一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置及其使用方法与流程

本发明涉及机械领域，尤其涉及到机械部件，具体是指一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置及其使用方法。

背景技术：

1、煤炭工业在国民经济中具有重要战略地位，煤炭能源在一次能源构成中占有较大比例。在相当长的一段时间内，煤炭在能源构成中仍然重要，仍将是国民经济的基础工业之一。随着开采深度和强度不断增加，机械化水平不断提高，掘进工作面截割产尘造成的污染问题日益严重。粉尘污染问题不仅会减少仪器设备的使用寿命、降低企业生产效率，严重影响从业人员身心健康，还可能引发煤尘爆炸事故，造成重大经济损失和人员伤亡。

2、据实测，掘进工作面的粉尘浓度可高达3000mg/m ，无论是呼吸性粉尘还是总尘浓度均远高于国家制定的安全标准，改善掘进工作面环境，减少粉尘污染，实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制，已成为煤炭高强度开采亟需解决的前沿技术和难题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置及其使用方法，通过挡风板阻挡压风流，使压风流从风流口流出，从而实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制。

2、本发明是通过如下技术方案实现的，一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，包括一端与压风筒连通的圆柱管、与圆柱管另一端连通圆锥管，以及延伸至圆柱管内且阻挡压风流的挡风板，所述挡风板包括沿圆柱管轴向滑接在圆台体内腔的底座，以及沿底座周向排布且一端铰接在底座上的若干扇片，相邻扇片之间通过扇布连接，所述圆台体靠近压风筒的侧面上开设有供扇片穿出且与圆台体内腔连通的环形间隙，所述圆柱管开设有位于挡风板和压风管之间的风流口；还包括驱动底座滑动的驱动结构。

3、本发明在使用时， 通过驱动结构带动底座逆着压风流移动，底座带动扇片和扇布逆着压风流移动的同时，在环形间隙的导向下，扇片逐渐向四周扩散开来，扇布也逐渐被展开，当底座移动一定距离后，扇布完全展开，扇布和扇片形成的挡风板完全展开，挡风板的设置，使部分压风流从风流口中流出，带走粉尘，从而实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制。

4、作为优选，所述圆台体通过支撑杆连接在圆锥管内，圆锥管的大径开口与圆柱管连通，圆台体的大径端延伸至圆柱管内，圆台体内腔为与圆台体适配的圆台状，圆台体的大径端包括位于所述环形间隙内的圆板，圆板和圆台体的小径端通过支柱连接，所述底座滑接在所述支柱上。

5、本使用新型在使用时，通过支柱的设置，起到支撑底座给予底座导向的作用；通过圆台体内腔的设置，提供扇片和扇叶的收起空间。

6、作为优选，圆柱管、圆锥管、圆台内腔、支柱、底座、环形间隙的轴线共线设置，所述支柱贯穿所述底座，若干扇片沿底座周向均匀排布。

7、本优选方案通过轴线共线的设置，给予圆柱管、圆锥管、圆台内腔、支柱、底座、环形间隙定位的作用，通过扇片沿底座周向均匀排布的设置，便于扇片均匀展开。

8、作为优选，所述驱动结构包括贯穿圆锥管且通过第一铰接轴轴接在圆锥管上的拐臂，所述拐臂的一端延伸至圆台体内腔中且与底座铰接，另一端延伸位于圆锥管外，所述圆台体上开设有供拐臂贯穿且沿圆台体轴向延伸的长孔，第一转轴与压风流的流向垂直。

9、本优选方案通过拐臂的设置，使工作人员能从圆锥管外侧推动拐臂顺着压风流转动，通过第一铰接轴的设置，使拐臂与底座铰接的一端逆着压风流移动，从而实现底座逆着压风流移动。

10、作为优选，所述圆板的迎风面为圆锥面。

11、本优选方案在使用时，在不需要对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制时，压风筒内的压风流经过圆柱管后从圆锥管的开口中流出，由于圆板的迎风面为圆锥面，压风流在经过圆板时，在圆锥面的导向下向圆板周向扩散，引导压风流从圆台体和圆柱管之间的间隙流出，从而减小对压风流的风阻。

12、作为优选，所述扇片上开设有沿其半径方向延伸且延伸至扇片外弧面的两个相对设置的扇孔，所述扇布贯穿扇片沿半径延伸的弧侧面且延伸至扇孔内，所述扇布插入扇孔的侧面上固接有厚度与扇孔厚度适配的限位板，所述限位板的厚度大于扇布的厚度。

13、本优选方案在使用时，将对应扇布放置在两个扇片之间时，使扇布靠近扇片的限位板从扇片的外弧面插入到扇孔内，受限位板的限制，扇布和扇片连接，从而方便实现扇布和扇片的组装。

14、作为优选，所述风流口设有三个，且风流口上均固接有位于圆柱管外侧的导风罩，靠近圆锥管的导风罩与圆柱管的夹角为60°，位于中间导风罩与圆柱管的夹角为90°，靠近的压风筒的导风罩与圆柱管的夹角为120°。

15、本发明在使用时，通过三个导风罩不同的倾斜角度的设置，实现将压风筒内的压风流变为流向综掘工作面的风流，三个方向的风流形成三向控尘风流场。

16、煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置的使用方法，包括以下步骤：

17、当扇片和扇布位于圆台体内腔内时，压风筒内的压风流经过圆柱管后从圆锥管的开口中流出，由于圆板的迎风面为圆锥面，压风流在经过圆板时，在圆锥面的导向下向圆板周向扩散；

18、当需要对综掘工作面迎头截割产生粉尘进行有效控制时，驱动拐臂沿压风流流动方向移动，因此拐臂绕第一转轴转动，而拐臂与底座固接的一端则逆着压风流流动方向移动，即拐臂带动底座逆着压风流流动方向在支柱上滑动，底座带动至扇片和扇布从环形间隙中离开圆台体，随着底座逐渐靠近圆板，在环形间隙的到导向下，相邻两个扇片之间的距离增大，带动扇布展开，从而实现挡风板的展开，展开的挡风板的迎风面为一个面积小于圆柱管内径的挡风面，圆柱管内的压风流被有效的阻挡，从而使压风流从三个导风罩流出，从而实现将压风筒内的压风流变为流向综掘工作面的三向控尘风流场，从而实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制。

19、本发明的有益效果为：通过驱动结构带动底座逆着压风流移动，底座带动扇片和扇布逆着压风流移动的同时，在环形间隙的导向下，扇片逐渐向四周扩散开来，扇布也逐渐被展开，当底座移动一定距离后，扇布完全展开，扇布和扇片形成的挡风板完全展开，挡风板的设置，使部分压风流从风流口中流出，带走粉尘，从而实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制；通过三个导风罩不同的倾斜角度的设置，实现将压风筒内的压风流变为流向综掘工作面的风流，三个方向的风流形成三向控尘风流场。

技术特征：

1.一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：包括一端与压风筒连通的圆柱管（1）、与圆柱管（1）另一端连通圆锥管（5），以及延伸至圆柱管（1）内且阻挡压风流的挡风板，所述挡风板包括沿圆柱管（1）轴向滑接在圆台体（2）内腔的底座（11），以及沿底座（11）周向排布且一端铰接在底座（11）上的若干扇片（13），相邻扇片之间通过扇布连接，所述圆台体（2）靠近压风筒的侧面上开设有供扇片穿出且与圆台体（2）内腔连通的环形间隙，所述圆柱管（1）开设有位于挡风板和压风管之间的风流口；

2.根据权利要求1所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：所述圆台体（2）通过支撑杆（6）连接在圆锥管（5）内，圆锥管（5）的大径开口与圆柱管（1）连通，圆台体（2）的大径端延伸至圆柱管（1）内，圆台体（2）内腔为与圆台体（2）适配的圆台状，圆台体（2）的大径端包括位于所述环形间隙内的圆板（12），圆板（12）和圆台体（2）的小径端通过支柱（10）连接，所述底座（11）滑接在所述支柱（10）上。

3.根据权利要求2所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：圆柱管（1）、圆锥管（5）、圆台内腔、支柱（10）、底座（11）、环形间隙的轴线共线设置，所述支柱（10）贯穿所述底座（11），若干扇片沿底座（11）周向均匀排布。

4.根据权利要求3 所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：所述驱动结构包括贯穿圆锥管（5）且通过第一铰接轴轴接在圆锥管（5）上的拐臂（3），所述拐臂（3）的一端延伸至圆台体（2）内腔中且与底座（11）铰接，另一端延伸位于圆锥管（5）外，所述圆台体（2）上开设有供拐臂（3）贯穿且沿圆台体（2）轴向延伸的长孔（9），第一转轴与压风流的流向垂直。

5.根据权利要求2 所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：所述圆板（12）的迎风面为圆锥面。

6.根据权利要求1 所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：所述扇片上开设有沿其半径方向延伸且延伸至扇片外弧面的两个相对设置的扇孔（16），所述扇布贯穿扇片沿半径延伸的弧侧面且延伸至扇孔（16）内，所述扇布插入扇孔（16）的侧面上固接有厚度与扇孔（16）厚度适配的限位板（17），所述限位板（17）的厚度大于扇布的厚度。

7.根据权利要求1 所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，其特征在于：所述风流口设有三个，且风流口上均固接有位于圆柱管（1）外侧的导风罩（4），靠近圆锥管（5）的导风罩（4）与圆柱管（1）的夹角为60°，位于中间导风罩（4）与圆柱管（1）的夹角为90°，靠近的压风筒的导风罩（4）与圆柱管（1）的夹角为120°。

8.根据权利要求4 所述的煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种煤矿综掘工作面锥形体导流调风装置，包括圆柱管、与圆锥管，以及阻挡压风流的挡风板，挡风板包括滑接在圆台体内腔的底座，以及沿底座周向排布且铰接在底座上的若干扇片，相邻扇片之间通过扇布连接，圆台体靠近压风筒的侧面上开设有供扇片穿出且与圆台体内腔连通的环形间隙，圆柱管开设有位于挡风板和压风管之间的风流口。本发明在使用时，带动底座逆着压风流移动，底座带动扇片和扇布逆着压风流移动的同时，在环形间隙的导向下，扇片逐渐向四周扩散开来，扇布也逐渐被展开，直到扇布完全展开，扇布和扇片形成的挡风板完全展开，从而使部分压风流从风流口中流出，带走粉尘，从而实现对综掘工作面迎头截割产生粉尘的有效控制。

技术研发人员：李杰,孟鑫,高启强
受保护的技术使用者：陕西永明煤矿有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15