申请/专利权人：青岛理工大学

申请日：2019-03-19

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN109838395B

主分类号：F04D25/06

分类号：F04D25/06;F04D29/044;F04D29/54;E21F1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2019.06.28#实质审查的生效;2019.06.04#公开

摘要：本发明涉及矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其包括外筒、竖直设置在外筒内腔顶部的进风口、竖直设置在外筒内腔底部的出风口、在水平面呈人字形设置在外筒上部且位于进风口下方的支架、竖直设置在支架中心处的圆环、设置在圆环内侧壁上的橡胶圈、设置在橡胶圈内侧壁上的第一磁铁圈、设置在第一磁铁圈正上方且与第一磁铁圈互斥的第二磁铁、设置在第一磁铁圈正下方且与第一磁铁圈互斥的第三磁铁；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

主权项：1.一种矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于：包括外筒、竖直设置在外筒内腔顶部的进风口、竖直设置在外筒内腔底部的出风口、在水平面呈人字形设置在外筒上部且位于进风口下方的支架、竖直设置在支架中心处的圆环、设置在圆环内侧壁上的橡胶圈、设置在橡胶圈内侧壁上的第一磁铁圈、设置在第一磁铁圈正上方且与第一磁铁圈互斥的第二磁铁、设置在第一磁铁圈正下方且与第一磁铁圈互斥的第三磁铁、设置在第二磁铁内侧壁上的第二橡胶环、设置在第三磁铁内侧壁上的第三橡胶环、与第二橡胶环同轴设置且上端与第二橡胶环连接且与第三磁铁同轴固定连接的主轴、位于第一磁铁圈中且与第一磁铁圈互斥且与第一磁铁圈在同一水平面上且设置在主轴上的第四磁铁、环状设置在在外筒内壁上且位于支架下方且横截面为钝角三角形且其中最小锐角位于上方且钝角位置中部且钝角边为外筒内壁侧母线的导风板、三个位于导风板下方且根部固定设置在主轴上的类椭圆形或椭圆形的叶片、三个呈人字形设置在叶片下方且外端与外筒内壁连接的固定杆、与主轴同轴设置且外侧壁分别与固定杆内端连接的圆筒、分布在圆筒内侧壁上的第五磁铁片、设置在主轴上且位于圆环中的转子、三个缠绕在转子上的线圈、上端与圆筒下端连接的延伸杆、设置在延伸杆下端的固定圈、设置在固定圈中的正极环、设置在固定圈与正极环之间的固定绝缘环、同轴设置在主轴下端且与正极环同轴的负极环、设置在正极环与负极环之间的中间绝缘环、两个对称设置在负极环上的电极缺口、以及两个分别安装在正极环上的电刷片；圆环所在的平面与外筒的轴心线垂直，第五磁铁片的N极指向主轴；电极缺口将负极环分成相同的两段，该两个电刷片一直与不同的负极环相接触，该两个电刷片不同时与同一片负极环接触；装置还包括安装在外筒上方且位于进风口上方且用于与进风管道连接的进口连接管、以及安装在外筒下方且位于出风口下方且用于与出风管道连接的出口连接管；正极环电连接有第一导线，两片负极环分别连接有对应的第二导线；装置还包括设置在第二橡胶环上端且大端直径等于第二磁铁外径的锥形帽；装置还包括同轴设置在圆筒正上方且下端直径等于圆筒外径的导风锥、开设在导风锥的中心位置处的通道；主轴下穿过通道进入圆筒内部，相邻的线圈之间的夹角为一百二十度；在工作时，接通电源，叶片开始旋转，带动风从进口连接管的上开口进入鼓风机装置，经过加速后，从出口连接管的下开口送入出风管。

全文数据：矿井立式磁悬浮鼓风机装置技术领域本发明涉及矿井立式磁悬浮鼓风机装置。背景技术目前，矿井用轴流通风机的动叶调节机构主要是停车可调式动叶调节装置。该装置主要由调节长轴、涡轮箱、中心直齿轮、伞齿轮、叶柄齿轮、叶柄铜套、窥视窗等零件组成。当风机需要调整工况时，首先必须将风机停转，然后用调节长轴伸入机壳内部，对准涡轮箱调节口，通过调节涡轮箱由蜗杆带动伞齿轮，由伞齿轮带动叶柄齿轮，从而实现动叶角度的调节。该调节装置在生产、使用过程中，存在以下缺陷：1.由加工精度所导致的动叶同步性问题。由于该装置主要是依靠一个大的伞尺寸带动16或者20个小的叶柄伞齿轮来实现动叶调节。因此为保证动叶角度调整的同步性，在风机生产过程中对于叶柄伞齿轮有着极高的精度要求，所以不可避免的会有若干动叶发生同步性较差的情况。2.必须停车后才可进行动叶角度的调节。该装置在调节动叶时必须将调节长轴伸入机壳内部，对准位于叶轮外壳上的涡轮箱调节口，在风机运行时是无法进行动叶角度调节的。3.调节困难对于矿井通风机来说，一般多为大流量小压力的叶型，因此该系列风机动叶普遍偏长，从而导致该装置的调节长轴过长较难对准涡轮箱调节口，4.角度调整精度较差该装置的动叶角度调节反馈需要从机壳上的窥视孔观察，通过刻度线以动叶尾部作为指针来判断动叶当前角度。因此角度调整精度较差。5.必须现场调节由于该装置为纯机械结构，因此无法实现远程控制。CN201220121548.8用于矿井风机的液压动叶调节装置虽然提供一种风机方案，但是还是无法解决现有风机的缺陷。发明内容本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种矿井立式磁悬浮鼓风机装置；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种矿井立式磁悬浮鼓风机装置，包括外筒、竖直设置在外筒内腔顶部的进风口、竖直设置在外筒内腔底部的出风口、在水平面呈人字形设置在外筒上部且位于进风口下方的支架、竖直设置在支架中心处的圆环、设置在圆环内侧壁上的橡胶圈、设置在橡胶圈内侧壁上的第一磁铁圈、设置在第一磁铁圈正上方且与第一磁铁圈互斥的第二磁铁、设置在第一磁铁圈正下方且与第一磁铁圈互斥的第三磁铁、设置在第二磁铁内侧壁上的第二橡胶环、设置在第三磁铁内侧壁上的第三橡胶环、与第二橡胶环同轴设置且上端与第二橡胶环连接且与第三磁铁同轴固定连接的主轴、位于第一磁铁圈中且与第一磁铁圈互斥且与第一磁铁圈在同一水平面上且设置在主轴上的第四磁铁、环状设置在在外筒内壁上且位于支架下方且横截面为钝角三角形且其中最小锐角位于上方且钝角位置中部且钝角边为外筒内壁侧母线的导风板、三个位于导风板下方且根部固定设置在主轴上的类椭圆形或椭圆形的叶片、三个呈人字形设置在叶片下方且外端与外筒内壁连接的固定杆、与主轴同轴设置且外侧壁分别与固定杆内端连接的圆筒、分布在圆筒内侧壁上的第五磁铁片、设置在主轴上且位于圆环中的转子、三个缠绕在转子上的线圈、上端与圆筒下端连接的延伸杆、设置在延伸杆下端的固定圈、设置在固定圈中的正极环、设置在固定圈与正极环之间的固定绝缘环、同轴设置在主轴下端且与正极环同轴的负极环、设置在正极环与负极环之间的中间绝缘环、两个对称设置在负极环上的电极缺口、以及两个分别安装在正极环上的电刷片；圆环所在的平面与外筒的轴心线垂直，第五磁铁片的N极指向主轴；电极缺口将负极环分成相同的两段，该两个电刷片一直与不同的负极环相接触，该两个电刷片不同时与同一片负极环接触。作为上述技术方案的进一步改进：还包括安装在外筒上方且位于进风口上方且用于与进风管道连接的进口连接管、以及安装在外筒下方且位于出风口下方且用于与出风管道连接的出口连接管。正极环电连接有第一导线，两片负极环分别连接有对应的第二导线。还包括设置在第二橡胶环上端且大端直径等于第二磁铁外径的锥形帽。还包括同轴设置在圆筒正上方且下端直径等于圆筒外径的导风锥、开设在导风锥的中心位置处的通道；主轴下穿过通道进入圆筒内部，相邻的线圈之间的夹角为一百二十度。本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。附图说明附图1是本发明的主体结构示意图。附图2是图1的A-A剖视图。附图3是图1的B-B剖视图。附图4是图1的C-C剖视图。附图5是图1的D-D剖视图。其中，外筒1、锥形帽2、第二磁铁3、第二橡胶环4、第一磁铁圈5、主轴6、第三磁铁7、转子8、线圈9、导线10、支架11、进风口12、导风板13、叶片14、第五磁铁片15、导风锥16、固定杆17、固定圈18、正极环19、负极环20、出风口21、圆筒22、延伸杆23、电极缺口24、电刷片25、进口连接管26、出口连接管27、上开口28、下开口29、圆环30、橡胶圈31、第四磁铁32、第三橡胶环33、固定绝缘环34、中间绝缘环35、第二导线36、通道37。具体实施方式如图1-5，本实施例的矿井立式磁悬浮鼓风机装置包括外筒1、竖直设置在外筒1内腔顶部的进风口12、竖直设置在外筒1内腔底部的出风口21、安装在外筒1上方且位于进风口12上方且用于与进风管道连接的进口连接管26、安装在外筒1下方且位于出风口21下方且用于与出风管道连接的出口连接管27、在水平面呈人字形设置在外筒1上部且位于进风口12下方的支架11、竖直设置在支架11中心处的圆环30、设置在圆环30内侧壁上的橡胶圈31、设置在橡胶圈31内侧壁上的第一磁铁圈5、设置在第一磁铁圈5正上方且与第一磁铁圈5互斥的第二磁铁3、设置在第一磁铁圈5正下方且与第一磁铁圈5互斥的第三磁铁7、设置在第二磁铁3内侧壁上的第二橡胶环4、设置在第二橡胶环4上端且大端直径等于第二磁铁3外径的锥形帽2、设置在第三磁铁7内侧壁上的第三橡胶环33、与第二橡胶环4同轴设置且上端与第二橡胶环4连接且与第三磁铁7同轴固定连接的主轴6、位于第一磁铁圈5中且与第一磁铁圈5互斥且与第一磁铁圈5在同一水平面上且设置在主轴6上的第四磁铁32、环状设置在在外筒1内壁上且位于支架11下方且横截面为钝角三角形且其中最小锐角位于上方且钝角位置中部且钝角边为外筒1内壁侧母线的导风板13、三个位于导风板13下方且根部固定设置在主轴6上的类椭圆形或椭圆形的叶片14、三个呈人字形设置在叶片14下方且外端与外筒1内壁连接的固定杆17、与主轴6同轴设置且外侧壁分别与固定杆17内端连接的圆筒22、分布在圆筒22内侧壁上的第五磁铁片15、同轴设置在圆筒22正上方且下端直径等于圆筒22外径的导风锥16、开设在导风锥16的中心位置处的通道37、设置在主轴6上且位于圆环30中的转子8、三个缠绕在转子8上的线圈9、上端与圆筒22下端连接的延伸杆23、设置在延伸杆23下端的固定圈18、设置在固定圈18中的正极环19、设置在固定圈18与正极环19之间的固定绝缘环34、同轴设置在主轴6下端且与正极环19同轴的负极环20、设置在正极环19与负极环20之间的中间绝缘环35、两个对称设置在负极环20上的电极缺口24、以及两个分别安装在正极环19上的电刷片25；圆环30所在的平面与外筒1的轴心线垂直，第五磁铁片15的N极指向主轴6；主轴6下穿过通道37进入圆筒22内部，相邻的线圈9之间的夹角为一百二十度；电极缺口24将负极环20分成相同的两段，该两个电刷片25一直与不同的负极环20相接触，该两个电刷片25不同时与同一片负极环20接触；正极环19电连接有第一导线10，两片负极环20分别连接有对应的第二导线36。其中，外筒1为内径60cm、长100cm、厚1cm的圆柱形、钢制；在外筒1的进风口12处刚性安装一个内径61cm、长10cm、厚1cm的圆柱形钢制的进口连接管26。在外筒1的出风口21处刚性安装一个内径61cm、长10cm、厚1cm的圆柱形钢制的出口连接管27，用于鼓风机装置与出风管道相连接。在进风口12的下方15cm处通过三根直径1cm、长25cm的钢制的支架11，将一个外径10cm、内径9.5cm、高2cm的钢制圆环30固定在外筒1的内壁上，支架11、圆环30所在的平面与外筒1的筒壁垂直。在圆环30的内部固定安装一个外径9.5cm、内径9cm、高2cm的橡胶圈31，在橡胶圈31内部固定安装一个外径9cm、内径5cm、高2cm的第一磁铁圈5，通过橡胶圈31的缓冲作用，第一磁铁圈5被支架11和圆环30牢牢地固定在外筒1的内壁上。在第一磁铁圈5的正上方2cm处设置一个外径9cm、内径5cm、高2cm的第二磁铁3，第二磁铁3与第一磁铁圈5的相互排斥。在第一磁铁圈5的正下方2cm处设置一个外径9cm内径5cm高2cm的第三磁铁7，第三磁铁7与第一磁铁圈5的相互排斥。在第二磁铁3的内部固定安装一个外径5cm、高2cm第二橡胶环4，在第二橡胶环4的正上方安装一个外径9cm、高6cm的钢制的锥形帽2，锥形帽2的外边缘恰好与第二磁铁3的外边缘吻合。锥形帽2的作用是减少进风阻力。在第三磁铁7的内部固定安装一个外径5cm、高2cm的第三橡胶环33。在第二橡胶环4的下方圆心位置处固定安装直径1cm、长70cm的钢制主轴6。在主轴6与第一磁铁圈5水平位置处固定安装一个外径3cm、高2cm的第四磁铁32，第四磁铁32与第一磁铁圈5相互排斥。主轴6从第三橡胶环33中间穿过并相互固定。当主轴6转动时能够带动第二磁铁3和第三磁铁7转动。在第二磁铁3与第一磁铁圈5、第一磁铁圈5与第三磁铁7之间的相互排斥作用下，主轴6在垂直方向上的位置相对固定，不会在垂直方向上大幅度升降。在第四磁铁32与第一磁铁圈5之间的相互排斥作用下，主轴6在水平方向上的位置相对固定，不会在水平方向上大幅度摇摆。在进风口12的下方20cm处的外筒1内壁上安装一圈钢制的导风板13，导风板13的横截面呈钝角三角形，导风板13横截面的底边长8cm、高2.5cm，导风板13横截面的最小锐角位于上方，从而导向效果好。在导风板13下方5cm处的主轴6上固定安装三片长轴25cm的类椭圆形钢制叶片14，当叶片14顺时针转动时，可以推动空气向下运动。在进风口12的下方70cm处通过三根直径1cm长20cm的钢制固定杆17，将一个外径20cm、内径19cm高10cm的钢制圆筒22固定在外筒1的内壁上，固定杆17、圆筒22所在的平面与外筒1的筒壁垂直。在圆筒22的内壁上固定安装十二块长4cm、宽3cm、高10cm的第五磁铁片15，第五磁铁片15在圆筒22的内壁上均匀排列，第五磁铁片15的N极都指向主轴6。在圆筒22的正上方安装一个外径20cm高8cm的钢制的导风锥16，导风锥16的外边缘恰好与圆筒22的外边缘吻合。在导风锥16的中心位置处开设一个直径1.5cm的通道37，主轴6穿过通道37进入圆筒22内部。在圆筒22内部的主轴6上固定安装一个直径10cm、高9cm的钢制转子8，在转子8上有规律性的缠绕上三个线圈9，两个相邻的线圈9之间的夹角为120°。在圆筒22的下部边缘处固定安装三根直径0.5cm长7cm的钢制延伸杆23，在延伸杆23的末端固定安装一个外径10cm、内径8cm、高3cm的钢制固定圈18，在固定圈18内部固定安装一个外径8cm内径6cm高3cm的钢制正极环19。在固定圈18和正极环19之间固定设置一圈固定绝缘环34，固定绝缘环34的作用是阻断固定圈18和正极环19之间的电流传递。在正极环19内部的主轴6上固定安装一个外径4cm、高3cm的钢制负极环20，在主轴6和负极环20之间固定设置一圈中间绝缘环35，中间绝缘环35的作用是阻断主轴6和负极环20之间的电流传递。在负极环20上开设两个宽0.5cm的电极缺口24，两个电极缺口24在负极环20的两端，恰好将负极环20分成相同的两段。在正极环19的内部安装两片长4cm高3cm的弧形钢制电刷片25，两个电刷片25在正极环19内部的两端。当主轴6带动负极环20转动时，两个电刷片25一直与不同的负极环20相接触，两个电刷片25不会同时与同一片负极环20接触。将第一导线10与正极环19相连，将两根第二导线36分别与两片负极环20相连。工作时，接通电源，叶片14开始旋转，带动风从进口连接管26的上开口28进入鼓风机装置，经过加速后，从出口连接管27的下开口29送入出风管。在整个过程中，由于磁铁之间的相互作用，整个装置内部件之间摩擦阻力极小，所以在一定程度上，很大的提高了鼓风机的工作效率。本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于：包括外筒、竖直设置在外筒内腔顶部的进风口、竖直设置在外筒内腔底部的出风口、在水平面呈人字形设置在外筒上部且位于进风口下方的支架、竖直设置在支架中心处的圆环、设置在圆环内侧壁上的橡胶圈、设置在橡胶圈内侧壁上的第一磁铁圈、设置在第一磁铁圈正上方且与第一磁铁圈互斥的第二磁铁、设置在第一磁铁圈正下方且与第一磁铁圈互斥的第三磁铁、设置在第二磁铁内侧壁上的第二橡胶环、设置在第三磁铁内侧壁上的第三橡胶环、与第二橡胶环同轴设置且上端与第二橡胶环连接且与第三磁铁同轴固定连接的主轴、位于第一磁铁圈中且与第一磁铁圈互斥且与第一磁铁圈在同一水平面上且设置在主轴上的第四磁铁、环状设置在在外筒内壁上且位于支架下方且横截面为钝角三角形且其中最小锐角位于上方且钝角位置中部且钝角边为外筒内壁侧母线的导风板、三个位于导风板下方且根部固定设置在主轴上的类椭圆形或椭圆形的叶片、三个呈人字形设置在叶片下方且外端与外筒内壁连接的固定杆、与主轴同轴设置且外侧壁分别与固定杆内端连接的圆筒、分布在圆筒内侧壁上的第五磁铁片、设置在主轴上且位于圆环中的转子、三个缠绕在转子上的线圈、上端与圆筒下端连接的延伸杆、设置在延伸杆下端的固定圈、设置在固定圈中的正极环、设置在固定圈与正极环之间的固定绝缘环、同轴设置在主轴下端且与正极环同轴的负极环、设置在正极环与负极环之间的中间绝缘环、两个对称设置在负极环上的电极缺口、以及两个分别安装在正极环上的电刷片；圆环所在的平面与外筒的轴心线垂直，第五磁铁片的N极指向主轴；电极缺口将负极环分成相同的两段，该两个电刷片一直与不同的负极环相接触，该两个电刷片不同时与同一片负极环接触。2.根据权利要求1所述的矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于:还包括安装在外筒上方且位于进风口上方且用于与进风管道连接的进口连接管、以及安装在外筒下方且位于出风口下方且用于与出风管道连接的出口连接管。3.根据权利要求1所述的矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于:正极环电连接有第一导线，两片负极环分别连接有对应的第二导线。4.根据权利要求1所述的矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于:还包括设置在第二橡胶环上端且大端直径等于第二磁铁外径的锥形帽。5.根据权利要求4所述的矿井立式磁悬浮鼓风机装置，其特征在于:还包括同轴设置在圆筒正上方且下端直径等于圆筒外径的导风锥、开设在导风锥的中心位置处的通道；主轴下穿过通道进入圆筒内部，相邻的线圈之间的夹角为一百二十度。

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