一种大断面巷道风量精确测量装置的制作方法

本实用新型属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种大断面巷道风量精确测量装置。

背景技术：

在煤矿安全生产中，“三通一防”的工作起着重要的作用，其中巷道中的通风工作更是重中之重，为了掌握巷道中的风速和风量是否符合生产设计以及《煤矿安全规程》的要求，需要在巷道中进行巷道中进行测风的工作。

现行的巷道测风原理是将巷道分为若干部分，测风员手持风表测试各部分的风速，一般情况下测风员在一分钟内从巷道一段匀速移动到另一端，测量过程中测风员手持风表按类M型在巷道内移动，巷道风速按平均风速计算，该方法所能测量的最大高度为人体的高度加单个手臂的长度一般不超过2.5m，而对于2.5m以上的区域则无法进行测量，同时随着先进矿井产能的逐步提升，巷道断面也随之不断扩大，巷道的进、回风的风量也不断增加，巷道内风流为紊流状态，巷道中部风速最大，巷道壁风速最低，对于大于2.5m高的巷道来讲，2.5m以上部分的区域内的风速则无法进行测量，这就不可避免得到存在较大误差的测量结果，同时还存在巷道越高测量误差越大的技术缺陷。

为了缩小这种测量误差，当测量高度在2.5m以上的区域时，现行的解决方案大多是利用手持加长杆，风表固定在手持加长杆上进行测量，即当测量2.5m高度以下的区域时利用手持风表的方式，当测量超过2.5m高度以上的区域时利用手持加长杆的方式；但是这两种方式在往复切换时无法保障测量的连贯性，同时也增加了测量所花费的时间，也不可避免的增加测量误差，此外每个测风员的测量习惯、身体体型、移动速度均不相同，这些因素将均对测量结果产生影响。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述现有技术中人工测量巷道高度较高的巷道时，风量无法测量或者测量结果不够精确的技术缺陷，同时也能够克服现有技术中测量结果无法保障测试的连贯性，测试时间较长，测量误差较大等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大断面巷道风量精确测量装置及方法，所述测量装置设置在巷道的断面上，所述测量装置包括：

固定机构，所述固定机构位于巷道的断面上，所述固定机构通过连接环设置在断面的巷道壁上，用于提供固定和支撑；

驱动机构，所述驱动机构位于所述固定机构上，用于提供旋转动力；

测量机构，所述测量机构位于所述固定机构上，所述测量机构在所述驱动机构的带动下在所述固定机构上运动，用于巷道断面处风量的测量。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述固定机构包括：

双向槽轨，所述双向槽轨通过所述连接环设置在巷道断面的巷道壁上，所述双向槽轨在巷道的断面上迂回分布，所述双向槽轨包括槽轨隔板和轨道槽，所述轨道槽包括位于轨道隔板上方的上轨道槽和下方的下轨道槽；

连接环，所述连接环的一侧连接于双向槽轨的侧壁上，连接环的另一侧连接在巷道壁上。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述驱动机构包括：

驱动电机，所述驱动电机位于所述双向槽轨的一端，用于提供动力；

主动轮，所述主动轮位于所述驱动电机一端的所述双向槽轨上，所述主动轮在驱动电机的带动下进行旋转；

从动轮，所述从动轮位于所述双向槽轨的另一端；

链条，所述链条位于所述双向槽轨的轨道槽内，链条在双向槽轨的上轨道槽和下轨道槽内回路循环设置，所述链条包括一体结构的槽轨隔板下方的链条和槽轨隔板上方的链条，所述槽轨隔板上方的链条绕设主动轮和从动轮后进入下轨道槽，所述槽轨隔板下方的链条绕设主动轮和从动轮后进入上轨道槽，槽轨隔板上方的链条以及槽轨隔板下方的链条在主动轮和从动轮的带动下在双向槽轨内做循环运动。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述测量机构包括：

卡座，所述卡座设置在所述链条的单个链条单元上，所述卡座位于轨道槽内；

连接杆，所述连接杆的底端连接在卡座上，所述连接杆的上部伸出轨道槽；

风表，所述风表连接在所述连接杆的顶端，用于对巷道断面上的风量的测量。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述固定机构包括：所述双向槽轨包括多个槽轨单元，多个所述槽轨单元在断面上呈S形分布，相邻两个槽轨单元之间的首尾通过旋转轴进行铰接，旋转轴位于相邻两个槽轨单元的首部和尾部之间，所述槽轨隔板上方的链条绕设在旋转轴上。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述固定机构还包括：

连接件，所述连接件包括上连接件和下连接件，所述上连接件连接在巷道的顶板上，所述下连接件连接在最下方的所述槽轨单元的中部；

升降索，所述升降索的上端和下端分别连接在所述上连接件和下连接件上。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述槽轨单元包括直轨部和弯轨部，所述弯轨部连接在所述直轨部上，所述弯轨部位于相邻两个槽轨单元之间的连接处，所述连接环设置在所述弯轨部的内侧壁上，所述旋转轴设置在首尾相邻的两个槽轨单元的弯轨部处。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置，优选地，所述连接环的一侧设置有挂钩，连接环通过所述挂钩设置在巷道上。

如所述大断面巷道风量精确测量装置的风量测量方法，所述测量方法包括如下步骤：

S1、固定机构的安装：将固定机构安装在巷道的断面上；

S2、驱动机构的启动：启动驱动电机，驱动电机带动测量机构在固定机构上进行运转；

S3，风量的测量：风表在链条的带动下在双向槽轨的轨道槽内进行循环运动，风表将运动轨迹内的风量相关数据进行记录，测量结束后，根据风表记录的风量相关数据进行计算或读取巷道断面上的平均风速。

如上所述大断面巷道风量精确测量装置的风量测量方法，优选地，所述步骤S1的具体包括如下步骤：

S101、将双向槽轨的槽轨单元展开；

S102、利用挂环将槽轨单元固定在巷道内壁上；

S103、将上连接件连接在巷道顶板上，再将下连接件连接在双向槽轨的最下方的槽轨单元上；

所述步骤S3中风表的运动轨迹覆盖整个巷道断面的S形区域。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型通过在巷道断面上设置双向槽轨，双向槽轨内设置可以循环运动的链条没，链条上设置带有风表的卡座，驱动电机带动卡座进行循环运动，风表即可对巷道断面进行精确测量。

本实用新型相比现有技术至少具有如下的技术效果：

1)风量的测量精确：由于风表沿着双向槽轨的轨道槽进行运动，双向槽轨在巷道断面上进行S形或者“之”字形分布，所以在测量时风表能够对整个巷道的断面进行覆盖，同时风表运动时不依靠手动运动，这就保证了风表测量数据的精确性；

2)操作方便：连接时通过连接环直接挂在巷道壁上，上连接件直接挂在巷道顶板上，布置较为快速方便；

3)不影响巷道的正常作业和通过功能：在需要测量时将本装置展开并固定，在测量结束时也可快速拆卸和回收，同时在放置时也无需占用较多的空间；

4)整体制作成本较低，本装置所用到的材料都是矿上企业中较为常见的材料，较为容易制作和加工。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的测量装置的结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为图1的A处放大图；

图4为本实用新型实施例中的槽轨隔板与旋转轴和链条的位置关系示意图；

图5为本实用新型实施例中的卡座与槽轨单元的位置关系示意图；

图6为本实用新型实施例中的卡座与链条单元的位置关系示意图。

图中：1、巷道；2、下连接件；3、从动轮；4、主动轮；5、驱动电机；6、风表；7、上连接件；8、升降索；9、双向槽轨；901、槽轨隔板；10、旋转轴；11、连接环；12、链条；1201、槽轨隔板下方的链条；1202、槽轨隔板上方的链条；13、连接杆；14、卡座；15、链条单元。

具体实施方式

下面将对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1～6所示，本实用新型提供一种大断面巷道风量精确测量装置及方法，测量装置设置在巷道1的断面上，测量装置包括：

如图1所示，固定机构，固定机构位于巷道1的断面上，固定机构通过连接环11设置在断面的巷道壁上，用于提供固定和支撑，在具体实施时连接环主要起固定作用，由于双向槽轨本身的重量较轻，连接环只要能够挂在巷道上即可满足要求；本实施例中，优选地，固定机构包括：双向槽轨9，双向槽轨9通过连接环11设置在巷道断面的巷道壁上，双向槽轨9在巷道1的断面上迂回分布，即双向槽轨9在巷道1的断面上以类“之”字形或者类S形的形状进行分布，也就是从双向槽轨9的最上端往下，双向槽轨9依次与两侧的巷道壁接触连接，只要双向槽轨9能够将巷道1的断面的S形区域或者“之”字形区域进行全面覆盖，在选取测量点时，能够选取较为有代表性的测量点的双向槽轨9即可，双向槽轨9包括槽轨隔板901和轨道槽，轨道槽包括位于轨道隔板上方的上轨道槽和下方的下轨道槽。

连接环11，连接环11位一侧连接于双向槽轨9的侧壁上，连接环11的另一侧连接在巷道1壁上，优选的，连接环11的一侧设置有挂钩，连接环11通过挂钩设置在巷道1上，或者远离双向槽轨9的一端的连接环11开口设置，连接环11的开口处设置有挂钩，挂钩可以挂在巷道1的锚网或者带有锚孔的巷道1壁上，由于双向槽轨9加上测量装置本身的质量较轻，连接环11只要能够挂在巷道1壁上进行固定即可。

如图2所示，进一步的，双向槽轨9包括多个槽轨单元，多个槽轨单元在断面上呈S形或者“之”字形分布，相邻两个槽轨单元之间的首尾通过旋转轴10进行铰接，旋转轴10可以通过轴承设置在相邻两个槽轨单元的端头处，旋转轴10位于相邻两个槽轨单元的首部和尾部之间，槽轨隔板上方的链条1201绕设在旋转轴10上。槽轨单元包括直轨部和弯轨部，弯轨部连接在直轨部上，弯轨部位于相邻两个槽轨单元之间的连接处，连接环11设置在弯轨部的内侧壁上，旋转轴10设置在首尾相邻的两个槽轨单元的弯轨部处。

进一步的，固定机构还包括：连接件，连接件包括上连接件7和下连接件2，上连接件7连接在巷道1的顶板上，下连接件2连接在最下方的槽轨单元的中部；升降索8，升降索8的上端和下端分别连接在上连接件7和下连接件2上，上连接件7和下连接件2以及升降索8的组合可以辅助对双向槽轨9进行固定，上连接件7可以挂在巷道1顶板的锚网上或者挂在巷道1的锚孔中，只要上连接件7可以固定在巷道顶板上即可，在具体实施时，升降索8也可以为由伸缩节组成的伸缩杆，伸缩杆的上端和下端分别连接在上连接件7和下连接件2上，伸缩杆上有能够锁止的旋钮或者阀体，由于整体装置的重量较轻，固定机构本身也起辅助的固定作用，升降索或者伸缩杆以及其它的能够伸缩的机构即可满足固定机构辅助固定的要求。

驱动机构，驱动机构位于固定机构上，用于提供旋转动力。本实施例中，优选地，驱动机构包括：驱动电机5，驱动电机5位于双向槽轨9的一端，用于提供动力，驱动电机5可以位于主动轮4一侧的双向槽轨9的外侧壁上，驱动电机5的驱动轴与主动轮4的转动轴传动连接，驱动电机5可以带动主动轮4进行旋转，同时为了方便控制驱动电机5，驱动电机5在选择时可以选择带有无线控制按钮的型号，也可以选择带有控制线路的驱动电机5，控制线路往下延伸到操作者可以触碰操作的高度，同时控制电线不能影响测量机构的正常运转。

主动轮4，主动轮4位于驱动电机5一端的双向槽轨9上，主动轮4在驱动电机5的带动下进行旋转，主动上设置有与链条单元相适配的轮齿，链条12可以绕设在主动上。

从动轮3，从动轮3位于双向槽轨9的另一端，主动轮4和从动轮3均通过轴承转动设置在双向槽轨9上，同时从动轮3上也设置有链条12可以绕设的轮齿。

如图3和图4所示，链条12，链条12位于双向槽轨9的轨道槽内，链条12在双向槽轨9的上方轨道槽和下方轨道槽内回路循环设置，链条12包括一体结构的槽轨隔板下方的链条1201和槽轨隔板上方的链条1202，槽轨隔板上方的链条1202绕设主动轮4和从动轮3后进入下轨道槽，槽轨隔板下方的链条1201绕设主动轮4和从动轮3后进入上轨道槽，槽轨隔板上方的链条1202以及槽轨隔板下方的链条1201在主动轮4和从动轮3的带动下在双向槽轨9内做循环运动，也即链条12在槽轨隔板901上方的轨道槽内进入，然后进入槽轨隔板901下方的轨道槽内，然后双向槽轨9的上下两端设置主动轮4和从动轮3，这样链条12首先在主动轮4的带动下在槽轨隔板901上方的轨道槽内进行运动，然后运行到单个槽轨单元的末端，这时链条12绕设在旋转轴10上，由于旋转轴10上也设有与链条12相适配的轮齿，链条12可以绕设在旋转轴10上，此时链条12进入到相邻的下一个槽轨单元的槽轨隔板901下方的轨道槽内，以此类推，链条12直至运行到从动轮3处，链条12再首先在槽轨隔板901上方的轨道槽内进行运动，然后绕过旋转轴10后进行相邻上一个槽轨单元的槽轨隔板901的上方的轨道内进行运动，链条12在双向槽轨9内就能够形成一个完整的循环运动。

测量机构，测量机构位于固定机构上，测量机构在驱动机构的带动下在固定机构上运动，用于巷道1断面处风量的测量，优选地，本实施例中，测量机构包括：卡座14，如图6所示，卡座14设置在链条12的单个链条12单元上，卡座14位于轨道槽内，卡座14的底部可以设置连接孔，然后链条12单元通过螺栓或者其它可以固定连接的连接体利用连接孔与卡座14连接在一起，由于卡座14设置在单个的链条12单元上，卡座14将不会影响链条12的正常运行以及绕旋转轴10或者主动轮4和从动轮3的转动。

如图5所示，连接杆13，连接杆13的底端连接在卡座14上，连接杆13的上部伸出轨道槽，连接杆13也可以选择带有锁止机构的可以伸缩的连接杆13，这样就可以调整连接杆13的高度，当相邻两个槽轨单元在展开后距离过小时，也可以通过调整连接杆13的长度来进行适应性的调整，从而避免连接杆13上端的风表6与上方的槽轨单元相接触。

风表6，风表6连接在连接杆13的顶端，用于对巷道1断面上的风量的测量。

测量方法包括如下步骤：S1、固定机构的安装：将固定机构安装在巷道1的断面上；

S2、驱动机构的启动：启动驱动电机5，驱动电机5带动测量机构在固定机构上进行运转。

S101、将双向槽轨9的槽轨单元展开。

S102、利用挂环将槽轨单元固定在巷道1内壁上。

S103、将上连接件7连接在巷道1顶板上，再将下连接件2连接在双向槽轨9的最下方的槽轨单元上。

S3，风量的测量：在进行具体的测量时，现行在用的风表6一般有两种类型，一种是类似秒表的机械式风表6，一种是电子式的风表6，因此风量的测量可以采用如下两种方法进行测量，方法一：当风表6为电子式类型时，风表6在链条的带动下在双向槽轨的轨道槽内进行循环运动，风表将运动轨迹内的风量数据进行自动记录，测量结束后，在风表6上直接读取风量数据，即得到巷道断面内的风量数据。

方法二：当风表6为机械式类型时，风表6在在链条的带动下在双向槽轨的轨道槽内进行循环运动，风表6将运动轨迹内的风量数据进行记录，测量结束后，再根据风表6记录的风量相关数据和风表出场说明书所附带的计算公式计算得出巷道断面上的平均风速。其中步骤S3中风表的运动轨迹覆盖整个巷道1断面的S形区域或者“之”字形区域。这样测出的风量数值才有代表性。

具体在风量的测量时，首先将双向槽轨9通过连接环11固定在巷道1的断面上，然后再将上连接件7和下连接件2分别连接在巷道1顶板和最下端的槽轨单元上，然后启动驱动电机5，风表6在卡座14的带动下在双向槽轨9上进行循环运动，在运动的过程中记录下测量点的风量，当侧脸工作结束后，即可较为方便的将整个测量装置进行收回，不会影响巷道1的正常的通过功能。综上所述，本测量装置的整个测量过程无需人工干预，避免人为操作误差，能够实现一次性全巷道断面的测量，布点较为均匀，测试过程连续匀速，能够覆盖巷道断面的所有区域，使得测量结果的精度能够得以保证，同时本装置具有可收缩性，在使用的时候正常展开固定，在测量结束后也可以较为快速的拆卸收回，不会影响巷道的正常的作业和通过的功能。

进一步的，将本装置在巷道断面内旋转90°后，然后采用本实用新型中的测量方法也能够进行风量的精确测量，这种方式只是单纯的将本装置进行位置的更换，因此这种方式也在本实用新型的保护范围内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。