[发明专利]一种矿井巷道风量自动调控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风量自动调控装置，尤其是一种用于矿井巷道通风系统中风量实时自动调控装置。

背景技术

现有煤矿井下巷道风量调节风窗主要有数码刻度风窗、可调式百叶风窗、叶轮式精确刻度调节风窗、按键式精确刻度调节风窗和拨轮式风量可调节风窗。这些井下风量调节风窗是根据生产的需要经常需要通过手动调节风量，而且需要通风技术人员在检测到巷道风量不满足排风要求之后，再对风窗进行手动调节，每次调节风量时都要反复测量、反复调节多次方能符合要求，手动调节风窗风量不仅费时费力，关键是调节过程未能做到实时调节，不能及时有效的将巷道风量调节至安全范围，调节过程常常达不到预期效果。

发明内容

为了解决上述现有技术未能及时有效的将巷道风量调节至安全范围的不足，本发明提供一种自动控制风窗窗扇开度大小，实现巷道风量大小实时自动调整的一种矿井巷道风量自动调控装置。

为了实现上述目的，本发明所提供的一种矿井巷道风量自动调控装置，包括风窗机械液压部分和PLC自动监控部分；风窗机械液压部分包括风窗、油缸、电液推杆；PLC自动监控部分包括位移传感器、限位开关、声光报警器、风量传感器、风速传感器和PLC电控柜；其机械液压部分是通过连接PLC自动监控部分，实现其回风联巷巷道中风窗线性开度大小变化的实时自动控制；

    所述风窗机械液压部分是由风窗框及其风窗框内安设的风窗扇Ⅰ和风窗扇Ⅱ构成的风窗，在风窗扇Ⅰ和风窗扇Ⅱ下沿的风墙上分别固定有油缸座Ⅰ和油缸座Ⅱ及其油缸，并通过连接杆将油缸活塞杆与风窗座相连接为一起，油缸的有杆腔和无杆腔通过油管与相应的电液推杆相连接，电液推杆固定于所在巷道侧壁风洞内构成；

所述PLC自动监控部分是在油缸上固定有位移传感器支架Ⅰ和位移传感器支架Ⅱ及其位移传感器，位移拉杆两端分别与连接杆和位移传感器移动磁环相连接；在油缸座Ⅰ和油缸座Ⅱ上固定有限位开关支架Ⅰ和限位开关支架Ⅱ及其限位开关Ⅰ和限位开关Ⅱ；风量传感器Ⅰ、风量传感器Ⅱ、风量传感器Ⅲ、风速传感器Ⅰ、风速传感器Ⅱ和风速传感器Ⅲ是悬挂在风流稳定的巷道位置的上方；声光报警器悬挂在PLC电控柜上方的巷道侧壁上；PLC电控柜固定于PLC电控柜所在巷道侧壁风洞内，并通过电缆连接构成；

本发明上述的一种矿井巷道风量自动调控装置是用于煤矿井下风量为850                                                ～1350的皮带回风联巷中；并由皮带回风联巷中的前后两扇风窗各自的机械液压部分连接同一PLC自动监控部分构成。

在上述技术方案中，其进一步的技术特征在于：

油缸的推力为：；

其中，；H为风窗扇Ⅱ高；L为风窗扇Ⅱ长度；u为摩擦系数；p(x)为风窗任意开度下的风窗扇Ⅱ两侧风压差；p(max)为风窗零开度时的风窗扇Ⅱ两侧风压差；A为油缸活塞杆的面积；F(L)为风窗的风窗扇Ⅱ从零开度到满开度(L)过程所受来自导轨摩擦力总和。

位移传感器设定有油缸活塞杆伸出的两个极限开度位移和，限位开关Ⅰ和限位开关Ⅱ分别固定于油缸活塞杆伸出开度位移为和的位置。

风窗电液推杆由电机、齿轮泵和控制阀块集成为一体，风窗电液推杆动作时通过电机正反转带动油缸活塞杆伸出或收回的速度为：

；  ；

其中，为油缸活塞杆伸出速度；为油缸无杆腔有效面积；为油缸活塞杆收回速度；为油缸有杆腔有效面积；n为电机转速；V为齿轮泵排量；为齿轮泵容积效率。

风量传感器Ⅰ、风量传感器Ⅱ、风量传感器Ⅲ、风速传感器Ⅰ、风速传感器Ⅱ和风速传感器Ⅲ的风速为：V=； 风量为：Q=V×A；其中，f为漩涡频率；St为常数=0.21；V为巷道风速；d为漩涡发生体线径；A为巷道截面积，Q为巷道风量。

实现本发明上述的一种矿井巷道风量自动调控装置，与现有技术相比，所具有的优点与积极效果在于：本发明装置通过设置同步控制两台电液推杆电机的正反转带动两台油缸活塞杆的伸出和收回来实现回风巷道前后两扇推拉式风窗的同步线性开启和关闭，实现了两扇风窗开度变化的实时自动同步控制，从而实现了实时调整整个巷道风量的功能，克服了单靠手动调节风窗进行风量调节的带来的费人力和财力，安全系数不高的缺点。本发明不仅能提高矿井通风系统的可靠性, 加强煤矿的安全生产，还具有很大的市场前景，将带来很大的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明装置在回风联巷巷道中位置的布局示意图。

图2是本发明图1的向视图A。