雙通道雙聯動自動切換風門裝置在一些重要的通風系統中,其工作可靠性要求較高,通常的做法是配套主、備兩套風機,兩套風機各有獨立的進風或出風通道,然后,通過三通匯集到一個通道中。兩套風機一般是不同時運行。運行風機所在的通道,要保持通暢,不運行風機所在的通道,要保證關閉。實現這一功能,必須在兩個風道中設置風門,并實現自動切換。
雙通道雙聯動自動切換風門裝置技術要求
在小口徑的風道上,應用較多的切換裝置是“Y型倒風器”,這是一種不需外部動力的裝置,當風機運行時,利用風道中的氣流作用克服閥板重量吹開閥門。當風機停止時,所在風道的閥門因閥板的重力作用關閉。這種結構形式,風門的軸和閥板是沿水平方向布置,同一個風門中,有多根閥軸和多個閥板。閥板在氣流作用下繞軸線旋轉。為便于布置多個閥軸和閥板,這種結構的風門一般為方型。由于風機的進(出)口都是圓形,倒風器與風機及風道的連接處,均需采用方圓變徑管。在使用過程中,這種結構方式存在以下幾個方面的不足,一是方形結構阻力較大,其結構阻力來自于多個方面:風門的軸水平布置,風道中氣流的壓力克服閥板重量后,使閥板繞軸旋轉呈打開狀態,閥板重量始終產生一個與氣流方向相反的阻力;又因為閥板總不能打開到最大位置,多個閥板形成一個“百葉窗”結構,也要產生一定的阻力;還因為,方形倒風器前后都要接方圓變徑管,存在局部阻力損失;再有,方形的風道,對氣流產生渦流和粘滯損失較圓形風道要大得多。二是外形不美觀,由于風機外形及管道,都是圓形的,配套方形的倒風器,外觀效果不協調。三是外形尺寸較大,方形結構的Y型倒風器,前后都要接變徑管,使得風機機組在長度方向上的外形尺寸較大。
對于大口徑的風道,通常是在兩個風道上都安裝一個風門,所有的風門都是采用單軸單閥板結構的蝶閥,一根軸安裝在殼體的直徑位置,閥板固定在軸上,風道中的氣流對閥板產生的是力偶,不會使閥板繞軸產生旋轉,加之,風門的重量又較大,很難被氣流打開。因此,需要在每個風門上安裝氣動或電動驅動裝置,并通過電氣控制裝置與風機連鎖,實現風門的啟閉。這種配套驅動裝置和電控的閥門,價格較高。電動裝置的風門,還會產生因限位裝置不準確或失效及閥板發生卡阻而造成電機過載而燒壞的現象。
[0005] 采用電動或氣動驅動裝置的風門,有一個最大的缺陷就是必須在風道中沒有氣流通過或通過的氣流很少,壓力很低時,才能啟閉,不然,容易燒壞驅動裝置的電機或損壞氣缸。因上述原因,兩臺風機和風門不能同時啟閉。當需要轉換一臺風機運行時,通常的做法是,先把運行風機停下來,方可關閉所在通道的風門,然后,打開備用風機所在通道的風門,最后,開啟備用風機。這段轉換的啟閉過程,通常需要十多分鐘或更長的時間。也就是說,系統的停風時間有十多分鐘。對于礦井及有害物場所的通風,是不允許有這么長的停風時間的。特別是高瓦斯礦井的主通風機,轉換時間不允許超過10分鐘,否則,有可能造成重大安全事故。因此,需要設計兩個旁路,并在旁路上另行安裝兩臺小的風門。當運行風機需要停下來時,先把兩個旁路上的風門都打開,減少主通道風門上驅動裝置的負載,然后,把運行主風機停下來,并開啟備用風機。這樣,雖然能保證兩個風機的轉換時間不超限,但是,其通風系統的造價大大增加。
為了實現倒換器無(微)動力自動啟閉與切換,并減少其結構阻力,改善其外觀效果,專利ZL201220725904.7提出了通風機雙通道無(微)動力自動切換裝置的技術方案,但是,尚存在一些不足之處,主要表現在,兩個風門的4個閥板的啟閉不同步,閥板的開啟方向只能旋轉90°,且只能向一個方向轉動,不能同時適應于風機在壓入式(正壓)和抽出式(負壓)的運行工況。也不能同時適應于兩個風門垂直和水平布置的安裝方式。閥板通過閥殼上固定的環進行定位,準確性不高,且受制作精度影響。兩個風門的閥板的聯動是通過連桿機構實現的,運動構件較多,可靠性較差。