小型液压风扇的研制及应用.pdf

2 C 0 1 年第 1 2 期 堡 堡 文章编号 1 0 0 3 4 7 “／ 9 4 2 0 0 1 1 2 ． 0 0 3 9 - 0 3 小型液压风扇的研制及应用 杜春雨 { 玎南城建高等专科学校 ，河南 平顶 山 ㈣1 摘要 介绍了小型液压风扇的组成、 工作原理 ， 并对试验效果进行 了分析。 关键词 小型液压风扇 上隅角瓦斯；应用 中图号T H 4 3 文献标识码B 1 前 言 我国煤矿采用抽出式风机抽排和压人式风机吹 散等措施来处理上 下隅角积聚的瓦斯 ， 起到了一 定作用， 但在设备结构和性能上仍存在一些问题， 瓦 斯处理过程未能实现 自动监控 ， 造成 了不必要的人 力和物力浪费。 为此 ， 在 国家“ 九五”重点科技攻关 项目or 井瓦斯综合治理配套技术的研究中， 作为 子课题之一 ， 研制了专门处理上 下隅角瓦斯积聚 的风扇及其配套装置。 试验表明， 这些设备长期运转 平稳， 控制准确 ， 动作、 性能稳定可靠， 能及时吹散上 下隅角积聚的瓦斯 ， 保证安全生产。 2 装置的组成及工作原理 小型 液压风 扇处 理 上 隅 角瓦斯 积 聚装 置 由 K G J 7型 甲烷传感器 、 WC P _ _ 1 型 中心控 制处理器、 Y z _ 一 l 型液 压 泵站 和 Y E A 3 1 型 液 压 风 扇 4部 分 组 成， 其在综采工作面上隅角的布置如图 l所示。 其中 液压风扇和液压动力系统为执行装置 ， 中心控制处 理器和瓦斯传感器构成 中心监控装置。 小型液压风 扇是用于处理综采工作面上隅角瓦斯积聚的主要装 备， 驱动力来源于液压泵站， 运转状况受控于中心监 控装置。 工作原理 由K G J 7 型 甲烷传感器检测工作面上 隅角瓦斯浓度， 通过模数转换将瓦斯浓度 的模拟信 号转变成频率信号输人中心监控处理器，中心监控 附加的轴向力， 可加快煤流的输送速度 ， 缩短煤流在 滚筒内的运动时问， 减少了煤的二次破碎机会， 增大 了煤的块度。 3 新型螺旋滚筒还可以改善端盘截齿 的截割 条件． 有利 于增太截线距和减少截齿数， 增大块煤 率。 4 由于截割条件的改善 ， 降低了截煤的单位 比能耗， 截齿的受力状态得到了很太程度的改善 ， 因 而可在不增加采煤机总功率的前提下， 通过增加螺 旋滚筒的截深 丑， 来大大提高采煤机的产量 ， 以实现 采煤机的高产。 3 ． 3 新型螺旋滚筒的模拟试验 我们按 1 ／ 4的比例设计制造了模型滚筒及带压 假煤壁 考虑顶底板之间的压力 ， 并在实验室里用 该种新型螺旋滚筒做 了截煤和装煤试验 ， 通过试验， 得出了该种新型工作机构的截煤和装煤性能明显优 于传统螺旋滚筒 且块煤率明显提高的结论。 4结语 本文根据螺旋滚筒的截煤和装煤特性 ， 提出了 一 种锥形轮毂、 截齿反螺旋的螺旋工作机构的结构 形式， 它不仅可以很好地解决现有螺旋滚筒存在的 主要问题， 而且有利于提高煤的块度， 降低比能耗， 提高煤的产量， 并通过模拟试验予以验证， 因而这种 新型采煤机工作机构， 具有良好的应用前景。 参考文献 [ 1 ] 戚雄 ． 螺旋蒗苘的装煤分析[ J ] ． 煤矿机电． 1 9 8 4 ． 5 ． [ 2 ] 王传札． 张军 ． 果煤机新型螺旋踉筒结构形式探讨[ J 3 ． 煤炭工程 师 ， 】 9 9 8 ， 3 ． 作者简 介强军． 1 9 6 3 年生 、 硕 士． 副救授 ． 现在淮南工业学院机 械 系从事采攥机构和} 匝压方面的教学和科研工作 ． 已在 国内外杂 志 上发表论文 】 0多篇。 收稿日期t 2 o 0 1 - o 9 ． 2 4 A n e w． t y p e s c r e w dr um o f t h e s he a r e r ZHANG J u n． WANG C h u a n - l f H u re n a n I n d u s t r i a l I n s ti t u t e l H u a J n a n 2 3 2 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e f e a t u r e s o f t h e c u t t i n g p e r f o r ma n c e a n d l o a d i n g a n d c o n v e y i n g e ff e c t o f t h e d r u m t h e ma i n D mh l e ms o f t h e d r u m a r e a n a l y z e d． T h e s t r u c t u r e a n df e a t u r e s 0 f then e w - t y p e d rum s i re s t u d i e d ． T h e c o n c l u s i o n i s o b t a i n e d t h a t t h e n e w- typ e d r u m n o t o n l y h a s hi g h c ut t i n g pe rfo r ma n c e a n d c r e a tin g o f a s a tis f a c t o r y r a t e of t h e l u mp c o a 1 ． b u t a l s o t h e g r e a t o u t p u t s c a n b e a c h i e v e d ． Ke y wo r d s s h e a rer ； , c r c w d r u m； e n e r b c o n s u mp t i o n t h e r a t e o f t h e l u mp c o a l 维普资讯 4 0 矿 机 械 处理器将接收到的频率信号进行整理判 断． 当甲烷 传感器检测到的瓦斯浓度达到设定值时 平煤集团 公司一矿设定值为 1 ． O ％ ， 中心监控处理器发 出控 翩指令 ， 控制板上的继 电器吸台 ， 液压泵站的电磁阀 工作 系统油路 导通 ． 向液 压马达 提供动 力， 带动 Y E A 3 l 型风扇旋转 ， 吹散工作面上隅角的瓦斯， 保证 其瓦斯浓度不超限。 2 ． 1 风扇气动性能设计技术指标厦结构特征 1 风扇气动性能设计技术指标 风量 ／ s I 全 风压 ， P a 噪声 比A声级 ／ d B 马达转速 ／ r- s 2 风扇结构特征 1． 0 5 0 0 ≤ 3 0 5 0 由于小型赦压风扇主要用于处理工作面上隅角 等局部瓦斯易超限地点， 其悬挂地点将随着工作面 向前推进而前移， 且根据工作面上 隅角瓦斯涌出 隋 况 ， 及时吹散积聚的瓦斯， 而不能当作大流量、 高 压 头的局部通风机使用 。 因此风扇结构设计应满足 以 下3 点要求 ① 体积小、 重量轻、 移动和悬挂方便； ② 风扇采用油压马达驱动， 无 电气设备； ③ 额定风量 6 0 n ／ mi n ， 额定全风压 5 0 0 P a 。 田 1 小型{ 董 压风扇处理上隅角瓦斯积聚装置布置示意固 } ． 1 A r r g d i a g r a m o f s ma l l h y d r a u l i c t a n w t t h d e a l i n g l h g t o n t h e c 0 me r c o n c e n t r a t i n g i n s t a l l a t i o n J ． 工作面按压支架2 ． 甲 烷传感器 3导{ ij c 蟊性风筒4 ． 液压风崩 5 ． 中心控嗣处理器6 ． i 葭压象站 7 磁力启勃器8 ． 进回汕管陆 根据结构设计要求， 液压风崩为简易轴流式 。 由 进 口集流器和风简体 2部分组成。 为 了使进气速度 场均匀． 提高风扇效率． 进口集流器加工成圆弧形， 萁内设有 圆球形 的整流罩和 7片导叶片 ； 风简体 由 叶轮和芯简 2 部分组成， 油压马达安在芯筒内． 并通 过联轴节同风扇叶轮相连， 芯简与风筒体内壁之间 设有 7片导叶片。 在材料选择 上， 风扇 的风简体 含 导叶片 、 进 口集流器及叶轮等全部采用阻燃抗静电 玻璃钢制作 ， 以减轻风扇的重量， 同时避免了摩擦火 花的产生 ； 在驱动力上． 风扇采用 C M 型齿轮 马达驱动． 额定转速为 2 8 0 0 r ／ rai n ， 代替了以往采用 电机驱动的传统模式 ； 在结构形式上． 风扇采用轴流 式结构 ， 叶片为孤立扭曲机翼型 ， 完全能够达到风量 和风压的设计要求 。 风扇的结构如图 2所示。 2 ． 2液 压动 力 系统 梭压动力系统主要由齿轮泵 、 同式滤油器、 节流 阀、 溢漉阀、 两位四通电磁阎、 马达、 油箱和电动机等 组成 。 其液压 系统原理图如图 3所示。 2 0 0 1 年第 l 2期 围 2 Y E A 3 1 型风扇结构示意田 lF I g - 2 Y EA 3 1 t y p e f a n s b r e d la g r u m I ． 风茼津2齿轮马达3 ． 导叶片4 ． 吊环5 ． 芯俺体6叶 片7 ． 导流器8 ． 进风 口 液压系统采 用两位 四通电磁阀控制液压油流 向． 在其未通电情况下 ， 液压系统空载， 液压油经 电 磁驱动马达输 出扭矩， 达到带动风扇转动的目的 采 用溢流阁词压回路 ， 确保过载泄流， 起到系统安全保 护作用； 速度调节采用旁路节流式控制油马达转速 和系统工作压力 ． 从而爆证整个系统是在一定工作 压力和流量下的开式循环系统。 南 囝3 液压系统原理囝 F i g ． 3 Di a g r a m o fb y d r a u J l c s y s t e m 液 压 动 力 输 送 距 离 大 于 3 0 m；选 用 的 P V 2 R 卜一 l 4型叶片泵的排量为 l 4 ． 1 m L ， 压力 2 1 ． 0 MP a ． 转速 l 4 2 0 r ／ ra i n ， 输出量 31 0 I 4 ／ s ； 马达输 出功率 1 ． 0 k W。 2 ， 3 中心监 控装置 中心控制装置由控制主机和瓦斯传感器 2 部分 组成 ． 控制主机采用 s 9 c 5 】 单片机。 8 9 c 5 l 单片机作 中心处理单元， 通过外围电路的扩展构成完整的监 控应用系统。 系统包括 4路模拟输入和输 出； 配有 5 路本安电源， 可分别向4 路输入端的传感器和 l 路报 警系统供电； 5 路信号 自动转换电路和 5 位数码显示 及报警电路； 配有 5个继电器接点 ， 输出的信号可控 制磁力开关 见图4 、 型液压风扇的控制系统 ， 仅 配备一台低浓度瓦斯传感器和～路控制风扇运转的 开关量 ． 因此该中心控制处理器 尚有 3路模拟输入 和 4路开美输出空闲 ． 只需设计其他功能软件即可 同时应用于其他监控系统。 圈 4 中心控制处理器 组成 示意 田 Fi g ． 4 Co mp o n e n t d i a g r a m 0 f c e l t r e c o n t r o l h a n d l e r 维普资讯 2 至蔓 2 塑 煤 矿 机 文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 { 2 0 0 1 】 1 2 - D 4 1 0 2 T R I MA X型泵 自动卸载阀的结构及原理分析 王香兰 平磺 山煤矿机械厂 韩淑珍 河南 平顶 山 4 摘要分析一种新型 自动卸载阀的结构和原理。 关键词 自 动卸载阀；结构；原理 中图号 T H 3 文献标识码 A 1 前言 英国渡尔顿公 司的 T R I MA X型泵站与同类的国 产泵站或从国外引进的泵站相比， 无论是系统组成 、 泵的结构 、 液箱结构 ， 还是 自动卸载阀的结构原理 ， 都有其独到之处 ． 特别是作为该类 泵关键 的压力控 制装置 一 自动卸载阀， 其结构设计更是巧妙。 因此 ． 对其结构和原理进行剖析， 对国产泵的发展十分有 益。 2 自动卸载阀作用 自动卸载阀的作用是保证乳化液泵的排液压力 不超过其工作压力值 ， 并在不需要供给高压乳化液 时， 卸载阔自动卸载， 高压乳化液经卸载回液 口流回 乳化液箱， 自动卸载阀的高压乳化液的排液口的单 向阔 又称逆止 阀关闭 ， 乳化液泵进入空载运转 ． 停止向液压支架或单体液压支柱供给高压液。 当液 压支架或单体液压支柱需要高压乳化液时， 自动卸 载阀动作， 乳化液泵又开始向液压支架或单体液压 支柱输送高压乳化液 ， 保证其工作。 41 3 结构及 工作原理分 析 3． 1 结构 该 自动阔主要 由三大部分组成 ． 如图 l 所示。 1 主阀 主要由接头 、 阀体、 阀套及阀套 内各组元组成， 这是阀的躯干部分。 工作状态 的主要功能都是通过 主阀来实现的。 2 主先导阀 主要由主先导 阀体、 传感活塞、 阔座、 阔芯及弹 簧等组成， 这是阀的控制中心。 自动卸载阀之所以能 自动卸载 ， 主要是通过主先导阀进行控制。 3 副先导阀 主要 由压力营、 接头、 空心螺堵及终端 帽等组 成 主先导阀通过副先导阀 实际上是主先导阀的液 压力控制通路 来控制第 2 、 3 、 ⋯ 组主阀。 3 ． 2 工作原理 1 泵向液压设备输 出正常压力的工作液 在一般情况下 自动卸载阀进液口都是和泵的出 中心监控装置的工作原理是放置在工作面上隅角的 瓦斯浓度传感器实时检测瓦斯浓度 ， 并将检测到的 浓度信号转变为模拟电信号传到中心控制处理器， 经中心处理单元对检钡 j 到 的模拟信号进行处理判 断， 发 出指令， 控制继 电器开启与闭台 ． 实时控制液 压风扇转动， 吹散上隅角积聚的瓦斯。 3工业性试验 Y E A 3 l 型液压风扇于 1 9 9 9年 4月 l 1 月在平 顶山煤业集团一矿戊 一2 l 1 9 l 综采工作面进行工业 性试验。 该工作面采用综台机械化采煤 ， 全部垮落法 管理磺板， U形下行通风方式 ， 供风量 l 2 5 0m 3 ／ mi n 试验前 ， 回风瓦斯浓度 0 ． 3 ％ 0 ． 5 ％ 左右， 下隅角 瓦斯浓度一般在 0 ． 8 ％ 3 ． 6 ％ 之问， 瓦斯超限时有 发生。 试验期问， 风扇采用 2种悬挂方式处理下隅角 瓦斯 1 将小风扇悬挂在工作面靠 回风巷侧第 4 排 支架下方 ； 2 悬挂在距下隅角 4 5l i t 远的回风巷 的顶板上。 通过试验和分析表明 I 将 风扇悬挂在工作 面靠回风巷侧第四排 支架下方处理下隅角瓦斯积 聚， 效果较佳。 将中心监控处理器控制的瓦斯浓度设 定为 1 ． O ％． 经过 3个多月的试验 ， 工作面下 隅角瓦 斯 日超限时问减少 7 7 ． 8 ％， 基本解决了下隅角瓦斯 超限问题， 保证 了综机效能的充分发挥和安全生产。 2 风扇性能稳定， 控 制准确， 叶轮运转安全 可靠 ， 是处理上隅角瓦斯的简单而实用的新装 备。 作者简介 牡春雨 高级-j } 师． 1 9 8 9 年毕业于华东工学院精峦仪 器专业 ． 曾在平砸 山蝶业槊团公司从事科 研工作 ． 现在河南 城建高等 专科学校任教。 收稿 日期 2 0 0 1 ． 0 9 ． 1 9 De v e l o pme n t a nd a p p l i c a t i o n o f t he s ma l l h y d r a u l i c f a n DU Ch u n - y u H e n a n u 南锄 C n s t r a c t l o nH i 曲e r J u n i o r c o g e ． P i n g d l n g s h a n 4 6 7 0 0 C h i n a ； l Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s s t r u c t u r e a n d o p e r a t i n g p r l n e i p l e o f t h e s ma l l h y d r a u l i c f a n． An d t h e nl a n a l y s e s t h e t e s t i n g r e s u l t ， Ke y wo r d s t h e s ma l l h y d r a u l i e n g a s O 1 1 t h e c o r n e r ； a p p l i c a t i o n 维普资讯