一种高安全性的井下作业通风换气装置的制作方法

1.本发明涉及通风换气设备领域，具体为一种高安全性的井下作业通风换气装置。


背景技术：

2.煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿，我国绝大部分煤矿属于井工煤矿，一般分为井工煤矿和露天煤矿，井下含有大量粉尘瓦斯气体，高浓度的粉尘弥漫、堆积，影响井下作业人员工作环境，所以在进行井下作业的时候，通风换气是十分重要的。
3.现有的井下通风装置排气方式基本为固定式的，采取的通风手段大多通过风机配合风管进行内外空气的互换，其过程存在以下缺陷：
4.首先通风均匀性差，大多通风管只会设置一个出风口进行通风，只有出风口处的通风性好一点，其他地方依旧存在通风问题，有些管道会设置多个出风口进行出风，但是依旧无法使风量均匀地从每个出风口排出。
5.其次通风的气流也较为干燥且温度高，导入下井后，高温干燥的空气非常容易产生危险，且矿井的内部和外部的粉尘量都很大，一些设备上只会配备除尘结构，但是除尘效果较差，使用一段时间后除尘结构容易堵塞，影响滤风效果和通风顺畅性。
6.最后井下的空气中含有瓦斯气体，瓦斯的主要成分是甲烷，是一种可使用的气体燃料，但同时也存在着易燃和吸入肺部后对人体有害的缺点，所以如果直接排出不仅污染环境，而且浪费资源。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高安全性的井下作业通风换气装置，解决了井下通风换气效果差，除尘结构不理想和瓦斯气体排放污染环境的问题。
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高安全性的井下作业通风换气装置，包括防潮底板，所述防潮底板的上表面一侧固定连接有第一风机，所述第一风机的输入端固定连接有第一进风管，所述第一风机的输出端固定连接有第一出风管，所述第一出风管的末端固定连接有过滤室，所述过滤室顶端固定连接有收集管，所述过滤室的内部通过连接架连接有滤芯，所述防潮底板上表面另一侧固定连接有第二风机，所述第二风机的输入端固定连接有第二进风管，所述第二进风管的顶端固定连接有防尘网，所述第二风机的输出端固定连接有第二出风管。
9.优选的，所述第一进风管的末端固定连接有波纹管，所述波纹管的末端固定连接有集风罩，所述集风罩的底壁设置有瓦斯浓度检测仪，所述集风罩的上下端均通过若干个钢丝束与第一进风管的上下端连接。
10.优选的，所述过滤室远离第一风机的一端固定连接有电机，所述电机的驱动端贯穿过滤室的表面并固定连接有半齿轮，所述过滤室的内侧壁一端设置有滑槽，所述滑槽内
部滑动连接有回形滑块。
11.优选的，所述回形滑块的上下端内壁均固定连接有齿条板，所述半齿轮的一端与其中一个齿条板的内侧端啮合相连，所述回形滑块的外侧端上部固定连接有折弯杆，所述折弯杆的末端固定连接有清洁刷，所述第一出风管的顶端固定连接有蒸汽导入管。
12.优选的，所述第二出风管的底壁均匀设置有四个风口，所述第二出风管的内部与风口相对应的位置处均固定连接有导流片，所述导流片的从左向右宽度依次增大，且最右端的风口不设立导流片。
13.优选的，所述第二出风管的底端与风口相对应的位置处均固定连接有支管，所述支管从上往下依次为矩形宽口风道、倒锥形风道和矩形窄口风道且矩形窄口风道的宽度为矩形宽口风道的1/3。
14.优选的，所述防潮底板上表面中部固定连接有水箱，所述水箱的顶端固定连接有水泵，所述水泵的输出端固定连接有水管，所述水管的末端贯穿第二进风管的一侧并固定连接有水环，所述水环的上下内壁均固定连接有雾化喷头。
15.优选的，所述水箱的底部一侧通过回流管与第二进风管的底部相连通，所述水箱内部固定连接有滤网。
16.优选的，所述第一进风管的一侧与第二进风管的底部一侧通过第一连通管相连通，所述第一出风管的一侧与第二出风管的一侧通过第二连通管相连通。
17.优选的，所述第二进风管、第一连通管和第二连通管的中部均固定连接有风阀，所述第二出风管与第二连通管的连接处固定连接有换向阀。
18.工作原理：第一风机配合第一进风管和第一出风管对矿井下的空气排出，利用钢丝束和波纹管可以调整集风罩的角度，而抽入的空气会通过第一出风管进入到过滤室内，过滤室内的滤芯过滤掉油污杂质后通过收集管排出，方便后期瓦斯回收，通过电机驱动半齿轮转动，配合齿条板可以带动回形滑块在滑槽内来回移动，从而带动折弯杆末端的清扫刷对滤芯表面进行刷洗，同时配合蒸汽导入管导入蒸汽，对滤芯表面进行消毒杀菌和去除油污杂质，方便滤芯循环使用，通过第二风机配合第二进风管和第二出风管对外界空气进行导入，利用水泵将水箱中的水抽出通过水管配合水环和雾化喷头，不仅可以对导入的空气进行降尘，同时还能使导入的空气更加潮湿，在第二出风管内部的风口处设置导流片，且导流片的大小不一，最末端的风口处不设立导流片，利用导流片的拦截，可以使风量均匀地从每个支管排出，同时，支管设置为从上往下依次为矩形宽口风道、倒锥形风道和矩形窄口风道的形式，利用空气从宽口风道进入窄口风道后空间变小，压力增大的原理，使风速变快，温度变低，不仅可以加快内外空气的交换，还可以对矿井内的温度进行有效调控，当矿井下的瓦斯浓度过高时，瓦斯浓度检测仪会发出警报，工作人员可以通过控制风阀和换向阀来使进风结构短暂关闭，第一风机和第二风机同时作业进行井下抽风工作，方便将井下空气尽快排出。
19.本发明提供了一种高安全性的井下作业通风换气装置。具备以下有益效果：
20.1、本发明通过第一风机配合第一进风管和第一出风管对矿井下的空气排出，利用钢丝束和波纹管可以调整集风罩的角度，而抽入的空气会通过过滤室内的滤芯过滤掉油污杂质后排出，方便后期瓦斯回收，方便环保。
21.2、本发明通过电机驱动半齿轮转动，配合齿条板可以带动回形滑块在滑槽内来回
移动，从而带动折弯杆末端的清扫刷对滤芯表面进行刷洗，同时配合蒸汽导入管导入蒸汽，对滤芯表面进行消毒杀菌和去除油污杂质，方便滤芯循环使用，延长使用寿命。
22.3、本发明通过第二风机配合第二进风管和第二出风管对外界空气进行导入，利用水泵将水箱中的水抽出通过水管配合水环和雾化喷头，不仅可以对导入的空气进行降尘，同时还能使导入的空气更加潮湿，提高安全性。
23.4、本发明通过在第二出风管内部的风口处设置导流片，且导流片的大小不一，最末端的风口处不设立导流片，利用导流片对风的拦截，可以使风量均匀地从每个支管排出，提高风量的均匀性，有助于井下通风作业，结构简单巧妙，实用性强。
24.5、本发明通过将支管设置为从上往下依次为矩形宽口风道、倒锥形风道和矩形窄口风道的形式，利用空气从宽口风道进入窄口风道后空间变小，压力增大的原理，使风速变快，温度变低，不仅可以加快内外空气的交换，还可以对矿井内的温度进行有效调控，进一步提高通风安全性。
25.6、本发明当矿井下的瓦斯浓度过高时，可以通过控制风阀和换向阀来使进风结构短暂关闭，第一风机和第二风机同时作业进行井下抽风工作，用于应对突发状况，更好地满足通风需求，给井下工作人员带来便利。
附图说明
26.图1为本发明的立体示意图；
27.图2为本发明的侧视立体图；
28.图3为本发明中过滤室的内部示意图；
29.图4为本发明中第二出风管的内部示意图；
30.图5为本发明中水箱的内部示意图；
31.图6为本发明中水环的示意图。
32.其中，1、防潮底板；2、第一风机；3、第一进风管；4、波纹管；5、集风罩；6、瓦斯浓度检测仪；7、钢丝束；8、第一出风管；9、过滤室；10、电机；11、半齿轮；12、滑槽；13、回形滑块；14、齿条板；15、折弯杆；16、清洁刷；17、滤芯；18、收集管；19、蒸汽导入管；20、第二风机；21、第二进风管；22、防尘网；23、第二出风管；24、风口；25、支管；26、导流片；27、水箱；28、水泵；29、水管；30、水环；31、雾化喷头；32、回流管；33、滤网；34、第一连通管；35、第二连通管；36、风阀；37、换向阀。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例：
35.如图1-6所示，本发明实施例提供一种高安全性的井下作业通风换气装置，包括防潮底板1，基本支撑组件，可以在底部安装支架，方便装置进行安放和移动，防潮底板1的上表面一侧固定连接有第一风机2，第一风机2的输入端固定连接有第一进风管3，第一风机2
的输出端固定连接有第一出风管8，由第一风机2、第一进风管3和第一出风管8组成排风系统，将井下的空气排出，第一出风管8的末端固定连接有过滤室9，过滤室9顶端固定连接有收集管18，过滤室9的内部通过连接架连接有滤芯17，用于对井下的空气进行过滤，除去其中的细菌杂质和油污等，方便后期对其中的瓦斯气体进行收集，防潮底板1上表面另一侧固定连接有第二风机20，第二风机20的输入端固定连接有第二进风管21，第二进风管21的顶端固定连接有防尘网22，防尘作用，第二风机20的输出端固定连接有第二出风管23，有第二风机20、第二进风管21和第二出风管23组成新风系统，将外界空气导入井下，提高井下工作人员的安全性。
36.本实施例中，第一进风管3的末端固定连接有波纹管4，波纹管4的末端固定连接有集风罩5，集风罩5的底壁设置有瓦斯浓度检测仪6，采用型号jvb4便携式瓦斯浓度检测仪，具有易使用，响应快，安全性高的特点，可以对瓦斯浓度进行准确检测，集风罩5的上下端均通过若干个钢丝束7与第一进风管3的上下端连接，钢丝束具有一定可塑性，配合波纹管4的特性，可以很方便对集风罩5的方向进行调整，从而对抽风方向进行随意调整。
37.进一步的，过滤室9远离第一风机2的一端固定连接有电机10，电机10的驱动端贯穿过滤室9的表面并固定连接有半齿轮11，电机10可以驱动半齿轮11进行转动，过滤室9的内侧壁一端设置有滑槽12，滑槽12内部滑动连接有回形滑块13，回形滑块13可以沿着滑槽12进行滑动，可以在过滤室9的内壁增加限位，提高滑动的稳定性，回形滑块13的上下端内壁均固定连接有齿条板14，半齿轮11的一端与其中一个齿条板14的内侧端啮合相连，半齿轮11的表面仅有一半焊有齿，所以当半齿轮11与回形滑块13上壁的齿条板14啮合时，会带动回形滑块13沿着滑槽12的一个方向移动，当半齿轮11转动180
°
后，与回形滑块13下壁啮合时，会带动回形滑块13沿着滑槽12的另一个方向移动，循环往复实现回形滑块13的往复运动，回形滑块13的外侧端上部固定连接有折弯杆15，连接固定作用，折弯杆15的末端固定连接有清洁刷16，用于对滤芯17的表面进行刷洗，第一出风管8的顶端固定连接有蒸汽导入管19，用于导入蒸汽，利用高温蒸汽对吸入的空气进行消毒杀菌，同时还能去除滤芯17上的油污，过滤室9的底部为倒锥形，可以方便收集油污。
38.进一步的，第二出风管23的底壁均匀设置有四个风口24，第二出风管23的内部与风口24相对应的位置处均固定连接有导流片26，导流作用。导流片26的从左向右宽度依次增大，且最右端的风口24不设立导流片26。
39.具体的，从左到右，第一个导流片26的宽度为风口24宽度的1/4，第二个为1/3，第三个为1/2，最后一个风口24不设立导流片26，如此设计可以使尽量保证每个风口24的出风量相同。
40.在另一个实施例中，在第二出风管23的底端还可以设置更多风口24和支管25，假设设置的风口24数为n，则从里向外，第一个导流片26的宽度为风口24宽度的1/n，第二个为1/(n-1)，以此类推，倒数第二个宽度为1/2，最后一个风口24不设立导流片26，同样可以保证每个风口24均匀出风。
41.进一步的，第二出风管23的底端与风口24相对应的位置处均固定连接有支管25，支管25从上往下依次为矩形宽口风道、倒锥形风道和矩形窄口风道且矩形窄口风道的宽度为矩形宽口风道的1/3，利用空气从矩形宽口风道进入矩形窄口风道后空间变小，压力增大的原理，使风速变快，温度变低，不仅可以加快内外空气的交换，还可以对矿井内的温度进
行有效调控，进一步提高通风安全性。
42.进一步的，防潮底板1上表面中部固定连接有水箱27，水箱27内设置有清水，水箱27的顶端固定连接有水泵28，用于将水箱27中的水抽出，水泵28的输出端固定连接有水管29，用于将水导出，水管29的末端贯穿第二进风管21的一侧并固定连接有水环30，水环30为空心状态，与雾化喷头31相连通，水环30的上下内壁均固定连接有雾化喷头31，用于将喷出的水雾化，从而将空气打湿，不仅可以对导入的空气进行降尘，同时还能使导入的空气更加潮湿，提高安全性，水箱27的底部一侧通过回流管32与第二进风管21的底部相连通，回流管32为清洗设置，由雾化喷头31喷出的水，会通过第二进风管21和回流管32重新回到水箱27中，方便循环利用，水箱27内部固定连接有滤网33，对回流后的水进行过滤，方便反复使用，节约水资源，同时水泵28的输入端通过管道贯穿水箱27的上表面，并延伸至滤网33的上方位置处，方便抽入干净水源。
43.进一步的，第一进风管3的一侧与第二进风管21的底部一侧通过第一连通管34相连通，第一出风管8的一侧与第二出风管23的一侧通过第二连通管35相连通，第二进风管21、第一连通管34和第二连通管35的中部均固定连接有风阀36，用于控制风流向开关，第二出风管23与第二连通管35的连接处固定连接有换向阀37，与上述同理。
44.具体的，正常工作模式下，第二进风管21上的风阀36为打开状态，第一连通管34和第二连通管35上的风阀36为关闭状态，当瓦斯浓度检测仪6检测的瓦斯的浓度过高时，可以关闭第二进风管21上的风阀36，打开第一连通管34和第二连通管35上的风阀36，同时换向阀37换向，使得第二风机20沿着第一连通管34也从第一进风管3抽风，同时抽入的风流从第二连通管35排入到第一出风管8内，实现两台风机同时进行排风工作，更好地满足通风需求，给井下工作人员带来便利。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。