一种井口冷热风混合装置、混合系统及混合方法与流程

本发明涉及井筒施工技术领域，特别涉及一种井口冷热风混合装置、混合系统及混合方法。

背景技术：

煤矿井筒侧壁上一般设有多条管道。冬天时，由于井筒内热外冷，导致井筒进口处的管道凝霜，特别当温度至零下时，井筒进口处的管道容易结冰，从而冻裂管道。

目前，为了防止井筒内的管道冻裂，在靠近井筒进口处的侧壁上设置热风通道，通过热风通道向井筒内吹热风，热风通道出口是敞开式管道口，热风直接从井筒侧面的开口吹入井筒，从井筒进口处进入的大量冷风与从井筒侧面吹入的热风在井筒前部不能充分、快速混合，必须经过一定的距离后才能充分混合，达到提高冷风温度的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种井口冷热风混合装置、混合系统及混合方法，其具有将热风和冷风在井筒内充分混合，保温效果好的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种井口冷热风混合装置，包括安装在热风通道出风口处的安装环，所述安装环沿其轴线方向设有导风板，导风板位于安装环背向热风管道一侧，导风板的中心与安装环的中心在同一轴线上，安装环与导风板之间设有若干螺旋叶片。

通过采用上述技术方案，从热风通道吹出的热风进入到混合装置内，混合装置内的螺旋叶片改变热风风向呈螺旋形态吹出，这样使得热风更加容易与井筒内的冷风混合。

进一步设置：所述导风板朝向安装环一侧呈球面。

通过采用上述技术方案，一面导风板的导风性能更好，使得热风更加容易从混合装置散出，另一方面由于导风板的球面，使得热风向四周散出，使得热风更加容易与冷风混合。

一种冷热风混合系统，包括上述的混合装置，还包括开设于靠近井筒进口处侧壁上的热风通道，所述热风通道内设有热风管道，还包括热风控制器和用于控制热风控制器启停的温度传感器，所述混合装置设置在热风管道出风口处，混合装置用于将热风管道内输出的热风与井筒内的冷风混合；所述热风控制器连接在热风管道尾端，所述温度传感器设置在井筒进口处至距离井筒进口处50m之间，温度传感器均匀间隔排布在井筒内壁上。

通过采用上述技术方案，热风通过热风管道通入混合装置，混合装置将冷风以螺旋方式散出使得热风能够更容易与冷风混合。温度传感器实时监测井筒中的温度，并与预设值进行对比，开启或者关闭热风控制器，向热风管道中通入热风或者停止热风输送。

进一步设置：所述热风管道内壁上设有螺旋环绕设置的若干导风条，导风条表面呈圆弧形，导风条由热风管道的热风进风口处朝向热风出风口处延伸。

通过采用上述技术方案，热风管道的内壁形成导风条，使得热风在热风管道中形成螺旋形状上散出，进步提升热风散出的螺旋形态。

进一步设置：所述热风管道出风口处向外侧逐渐扩大形成喇叭形状。

通过采用上述技术方案，使得热风在热风管道出风口处向四周散出，使得热风散出热风管道后，更加容易与井筒中的冷风混合。

进一步设置：所述热风管道靠近井筒进口处设置，热风管道垂直于井筒侧壁，热风管道出风口距离井筒进口处4～6m之间，且高于井筒底面1m。

通过采用上述技术方案，热风管道距离井筒进口处的距离以及距离井筒的高度合适，热风管道设置在这个位置上时，热风与冷风的混合效果较好。

进一步设置：还包括设置在井筒进口处设有风幕机。

通过采用上述技术方案，风幕机可以尽可能地较少井筒内冷热交替，一方面可以有效保持井筒内的温度，另一方面，减少热量流失，降低能耗。

进一步设置：相邻所述温度传感器的间距介于5～10m之间。

通过采用上述技术方案，这样温度传感器可以较为准确地测量井筒各部分的温度，方便进行温度调节。

进一步设置：所述风幕机和热风管道内皆吹出介于5～10℃之间的热风。

通过采用上述技术方案，这样既可以让井筒内的温度保持在2℃以上，又能尽可能减少能耗。

一种井口冷热风混合方法，采用上述的冷热风混合系统，具体步骤如下：

s1：热风管道的直径设置为1～1.5m，热风管道吹出的热风温度介于1～95℃之间；

s2：温度传感器检测井筒内的温度，检测温度大于或等于20℃时，关闭热风控制器，检测温度小于或等于5℃时，开启热风控制器。

通过采用上述技术方案，由温度传感器监测井筒中的温度，检测温度大于或等于20℃时，关闭热风控制器，检测温度小于或等于5℃时，开启热风控制器，有效地对井筒内的温度进行控制。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、热风管道出口的装置使热风呈螺旋状态吹出；

2、热风在井筒中，不仅井筒中心部分冷热风充分混合，同时井筒壁部分的冷热风也得到了充分混合；

3、冷热风在井筒前部充分混合，井筒前部温度上升较快，需要的热风温度较低，节约了大量的热能。

附图说明

图1是实施例中热风管道的结构示意图；

图2是实施例中混合装置的侧视图；

图3是实施例中混合装置的俯视图。

图中，1、井筒；2、热风管道；3、混合装置；31、安装环；32、螺旋叶片；33、导风板；4、热风控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种井口冷热风混合装置，如图1、2和3所示，包括安装在热风通道出风口处的安装环31，安装环31沿其轴线方向上设有导风板33，导风板33位于安装环31背向热风管道2一侧，导风板33的中心与安装环31的中心在同一轴线上。安装环31与导风板33之间连接有若干螺旋叶片32，各个螺旋叶片32偏转相同的角度，螺旋叶片32与导风板33和安装环31一体成型。热风通道内吹出热风，热风进入混合装置3，螺旋叶片32改变热风风向，使得热风以螺旋形式散出，这样使得热风更好与井筒1的冷风混合。

如图2和3所示，导风板33朝向安装环31一侧光滑呈球面，这样热风从热风通道内吹出触碰到导风板33的球面，导风板33促使风向朝向四周散开，从而使得热风更加容易与井筒1中的冷风混合。

实施例2：一种冷热风混合系统，如图1所示，包括上述的混合装置3、开设于靠近井筒1进口处侧壁上的热风通道，热风通道内设有热风管道2，热风管道2内吹出介于5～10℃之间的热风。热风管道2背向井筒1一端连接热风控制器4，热风控制器4控制向热风管道2中输入热风或者停止输入热风。混合装置3安装在热风管道2出风口处，混合装置3将热风管道2内的热风形成螺旋方式散出，使得热风管道2内的热风更加容易与井筒1中的冷风混合。

温度传感器设置在井筒1进口处至距离井筒1进口处50m之间，温度传感器均匀间隔排布在井筒1内壁上，相邻温度传感器的间距介于5～10m之间。温度传感器实时监测井筒1中的温度，并与预设值进行对比，开启或者关闭热风控制器4，向热风管道2中通入热风或者停止热风输送。

如图1所示，热风管道2内壁上设有螺旋环绕设置的若干导风条，导风条表面呈圆弧形，导风条由热风管道2的热风进风口处朝向热风出风口处延伸。如此设置，热风在热风管道2内可以随导风条形成螺旋形式，这样使得热风在热风管道2内就形成螺旋形式，更好地与井筒1中的冷风混合。

如图1所示，热风管道2出风口向外侧逐渐扩大形成喇叭形状，这样热风管道2内的热风沿喇叭形状的出风口向四周散开，不仅方便热风从热风管道2中散出，而且方便热风与井筒1中的冷风混合。

如图1所示，热风管道2靠近井筒1进口处设置，热风管道2垂直于井筒1侧壁热风管道2出风口距离井筒1进口处4～6m之间，且高于井筒1底面1m。热风从与井筒1成90°角的热风管道2吹出时，不是跟随冷风进入井筒1深处，而是促使热风和冷风在井筒1口充分混合。

如图1所示，井筒1进口处设有风幕机，风幕机吹出介于5～10℃之间的热风。风幕机可以尽可能地较少井筒1内冷热交替，一方面可以有效保持井筒1内的温度，另一方面，减少热量流失，降低能耗。

实施例3：一种井口冷热风混合方法，如图1和2所示，包括上述的冷热风混合系统，具体步骤如下：

s1：热风管道2的直径设置为1～1.5m，热风管道2吹出的热风温度介于1～95℃之间，优选为5～10℃；

s2：温度传感器检测井筒1内的温度，检测温度大于或等于20℃时，关闭热风控制器4，检测温度小于或等于5℃时，开启热风控制器4。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。