一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒及自适应排风方法

本发明涉及一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒，属矿井通风设备。

背景技术：

1、当前在针对上隅角低氧环境的治理等作业中，往往需要通过通风管路进行气流换气作业，当前在进行该类通风作业时，往往均是通过传统的金属管道进行气流输送，虽然可以满足气流输送交互的需要，但一方面传动的金属管道设备结构单一，结构调节灵活性差，往往与巷道复杂环境间的适应性相对不足，从而影响了使用的通用性、环境适应性及日常转运、维护的便捷性和施工效率，另一方面在运行中，对气流的导向调节能力较差，导致气流在远距离输送时，气流与管壁接触面位置摩擦力较大，从而导致气流输送动力损耗严重，增加了气流输送成本，同时也导致管道侧壁位置和管道中心位置气流流速不同，从而导致在管道管壁位置处产生与输送方向相反的空气涡流，进一步影响了输送效率和能耗的同时，另导致气流输送时机械震动较大，并导致输送管道设备因机械震动因素存在较大的噪声污染和设备损耗，严重影响输送管道系统运行的稳定性和可靠性。

2、基于上述现有技术中存在缺陷，对现有的问题予以研究改良，提供了一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒，旨在通过该新型风筒设备，解决一些现存的装备问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒，该发明结构简单，可有效满足多种不同巷道空间结构配套使用的需要，空气输送效率高，抗损能力及故障修复排除能力强，在气流输送中，可有效降低机械震动造成的噪声污染及对设备造成的损害，提高气流输送稳定性和降低设备故障率，同时在气流输送中可有效的降低气路动力衰减，提高气力输送效率并降低气流输送能耗。

2、为了实现上述目的，本实用发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒，包括连接法兰、柔性调节筒、硬质承载筒、吊环，硬质承载筒为轴向截面呈矩形的管状结构，且硬质承载筒两端分别通过连接法兰与柔性调节筒连通，同时相邻两硬质承载筒间通过至少一条柔性调节筒连通，柔性调节筒两端均与连接法兰连接，且柔性调节筒与柔性调节筒之间及柔性调节筒与硬质承载筒间通过连接法兰连接，硬质承载筒外侧面设至少两个吊环，且各吊环沿硬质承载筒走线方向分布，硬质承载筒包括弹性防护外套、硬质承载内套、碟形弹簧、承压弹簧、连接螺杆，弹性防护外套、硬质承载内套均为圆柱管状结构，硬质承载内套嵌于弹性防护外套内，与弹性防护外套内侧面连接并同轴分布，同时弹性防护外套两端均超出硬质承载内套两端至少5厘米，硬质承载内套两端与弹性防护外套两端间形成装配腔，连接螺杆嵌于装配腔内且至少三条，各连接螺杆环绕硬质承载内套轴线均布并与硬质承载内套轴线平行分布，连接螺杆后端面与硬质承载内套端面连接，前端面与连接法兰间连接，连接法兰后端面位置设一个与其同轴分布的碟形弹簧，碟形弹簧上设导向孔，通过导向孔包覆在连接螺杆外并与连接螺杆滑动连接，连接螺杆外设一条与其同轴分布的承载弹簧，且承载弹簧两端分别与碟形弹簧后端面及硬质承载内套端面相抵，且与连接螺杆所连接的连接法兰位于装配腔内。

4、进一步的，所述柔性调节筒包括弹性伸缩管、承载金属龙骨、吊环，其中所述弹性伸缩管为轴向截面呈矩形的圆柱管状结构，所述承载金属龙骨嵌于弹性伸缩管内，与弹性伸缩管内侧面连接并与弹性伸缩管同轴分布，所述承载金属龙骨至少两个，沿弹性伸缩管轴线方向分布，所述承载金属龙骨另分别与一个吊环连接，吊环位于弹性伸缩管外并位于弹性伸缩管正上方，所述承载金属龙骨包括承载环、调节通道，所述承载环为与弹性伸缩管同轴分布的闭合环状结构，并与弹性伸缩管管壁连接，且承载环与吊环间连接，所述承载环共两个，调节通道位于两承载环之间，且其两端分别与两承载环内侧面间滑动连接，所述调节通道为与弹性伸缩管同轴分布的管状结构，且其轴向截面为双曲线结构，同时两承载环总长度为调节通道长度的0.8—1.5倍。

5、进一步的，所述硬质承载筒两端位置设气流调节机构，所述气流调节机构与硬质承载筒同轴分布，并分别位于硬质承载筒装配腔位置，同时所述气流调节机构前半部为与硬质承载筒的硬质承载内套内，后半部位于装配腔处柔性调节筒内，并与柔性调节筒内侧面相抵，所述柔性调节筒和硬质承载筒间通过气流调节机构连通。

6、进一步的，所述气流调节机构包括导流套、连接筋板、导流锥、弹性密封环，其中所述导流套为与柔性调节筒、硬质承载筒同轴分布的圆柱管状结构，其前半部嵌于硬质承载筒内，后半部嵌于柔性调节筒内，并分别与柔性调节筒、硬质承载筒内侧面间连接，且导流套与柔性调节筒、硬质承载筒接触面间均设至少一条弹性密封环，所述导流锥为与导流套同轴分布的圆锥体管状结构，导流锥嵌于导流套内并通过若干连接筋板与导流套内表面连接，所述导流锥前端面管径为后端面管径的至少3倍，且导流锥前端面管径为导流套前端面管径的80％—95％，导流锥后端面管径为导流套管径的20％—50％,所述连接筋板环绕导流套轴线均布，且各连接筋板均环绕导流套轴线均布，其轴线沿导流套轴线方向分布，且连接筋板板面均为曲面结构。

7、进一步的，所述连接筋板板面呈“s”型板状结构，同时过连接筋板环绕导流套轴线均布，并分布在沿导流套轴线方向分布的至少两个工作组内，每个工作组内均设至少3条连接筋板，且每个工作组中连接筋板沿导流套轴线方向从其后端向前端面依次递增，相邻两个工作组内的连接筋板间间隔分布；同时，所述连接筋板横断面呈矩形、椭圆形、三角形及水滴形中的任意一种，同时所述同一工作组中相邻两个连接筋板间构成导流通道，且导流通道呈矩形及“八”字形槽装结构中的任意一种。

8、进一步的，所述导流锥侧壁上设至少两个透孔，透孔处设溢流阀，所述导流锥与导流套间通过溢流阀连通，同时所述透孔轴线与导流锥轴线相交并呈30°—90°夹角，且各透孔环绕导流锥轴线均布，并位于相邻两个工作组之间位置。

9、进一步的，所述弹性防护外套中间部位与硬质承载内套间通过螺栓连接，弹性防护外套剩余部分的内侧面与硬质承载内套外侧面间滑动连接，同时所述弹性防护外套两端及中间部位的外侧面均设挡环，所述挡环为与弹性防护外套同轴分布的闭合环状结构，且位于弹性防护外套两端位置的挡环与位于弹性防护外套中间部位挡环间通过至少两条复位弹簧连接，其中复位弹簧环绕弹性防护外套轴线均布。

10、进一步的，所述吊环与硬质承载筒间通过导向柱连接，所述导向柱为至少两级伸缩杆结构，其轴线与硬质承载筒轴线间垂直分布。

11、一种矿用多级组合式可伸缩风抽排风筒的使用方法，包括如下步骤：

12、第一步，通风管路设定，根据需要进行通排风作业的巷道结构，设计通排风的水平线、通排风距离、通排风风量，然后根据涉及方案，通过吊环对柔性调节筒、硬质承载筒进行装配定位，然后使柔性调节筒、硬质承载筒间通过连接法兰连接，构成闭合的通风管路，最后将通风管路与通排风动力系统连通，即可完成风路设定；

13、第二步，通风送风，完成第一步后，驱动排风动力系统系统，在排风动力系统驱动下对巷道内气流增压，为气流提供驱动力，使经过增压后的气流通过第一步构成的通风管路进行输送并排放，气流在通过通风管路输送时：

14、柔性调节筒的弹性形变能力对气流输送时的震动进行弹性吸收，提高管路运行稳定性，降低气流通过通风管路时机械震动产生的噪声；

15、柔性调节筒、硬质承载筒连接处设置的气流调节机构实现对气流进行调压作业，在不影响气流正常输送状态，提高气流输送方向稳定性，降低气流远距离输送时的动力衰减。

16、本发明结构简单，可有效满足多种不同巷道空间结构配套使用的需要，空气输送效率高，抗损能力及故障修复排除能力强，在气流输送中，可有效降低机械震动造成的噪声污染及对设备造成的损害，提高气流输送稳定性和降低设备故障率，同时在气流输送中可有效的降低气路动力衰减，提高气力输送效率并降低气流输送能耗。