手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置的制作方法

本发明涉及一种出风口调控装置，尤其涉及一种手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置。

背景技术：

二十一世纪能源的消耗需求量迅速增加，能源问题早己成为世界各国十分重视的问题。我国是一个用煤大国，煤炭在我国的一次能源消费中占据了超过70％的比例；同时我国也是一个产煤大国，煤炭产量约占一次能源消费总量的78.6％。近年来，我国煤矿的安全状况总体上趋于好转，但煤矿的安全水平较欧美等发达国家水平相差甚远，煤矿生产安全事故仍时常发生，造成重大人员伤亡，财产损失，环境污染等问题。调查表明，在掘进过程中发生的瓦斯与煤尘爆炸事故占矿井瓦斯煤尘爆炸事故总数的60％～70％，目前我国开采的煤矿约有48％为高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井。瓦斯是从煤层中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体，而煤巷(半煤巷)综掘工作面是首先进入煤层的工作区域，因此是瓦斯和煤尘爆炸事故最为频繁的区域。

近年来，随着矿井开采深度的逐渐增加，单一工作面开采规模的不断提高，煤巷长度、巷道断面尺寸及推进速度也呈现增大趋势，使得巷道开拓过程具有瓦斯涌出量大、产尘量大、工作面狭窄、作业线路长等特征。掘进煤巷是一个独头巷道，通风回路不完整，稀释和排除来自煤体涌出的瓦斯和作业时产生的粉尘是靠由局部通风机和风筒组成的局部通风系统给端头区域压入的新鲜风流来实现的，局部通风系统通风方式、布置位置及出风口速度等因素将直接影响掘进通风风流分布情况，进而影响瓦斯浓度分布规律及通风排瓦效果。

由此可见，随着煤矿开采规模扩大，煤巷综掘工作面局部通风情况急需改善，由于“煤矿安全规程”仅规定了综掘工作面的合理风速范围和出风口距端头距离。因此，解决煤矿高速大断面煤巷综掘工作面对通风需求增加的方式是实施局部通风控制，也就是不断提高局部通风机功率和加大风筒直径，而综掘工作面风量过度加大，也易造成循环风、工作区域局部风速过高、工作条件劣化等现象。因此，设计一种手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其结构简单，安装使用方便，安全可靠性高，有效解决了采用不断提高局部通风机功率和加大风筒直径易造成循环风、工作区域局部风速过高、工作条件劣化的问题，可合理控制巷道内风流场。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：包括支架、硬质风筒和导轨，所述硬质风筒穿过支架，所述导轨设置在支架的上方，所述导轨的顶部连接有挂索，所述支架的顶部固定有套筒，所述套筒的上方固定有滑块，所述滑块与导轨相配合且能够沿着导轨前后滑动，所述硬质风筒的顶部与支架之间设置有万向节，所述万向节的转动件伸入套筒内且与套筒转动连接，所述万向节的摆动件固定在硬质风筒的顶部，所述转动件和所述摆动件相铰接，所述硬质风筒的出风口设置有多个叶片，多个所述叶片形成圆台形结构，所述圆台形结构的小端靠近硬质风筒处，所述硬质风筒上设置有用于启闭所述圆台形结构的叶片启闭机构，所述硬质风筒的底部固定有用于带动硬质风筒左右转动和上下转动的转向调节杆。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述叶片启闭机构包括叶片调节杆、推杆、连杆和叶片骨架，所述连杆和叶片骨架的数量均为多个，所述连杆、叶片骨架和叶片三者的数量相等，每个所述连杆对应一个叶片骨架，每个所述叶片骨架对应一个叶片，所述叶片调节杆的上端与推杆的后端固定连接，每个所述连杆的后端均与推杆的前端铰接，每个所述连杆的前端与对应的叶片骨架铰接，所述叶片骨架的后端与硬质风筒的前端铰接，每个所述叶片骨架与对应的叶片固定连接，所述推杆和连杆均位于硬质风筒内，所述叶片骨架位于所述圆台形结构内，所述硬质风筒的底部设置有水平滑槽，所述叶片调节杆的下端穿出水平滑槽且能够沿着水平滑槽滑动。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述硬质风筒内设置有支撑架，所述支撑架包括前架体、后架体和导向套，所述前架体和后架体前后对称设置，所述导向套位于前架体与后架体之间，所述导向套的前端与前架体的中心固定连接，所述导向套的后端与后架体的中心固定连接，所述前架体和后架体均与硬质风筒的内壁固定连接，所述推杆穿过导向套且能够沿着导向套滑动。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述硬质风筒的前端内壁上均匀设置有多个连接环，所述连接环和叶片骨架的数量相等，每个所述连接环对应一个叶片骨架，所述叶片骨架与对应的连接环铰接。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述叶片调节杆的上端与推杆的后端螺纹连接，所述叶片骨架与叶片通过螺栓连接。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述支架的顶部后侧设置有导向盘，所述导向盘上设置有上下滑槽和左右滑槽，所述上下滑槽和左右滑槽呈十字交叉设置，所述上下滑槽和左右滑槽上均均匀设置有定位槽，所述转向调节杆穿过所述十字交叉处且能够沿着上下滑槽或者左右滑槽滑动。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述硬质风筒的后端通过风筒快速连接器连接有伸缩风筒。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述伸缩风筒外设置有风筒收纳包，所述风筒收纳包包括两个前后设置的收纳筒，所述收纳筒的两端均为开口结构，两个所述收纳筒之间通过拉链相连接，位于前侧的所述收纳筒与伸缩风筒的前端连接，位于后侧的所述收纳筒与伸缩风筒的后端连接。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述伸缩风筒的后端连接有吊环。

上述的手动式煤矿掘进通风风筒出风口调控装置，其特征在于：所述导轨的两端对称设置有挂环，所述挂索的数量为两个，每个所述挂环上连接一个挂索。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明不采用任何电器设备，安全可靠性高，结构简单，易操作，方便安装使用。

2、本发明在对掘进工作面端头区域全风场风流特征以及煤尘和瓦斯运移规律研究的基础上，通过改变出风口角度，合理控制巷道内风流场，有效解决了现有风筒通风过程中定角度吹风，容易造成瓦斯、粉尘积聚和巷道内容易形成涡流的问题。

3、本发明在掘进工作面风流特性的基础上，实现了煤矿通风的可调可控，促进了煤矿的精细化管理，具有很强的实际应用价值。

4、本发明通过在后端加有风筒收纳包，能够提供一定长度的风筒前移，减少停风安装风筒的周期，有效增加生产效率，经济效益高。

5、本发明在不增加风量的基础上能够实现增加出风口风速，优化巷道风流场的作用，工作可靠性高，节省了资源，实用性强。

6、本发明可有效防止在有限空间气体射流在掘进工作面容易形成涡流，使煤尘等有害物质积聚在端头工作面，具有爆炸危险的煤尘达到一定浓度时，若在引爆火源的作用下发生爆炸的问题，可有效减少矿毁人亡，减少损失，提高了煤矿安全。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明硬质风筒、连接环、支撑架和转向调节杆的位置关系图。

图4为本发明风筒收纳包的结构示意图。

图5为本发明万向节的结构示意图。

图6为本发明伸缩风筒的结构示意图。

图7为本发明叶片的结构示意图。

图8为本发明支架、滑块、套筒和导向盘的位置关系示意图。

附图标记说明:

1—叶片； 2—万向节； 3—导轨；

3-1—挂环； 4—挂索； 5—吊环；

6—风筒收纳包； 6-1—拉链； 6-2—收纳筒；

7—支架； 7-1—滑块； 7-2—套筒；

8—硬质风筒； 8-1—连接环； 8-2—支撑架；

8-21—前架体； 8-22—后架体； 8-23—导向套；

8-3—水平滑槽； 9—导向盘； 9-1—上下滑槽；

9-2—左右滑槽； 9-3—定位槽； 10—叶片骨架；

11—连杆； 12—推杆； 13—转向调节杆；

14—叶片调节杆； 15—风筒快速连接器； 16—伸缩风筒。

具体实施方式

如图1、图2、图5和图7所示，本发明包括支架7、硬质风筒8和导轨3，所述硬质风筒8穿过支架7，所述导轨3设置在支架7的上方，所述导轨3的顶部连接有挂索4，所述支架7的顶部固定有套筒7-2，所述套筒7-2的上方固定有滑块7-1，所述滑块7-1与导轨3相配合且能够沿着导轨3前后滑动，所述硬质风筒8的顶部与支架7之间设置有万向节2，所述万向节2的转动件伸入套筒7-2内且与套筒7-2转动连接，所述万向节2的摆动件固定在硬质风筒8的顶部，所述转动件和所述摆动件相铰接，所述硬质风筒8的出风口设置有多个叶片1，多个所述叶片1形成圆台形结构，所述圆台形结构的小端靠近硬质风筒8处，所述硬质风筒8上设置有用于启闭所述圆台形结构的叶片启闭机构，所述硬质风筒8的底部固定有用于带动硬质风筒8左右转动和上下转动的转向调节杆13。

该风筒出风口调控装置通过挂索4将导轨3挂于巷道顶端，导轨3方便风筒出风口前移，避免了硬质风筒8前移需要拆卸的繁琐；滑块7-1与支架7固定连接，在能够实现硬质风筒8前移的基础上，且保证了下端导向盘9的稳定性。硬质风筒8与支架7之间设置万向节2，通过转向操纵杆13调节硬质风筒8的出风口角度时，能够灵活地实现硬质风筒8左右转动和上下摆动。可见，该风筒出风口调控装置解决了采用不断提高局部通风机功率和加大风筒直径易造成循环风、工作区域局部风速过高、工作条件劣化的问题，可合理控制巷道内风流场。

如图1和图2所示，所述叶片启闭机构包括叶片调节杆14、推杆12、连杆11和叶片骨架10，所述连杆11和叶片骨架10的数量均为多个，所述连杆11、叶片骨架10和叶片1三者的数量相等，每个所述连杆11对应一个叶片骨架10，每个所述叶片骨架10对应一个叶片1，所述叶片调节杆14的上端与推杆12的后端固定连接，每个所述连杆11的后端均与推杆12的前端铰接，每个所述连杆11的前端与对应的叶片骨架10铰接，所述叶片骨架10的后端与硬质风筒8的前端铰接，每个所述叶片骨架10与对应的叶片1固定连接，所述推杆12和连杆11均位于硬质风筒8内，所述叶片骨架10位于所述圆台形结构内，所述硬质风筒8的底部设置有水平滑槽8-3，所述叶片调节杆14的下端穿出水平滑槽8-3且能够沿着水平滑槽8-3滑动。叶片启闭机构通过调节叶片调节杆14实现前端多个叶片1的开闭，以扩大风筒出风口直径，从而减小风速或缩小风筒出风口直径，达到增大风速的目的；叶片骨架10用于支撑起叶片1的启闭，水平滑槽8-3保证了推杆12运行的可靠性。

如图1和图3所示，所述硬质风筒8内设置有支撑架8-2，所述支撑架8-2包括前架体8-21、后架体8-22和导向套8-23，所述前架体8-21和后架体8-22前后对称设置，所述导向套8-23位于前架体8-21与后架体8-22之间，所述导向套8-23的前端与前架体8-21的中心固定连接，所述导向套8-23的后端与后架体8-22的中心固定连接，所述前架体8-21和后架体8-22均与硬质风筒8的内壁固定连接，所述推杆12穿过导向套8-23且能够沿着导向套8-23滑动。支撑架8-2对叶片启闭机构起支撑作用，导向套8-23对推杆12的滑动起导向作用。

如图2和图3所示，所述硬质风筒8的前端内壁上均匀设置有多个连接环8-1，所述连接环8-1和叶片骨架10的数量相等，每个所述连接环8-1对应一个叶片骨架10，所述叶片骨架10与对应的连接环8-1铰接。

本实施例中，所述叶片调节杆14的上端与推杆12的后端螺纹连接，所述叶片骨架10与叶片1通过螺栓连接。

如图1、图2和图8所示，所述支架7的顶部后侧设置有导向盘9，所述导向盘9上设置有上下滑槽9-1和左右滑槽9-2，所述上下滑槽9-1和左右滑槽9-2呈十字交叉设置，所述上下滑槽9-1和左右滑槽9-2上均均匀设置有定位槽9-3，所述转向调节杆13穿过所述十字交叉处且能够沿着上下滑槽9-1或者左右滑槽9-2滑动。

设置导向盘9用于规范约束硬质风筒8的转向角度，上下滑槽9-1保证了硬质风筒8的上下摆动，左右滑槽9-2保证了硬质风筒8的左右转动，设计的定位槽9-3确保了转动之后硬质风筒8位置定位的准确性。另外，可在上下滑槽9-1和左右滑槽9-2上标注转动角度，通过转向调节杆13在定位槽9-3上的位置，以确定硬质风筒8的转动角度。

如图1、图2和图6所示，所述硬质风筒8的后端通过风筒快速连接器15连接有伸缩风筒16，风筒收纳包6辅助硬质风筒8短距离伸长。

如图1、图2和图4所示，所述伸缩风筒16外设置有风筒收纳包6，所述风筒收纳包6包括两个前后设置的收纳筒6-2，所述收纳筒6-2的两端均为开口结构，两个所述收纳筒6-2之间通过拉链6-1相连接，位于前侧的所述收纳筒与伸缩风筒16的前端连接，位于后侧的所述收纳筒与伸缩风筒16的后端连接。设置收纳包6，可将压缩后的伸缩风筒16置于收纳包6内，并用拉链6-1收纳，当风筒出风口需要前移时，可松开拉链6-1，将压缩后的伸缩风筒16展开，实现一定距离的前移。

如图1和图2所示，所述伸缩风筒16的后端连接有吊环5。

如图1和图2所示，所述导轨3的两端对称设置有挂环3-1，所述挂索4的数量为两个，每个所述挂环3-1上连接一个挂索4。

本发明的工作原理为：使用时，挂索4和吊环5均吊在巷道内壁上。在风筒出风口距掘进端头距离过近时，后移叶片调节杆14，通过叶片调节杆14带动叶片启闭机构实现叶片1的启闭，达到增大风筒直径、减小风速的目的。

随着掘进巷道长度的增加，有效射程不足，打开风筒收纳包6，将硬质风筒8前移，使风筒整体长度增加，风筒出风口距掘进端面的距离减小，实现保持有效射程的作用。当风筒无法前移时，可通过前移叶片调节杆14，实现叶片的启闭，来改变出风口直径的大小，起到提高出风口风速的目的。

当巷道某处出现瓦斯、粉尘涌现或积聚现象时，可通过调节转向调节杆13，转动硬质风筒8，有效吹散聚集的瓦斯和粉尘。当巷道内出现涡流现象时，可通过调节转向调节杆13，实现硬质风筒8定角度吹风，有效降低涡流带来的瓦斯粉尘积聚现象。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。