专利名称：一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动负压排渣放水器，具体地说是一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器。
背景技术：
随着煤矿开采日益规范，国家强制规定的“先抽后采，边抽边采”的制度，瓦斯抽放是高瓦斯煤矿的最首要大事。瓦斯抽放就是将井下煤层内和采掘面及巷道内的瓦斯抽采到地面，可以应用或排空；其抽放设备设置在地面或远离抽采点，需要铺设很长的管路，管路随着地势高低错落，当煤层中或采掘面及巷道内的水分随气体进入管道后，水分及煤屑等渣滓将擁集在管道的低洼处，把管路堵塞，严重影响瓦斯抽放效率，造成极大的安全隐患。 目前采用的自动负压放水器、自动负压排渣放水器，其原理都是简单的机械联动结构，易被瓦斯、水分及煤屑等渣滓混合气体损坏，其寿命仅在3-15天。
实用新型内容针对现有的自动负压放水器及自动负压排渣放水器排渣放水效果差、寿命短、影响瓦斯抽放、造成安全隐患的问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是本实用新型一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器包括控制箱、接线箱以及集水箱，控制箱设于集水箱的上方，控制箱内部设有控制集水箱进水、负压平衡、排水以及进气的控制装置；控制箱通过接线箱与外部线缆连接；集水箱上安装有进水阀门、进气阀门以及排渣放水阀门，进水阀门、进气阀门以及排渣放水阀门通过动力传动装置与控制装置相连；集水箱内设有浮球开关，其电信号接至控制装置的输入端。所述控制箱与集水箱的上部采用一体结构的无缝金属管，通过隔板分隔。所述控制装置包括控制单元及驱动电机，其中控制单元以单片机为控制核心，输入端接有浮球开关、限位开关的信号，输出端与驱动电机相连。所述限位开关具有并行同向安装在同一个平面上的闭合限位传感器和开启限位传感器，闭合限位传感器和开启限位传感器分别对应进水阀门的关闭和开启位置。所述动力传动装置具有通过动力传动轴与驱动电机的输出轴同轴设置的伞齿轮， 经另外两个伞齿轮分别通过进水阀门传动杆和进气阀门传动杆连接进水阀门和进气阀门。所述进水阀门传动杆通过轴承安装于进水阀门导向管中，在进水阀门导向管中进水阀门传动杆与联动杆通过螺纹啮合；联动杆端部延伸于进水阀门导向管外与进水阀门固定连接。进气阀门传动杆的端部向集水箱中心部位延伸出一滚筒，其上绕设绳线，绳线底端通过拉簧与排渣放水阀门连接。驱动电机的输出轴上通过动力传动轴螺接有滑杆座，滑杆座上设有与限位开关配合的挡片。在集水箱的箱壁上设有进水管，其与集水箱内部的进水装置相连，进水管包括进水部分和负压平衡部分，负压平衡部分为设于进水管上部的回气通道，集水箱内的空气通过负压平衡部分排出。本实用新型具有以下有益效果及优点1.本实用新型首次实现了隔爆型电路及腔体结构，实现完全的电子自动控制，不会受到水质及渣滓的破坏，其性能稳定可靠，使用寿命大大增加；2.本实用新型自动排渣放水效果极好，管路内无擁水(抽放管路高低不平，管路里德集水在管道里的风作用下，像浪一样运动，形成擁水堵塞管路)，极大地保障瓦斯抽放安全；3.本实用新型安装简单方便，使用更简单；平时无需维护，每年只需保养一次；可以接入局域网，远程监控。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型控制箱电气原理图；图3为限位开关结构示意图；图4为限位开关及滑杆座联动结构示意图；图5为进水装置结构示意图；图6为进水装置基座结构示意图；图7为进气装置结构示意图；图8为进水装置中进水管结构示意图；图9为图8的剖视图。其中1为控制箱；2为接线箱；3为集水箱；4为隔板；1-1为工作指示窗；KM为电源开关；NPLC为单片机；DJ为电机；KD为变压器；VDH为指示灯1_3为限位开关；KRCl为闭合限位传感器；KRC2为开启限位传感器；1-3-3为固定架；1-4为电机支架；1_5为联轴器； 1-9为滑杆座；2-1、2-2为接线端子；3-1为进水装置基座；3-2为进水阀门导向管；3_3为进水阀门推杆，3-3-1为进水阀门；3-4为进水阀门传动杆；3-5为进气装置基座；3-5-1为进气阀门；3-5-2为弹簧；3-6为进气阀门导向管；3-7为联动杆；3_8为进气阀门传动杆；3_9 为进水负压平衡管；3-9-1为进水部分；3-9-2为负压平衡部分；3-10为进气管；3_11为导向座；CFK为浮球开关；3-12为排渣放水管；3-13为排渣放水阀门；3_14为排渣放水器支架；3-15为动力传动轴。
具体实施方式
本实用新型矿用隔爆型自动负压排渣放水器是自动采集水位信号，经控制装置自动处理成指令，指令驱动电机正反转以实现进出水阀门及进气阀门装置的开和关，实现自动排渣放水功能。如图1所示，本实用新型包括控制箱1、接线箱2以及集水箱3，控制箱1设于集水箱3的上方，控制箱1内部设有控制集水箱3进水、排水以及进气的控制装置；控制箱1通过接线箱2与外部线缆连接；集水箱3上安装有进水阀门3-3-1、进气阀门3-5-1以及排渣放水阀门3-13，进水阀门3-3-1、进气阀门3-5-1以及排渣放水阀门3_13通过动力传动轴 3-15与控制装置相连；集水箱3内设有浮球开关CFK，其电信号接至控制装置的输入端。本实施例中，控制箱1与集水箱3的上部采用一体结构的无缝金属管，通过隔板4 分隔。如图2所示，控制装置包括控制单元及驱动电机DJ，其中控制单元以单片机NPLC为控制核心，输入端接有浮球开关CFK、限位开关1-3的信号，输出端与驱动电机DJ相连。接线箱2布置有两个单芯接线端子2-1、2-2及接地装置。限位开关1-3的结构如图3所示，具有并行同向安装在固定架1-3-3的同一个平面上的闭合限位传感器KRCl和开启限位传感器KRC2。动力传动装置具有通过动力传动轴3-15与驱动电机DJ的输出轴同轴设置的伞齿轮，经另外两个伞齿轮分别通过进水阀门传动杆3-4和进气阀门传动杆3-8连接进水阀门 3-3-1和进气阀门3-5-1。进水阀门传动杆3-4和进气阀门传动杆3_8分别安装于各自的轴套中，并与轴套通过螺纹啮合；进气阀门传动杆3-8的端部向集水箱3中心部位延伸出一滚筒，其上绕设绳线，绳线底端通过拉簧与排渣放水阀门3-13连接。拉簧的作用是拉紧排渣放水阀门，可以消减绳线松弛带来的密封不严的问题。如图4所示，驱动电机的输出轴上通过动力传动装置3-15螺接有滑杆座1-9，滑杆座1-9上设有与限位开关1-3配合的金属挡片。金属挡片在动力传动装置3-15的带动下，于闭合限位传感器KRCl和开启限位传感器KRC2之间移动；闭合限位传感器KRCl和开启限位传感器KRC2分别对应进水阀门3-3-1的关闭和开启位置。如图5、7 9所示，集水箱3上还布置有进水装置基座3_1、进水阀门导向管3_2、 进气装置基座3-5(结构如图6所示)、进气阀门导向管3-6、进水负压平衡管3-9、进气管3-10、排渣放水管3-12以及排渣放水器支架3-14。进水负压平衡管3_9包括进水部分 3-9-1和负压平衡部分3-9-2，负压平衡部分3-9-2为设于进水负压平衡管3_9上部的回气通道，集水箱3内的空气通过负压平衡部分3-9-2排出。弹簧3-5-2是套装于联动杆3-7 的外部。安装过程按照设计规划依次安装，首先将动力传动轴3-15插入隔板的孔中；其次进水阀门传动杆3-4拧入进水阀门3-3-1中，再整体穿入进水阀门导向管3-2，按照图1所示将其固定在进水装置基座3-1上，将进水装置基座3-1按设计位置固定在隔板4上；然后将进气阀门传动杆3-8拧入进气阀门3-5-1中，弹簧3-5-2 —端的固定于联动杆3-7上，另一端固定于进气阀门3-5-1上，再整体穿入进气阀门导向管3-6，按照图1所示将其固定在进气装置基座3-5上，将进气装置基座3-5按设计位置固定在隔板4上；调整进水阀门3-3-1、进气阀门3-5-1的位置，调好后将动力传动轴3-15的伞齿轮与进水阀门3-3-1、进气阀门3_5_1的伞齿轮咬合，将细钢丝绳缠绕在与进气阀门3-5-1传到进气阀门传动杆3-8 —体的绕线轴上并预留足够长的钢丝绳，将浮球开关CFK的滑杆焊接在隔板4上；把集水箱3安装封闭， 将预留的钢丝绳穿出排渣放水管3-12并与排渣放水阀门3-13连接，刚好拉紧排渣放水阀门3-13并固定好钢丝绳，通过拉簧两端的钩环与钢丝绳连接，钢丝绳缠绕钩环上。在控制箱1内，首先把滑杆座1-9安装在动力传动轴3-15上，再把限位开关1_3安装在固定架1-3-3上对应的位置；用电机支架1-4将电机DJ固定在隔板4上，同时通过联轴器1-5把电机DJ的轴与动力传动轴3-15连接；再把指示灯VDH、电源开关KM、单片机NPLC、 变压器KD、浮球开关Cra的干簧管依次安装在设计的位置上，并连接电源线与信号线。接线箱2中，将两个接线端子2-1、2_2分别安装在设计位置上。本实用新型工作过程如下首先将本实用新型的进水负压平衡管3-9连接到主管道上；接通电源，打开电源开关KM，此时工作指示灯VDH亮起，表示工作正常；主管道内的水通过连接管路进入集水箱 3中，当水位上升时，推动浮球开关CH(的浮球上升至设计位置时，浮球开关CFK内磁铁作用于其导杆内的干簧管，将信号传到单片机NPLC上；单片机NPLC经过处理信号后向电机DJ 发出指令，电机DJ立即转动，滑杆座1-9从闭合限位传感器KRCl的位置与动力传动轴3-15 同步运动；动力传动轴3-15的伞齿轮带动进水阀门传动杆3-4、进气阀门传动杆3-8同步转动；当进水负压平衡管1-9运动到开启限位传感器KRC2的位置时，电机DJ停止；此时进水阀门3-3-1闭合，进气阀门3-5-1打开，联动杆3-7转动，放开吊线，排渣放水阀门3_13 打开，排渣放水管3-12开始排渣放水。当排渣放水时间达到预设的排空时间时，单片机NPLC向电机DJ发出反转指令；电机DJ立即转动，滑杆座1-9从开启限位传感器KRC2与动力传动轴3-15同步运动；动力传动轴3-15的伞齿轮带动进水阀门传动杆3-4、进气阀门传动杆3-8同步转动；当滑杆座1-9 运动到闭合限位传感器KRCl时，电机DJ停止；此时进水阀门3-3-1打开，进气阀门3-5-1 关闭，与进气阀门3-5-1的联动杆3-7的顶端联动拉线拉紧排渣放水阀门3-13的连杆，拉线轴转动缠绕拉紧吊线，排渣放水阀门3-13关闭，等待下一次循环。
权利要求1.一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于包括控制箱(1)、接线箱⑵以及集水箱(3)，控制箱(1)设于集水箱(3)的上方，控制箱(1)内部设有控制集水箱(3)进水、负压平衡、排水以及进气的控制装置；控制箱(1)通过接线箱(2)与外部线缆连接；集水箱(3)上安装有进水阀门(3-3-1)、进气阀门(3-7)以及排渣放水阀门(3-13)，进水阀门 (3-3-1)、进气阀门(3-7)以及排渣放水阀门(3-13)通过动力传动装置与控制装置相连；集水箱(3)内设有浮球开关(CFK)，其电信号接至控制装置的输入端。
2.按权利要求1所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于所述控制箱(1) 与集水箱(3)的上部采用一体结构的无缝金属管，通过隔板(4)分隔。
3.按权利要求1所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于所述控制装置包括控制单元及驱动电机(DJ)，其中控制单元以单片机(NPLC)为控制核心，输入端接有浮球开关(CFK)、限位开关(1-3)的信号，输出端与驱动电机(DJ)相连。
4.按权利要求3所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于所述限位开关(1-3)具有并行同向安装在同一个平面上的闭合限位传感器(KRCl)和开启限位传感器 (KRC2)，闭合限位传感器(KRCl)和开启限位传感器(KRC2)分别对应进水阀门(3_3_1)的关闭和开启位置。
5.按权利要求1所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于所述动力传动装置具有通过动力传动轴(3-15)与驱动电机(DJ)的输出轴同轴设置的伞齿轮，经另外两个伞齿轮分别通过进水阀门传动杆(3-4)和进气阀门传动杆(3-8)连接进水阀门(3-3-1) 和进气阀门(3-5-1)。
6.按权利要求5所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于所述进水阀门传动杆(3-4)通过轴承安装于进水阀门导向管(3-2)中，在进水阀门导向管(3-2)中进水阀门传动杆(3-4)与联动杆(3-3)通过螺纹啮合；联动杆(3-3)端部延伸于进水阀门导向管(3-2)外与进水阀门(3-3-1)固定连接。
7.按权利要求5所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于进气阀门传动杆(3-8)的端部向集水箱(3)中心部位延伸出一滚筒，其上绕设绳线，绳线底端通过拉簧与排渣放水阀门(3-13)连接。
8.按权利要求1所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于驱动电机的输出轴上通过动力传动轴(3-15)螺接有滑杆座(1-9)，滑杆座(1-9)上设有与限位开关 (1-3)配合的挡片。
9.按权利要求1所述的矿用隔爆型自动负压排渣放水器，其特征在于在集水箱(3) 的箱壁上设有进水管(3-9)，其与集水箱(3)内部的进水装置相连，进水管(3-9)包括进水部分(3-9-1)和负压平衡部分(3-9-2)，负压平衡部分(3-9-2)为设于进水管(3_9)上部的回气通道，集水箱(3)内的空气通过负压平衡部分(3-9-2)排出。
专利摘要本实用新型涉及一种矿用隔爆型自动负压排渣放水器包括控制箱、接线箱以及集水箱，控制箱设于集水箱的上方，控制箱内部设有控制集水箱进水、负压平衡、排水以及进气的控制装置；控制箱通过接线箱与外部线缆连接；集水箱上安装有进水阀门、进气阀门以及排渣放水阀门，进水阀门、进气阀门以及排渣放水阀门通过动力传动装置与控制装置相连；集水箱内设有浮球开关，其电信号接至控制装置的输入端。本实用新型实现了完全的电子自动控制，不会受到水质及渣滓的破坏；自动排渣放水效果好，管路内无澭水，极大地保障瓦斯抽放安全，使用寿命大大增加。
文档编号E21F17/18GK202055863SQ201120133170
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月8日
发明者王长锋 申请人:王长锋