專利名稱：礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦山主扇風(fēng)機的控制系統(tǒng)，特別是一種礦山主扇風(fēng)機無 縫節(jié)能切換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
主扇風(fēng)機是礦山，特別是煤礦企業(yè)的主要設(shè)備，完成礦井通風(fēng)的作 用，牽涉到礦下作業(yè)人員的安全，如果運行不良，將造成礦下的瓦斯累 積，容易發(fā)生爆炸事故，另外主扇風(fēng)機還是功率較大的設(shè)備，耗電量大。
一般目前國內(nèi)主扇風(fēng)機采用的常規(guī)控制辦法
電氣部分采用常規(guī)控制辦法，通過人工實現(xiàn)開停操作， 一旦風(fēng)機出 現(xiàn)故障沒有相應(yīng)的應(yīng)急措施，風(fēng)機的運行性能通過單一的控制系統(tǒng)進(jìn)行 監(jiān)視，不能與電控和變頻器進(jìn)行有機的聯(lián)系，對井下風(fēng)量需求變化時， 不能進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，造成電量的浪費，同時也會造成風(fēng)機運行的不穩(wěn)定。 采礦行業(yè)對井下供風(fēng)量的要求比較高，所以對風(fēng)機設(shè)備運行的可靠性要 求也高，行業(yè)強制要求風(fēng)機采用一開一備的配置方式，為保證設(shè)備的可
靠，通常會定期(通常在15 30天)進(jìn)行設(shè)備輪流運行，在輪換過程中 會出現(xiàn)一段時間(2 4分鐘)的停機，這對于具有瓦斯，特別是高瓦斯的煤礦行業(yè)存在很大的危險，國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生多起這樣的瓦斯爆炸事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，主要 解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，使用時，從運行風(fēng)機轉(zhuǎn)到備用風(fēng)
機運行時，井下風(fēng)量保持基本不變，避免常規(guī)更換風(fēng)機運行需要2~4分 鐘停頓的情況，這種能力對高瓦斯礦意義重大。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
一種礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于它包括一端分別 與立井井筒連通的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道，所屬的第一風(fēng)機通道 和第二風(fēng)機通道的另一端設(shè)置由分別由兩臺電機控制的第一風(fēng)機和第 二風(fēng)機；第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)分別設(shè)置兩個電動碟閥；所述 的電機、風(fēng)機、電動碟閥均由PLC控制。
所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)通過PLC 控制的操作流程如下
A風(fēng)機啟動過程先打開風(fēng)機前端的蝶閥，待完全打開后，啟動風(fēng) 機的電機；
風(fēng)機關(guān)閉過程停風(fēng)機的兩臺電機，再關(guān)斷風(fēng)機前端的蝶閥； C從第一風(fēng)機到第二風(fēng)機倒換過程先停第一風(fēng)機的兩臺電機，再 關(guān)斷第一風(fēng)機通道的蝶閥；待第一風(fēng)機通道蝶閥全部關(guān)到位，開啟第二 風(fēng)機通道的蝶閥，待第二風(fēng)機通道的蝶閥開啟到位后，再啟動第二風(fēng)機 的兩臺電機。所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于所述的電機與 蝶閥之間分別安裝設(shè)置在風(fēng)機通道副門上的副門蝶閥及負(fù)壓變送器；所 屬的副門蝶閥與負(fù)壓變送器也由PLC控制。
所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)通過PLC 控制的第一風(fēng)機到第二風(fēng)機倒換過程是
將第二風(fēng)機通道的副門蝶閥打開，待完全打開后，啟動第二風(fēng)機的 電機，電機啟動完畢后，打開第二風(fēng)機通道內(nèi)遠(yuǎn)離副門蝶閥的蝶閥；待 蝶閥完全打開后，第一風(fēng)機的副門蝶閥逐漸等速打開，同時，第一風(fēng) 機通道內(nèi)靠近副門蝶閥的蝶閥逐漸關(guān)閉，這個過程使蝶閥的關(guān)閉程度跟 蹤副門蝶閥，使負(fù)壓保持在一定范圍；在副門蝶閥打開的同時，第二風(fēng) 機通道內(nèi)的另一蝶閥逐漸打開，其打開模式為等速進(jìn)行的模式，而第二 風(fēng)機通道的副門蝶閥再逐漸關(guān)閉，待副門蝶閥完全關(guān)閉后，停第一風(fēng)機 的電機，同時關(guān)第一風(fēng)機通道的副門蝶閥和另一蝶閥，到此整個換機過 程結(jié)束。
所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于所述的第一風(fēng) 機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)設(shè)有氣水交換區(qū)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點如下 (1)控制系統(tǒng)一體化
本發(fā)明的控制系統(tǒng)將高壓電氣控制、變頻控制和風(fēng)機參數(shù)監(jiān)控集成 到一個系統(tǒng)中來，操作人員在一個操作界面上就可以觀察和操作與主扇 風(fēng)機有關(guān)的所有功能，因為風(fēng)機控制及運行的所有電氣、機械上的參數(shù) 都?xì)w納到一個操作系統(tǒng)中，所以可以實現(xiàn)各種故障的應(yīng)急處理，如在檢測到運行風(fēng)機出現(xiàn)故障(不管風(fēng)機振動還是電氣故障)，可以自動切換 到備用風(fēng)機，整個過程自動完成，無需人工介入，這樣可以大大減少井 下瓦斯累積爆炸的危險。
另外， 一體化的系統(tǒng)可以同時監(jiān)測運行設(shè)備的各種參數(shù)，給用戶或 設(shè)計人員提供最實時真實的數(shù)據(jù)，為設(shè)備安全高效運行提供原始數(shù)據(jù)。
(2) 節(jié)能運行
本發(fā)明的一體化系統(tǒng)具有內(nèi)置PID運算策略，可以讓風(fēng)機以恒壓運 行的方式為井下提供穩(wěn)定的動力源，會根據(jù)井下對風(fēng)量的要求自動調(diào) 節(jié)，達(dá)到節(jié)能目的，次功能可以與變頻器或調(diào)節(jié)閥配合使用，最好采用
變頻器，控制過程在風(fēng)機前段的立井中安裝一個負(fù)壓變送器，系統(tǒng)檢 測立井壓力，控制系統(tǒng)根據(jù)用戶在系統(tǒng)中設(shè)定一個控制目標(biāo)值對風(fēng)機進(jìn) 行調(diào)速，保持立井負(fù)壓為一個穩(wěn)定值，相當(dāng)于給井下提供一個穩(wěn)定的抽 風(fēng)動力源，同時減少了無謂的電能浪費。
(3) 風(fēng)機無縫倒換機
從運行風(fēng)機轉(zhuǎn)到備用風(fēng)機運行時，井下風(fēng)量保持基本不變，避免常
規(guī)更換風(fēng)機運行需要2~4分鐘停頓的情況，這種能力對高瓦斯礦意義重 大。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，本發(fā)明公開了一種礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)。 如圖所示它包括一端分別與立井井筒連通的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機 通道，所屬的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道的另一端設(shè)置由分別由兩臺
電機IOI、 102、 201、 202控制的第一風(fēng)機1和第二風(fēng)機2;第一風(fēng)機通 道和第二風(fēng)機通道內(nèi)分別設(shè)置兩個電動碟閥11、 12、 21、 22;所述的電 機、風(fēng)機、電動碟閥均由PLC控制。 系統(tǒng)通過PLC控制的操作流程如下
A風(fēng)機啟動過程先打開風(fēng)機l、 2前端的蝶閥11、 12、 21、 22， 待完全打開后，啟動風(fēng)機的電機IOI、 102、 201、 202;
B風(fēng)機關(guān)閉過程停風(fēng)機的兩臺電機IOI、 102、 201、 202，再關(guān)斷 風(fēng)機前端的蝶閥11、 12、 21、 22;
C從第一風(fēng)機1到第二風(fēng)機2倒換過程先停第一風(fēng)機1的兩臺電 機101、 102，再關(guān)斷第一風(fēng)機通道的蝶閥11、 12;待第一風(fēng)機通道蝶 閥ll、 12全部關(guān)到位，開啟第二風(fēng)機通道的蝶閥22、 21，待第二風(fēng)機 通道的蝶闊22、21開啟到位后，再啟動第二風(fēng)機2的兩臺電機201、202。
作為一種改進(jìn)的方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以做如下改變所述的電機IOI、 102、 201、 202與蝶閥11、 12、 21、 22之間分別安裝設(shè)置在風(fēng)機通道副 門上的副門蝶閥13、 23及負(fù)壓變送器P1、 P2;所屬的副門蝶閥與負(fù)壓 變送器也由PLC控制。
系統(tǒng)通過PLC控制的第一風(fēng)機1到第二風(fēng)機2倒換過程是
將第二風(fēng)機通道的副門蝶閥23打開，待完全打開后，啟動第二機的電機201、 202，電機啟動完畢后，打開第二風(fēng)機通道內(nèi)遠(yuǎn)離副門蝶 閥23的蝶閥22;待蝶閥22完全打開后，第一風(fēng)機l的副門蝶閥13逐 漸等速打開，同時，第一風(fēng)機通道內(nèi)靠近副門蝶閥13的蝶閥11逐漸 關(guān)閉，這個過程使蝶閥11的關(guān)閉程度跟蹤副門蝶閥13，使負(fù)壓保持在 一定范圍；在副門蝶閥13打開的同時，第二風(fēng)機通道內(nèi)的另一蝶閥21 逐漸打開，其打開模式為等速進(jìn)行的模式，而第二風(fēng)機通道的副門蝶閥 23再逐漸關(guān)閉，待副門蝶閥23完全關(guān)閉后，停第一風(fēng)機的電機10K 102，同時關(guān)第一風(fēng)機通道的副門蝶閥13和另一蝶閥12，到此整個換機 過程結(jié)束。換機過程的核心在于對幾個蝶閥的控制協(xié)調(diào)，努力保持風(fēng)機 井口負(fù)壓的穩(wěn)定，免得造成風(fēng)機喘振。
所述的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)設(shè)有氣水交換區(qū)14、 24。
請參閱圖2，本發(fā)明的控制系統(tǒng)具有如下優(yōu)點-
(1) 實現(xiàn)主扇風(fēng)機的在線檢測和控制，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，并 自動采取相應(yīng)措施。
(2) 實現(xiàn)主扇風(fēng)機的無縫切換。
(3) 實現(xiàn)電控、風(fēng)機運行一體化操作界面。
(4) 通過的PLC系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)各種的控制策略和數(shù)據(jù) 傳輸功能。
綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實 施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都 應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1、一種礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特征在于它包括一端分別與立井井筒連通的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道，所屬的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道的另一端設(shè)置由分別由兩臺電機(101、102、201、202)控制的第一風(fēng)機(1)和第二風(fēng)機(2)；第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)分別設(shè)置兩個電動碟閥(11、12、21、22)；所述的電機、風(fēng)機、電動碟閥均由PLC控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特 征在于系統(tǒng)通過PLC控制的操作流程如下A風(fēng)機啟動過程先打開風(fēng)機(1、 2)前端的蝶閥(11、 12、 21、 22)，待完全打開后，啟動風(fēng)機的電機(101、 102、 201、 202);B風(fēng)機關(guān)閉過程停風(fēng)機的兩臺電機(101、 102、 201、 202)，再關(guān) 斷風(fēng)機前端的蝶閥(11、 12、 21、 22);C從第一風(fēng)機(1)到第二風(fēng)機(2)倒換過程先停第一風(fēng)機(1) 的兩臺電機(101、 102)，再關(guān)斷第一風(fēng)機通道的蝶閥(11、 12);待第 一風(fēng)機通道蝶閥(11、 12)全部關(guān)到位，開啟第二風(fēng)機通道的蝶閥(22、 21)，待第二風(fēng)機通道的蝶閥(22、 21)開啟到位后，再啟動第二風(fēng)機 (2)的兩臺電機(201、 202)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特 征在于所述的電機(101、 102、 201、 202)與蝶閥(11、 12、 21、 22) 之間分別安裝設(shè)置在風(fēng)機通道副門上的副門蝶閥(13、 23)及負(fù)壓變送器(Pl、 P2);所屬的副門蝶閥與負(fù)壓變送器也由PLC控制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)，其特 征在于系統(tǒng)通過PLC控制的第一風(fēng)機(1)到第二風(fēng)機(2)倒換過程是:將第二風(fēng)機通道的副門蝶閥(23)打開，待完全打開后，啟動第二 風(fēng)機的電機(201、 202)，電機啟動完畢后，打開第二風(fēng)機通道內(nèi)遠(yuǎn)離 副門蝶閥(23)的蝶閥(22);待蝶閥(22)完全打開后，第一風(fēng)機(1) 的副門蝶閥(13)逐漸等速打開，同時，第一風(fēng)機通道內(nèi)靠近副門蝶 閥(13)的蝶閥(11)逐漸關(guān)閉，這個過程使蝶閥(11)的關(guān)閉程度跟 蹤副門蝶閥(13)，使負(fù)壓保持在一定范圍；在副門蝶閥(13)打開的 同時，第二風(fēng)機通道內(nèi)的另一蝶閥(21)逐漸打開，其打開模式為等速 進(jìn)行的模式，而第二風(fēng)機通道的副門蝶閥(23)再逐漸關(guān)閉，待副門蝶 閥(23)完全關(guān)閉后，停第一風(fēng)機的電機(101、 102)，同時關(guān)第一風(fēng) 機通道的副門蝶閥(13)和另一蝶閥(12)，到此整個換機過程結(jié)束。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)， 其特征在于所述的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)設(shè)有氣水交換區(qū)(14、 24)。
全文摘要
本發(fā)明涉及礦山主扇風(fēng)機的控制系統(tǒng)，特別是一種礦山主扇風(fēng)機無縫節(jié)能切換系統(tǒng)。它包括一端分別與立井井筒連通的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道，所屬的第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道的另一端設(shè)置由分別由兩臺電機控制的第一風(fēng)機和第二風(fēng)機；第一風(fēng)機通道和第二風(fēng)機通道內(nèi)分別設(shè)置兩個電動碟閥；所述的電機、風(fēng)機、電動碟閥均由PLC控制。使用時，從運行風(fēng)機轉(zhuǎn)到備用風(fēng)機運行時，井下風(fēng)量保持基本不變，避免常規(guī)更換風(fēng)機運行需要2～4分鐘停頓的情況，這種能力對高瓦斯礦意義重大。
文檔編號F04B49/06GK101634294SQ20091005591
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者朱成剛, 李國慶 申請人:朱成剛