[发明专利]长轴驱动的对旋叶轮通风设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种对旋叶轮通风设备，尤其是一种利用长轴驱动的对旋叶轮通风设备的技术方案。

背景技术

合理的通风系统是利用通风动力，以最经济的方式，向各用风地点提供足量的新鲜空气，提供适宜的温度和湿度，保持良好的气候条件，以保证人员的生命安全和改善环境的需要。合理的通风系统应具有通风系统简单的特点，必须尽量保证通风系统的合理性，从而达到安全生产的目的。而通风设备的好坏对通风效果有着很重要的影响。

现有对旋叶轮通风设备多数采用两级叶轮分别由两个旋转方向相反的电动机驱动。主要存在以下问题：一是电机与叶轮直联，固定于风筒中，电机的散热条件相对置于自由大气而言，效果较差，维修也不方便。二是在一些中小煤矿或在大巷道掘进初期，风压要求不高，而此时对旋叶轮通风设备产生的高压力通风，造成了能源浪费。如公开号为：CN101403389A公开的“一种对旋轴流风机”，包括电机、风筒、两级叶轮、齿轮箱和锥齿轮。电机驱动内置于风筒之中，齿轮箱锥齿轮的传动带动两级叶轮实现对旋。由于其齿轮箱内置于风筒之中，不便于维修和操作，且限制了两级叶轮的轴向距离，不适用于结构要求紧凑的对旋式通风设备中。

电机外置的现有技术，如公开号为：EP2777255A2公开的一种“电机外置对旋轴流式主通风机”，包括两台电动机、长轴、两级叶轮、扩散器等。两台电动机外置于风筒，并通过与长轴的连接分别驱动两级叶轮工作。由于该系统的动力源是两个电动机，相对于单个动力源而言，占地面积较大，作业不便。

再如公开号为：EP 2793377 A1公开的一种“双级对旋轴流风机”，包括电动机、万向联轴器、整流罩、两级叶轮、双出轴齿轮传动机构及扩压器等。工作时，电机通过万向联轴器驱动双出轴齿轮传动机构，带动两级叶轮的反向旋转。由于两级叶轮的同步旋转，在小风压要求下，对旋叶轮通风设备产生的高压力造成能源极大的浪费。

因此，开发一种便于维修和操作、结构更加紧凑且能实现单级旋转与对旋旋转的切换的节能的长轴驱动对旋叶轮通风设备就显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的具体技术问题是现有对旋通风设备散热较差，维修不变的问题；同时在满足风压条件下，实现叶轮的单级旋转与对旋旋转的切换，以进一步降低能源消耗，并提供一种长轴驱动的对旋叶轮通风设备。

一种长轴驱动的对旋叶轮通风设备，包括电动机、传动齿轮箱，传动轴、一级叶轮和二级叶轮；其特征在于：

所述电动机及其传动齿轮箱是通过传动轴延伸设置于风筒之外的设计位置；

所述一级叶轮和二级叶轮是通过传动轴延伸设置于风筒之内的设计位置；

所述传动轴是由长轴内置有细轴构成，且长轴和细轴一端连接于传动齿轮箱内，另一端分别与二级叶轮和一级叶轮连接对旋转动；

所述传动齿轮箱内设置有十字轴，其纵向安装有从动锥齿轮，横向设有细轴穿过，并在纵向接近细轴处设置有压簧以及主动锥齿轮；在传动齿轮箱的齿轮轴上通过风叶法兰连接有长轴；在传动齿轮箱的箱体上连接有侧法兰，并在侧法兰的一端依次设置有扇齿结合面、动端面凸轮与静端面凸轮，另一端设置有操作手柄。

基于上述技术方案，本发明进一步设计的一级叶轮和二级叶轮的叶轮直径是800mm，电动机的额定功率是55kW×2，转速是2970rpm，传动齿轮箱的传动比是1:1。

本发明上述的对旋叶轮通风设备是用于通风风量在540~900m³/min，风压在8600~1500Pa，工作介质密度是1.20kg/m³的通风环境中。其中，对旋叶轮通风的工况点风量是790m³/min，风压是6000Pa。

在上述技术方案中，所述动端面凸轮与静端面凸轮的啮合与分离是通过传动齿轮箱箱体外的操作手柄控制的。

在上述设计的技术方案中，利用箱体外操作手柄的控制，实现动端面凸轮与静端面凸轮的啮合与分离。当动端面凸轮与静端面凸轮啮合时，压簧处于放松状态，此时十字轴纵向的锥齿轮脱离啮合，传动链断开，细轴带动一级叶轮旋转；当动端面凸轮与静端面凸轮分离时，压簧处于压紧状态，此时锥齿轮啮合，通过传动齿轮箱实现换向，长轴、细轴分别带动两级叶轮，实现两叶轮的对旋。其中，所设计的十字轴纵向两端均设有圆锥滚子轴承。通过上述采用的圆锥滚子轴承，轴承能承受高速运转，叶轮的高转速要求得到了满足。