改進的氣流調節器的製作方法

2023-06-02 11:24:21 1

專利名稱：改進的氣流調節器的製作方法
技術領域：
本發明涉及改進的氣流調節器，特別是例如可在採礦礦井，隧道，豎管，道路等此 後稱為礦井通道中使用，以控制或調節通過的氣流的天窗式氣流調節器。
背景技術：
地下礦井一般具有許多作為新鮮空氣導管的豎管。這些豎管通常在礦體的空氣吸 入側和礦體的空氣返回或相反側上形成。在礦井的各種層面或者在金屬礦井的情況下，在 稱為採場的單個採礦區域中的氣流由在這些豎管的入口或出口處配置的氣流調節器控制。在礦井中使用的已知的氣流調節器稱為落板調節器並已使用一些時間。落板調節 器一般包括在方便尺寸的隔間中配置的鋼的H截面框架。在H截面的凸緣之間，硬木板落下 在每一個隔間中。這樣，可以調節調節器的孔的面積，調節允許進入礦井給定部分的氣流。然而，落板調節器需要手動調節。另外，在例如採場著火或爆破的事件前，和相信 爆破實際上可能損壞調節器時，礦工必需用體力從調節器取出所有的板。這是繁重、艱巨和 費時的工作，它浪費工時並降低採礦效率。這裡引入W02006/108228的全部內容供參考，W02006/108228公布了一種改進的 天窗式氣流調節器，它通過調節天窗葉片的開啟度數控制氣流，並且該葉片在爆破或採場 著火過程中自由地轉動至全開的位置，但在這種著火後利用重物，氣體壓杆或彈簧返回至 原來位置。

發明內容
本發明涉及在W02006/108228中公開的氣流調節器的改進。在本說明書中包括的文件，條款，材料，裝置，文章等的任何討論只是為了提供本 發明的文本。由於在本申請的每一個權利要求的優先日期之前已存在，因此不接納任何或 全部這些事情構成先前技術基礎的一部分或是與本發明相關的領域中的共同的一般知識 的看法。根據本發明，提供一種礦井通道的氣流調節器，它包括一個天窗葉片，它可在從該天窗葉片限制通道的至少一部分的關閉位置至空氣能 容易地在通道中流動的打開位置的範圍內轉動至一個預先確定的位置；和使該天窗葉片轉動的連杆機構，其中該連杆機構包括一個偏移壓杆機構，該壓杆 機構只有當達到預先確定的氣流時啟動，使天窗葉片轉動至打開位置，並在氣流減少至小 於預先確定的氣流後，將天窗葉片偏移至其預先確定 的位置。當沒有啟動時，偏移壓杆機構形成連杆機構的一部分，並且當沒有啟動時，其通常 與連杆機構一起運動，因此不需要輸入很大的力，可使天窗葉片在打開和關閉位置之間運 動。相反，在包括氣體壓杆的W02006/108228的實施例中，不可能不使氣體壓杆動作而轉動 天窗葉片。這樣，本發明是對現有技術的重大改進，因為它意味著不需要加太大的力在連杆 機構上，就可以容易地改變通風程度。這種結構是特別有利的，因為通過例如加動力致動器，使壓杆機構運動，容易使氣流調節器自動化。因此，本發明提供了強度與現有技術的氣 流調節器相同，而重量減小和操作更靈活的氣流調節器。由於重量減小，本發明製造的氣流 調節器更容易運輸和安裝。在一些實施例中，調節器可以包括多個天窗葉片。在一些實施例中，調節器可以 為吸入調節器和可以包括多個在關閉位置重疊的天窗葉片，以關閉或限制通道的至少一部 分。在一些實施例中，調節器可以為排出調節器，並可包括多個在關閉位置不重疊的天窗葉 片。在一些實施例中，調節器可以包括安裝天窗葉片的框架。天窗葉片可安裝在框架 中，使它可圍繞長度方向軸線轉動。具有框架的優點是容易製造，運輸和安裝調節器。在一些實施例中，偏移壓杆機構可以為恆定力偏移壓杆機構。該機構只有當達到 預先確定的恆定力時，例如從在通過連杆機構與該壓杆機構連接的天窗葉片上產生力的氣 流，才動作。該偏移壓杆機構可通過變為可壓縮的而動作。可以選擇預先確定的恆定力為 在從使天窗葉片運動所需的最大力至由預先確定的氣流產生的力的範圍內的一個值。本領 域的技術人員可以容易的確定使偏移壓杆機構動作的合適的力。預先確定的氣流可以為例 如由爆破或採場著火引起的礦井中的故意或事故的爆炸產生的氣流或壓力改變。偏移壓杆 機構可以包括流體壓杆，例如氣體壓杆。該偏移壓杆機構可以具有氣缸，活塞和活塞杆。該 偏移壓杆機構可以包括彈簧。在一些實施例中，壓杆機構只有當加在其上的力超過4000N 時才動作，但該力可以改變，以適應要求的氣流調節器的設計。在一些實施例中，連杆機構可包括通過連杆臂與天窗葉片連接的連杆。例如，連杆 臂的一端可固定在天窗葉片上，而其另一端可轉動地安裝在連杆上，以推動天窗葉片至預 先確定的位置。在一些實施例中，連杆可以垂直取向。在一些實施例中，連杆機構具在可選擇地變化的長度。該調節器配置成使得當連 杆機構的長度為最大時，天窗葉片在關閉位置，當連杆機構長度為最小時，天窗葉片在打開位置。在一些實施例中，連杆機構具有位置控制機構，以便有選擇地改變連杆機構的長 度。該位置控制機構可以手動操作。例如，它可包括放在空心的壓杆上面的外螺紋杆和手 柄與螺紋套筒，使得通過轉動該手柄，螺紋杆上升或降低至空心壓杆中。位置控制機構可自 動化，例如，它可以為由壓縮空氣，電動或液壓操縱的動力致動器形式。該致動器還可包括 手動操作的位置控制機構。通過使偏移壓杆機構動作或使位置控制機構工作，連杆機構長 度可以最小。在一些實施例中，動力致動器可以遙控工作。如果氣流調節器放置在難以達到或 由於汙染的空氣達到不安全的位置，則使用遙控工作特別有用。另外，遙控工作可以大大增 加可改變通風程度的速度。這使安全和效率改善。在一些實施例中，偏移壓杆機構設在連杆和位置控制機構之間。例如，偏移壓杆機 構的一端，一般為氣缸端可利用固定在連杆上的支架等安裝在連杆上，使得連杆的運動使 偏移壓杆機構的那端運動。氣缸端可轉動地安裝在連杆上。活塞杆可以安裝在位置控制機 構上。這樣，廣義上說，本發明提供可連續調節葉片位置和使用恆定力壓杆機構進行靜 止時較不可壓縮的天窗的返回運動的天窗式氣流調節器。
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根據本發明還提供一種礦井通道的天窗式氣流調節器，它包括多個安裝在框架中的天窗葉片，其圍繞長度方向的軸線在天窗葉片綜合關閉或限 制通道的至少一部分的預先確定的位置和空氣容易在天窗葉片之間流動和通過該通道部 分的打開位置之間轉動。和其特徵為當達到預先確定的氣流時，天窗葉片打開或進一步打開，除非它已完全 打開；並且包括返回機構，在氣流減小至小於預先確定的氣流後，使葉片返回至其預先確定 的位置，和
其特徵為，返回機構包括一個壓杆機構形式的偏移裝置，它與作用在一個或多個 天窗葉片上的連杆機構連接，推動天窗葉片進入預先確定的位置，和其特徵為，返回機構這 樣，除了在達到預先確定的氣流後葉片打開，壓杆機構不動作。一般，壓杆機構為氣體壓杆，它包括氣缸，活塞和活塞杆。優選地，氣體壓杆為恆力壓杆機構，它只有當加在其上的力超過4000N或某個其 他預先確定的力時才運動/動作。返回機構可以包括通過連杆臂與每一個天窗葉片連接的垂直取向的連杆，該連杆 臂的一端固定在天窗葉片上，其另一端可轉動地安裝在連杆上。優選地，氣體壓杆的一端，通常為氣缸端，利用固定在連杆上的支架等可轉動地安 裝在連杆上，使得連杆的運動使壓杆的那端運動。優選地，活塞杆的自由端可轉動地安裝在工具上，以升高和降低壓杆的那端和連 杆。在一個優選實施例中，該工具為放在空心壓杆之上的外螺紋杆和手柄與螺紋套 筒，轉動該手柄，升高和降低該螺紋杆。術語「預先確定的氣流」在其範圍內可包括預先確定的空氣壓力和一般，雖不是唯 一地，涉及由於爆破/採場著火引起的氣流/壓力的增加。一般，由於可在任一方向流動通過調節器的氣流作用，氣流作用在葉片上。然而， 正常通風空氣的這些流動一般不會有足夠的力使天窗葉片運動。現在利用例子和參照


本發明的特定實施例。

圖1是根據本發明的第一實施例的天窗式調節器的主視圖，葉片在打開位置；圖2是圖1所示的天窗式調節器的俯視圖；圖3是圖1所示的天窗式調節器的側視圖，葉片在完全打開位置；圖4是圖1所示的天窗式調節器的側視圖，葉片在完全關閉位置；圖5是圖1所示的調節器的側視圖，作為氣流或手動調節的結果，葉片在部分打開 位置；圖6是圖5的調節器的側視圖，葉片進一步打開；圖7是根據本發明的第二實施例的自動化的天窗式調節器的主視圖；圖8是圖7的天窗式調節器的側視圖，葉片在標準的關閉位置；圖9是圖7的天窗式調節器的側視圖，葉片在打開和關閉位置之間的半路；圖10是圖7的天窗式調節器的側視圖，葉片在標準的打開位置；
圖11是圖7的天窗式調節器的側視圖，葉片在爆破打開位置；和圖12是圖7的天窗式調節器的平面圖。
具體實施例方式現參見附圖，根據本發明的第一實施例的天窗式調節器10或組件安裝在圖1-4的 礦井通道中。調節器10包括多個安裝在矩形鋼框架20中的天窗葉片12，14，16和18。框 架20設計成加裝在落板調節器框架21上(參見圖2)。但它也可製造成新的與礦井開口配 合的新框架。每一個天窗葉片12，14，16，18的相反端安裝在框架20中並能在天窗葉片12，14， 16，18綜合關閉或限制氣體流動通過通道的至少一部分的關閉或部分關閉的位置與氣體一 般為空氣能更容易地在天窗葉片12，14，16，18之間和通過通道流動的打開位置之間，圍繞 長度方向軸線22轉動。如在圖3中可清楚地看出那樣，軸線22由安裝，一般為焊接在天窗 葉片12，14，16，18的後面和鄰近其上邊緣的杆22中形成/位於杆22中。如圖4中可清楚地看出那樣，由於通道通風空氣的壓力作用在天窗葉片的前表面 82，84，86，88上，天窗葉片12，14，16，18在關閉位置重疊，這對吸入天窗調節器特別有用， 因它形成密封。對於排出天窗調節器也可使用不重疊的結構。提供了作用在每一天窗葉片12，14，16，18上的調節和偏移機構90。該調節和偏移機構90包括通過雙支架32形式的連杆臂與每一個天窗葉片12，14， 16，18連接的垂直連杆30。該連杆臂的一端固定(焊接)在天窗葉片12，14，16，18上，其 另一端利用相應的連接樞軸34安裝在連杆30上。偏移機構90包括恆定力氣體壓杆50，該壓杆又包括氣缸52和活塞杆54。當加在 天窗葉片上的爆破力通過連杆傳遞力並(一般為4000牛頓(Newton)或更大)加在活塞杆 54上時，氣體壓杆50動作(即活塞杆54運動進入氣缸52中壓縮內部的氣體)。氣體壓杆 50的氣缸端53利用固定在杆30上的支架或羊角55等可轉動地安裝在連杆30上，使得杆 30的運動令壓杆50的那端運動和相反。活塞杆54的自由端56可轉動地安裝在外螺紋杆59上。包括十字形交叉槓桿形 式的手柄60或輪子的位置控制機構58固定在位於空心壓杆64之上的內螺紋套筒62上。在使用中，轉動手柄/槓桿60在某種意義上(順時針或反時針)使螺紋杆59垂 直上升並同時克服連杆30的重量，推動氣體壓杆50的活塞杆54向上。連杆30的重量不 足以壓縮氣體壓杆50。當組件10在「靜止」即不在爆破過程中或在氣流在預先確定的強度 以下時，在圖3所示的完全打開位置或圖4所示的完全關閉位置或任何中間位置，該恆力氣 體壓杆50不壓縮。這使天窗葉片12，14，16，18的調節較容易和較安全，因為當調節天窗葉 片12，14，16，18，改變通風程度時氣體壓杆5不需壓縮或解壓縮。通過簡單的轉動手柄/槓 杆60，也可使調節在完全打開和關閉的位置之間連續，以允許需要的通風量。現參見圖4和5，氣體壓杆50隻在大大增加氣流100的過程中會被壓縮，例如會在 當螺紋杆59的位置保持固定和天窗葉片12，14，16，18在反時針或向上方向「A」轉動，推動 活塞杆54進入氣缸52中和壓縮氣體壓杆50時的爆破或採場著火的過程中發生。這個動 作形成偏移，在著火後大大增加的氣流100消退後使天窗葉片12，14，16，18返回至其設定 的位置。
在圖7-12中表示根據本發明的天窗調節器110的第二實施例。天窗調節器110 是自動化的天窗調節器，其中第一實施例的調節壓杆50的位置的手動機構58被動力致動 器代替。第二實施例的與第一實施例的相同特點用相同的標號表示。天窗調節器110包括安裝在矩形鋼框架120中的多個天窗葉片112，114，116，118。 框架120設計成加裝在圖12所示的落板調節器框架121上。但是，調節器110也可製造成 新的框架(沒有示出)，以與礦井開口或通道配合。每一個天窗葉片112，114，116，118的 相反端(其中一個如圖7中的122a所示)安裝在框架120中並可以在天窗葉片112，114， 116，118綜合關閉或限制通過通道的至少一部分的關閉或部分關閉的位置(例如圖7和8 所示的位置)與氣體一般為空氣能更容易在天窗葉片112，114，116，118之間流動和通過通 道的打開位置(圖10和11所示)之間圍繞長度方向軸線122轉動。軸線122由安裝一般 為焊接在天窗葉片112，114，116，118的後面和鄰近其上邊緣的杆122形成/位於杆122中。如圖8中可清楚地看出那樣，由於通道通風空氣的壓力用在天窗葉片的前表面 182，184，186，188上，天窗葉片112，114，116，118在關閉位置重疊，這對吸入天窗調節器特 別有用，因它形成密封。對於排出天窗調節器也可使用不重疊的結構。提供了作用在每一天窗葉片112，114，116，118上的調節和偏移機構190。該調節和偏移機構190包括通過雙支架132形式的連杆臂與每一個天窗葉片112， 114，116，118連接的垂直連杆130。該連杆臂的一端固定(焊接)在天窗葉片112，114，116， 118上，其另一端利用相應的連接樞軸134安裝在連杆130上。偏移機構190包括恆定力氣體壓杆150，該壓杆又包括氣缸152和活塞杆154。當 強大力(一般為4000N或更大)加在活塞杆154上時，氣體壓杆150動作(即活塞杆154 運動進入氣缸152中壓縮內部的氣體)。該強大力選擇為近似在礦井爆破過程中產生的氣 流加在天窗葉片112，114，116，118上的力。氣體壓杆150的氣缸端153利用固定在杆130 上的支架155等可轉動地安裝在連杆130上，使得杆130的運動令壓杆150的那端運動和 相反。動力致動器175包括體171，杆殼體172和可伸長的杆173。活塞杆154的自由端 156由連接器178與致動器杆173的自由端174連接。動力致動器175配置成使通過致動器杆173從伸出位置運動至縮回位置，如圖8 和10分別所示，天窗葉片112，114，116，118可從關閉位置(在正常氣流下)運動至打開位 置。這樣，在正常條件下，當致動器杆173伸出時，天窗葉片112，114，116，118關閉，和當致 動器杆173縮回時，天窗葉片112，114，116，118打開。當致動器杆173部分伸出至預先確 定的位置時，天窗葉片112，114，116，118部分地打開(如圖9所示)。致動器杆173可以利 用遙控操作伸出和縮回，使得如圖9所示，可以得到通風空氣的希望流量。當組件110在「靜止」即不在爆破過程中或在氣流在預先確定的強度以下時，在圖 10所示的完全打開位置或圖8所示的完全關閉位置或圖9所示的任何中間位置，該氣體壓 杆150相對地不壓縮。這使利用致動器175對天窗葉片112，114，116，118的調節較容易和 較安全，因為當調節天窗葉片112，114，116，118，改變通風程度時氣體壓杆150不需壓縮或 解壓縮。因此，致動器175不需要克服氣體壓杆150的阻力，以調節天窗葉片112，114，116， 118的位置。這樣，因為使天窗葉片112，114，116，118運動所需的力小得多，因此致動器175 的動力消耗比先前技術所需的小。因為致動器175與氣體壓杆150連接，致動器175的功率必需至少為氣體壓杆150的阻力或更大，使得可承受例如由爆炸產生的增加的氣流100 的衝擊傳遞至天窗葉片112，114，116，118上的力。這是為了使致動器175不會由增加的氣 流100的衝擊偏離其預先確定的位置。致動器175帶有手動機構(沒有示出)，使得如果沒有電力，仍可通過手動伸縮致 動器175的可伸出杆173操作天窗調節器110。
在本實施例中，致動器75為Linak LA36致動器，但也可使用任何適當的致動器。圖11表示天窗調節器110，其天窗葉片112，114，116，118被例如從爆破產生的增 加的氣流100強迫地轉動至打開位置，從而壓縮氣體壓杆150。本發明提供了一種低成本，重量輕的以天窗葉片為基礎的調節器，它容易調節和 可連續調節天窗葉片的位置。本領域的技術人員知道，在不偏離廣義所述的本發明的精神和範圍的條件下，可 對特定實施例所示的本發明作許多改變和/或改進。因此，本實施例只是為了說明，不是限 制。
權利要求
通道的一種礦井氣流調節器，它包括一個天窗葉片，它可在從該天窗葉片限制通道的至少一部分的關閉位置至空氣能容易地在通道中流動的打開位置的範圍內轉動至一個預先確定的位置；和使該天窗葉片轉動的連杆機構，其特徵在於，連杆機構包括一個偏移壓杆機構，該壓杆機構只有當達到預先確定的氣流時啟動，使天窗葉片轉動至打開位置，並在氣流減少至小於預先確定的氣流後，將天窗葉片偏移至其預先確定的位置。
2.如權利要求1所述的調節器，其特徵在於其包括安裝天窗葉片的框架。
3.如權利要求1或2所述的調節器，其特徵在於其包括多個天窗葉片。
4.如上述任一權利要求所述的調節器，其特徵在於其中，偏移壓杆機構為恆力偏移壓 杆機構，當達到預先確定的恆力時，該機構動作，優選地，該偏移壓杆機構為氣體壓杆。
5.如上述任一權利要求所述的調節器，其特徵在於其中，連杆機構包括通過連杆臂與 天窗葉片連接的連杆。
6.如上述任一權利要求所述的調節器，其特徵在於其中，連杆機構具有位置控制機構， 以有選擇地改變連杆機構的長度，優選地，該位置控制機構為動力致動器。
7.如權利要求6所述的調節器，其特徵在於其中，連杆機構包括與天窗葉片連接的連 杆和偏移壓杆機構設在連杆和位置控制機構之間。
8.一種礦井通道的天窗式氣流調節器，其特徵在於它包括多個安裝在框架中的天窗葉片，其圍繞長度方向的軸線在天窗葉片綜合關閉或限制通 道的至少一部分的預先確定的位置和空氣容易在天窗葉片之間流動和通過該通道部分的 打開位置之間轉動；和其中，當達到預先確定的氣流時，天窗葉片打開或進一步打開，除非它已完全打開，並 且包括返回機構，在氣流減小至小於預先確定的氣流後，使葉片返回至其預先確定的位置， 和其中，返回機構包括一個壓杆機構形式的偏移裝置，它與作用在一個或多個天窗葉片 上的連杆機構連接，推動天窗葉片進入預先確定的位置，和其中，返回機構這樣，除了在達 到預先確定的氣流後葉片打開，壓杆機構不動作。
9.如權利要求8所述的調節器，其特徵在於其中，壓杆機構為氣體壓杆，它包括氣缸， 活塞和活塞杆，優選地，活塞杆的自由端可轉動地安裝在該偏移裝置上，以升高和降低壓杆 的那端，優選地，該偏移裝置為放在空心壓杆之上的外螺紋杆和手柄與螺紋套筒，轉動該手 柄，升高和降低該螺紋杆。
10.如權利要求8或9所述的調節器，其特徵在於其中，氣體壓杆為恆力壓杆機構，它只 有當加在其上的力超過4000N才運動/動作。
11.如權利要求8-10中任何一項所述的調節器，其特徵在於其中，返回機構可以包括 通過連杆臂與每一個天窗葉片連接的垂直取向的連杆，該連杆臂的一端固定在天窗葉片 上，其另一端可轉動地安裝在連杆上。
12.如權利要求11所述的調節器，其特徵在於其中，壓杆機構為氣體壓杆，並且其中氣 體壓杆的一端利用固定在連杆上的支架等可轉動地安裝在連杆上，使得連杆的運動使壓杆 的那端運動
13.基本上如前參照附圖所述的調節器。
全文摘要
本發明提供了一種礦井通道的氣流調節器，包括一個天窗葉片，它可在從該天窗葉片限制通道的至少一部分的關閉位置至空氣能容易地在通道中流動的打開位置的範圍內轉動至一個預先確定的位置；和使該天窗葉片轉動的連杆機構，其中，該連杆機構包括一個偏移壓杆機構，該壓杆機構只有當達到預先確定的氣流時啟動，使天窗葉片轉動至打開位置，並在氣流減少至小於預先確定的氣流後，將天窗葉片偏移至其預先確定的位置。
文檔編號F24F11/04GK101874183SQ200880110086
公開日2010年10月27日 申請日期2008年10月3日 優先權日2007年10月3日
發明者沃恩·馬頓 申請人:米諾樺國際有限公司