中，单螺杆压缩机主件和单螺杆膨胀机主件选用非金属-金属星轮螺杆转子副，与其它机型相比可靠性好、使用寿命长、噪音低，且星轮对称布置使得受力完全平衡，膨胀机与压缩机同轴联动又大大节约了压缩机的输入功率。
【附图说明】
[0014]图1是单螺杆空气压缩制冷系统图；
[0015]图2是单螺杆压缩机结构简图；
[0016]图3是单螺杆膨胀机结构简图。
[0017]图中1.单螺杆压缩机，2.水冷却器，3.单螺杆膨胀机，4.送风管道，5.空气冷却器，
6.栗，7.风机。
【具体实施方式】
[0018]本发明公开的单螺杆空气压缩制冷矿井热害治理系统，尤其适用于中小型矿井热害治理，本发明采用单螺杆压缩机与单螺杆膨胀机作为压力机与膨胀机。
[0019]实施例1:
[0020]单螺杆空气压缩制冷矿井热害治理方案系统具体参见图1，包括开式单螺杆空气压缩制冷系统及水冷却系统。在开式单螺杆空气压缩制冷系统中，单螺杆压缩机由定转速或者变频电机带动，压缩机空气在水冷器中与冷水换热后进入单螺杆膨胀机，经膨胀机绝热膨胀后，由于输出机械功，空气本身内能减少，温度明显下降，其下降的程度取决于压缩空气进出口的压力比，即膨胀比。通过送风管道可将低温、低压空气送到工作人员的冷却服中，或者直接送到采掘工作面，与巷道中的风流进行对流换热，以此带走风流中的部分热量，使得局部环境温度降低。
[0021]在水冷却系统中，冷水在水冷却器2中吸收空气的热量温度升高，进入布置在室外的空气冷却器5中，经风机鼓风，水与空气进行强制对流换热。再经栗6抽吸作用进入水冷却器2完成循环。
[0022]实施例2:
[0023]方案1中的水冷却系统可以换为空冷，即取消水冷却系统循环回路，方案1中的水冷却器2换成空冷器，把风机7放在空冷器旁，使得管内热空气与环境中的冷空气强制对流换热。
[0024]本发明设计的单螺杆空气压缩制冷系统中，单螺杆压缩机与膨胀机的结构简图分别如图2、3所示，单螺杆压缩机是由一个圆柱螺头和两个对称布置的平面星轮组成的啮合副，外面包裹机壳，螺杆的螺槽、星轮齿顶面与壳体内壁构成封闭的基元容积。运转时，动力传到螺杆轴上，螺杆经啮合传动带动星轮旋转，气体由螺头左侧进气侧进去螺槽，随着螺杆转动形成封闭的基元容积，随基元容积的变小，气体被压缩，当与基元容积与排气三角口连通时进行排气。单螺杆膨胀机与压缩机的结构类似，只是进排气方向相反，膨胀机由左侧的进气三角口进气，随螺杆的转动基元容积逐渐变大完成膨胀做功过程，最后气体由右侧排出。
[0025]本发明设计的单螺杆空气压缩制冷系统中，膨胀机输出的机械功经主轴带动压缩机的运转，使得电机的输入功率降低。
[0026]应当理解，上述实施例不以任何形式限定在本发明，凡采用等同替代或等效变化等形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种空气压缩矿井热害治理系统，其特征在于，包括开式单螺杆空气压缩制冷系统及冷却系统，开式单螺杆空气压缩制冷系统包括单螺杆压缩机(1)、单螺杆膨胀机(3)、送风管道(4)，水冷却系统包括水冷却器(2)、空气冷却器(5)、栗(6)、风机(7);单螺杆压缩机(1)的气体出口通过气体管路经由水冷却器(2)的一个通路与单螺杆膨胀机(3)的进气口连通，单螺杆膨胀机(3)的出气口与送风管道(4)连接，单螺杆压缩机(1)和单螺杆膨胀机(3)同轴连接，水冷却器(2)的另一通路经由栗(6)与空气冷却器(5)的一个通路构成封闭的循环系统，同时在空气冷却器(5)的外面还设有用于冷却器(5)冷却的风机(7)。2.按照权利要求1的一种空气压缩矿井热害治理系统，其特征在于，水冷却系统替换为空冷系统，即水冷却器(2)换成空冷器，把风机(7)放在空冷器旁，使得管内热空气与环境中的冷空气进行强制对流换热。3.按照权利要求1或2的一种空气压缩矿井热害治理系统，其特征在于，单螺杆压缩机主件和单螺杆膨胀机主件选用非金属-金属星轮螺杆转子副。4.采用权利要求1或2的系统进行热害治理的方法，其特征在于，在开式单螺杆空气压缩制冷系统中，空气经单螺杆压缩机(1)压缩后，提高了压力及温度的空气进入水冷却器(2)跟冷却水换热降温，然后进入单螺杆膨胀机(3)经膨胀后降压降温，低温空气经送风管道(4)输送到达采掘工作面或者进入与管道连接的冷却服，或者同时进去两处;之后空气直接排入大气环境中；风机(7)对封闭循环系统中空气冷却器(5)进行冷却，使得进入水冷却器(2)的水温度得到冷却； 或水冷却系统替换为空冷系统，即水冷却器(2)换成空冷器，把风机(7)放在空冷器旁，使得管内热空气与环境中的冷空气进行强制对流换热。
【专利摘要】单螺杆空气压缩制冷矿井热害治理系统及方法，属于矿井热害防治技术。该系统主要包括单螺杆压缩机(1)、水冷却器(2)、单螺杆膨胀机(3)、送风管道(4)组成的空气压缩制冷系统及空气冷却器(5)、泵(6)、风机(7)组成的水冷系统。其方法特征在于采用单螺杆压缩机膨胀机代替传统机型，螺杆机具有单级容量大，无余隙容积，受力平衡，磨损小、噪声低、寿命长等优点。且膨胀机与压缩机同轴联动，降低了压缩机的输入功率。低温空气经送风管道即可以输送到达采掘工作面也可进入与管道连接的冷却服，通风管道布置灵活多样。由于本系统所具备的特点，因此将该项发明应用于矿井热害治理系统具有很大的优势。
【IPC分类】E21F3/00
【公开号】CN105484786
【申请号】CN201510758010
【发明人】马重芳, 吴玉庭, 王欢, 雷标, 智瑞平
【申请人】北京工业大学, 中投碧城节能科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月9日