【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通风模拟，具体涉及一种独头巷道通风相似模拟实验装置。
技术介绍
1、掘进独头巷道只有一个出口，难以形成贯穿风流，巷道内容易积聚大量有毒有害气体和粉尘，对矿井工作人员的身心健康造成严重威胁。因此，独头掘进巷道内粉尘、高温、有毒有害气体的防治方法与技术是目前研究热点和难点。
2、目前，大都通过数值模拟的方法来探究分析独头巷道内的通风参数调整优化问题，为了减小数值模拟与实地测量的误差，使仿真模拟更加精确，数值模拟与实地测量相结合的方法成为了学者们的首要选择。然而实地测量具有操作困难、研究成本高、效率低且周期长的缺点，根据相似原理和实地数据所制定的相似实验模型成为了验证模拟结果准确性和实用性的主流手段。
3、现有技术中，通风模拟相似实验平台，悬挂式风筒位置一般都是固定不变，或在需要情况下手动调节，这样一来不仅增加了做实验的困难程度，而且实验数据的精确性也有待考证。此外，现有的独头巷道通风装置是固定的，无法依据独头巷道实际倾斜情况对整个实验装置的倾斜角度进行对应的调整。
4、鉴于此，有必要提供一种新的模拟实验装置以提高实验效率和实验数据的精确性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种独头巷道通风相似模拟实验装置，可以使风筒在距侧帮距离、悬挂高度和距迎头面距离三个维度自由变化，并能够调整独头巷道相似实验模型装置的倾斜角度，同时能够监测与分析独头巷道内模拟介质的迁移规律，提高了实验效率和实验数据的精确性。
2、本专利
3、一种独头巷道通风相似模拟实验装置，包括通风巷道、设于所述通风巷道内的风筒、用于驱动所述风筒沿x轴、y轴和z轴方向运动的移动装置、设于所述通风巷道底部用于模拟倾斜巷道的倾斜装置、以及用于分析通风巷道内模拟介质迁移规律的监测装置；
4、所述移动装置包括x轴移动装置、y轴移动装置和z轴移动装置，其中x轴移动装置包括设于所述通风巷道的多组x轴双滑轨、对应设于每组x轴双滑轨内的第一滑轮和第二滑轮、连接所述第一滑轮和第二滑轮的第一转动轴、用于驱动所述第一转动轴的第一驱动装置；
5、所述z轴移动装置与所述x轴移动装置连接，其包括与所述x轴移动装置连接的滑轮固定装置、设于所述滑轮固定装置的z轴升降滑轮、缠绕于所述z轴升降滑轮的升降绳、用于驱动所述z轴升降滑轮转动以实现升降绳收绳/放绳的第二驱动装置；
6、所述y轴移动装置与所述z轴移动装置连接，其包括与所述升降绳连接y轴滑轨、设于所述y轴滑轨靠迎头面端的y轴滑轮、用于驱动所述y轴滑轮沿y轴滑轨移动的第三驱动装置；
7、所述风筒通过风筒悬挂装置与所述y轴移动装置连接，所述风筒悬挂装置包括与所述y轴滑轮连接并由y轴滑轮带动的第一固定部、若干个固定于y轴滑轨靠巷道出口端的第二固定部、与所述第一固定部和第二固定部连接的悬挂件，所述风筒活动安装于所述悬挂件。
8、进一步地，所述y轴滑轨包括靠迎头面端的第一y轴滑轨和靠巷道出口端的第二y轴滑轨，第一y轴滑轨的长度为通风巷道长度的1/3，第二y轴滑轨的长度为通风巷道长度的2/3。
9、进一步地，所述悬挂件为套环，所述风筒穿过套环，当所述第三驱动装置驱动所述y轴滑轮运动时，所述y轴滑轮带动第一固定部对应的悬挂件运动，实现风筒在y轴方向的运动。
10、进一步地，所述倾斜装置包括设于水平面且用于支撑所述通风巷道中部的中轴支撑装置、设于所述通风巷道底部的伸缩装置，所述伸缩装置带动所述通风巷道倾斜。
11、进一步地，所述通风巷道的倾斜角度为0-15°。
12、进一步地，所述监测装置包括设于所述通风巷道一侧的滑动导轨、与所述滑动导轨配合的滚轮、驱动所述滚轮沿滑动导轨滑动的第四驱动装置、由所述滚轮带动其滑动且用于记录模拟介质迁移图像的摄影装置、用于检测通风巷道内工况参数和模拟介质浓度的数据采集装置、以及数据处理装置，所述摄影装置和所述数据采集装置将检测数据发送至数据处理装置，用于分析模拟介质的迁移规律。
13、进一步地，工况参数包括风速、风压、温度和湿度，模拟介质浓度为粉尘或/和有毒气体。
14、进一步地，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动制装置分别与移动终端通信连接。
15、与现有技术相比，本专利技术提供的独头巷道通风相似模拟实验装置，有益效果在于：
16、本专利技术提供的独头巷道通风相似模拟实验装置，通过设置x轴移动装置、y轴移动装置和z轴移动装置，使风筒在距侧帮距离、悬挂高度和距迎头面距离三个维度实现自由变化；通过设置倾斜装置实现不同角度的通风巷道倾斜，以模拟实际井下倾斜巷道；通过监测装置检测通风巷道内的工况并分析模拟介质迁移规律。本专利技术的独头巷道通风相似模拟实验装置，可有效提高实验效率和实验数据的精确性。
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1.一种独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，包括通风巷道、设于所述通风巷道内的风筒、用于驱动所述风筒沿X轴、Y轴和Z轴方向运动的移动装置、设于所述通风巷道底部用于模拟倾斜巷道的倾斜装置、以及用于分析通风巷道内模拟介质迁移规律的监测装置；
2.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述Y轴滑轨包括靠迎头面端的第一Y轴滑轨和靠巷道出口端的第二Y轴滑轨，第一Y轴滑轨的长度为通风巷道长度的1/3，第二Y轴滑轨的长度为通风巷道长度的2/3。
3.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述悬挂件为套环，所述风筒穿过套环，当所述第三驱动装置驱动所述Y轴滑轮运动时，所述Y轴滑轮带动第一固定部对应的悬挂件运动，实现风筒在Y轴方向的运动。
4.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述倾斜装置包括设于水平面且用于支撑所述通风巷道中部的中轴支撑装置、设于所述通风巷道底部的伸缩装置，所述伸缩装置带动所述通风巷道倾斜。
5.根据权利要求4所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在
6.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述监测装置包括设于所述通风巷道一侧的滑动导轨、与所述滑动导轨配合的滚轮、驱动所述滚轮沿滑动导轨滑动的第四驱动装置、由所述滚轮带动其滑动且用于记录模拟介质迁移图像的摄影装置、用于检测通风巷道内工况参数和模拟介质浓度的数据采集装置、以及数据处理装置，所述摄影装置和所述数据采集装置将检测数据发送至数据处理装置，用于分析模拟介质的迁移规律。
7.根据权利要求6所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，工况参数包括风速、风压、温度和湿度，模拟介质浓度为粉尘或/和有毒气体。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动制装置分别与移动终端通信连接。
...【技术特征摘要】
1.一种独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，包括通风巷道、设于所述通风巷道内的风筒、用于驱动所述风筒沿x轴、y轴和z轴方向运动的移动装置、设于所述通风巷道底部用于模拟倾斜巷道的倾斜装置、以及用于分析通风巷道内模拟介质迁移规律的监测装置；
2.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述y轴滑轨包括靠迎头面端的第一y轴滑轨和靠巷道出口端的第二y轴滑轨，第一y轴滑轨的长度为通风巷道长度的1/3，第二y轴滑轨的长度为通风巷道长度的2/3。
3.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述悬挂件为套环，所述风筒穿过套环，当所述第三驱动装置驱动所述y轴滑轮运动时，所述y轴滑轮带动第一固定部对应的悬挂件运动，实现风筒在y轴方向的运动。
4.根据权利要求1所述的独头巷道通风相似模拟实验装置，其特征在于，所述倾斜装置包括设于水平面且用于支撑所述通风巷道中部的中轴支撑装置、设于所述通风巷道底部的伸缩装...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晋淼，肖俊，薛燕，范方铭，唐文玲，盛宇，王新丰，张孝强，谢承煜，石东平，王龙，张寰宇，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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