一种局部增压式通风系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿井通风技术领域，具体涉及一种局部增压式通风系统。


背景技术：

2.目前，所有给矿井施工巷道(隧道)掘进工作面供风作业，都是在巷道进口以外一定距离(煤矿安全规程规定10米以上)安装风机，通过风筒一直将新鲜空气送到施工巷道尽头的掘进工作面，即巷道需要施工多远、风筒就得连接多长且至少还会比巷道长出10米以上。
3.施工巷道通过风筒长距离通风，存在风筒阻力及漏风的问题。为了确保到达巷道掘进工作面新鲜空气的风量，目前都是采取加大入口处风机功率，增大入口处通风压力和风量，这样就加大了巷道外半段风筒承受的压力。由于巷道施工时的风筒大部分是橡胶或树脂柔性风筒，耐压力有限，当巷道施工长度加大，通风距离加长，通风压力超过风筒的耐压极限时，就会发生风筒破裂、工作面停风的安全事故。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种局部增压式通风系统。
5.为了实现上述技术方案，本实用新型采用以下技术方案：
6.根据本实用新型的一个方面，提供一种局部增压式通风系统，包括主风机，所述主风机通过进风筒及出风筒、将外部空气输送至巷道内工作面；
7.其中，进风筒与出风筒依次连通，且在进风筒与出风筒之间设置有增压风机；
8.还包括控制器，分别与主风机、增压风机电性连接，用于控制主风机及增压风机的通断状态。
9.根据本实用新型的一实施方式，所述增压风机与进风筒连接的一端设有进风接口，与出风筒连接的一端设有出风接口。
10.根据本实用新型的一实施方式，所述增压风机安装在主风机与巷道内工作面之间。
11.根据本实用新型的一实施方式，所述增压风机采用变频调速风机。
12.根据本实用新型的一实施方式，所述主风机通过主风机变频器供电及调速，所述增压风机通过增压风机变频器供电及调速，所述主风机变频器、增压风机变频器均与控制器电性连接。
13.根据本实用新型的一实施方式，还包括：传感器，与控制器电性连接；
14.所述传感器至少包括两个压力传感器及一个风速传感器；
15.其中，所述的两个压力传感器分别安装在进风接口的内侧和外侧；所述风速传感器安装在出风接口内或巷道内工作面处。
16.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器通过电源线或信号线分别与主风机、
增压风机、变频器、传感器进行连接。
17.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器可采用单片机或plc控制器和通讯装置构成。
18.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器根据传感器监测到的实时数据通过pid模式或其它模式来控制变频器输出频率的高低。
19.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器根据风速传感器监测到的实时数据，通过控制增压风机变频器的输出频率、来改变增压风机的转速，使增压风机输送到巷道工作面的实时风量稳定在设定的风量值。
20.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器根据压力传感器监测到的实时数据，通过控制主风机变频器的输出频率、来改变主风机的转速，使主风机输送到增压风机的进风接口内的气压高于进风接口外巷道中气压的数值稳定在设定的压差值。
21.根据本实用新型的一实施方式，所述主风机运转时，将巷道外(回风口外)的新鲜空气吸入加压后、通过进风筒及进风接口进入增压风机，新鲜空气经增压风机增压后、经过出风接口、出风筒输送到巷道内工作面。
22.根据本实用新型的一实施方式，所述巷道内工作面根据同时作业的人数、设备数量、设备功率、瓦斯涌出量、环境温度等条件，来计算需要新鲜空气的最小风量q1和最大量风q2，根据最小风量q1、最大风量q2和工作面的作业特点确定一个适宜风量q，控制器根据风速传感器检测到的风速、结合出风接口或巷道的通风面积，计算出工作面的实时风量q来分别控制主风机和增压风机的转速和风量；
23.当工作面的实时风量q大于适宜风量q时，控制器分别控制增压风机变频器降低供电频率，进而降低增压风机的转速来减少给工作面的供风量q，同时控制器也控制主风机变频器降低供电频率来降低主风机的转速、风量和压力；当工作面的实时风量q小于适宜风量q时，控制器分别控制主风机变频器升高供电频率，进而增加主风机的转速来增加主风机的供风量和供风压力，同时控制器控制增压风机变频器升高供电频率，加大增压风机的转速进而加大增压风机向工作面的供风量q。
24.根据本实用新型的一实施方式，为了防止增压风机运转时产生循环风，需要保证增压风机进风接口内的压力要高于进风接口外巷道中压力一个安全值p1，同时要低于一个最大值p2，并根据工作面的作业特点确定一个适宜压差值p；控制器通过安装在进风接口内外两个压力传感器实时监测进风接口内外的压力差p；
25.当p值小于适宜压差值p时，控制器给主风机变频器发出指令升高供电频率，进而升高主风机的运转速度增加主风机的供风量，进而升高主风机供风压力增大进风接口内外的压力差p；当p值大于适宜压差值p时，控制器给主风机变频器发出指令降低供电频率，进而降低主风机的运转速度减少主风机的供风量、降低主风机的供风压力，降低进风接口内外的压力差p，保证整个系统始终运行在一个既安全又经济的工作状态。
26.根据本实用新型的一实施方式，所述控制器可以对主风机、增压风机实现手动控制和自动控制，也可以通过有线或无线方式与互联网对接、实现远程控制。
27.本实用新型所述通风系统在启动时，控制器首先启动主风机变频器，使其给主风机供电的频率由小到大逐渐升高，这时主风机的转速、供风量、供风压力都会由小逐步增大；当增压风机进风接口内外压力差p大于适宜压差值p时，增压风机变频器开始给增压风
机供电，随着供电频率升高增压风机的转速加快、则增压风机通过出风筒向工作面输送的风量就会由小到大逐步增加；当巷道尽头工作面的风量达到适宜风量q时，增压风机供电变频器的频率稳住不变，增压风机的供风量也会保持不变。
28.由上述技术方案可知，本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一：
29.(1)本实用新型一种局部增压式通风系统，通过在进风筒、出风筒之间设置增压风机，降低了主风机的功率、供风压力和供风量，克服了现有技术中由于风筒距离加长、通风压力超过风筒的耐压极限、发生风筒破裂的缺陷。
30.(2)在进风接口内外两侧设置压力传感器，能够及时检测到压力差值，进而能够及时调整主风机、增压风机的供风量。
31.(3)结构设计巧妙、施工简便、易于操作，改善了矿井作业面作业环境，能够有效防止风筒破裂、工作面停风的事故发生、安全可靠。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本实用新型所述一种局部增压式通风系统的结构示意图；
34.图2为本实用新型中控制器分别与传感器、变频器的连接示意图。
35.附图标记说明如下：
36.1-主风机、2-进风筒、3-进风接口、4-增压风机、5-出风接口、6-出风筒、
37.7-巷道、8-工作面、9-控制器、10-第一压力传感器、11-第二压力传感器、12-风速传感器、13-主风机变频器、14-增压风机变频器；
38.其中，箭头
“↑”
所示为风流方向。
具体实施方式
39.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。
42.下面结合附图1、2以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
43.本实用新型所述一种局部增压式通风系统，包括主风机1、进风筒2、进风接口3、增压风机4、出风接口5、出风筒6、控制器9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、风速传感
器12、主风机变频器13、增压风机变频器14。
44.其中，主风机1通过进风筒2及出风筒6、将外部空气输送至巷道内工作面8，进风筒2与出风筒6依次连通，且在进风筒2与出风筒6之间设置有增压风机4。进一步地，所述增压风机4与进风筒2连接的一端设有进风接口3，与出风筒6连接的一端设有出风接口5。所述增压风机4安装在主风机1与巷道内工作面8之间。所述增压风机4采用变频调速风机。
45.控制器9分别与主风机1、增压风机4电性连接，用于控制主风机1及增压风机4的通断状态。具体地，所述主风机1通过主风机变频器13供电及调速，所述增压风机4通过增压风机变频器14供电及调速，所述主风机变频器13、增压风机变频器14均与控制器9电性连接。所述主风机变频器13安装在主风机1上，所述增压风机变频器14安装在增压风机4上。
46.第一压力传感器10、第二压力传感器11、风速传感器12均与控制器9电性连接，所述第一压力传感器10安装在进风接口3的内侧，第二压力传感器11安装在进风接口3的外侧，风速传感器安装在出风接口5内，还可以安装在巷道内工作面8处。
47.本实用新型一种局部增压式通风系统一实施方式中，操作人员可以通过现场开关或远程控制来控制主风机1和增压风机4的启动运转。当操作人员按下启动按钮时，控制器9首先给主风机变频器13发送指令，主风机变频器13开始向主风机1供电，其供电频率由小到大逐渐升高，主风机1运转后、其进风端吸入新鲜空气加压后，从出风端经进风筒2来到进风接口3处。随着主风机1的转速继续升高进风量逐渐加大、进风接口3内的压力也随之升高；当控制器9通过进风接口3内第一压力传感器10、进风接口3外第二压力传感器11监测到进风接口3内压力高于进风接口3外压力的差值大于适宜压差值p时，控制器9就向增压风机变频器14发送指令，增压风机变频器14开始向增压风机4供电，其供电频率由小到大逐步升高，增压风机4运转后将主风机1经进风筒2、进风接口3供来的新鲜空气加压后经出风接口5、出风筒6输送到巷道尽头工作面8，工作面8的回风经巷道7排出，由图1箭头所示能够明确回风路径。
48.本实用新型所述一种局部增压式通风系统另一种实施方式中，增压风机4运转后随着供电频率逐步升高增压风机4向工作面输送新鲜空气的风量q会逐渐增多。当控制器9通过风速传感器12监测到工作面的风量达到适宜风量q时，控制器9就会向增压风机变频器14发送指令保持输出频率稳定不变。随着巷道7掘进长度的增加或其它原因造成工作面8的供风量q小于适宜风量q时，控制器9就会向增压风机变频器14发送指令升高其输出供电的频率，进而升高增压风机4的转速，以增加向工作面8的供风量q。当控制器9通过风速传感器12监测到工作面8的实际供风量q增加到适宜风量值q时，控制器9就会向增压风机变频器14发送指令保持输出频率稳定不变；当控制器9通过风速传感器12监测到工作面8的实际供风量q大于适宜风量q时，控制器9就会向增压风机变频器14发送指令降低其输出供电的频率，进而降低增压风机4的转速，减少向工作面8的供风量q；当控制器9通过风速传感器12监测到工作面8的实际供风量q降低到适宜风量q时，控制器9就会向增压风机变频器14发送指令保持输出频率稳定不变。
49.本实用新型所述一种局部增压式通风系统又一实施方式中，系统运行后由于增压风机4转速的变化或其它原因的影响，当控制器9通过第一压力传感器10和第二压力传感器11、监测到进风接口3内的压力与进风接口3外的压力差p大于设定的适宜压差值p时，控制器9就会给主风机变频器13发送指令降低供电频率、进而降低主风机1的转速降低主风机1
的供风压力；当进风接口3内外压力差p降低到适宜压差值p时，控制器9就会向主风机变频器13发送指令稳定其供电频率不变。如果通风条件发生变化，当控制器9通过第一压力传感器10和第二压力传感器11、监测到进风接口3内外压力差p小于适宜压差值p时，控制器9就会给主风机变频器13发送指令升高供电频率、进而增加主风机1的转速，升高主风机1的供风压力；当进风接口3内外压力差p达到适宜压差值p时，控制器9就会向主风机变频器13发送指令稳定其供电频率不变。
50.本实用新型所述一种局部增压式通风系统，控制器9的运行程序中含有主风机1对增压风机4的连锁控制功能，即当主风机1不开机时、增压风机4就不能开机。只有当主风机1开机后且进风接口3内外压力差p大于等于适宜压差值p时，增压风机4才具备开机条件，当主风机1停机运行时、增压风机4也停机运行。
51.需要说明的是，当操作人员通过现场按钮或远程控制、向控制器9发送停机信号后，主风机1和增压风机4同时停机。
52.本实用新型中所述的主风机、增压风机、控制器、压力传感器、风速传感器、变频器均采用现有设备，本实用新型并不对现有设备进行改进。
53.综上所述，本实用新型一种局部增压式通风系统，通过在进风筒、出风筒之间设置增压风机，克服了现有技术中由于风筒距离加长、通风压力超过风筒的耐压极限、发生风筒破裂的缺陷；在进风接口内外两侧设置压力传感器，能够及时检测到压力差值，进而能够及时调整主风机、增压风机的供风量。结构设计巧妙、施工简便、易于操作，改善了矿井作业面作业环境，能够有效防止风筒破裂、工作面停风的事故发生、安全可靠。
54.应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。