二转轴反向旋转，即可改变两个密封板的位置，以使原先与导热箱内壁相接触的密封板不再与导热箱的内壁相接触，另一个原先没有与导热箱内壁相接触的密封板与导热箱的内壁相接触，以改变气体在导热箱内的流向，当其中一个密封板的一侧和导热箱的内壁相接触时，随着第二转轴的持续旋转，第一转轴和第二摩擦轮停止转动，第二转轴通过第二连接轴驱动第一摩擦轮相对第二摩擦轮转动，第二转轴持续旋转不会导致密封板水平方向持续移动，避免第二转轴持续旋转改变密封板的位置；

15、(3)、通过旋定结构驱动第二转轴旋转时，第二转轴通过连接块驱动第一活动柱在矩形孔内滑动，第一活动柱驱动活动架水平方向往复移动，活动架驱动第二齿条水平方向往复移动，第二齿条通过第一齿轮驱动第一连接轴和导流板周期性正反转动，对导热箱内的气体进行扰流，增加了气态二氧化碳在导热箱内流动的时间，通过导向块和导向槽的设计，以使活动架相对导热箱水平方向平稳的移动；

16、(4)、通过电机驱动第四伞齿轮旋转，第四伞齿轮通过第三伞齿轮驱动第二转轴相对导热箱旋转，工作人员驱动活动板水平方向移动，以使挡板不再位于电机座的正上方，同时活动板驱动第二活动柱和固定盘移动，减少固定盘和第二支撑部之间的间距，压缩弹簧处于压缩状态，当挡板不再位于电机座的正上方时，挡板解除对电机座位置的限定，以使电机座可以相对支撑板上移，工作人员驱动电机上移，以使定位柱脱离电机座，且第四伞齿轮不再与第三伞齿轮相啮合，即可完成电机的拆除。