技术领域
[0001] 本实用新型涉及矿场通风技术领域，尤其涉及用电机外置式动调风机改造矿用对旋风机的一种通风系统。
背景技术
[0002] 一般
煤矿的主扇风机房安装两台主通风机，运行方式为一台运行，一台备用，并实行每月倒机切换运行，风机
叶片角度调节繁琐，需要风机停机后，每支叶片单独调节，运行效率低，一般在30～60％之间，且该风机必须每年大修和更换电机
轴承等。
[0003] 本
申请人发现
现有技术至少存在以下技术问题：
[0004] 1.轴伸端轴承使用寿命短。
[0005] 由于对旋风机的设计理念就是
叶轮直接挂在电机的轴上，所以叶轮的离心
力、叶片受到风的反作用力、调节系统的剩余
不平衡力、电磁拉力、风量风压变化产生的推力等等，这些风机运转中所产生的径向力、轴向力形成当量动负荷，都是造成轴承损坏的致命因素。所以造成靠近电机轴伸端的轴承经常抱轴、烧毁，严重时整个
定子绕组被烧毁，严重影响整个矿井的通风安全，甚至给矿井安全和旷工的人身和生命安全造成威胁。
[0006] 2.二级电机容易烧毁。
[0007] 由于对旋风机的设计理念就是采用双级叶轮直接分别挂在两个电机的轴上，工作时两级叶轮反向旋，两级叶轮互为导叶，所以对两级叶轮的匹配性要求比较高，而实际使用中发现，经常是在增加通风距离时，二级电机负载增加的比一级电机快，当后期达到一定通风距离时，虽然两级风机的总功率尚未达到单级的2倍，但是二级电机的负载已远远超出了额定功率，这样就经常造成二级电机的超载运行，从而导致电机的烧毁。
[0008] 3.噪声大。
[0009] 煤矿经常因为风机噪声大而掩埋了其它设备不正常运转的声音和其他报警声音等等，从而导致过不少的恶性事件的发生，所以降低风机噪声也是势在必行。
[0010] 4.效率低下。
[0011] 现用对旋风级的效率仅40％左右，所以对该风机进行节能改造时十分必要的，且节能空间十分巨大。
[0012] 5.叶片角度调整困难。
[0013] 由于对旋风机叶片角度的调节方式为停机后单片调节，一是这种叶片角度调节方式很难保持叶片角度的一致性，二是煤矿环境恶劣，经常是在长期的积灰、磨损和锈蚀情况下，叶片的角度标识会变得模糊不清，调节机构锈死，以致叶片角度经常根本无法调整，所以经常在叶片角度需要调整时，因该调整方法已经失效而导致各种不可预见的状况频发，已严重影响到矿井的通风安全和安全生产，给日常管理和确保矿井通风安全造成极大的障碍。实用新型内容
[0014] 针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了用电机外置式动调风机改造矿用对旋风机的一种通风系统，可以彻底解决叶片角度调节难等问题，可以提高风机的运行效率至少30％以上，将电机安装在通风通道的外部，便于
散热和维修；另外，还可以提高矿井对主通风机控制的自动化程度。
[0015] 本实用新型的技术方案是：用电机外置式动调风机改造矿用对旋风机的一种通风系统，包括包括二级电机，还包括第一风道、扩散器B和动叶可调
轴流风机，所述动叶可调轴流风机包括动叶风筒和设置在所述动叶风筒内的
轮毂，所述第一风道、扩散器B和动叶风筒依次连接，所述第一风道的两个端口互成90度，所述二级电机设置在所述第一风道的外侧，且所述二级电机的
输出轴与所述第一风道的其中一个端口同轴设置，所述二级电机的输出轴伸入所述第一风道内部与所述轮毂连接并能够工作带动所述轮毂转动；
[0016] 所述轮毂的外侧设置有多个叶片，所有的叶片在所述轮毂的圆周外壁呈圆周阵列分布，在所述轮毂内部对应每个叶片各设有一个叶柄轴，所述叶柄轴沿所述轮毂的径向设置，所述叶柄轴与所述轮毂之间形成绕所述叶柄轴的轴线进行转动的转动连接，所述叶柄轴的一端为叶片连接端，另一端为角度调节端，每个所述叶柄轴的叶片连接端连接对应的叶片，且当所述叶柄轴转动时带动其连接的叶片一起转动；
[0017] 所述轮毂内部还同轴设置有调节盘，所述调节盘与所述轮毂沿所述轮毂轴向滑动连接，所述调节盘与所有的叶柄轴的角度调节端活动连接，且当所述调节盘沿所述轮毂轴向做直线运动时带动所有的叶柄轴绕自身轴线转动，且所有的叶片的转动方向和角度一致。
[0018] 作为优选：还包括与所述轮毂同轴设置的联动杆，所述联动杆的一端与所述调节盘连接固定，另一端穿出所述轮毂的端部，且所述联动杆能够带动所述调节盘相对所述轮毂沿所述轮毂的轴向做直线运动。
[0019] 作为优选：还包括带动所述调节盘沿所述轮毂的轴向做直线运动的
液压缸，所述液压缸包括
活塞杆和缸体，
活塞杆和缸体中的其中一个安装固定在所述轮毂上，另一个与所述调节盘连接；
[0020] 所述液压缸上具有伸出所述轮毂外部的控制端，所述液压缸的控制端设置有液压控制
阀，所述液压
控制阀外接液压控制装置，所述液压控制装置控制所述液压控制阀使所述活塞杆和缸体之间进行沿所述轮毂轴向的相对滑动，带动所述调节盘沿所述轮毂的轴线做直线运动。
[0021] 作为优选：所述液压缸的控制端与所述轮毂同轴设置，所述液压控制阀与所述液压缸的控制端转动连接。
[0022] 作为优选：所述轮毂还同轴连接有
主轴，所述主轴与所述液压缸的控制端分别位于所述轮毂的两端。
[0023] 作为优选：还包括对所述液压控制装置进行控制的控制系统。
[0024] 作为优选：所述轮毂内部设置有对所述调节盘沿所述轮毂轴向的直线运动进行导向的导向结构。
[0025] 作为优选：所述叶柄轴上还设置有平衡臂。
[0026] 作为优选：在所述轮毂的圆周外壁上设置有与所述叶片的数量和
位置对应的圆孔，每个圆孔均沿所述轮毂的径向开设，且贯通所述轮毂的内部，所述圆孔内设置有
密封圈。
[0027] 作为优选：所述调节盘与所述叶柄轴的角度调节端之间通过调节臂活动连接，所述调节臂的一端与所述叶柄轴的角度调节端连接，另一端具有偏离所述叶柄轴的轴心且与所述叶柄轴的轴线平行的连接柱，所述连接柱上转动连接有滑靴；
[0028] 所述调节盘的周向上设置有与所述滑靴滑动配合的滑槽，所述滑靴与所述滑槽相对滑动的方向垂直于所述叶柄轴的轴线和轮毂的轴线。
[0029] 本实用新型的有益效果是：本实用新型是利用动叶可调轴流风机实现对现有的矿用对旋风机进行改造，改造之后的通风系统具有以下效果：
[0030] 1.可以彻底解决叶片角度调节难等问题。动叶调节机构通过叶柄轴和调节盘等组件实现所有叶片角度的同步调节，且
定位准确，调节灵活。
[0031] 2.可以提高风机的运行效率至少30％以上。平时在运转过程中随时可以通过调节叶片角度，保证风机始终工作在高效区内，且普遍的运行效率达到80％以上，仅此一项，每年可以为用户带来巨大的经济效益。
[0032] 3.将电机安装在通风通道的外部，便于电机的散热电机不易损坏，电机不会对通风通道造成阻挡，增加通风量，并且也方便对电机进行检查和维修。
[0033] 4.提高了矿井对主通风机控制的自动化程度。在运转过程中通过点击计算机
鼠标随时可以对风机整套叶片角度进行同步调节，整个调节过程10-20秒即可完成，不仅彻底解决原对旋风机叶片角度调整所存在的所有难题，同时极大的提高了矿井主通风机的先进性和矿井对主通风机控制的自动化程度。
附图说明
[0034] 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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0035] 图1是现有的矿用对旋风机的结构示意图；
[0036] 图2是本实用新型实施例1的结构示意图；
[0037] 图3是本实用新型实施例1中动叶可调轴流风机的结构示意图；
[0038] 图4是图3中A处的放大图；
[0039] 图5是图3中B处的放大图；
[0040] 图6是本实用新型实施例2中动叶可调轴流风机的结构示意图。
[0041] 图中10、动叶风筒；20、集风器B；30、扩散器B；40、第二风道；50、第一风道；100、轮毂；101、密封圈；110、叶片；111、第二
法兰；120、叶柄轴；121、第一法兰；122、平衡臂；130、调节臂；131、连接柱；132、滑靴；140、导向杆；150、调节盘；151、滑槽；160、液压缸；161、液压控制阀；171、活塞筒；172、调节器；173、电动执行器；180、联动杆；200、主轴；300、轴承箱；400、
联轴器；500、二级电机；510、二级叶轮；600、一级电机；610、一级叶轮；710、一级风筒；720、二级风筒；800、集风器A；900、扩散器A。
具体实施方式
[0042] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0043] 因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的
选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0044] 在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0045] 如图1所示，现有的矿用对旋风机的结构如下：
[0046] 矿用对旋风机包括依次连接的集风器A800、一级风机、二级风机和扩散器A900。
[0047] 集风器A800远离一级风机的一端连接第二风道，二级风机远离一级风机的一端连接扩散器A900。
[0048] 一级风机包括一级风筒710、一级叶轮610和一级电机600。一级叶轮610和一级电机600设置在一级风筒710内。一级叶轮610直连挂在一级电机600的轴上，一级叶轮610通过一级电机600驱动进行转动工作。
[0049] 二级风机包括二级风筒720、二级叶轮510和二级电机500。二级叶轮510和二级电机500设置在二级风筒720内。二级叶轮510直连挂在二级电机500的轴上，二级叶轮510通过二级电机500驱动进行转动工作。
[0050] 一级电机600和二级电机500均为防爆电机。
[0051] 一级叶轮610和二级叶轮510相对设置。一级叶轮610和二级叶轮510互为导叶，工作时，一级叶轮610和二级叶轮510反向旋转。
[0052] 本申请人发现现有的矿用对旋风机至少存在以下技术问题：
[0053] 1.电机轴伸端轴承使用寿命短。
[0054] 2.二级电机容易烧毁。
[0055] 3.噪声大。
[0056] 4.效率低下。
[0057] 5.叶片角度调整困难。
[0058] 为了解决上述技术问题，本申请人本实用新型提供了用电机外置式动调风机改造矿用对旋风机的一种通风系统，采用动叶可调轴流风机替换以前的矿用对旋风机的二级风机，并将原一级风机整体拆卸下来，仅保留原有的二级电机，同时保留原二级风筒。因此，该改造后的通风系统包括设置在原二级风筒内部的二级电机和由二级电机驱动的动叶可调轴流风机。
[0059] 实施例1：
[0060] 如图2所示，本实施例提供的用电机外置式动调风机改造矿用对旋风机的一种通风系统，包括依次连接的第一风道50、扩散器B30、动叶风筒10、集风器B 20和第二风道40组成的通风通道，通风通道通过第二风道40连接风
门。
[0061] 第一风道50的两个端口互成90度，在第一风道50的外部设置有二级电机500，二级电机500驱动的动叶可调轴流风机工作实现通风通道的通风。
[0062] 二级电机500设置在第一风道50的外侧，且二级电机500的输出轴与第一风道50的其中一个端口同轴设置，二级电机500的输出轴伸入第一风道50内部与轮毂100连接并能够工作带动轮毂100转动。
[0063] 动叶可调轴流风机包括动叶风筒10和设置在动叶风筒10内的轮毂100。
[0064] 动叶风筒10的一端连接集风器B20，另一端连接扩散器B30。集风器B20呈两端大小不同的喇叭状，集风器B20的两端分别为与第二风道40对接的大端以及与动叶风筒10对接的小端。扩散器B30也呈两端大小不同的喇叭状，扩散器B30的两端分别为与第一风道50对接的大端以及与动叶风筒10对接的小端。扩散器B30的长度大于集风器B20的长度，扩散器B30的大端与集风器B20的大端的直径相同。集风器B20、动叶风筒10和扩散器B30依次连接构成类似拉瓦尔喷管的结构，可以
加速气流的流动速度，提高通风效率。
[0065] 如图3至图5所示，所述轮毂100的外侧设置有叶片110。轮毂100为中空结构，具有圆环形的圆周外壁，用于安装叶片110。
[0066] 叶片110为多个，所有的叶片110在轮毂100的圆周外壁呈圆周阵列分布。
[0067] 在轮毂100的圆周外壁上设置有与叶片110的数量和位置对应的圆孔，每个圆孔均沿轮毂100的径向开设，且贯通轮毂100的内部。
[0068] 在轮毂100内部对应每个叶片110各设有一个叶柄轴120，叶柄轴120沿轮毂100的径向设置。
[0069] 叶柄轴120与轮毂100之间形成绕叶柄轴120的轴线进行转动的转动连接。为了保证叶柄轴120与轮毂100之间转动顺畅，叶柄轴120与轮毂100之间通过轴承进行连接，轴承的
内圈与叶柄轴120的中部连接并相对固定，轴承的内圈与叶柄轴120之间可以采用
过盈配合或者键连接等连接方式进行连接固定。轴承的
外圈与轮毂100连接并相对固定，轴承的外圈与轮毂100
支架同样可以采用过盈配合或者键连接等连接方式进行连接固定。
[0070] 叶柄轴120的一端为叶片连接端，另一端为角度调节端。
[0071] 每个叶柄轴120的叶片连接端连接对应的叶片110，且当叶柄轴120转动时带动其连接的叶片110一起转动。
[0072] 如图4所示，叶柄轴120的叶片连接端设置与叶柄轴120固定连接或者一体成型的带
螺纹孔的第一法兰121。叶片110上设置有与第一法兰121对接的第二法兰111，第二法兰111上设置与第一法兰121上的
螺纹孔对应的螺纹沉头孔，通过螺丝将第一法兰121与第二法兰111连接
锁紧，即实现叶片110与叶柄轴120的叶片连接端之间连接固定。
[0073] 为了保证叶柄轴120和叶片110能够一起相对轮毂100进行转动，圆孔的直径大于第一法兰121和第二法兰111的直径。但这样使得圆孔与叶柄轴120以及叶片110的第二法兰111之间存在间隙，灰尘或者杂质可能从该间隙处进入轮毂100内部对轮毂100内部的零部件造成不良影响。
[0074] 为了起到避免灰尘或其他杂质进入轮毂100内部，在轮毂100的圆孔内设置有密封圈101，既可以起到对圆孔与叶柄轴120以及叶片110的第二法兰111之间的间隙进行密封的作用，又不会限制叶柄轴120和叶片110的转动。
[0075] 轮毂100内部还同轴设置有调节盘150。调节盘150与轮毂100沿轮毂100轴向滑动连接，使调节盘150能沿轮毂100轴向做直线运动。
[0076] 轮毂100内部设置有对调节盘150沿轮毂100轴向的直线运动进行导向的导向结构。
[0077] 如图5所示，该导向结构由平行于轮毂100轴线的多根导向杆140和开设在调节盘150上多个通孔构成，导向杆140固定安装在轮毂100上并穿设在调节盘150的通孔内，每根导向杆140与其穿设的通孔之间形成滑动配合。导向杆140可以采用固定连接或者可拆卸连接的方式安装在轮毂100上，优选为可拆卸的连接方式，一方面让轮毂100更加容易加工，另一方面可以将导向杆140拆卸下来进行更换维修等操作。本实施例中，导向杆140采用
螺纹连接的方式固定安装在轮毂100上。
[0078] 调节盘150与所有的叶柄轴120的角度调节端活动连接，且当调节盘150沿轮毂100轴向做直线运动时带动所有的叶柄轴120绕自身轴线转动，且所有的叶片110的转动方向和角度一致。
[0079] 如图3和图4所示，叶柄轴120上还设置有平衡臂122，平衡臂122用于在整个轮毂100的转动过程中起到平衡的作用，也在叶柄轴120的转动过程中起到平衡的作用。
[0080] 作为可选地实施方式，调节盘150与叶柄轴120的角度调节端之间通过调节臂130活动连接。
[0081] 如图5所示，调节臂130的一端与叶柄轴120的角度调节端连接固定，另一端具有偏离叶柄轴120的轴心且与叶柄轴120的轴线平行的连接柱131，连接柱131上转动连接有滑靴132。
[0082] 调节盘150的周向上设置有与滑靴132滑动配合的滑槽151，滑靴132与滑槽151相对滑动的方向垂直于叶柄轴120的轴线和轮毂100的轴线。
[0083] 当调节盘150沿轮毂100的轴向做直线运动时，连接柱131被拨动，叶柄轴120相对轮毂100发生转动，在叶柄轴120转动的过程中，由于滑靴132沿滑槽151进行滑动，不会对叶柄轴120的转动造成任何限制，保证了叶柄轴120转动的顺利进行，以实现对叶片110角度的调节。
[0084] 本实用新型还包括带动调节盘150沿轮毂100的轴向做直线运动的液压缸160(液压缸160为现有结构)。液压缸160包括活塞杆和缸体，活塞杆和缸体中的其中一个安装固定在轮毂100上，另一个与调节盘150连接固定。本实施例中，缸体与调节盘150通过螺钉连接固定，活塞杆与轮毂100内壁固定连接。
[0085] 活塞杆和缸体之间通过液压控制装置进行沿轮毂100轴向的相对滑动，带动调节盘150沿轮毂100的轴线做直线运动。
[0086] 液压缸160上具有伸出轮毂100外部的控制端，该控制端位于液压缸160远离连接盘的一端。液压缸160的控制端与轮毂100同轴设置。液压缸160的控制端伸出轮毂100的外部，液压缸160的控制端设置有液压控制阀161，液压控制阀161外接液压控制装置，液压控制装置控制液压控制阀161使活塞杆和缸体之间进行沿轮毂100轴向的相对滑动，带动调节盘150沿轮毂100的轴线做直线运动。
[0087] 液压控制阀161位于轮毂100的外部且与液压缸160的控制端转动连接。这样在轮毂100转动的过程中，液压缸160随轮毂100一同转动，但液压控制阀161则保持静止，即使在轮毂100转动的过程中，仍然可以通过液压控制阀161控制液压缸160工作对叶片110的角度进行调节。
[0088] 液压控制装置包括
连杆机构171、调节器172和电动执行器173。连杆机构171的一端与液压控制阀161连接，另一端通过
电子执行器173的工作带动，电子执行器173带动连杆机构动作对液压控制阀161的进出油等进行控制，从而控制液压缸160的工作和停止。液压缸160的控制方式为现有技术，本实用新型只是利用液压缸160的精确行程控制技术来实现对调节盘150的直线行程的控制，从而实现对叶片110的角度调整。
[0089] 通过在连杆机构上设置调节器172可以实现对液压控制阀161的进出油的精确控制，从而实现对调节盘150的直线行程的精确控制，进而精确地对叶片110的角度进行调整。
[0090] 本实用新型还包括对液压控制装置进行控制的控制系统，控制系统采用计算机进行信息的处理和指令的发送。通过点击计算机的鼠标即可向电子执行器发送指令，控制液压缸160，从而实现对叶片110的角度调节。叶片110的具体调节角度和当前角度通过液压缸160的行程采用公式进行换算，公式在安装时即输入在计算机内，因此在实际调节操作时，通过计算机进行
数据处理就可以达到对叶片110角度调节的精确控制。
[0091] 如图3所示，轮毂100还同轴连接有主轴200，主轴200与液压缸160的控制端161分别位于轮毂100的两端。如图2所示，主轴200通过依次连接的轴承箱300和联轴器400连接至二级电机500，通过二级电机500工作带动轮毂100以及叶片110转动，进行矿井的通风。
[0092] 在对本实用新型提供的动叶可调轴流风机对现有的矿用对旋风机系统进行改造时，包括以下步骤：
[0093] 1.将原对旋风机的一级风机和二级风机卸下；将原矿用对旋风机的二级电机500从二级风机中卸下，利用二级电机500来作为动叶可调轴流风机的主电机。
[0094] 2.重新设计由依次连接的第一风道50、扩散器B30、动叶风筒10、集风器B 20和第二风道40组成的通风通道，将二级电机500安装在通风通道的外部。由于动叶可调轴流风机的结构可以实现单个叶轮达到矿用对旋风机的两个叶轮的通风效果，使改进后的通风系统仅保留单台电机即可满足后期工况的动力要求，另一台一级电机600则可以留做备用，以备维修更换。
[0095] 3.将二级电机500的输出轴通过联轴400器从第一风道50的
侧壁穿入通风通道内，并与轴承箱300相连，轴承箱300与动叶可调轴流风机的主轴200相连。
[0096] 4.接电。
[0097] 5.通电试运转。
[0098] 6.改造完成。
[0099] 实施例2：
[0100] 与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：如图6所示，采用与轮毂100同轴设置的联动杆180来替代液压缸，联动杆180的一端与调节盘150连接固定，另一端穿出轮毂100外部。联动杆180穿出轮毂100的一端为其操作端。联动杆180的操作端与主轴200分别位于轮毂100的两端。
[0101] 操作联动杆180相对轮毂100做沿轮毂100轴向的直线运动时，即可带动调节盘150沿轮毂100的轴向做直线运动，进而实现对叶片110的角度调节。
[0102] 通过在联动杆180的工作端连接一控制联动杆180进行直线运动的操作
手柄，通过手动控制操作手柄实现对联动杆180的直线运动的控制。并设置一锁定装置，当叶片110调整到合适位置时，通过锁定装置实现联动杆180与轮毂100之间的相对锁定。避免在轮毂100的转动过程中，联动杆180位置发生滑移。
[0103] 本实施例中的动叶可调轴流风机在需要对叶片110的角度进行调节时，需要在停机状态下进行。
[0104] 除此之外，本实施例中的动叶可调轴流风机的其余结构以及利用本实施例中的动叶可调轴流风机对现有的矿用风机系统进行改造的方法与实施例1相同。
[0105] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述
权利要求的保护范围为准。
