专利名称：一种煤矿用防爆式发电车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿用防爆式发电车，属煤矿井下发电设备的技术领域。
背景技术：
在大中型煤矿井下使用着大量的重型设备，例如掘进机、连续采 煤机、给料破碎机、锚杆钻车、行走支架、梭车等，它们使用的电能大
都依靠井上的输电电缆供给，使用电压在660-1140V,由于采掘的延伸， 设备的移动，设备的下井、升井、吊装，输电电缆必须进行收放、拖拽， 劳动强度大，时间浪费多，随着输电电缆的距离延长，电缆芯线本身阻 值加大，线路压降大，大功率负载输电距离达1000米时，线路压降损耗 率可达30%，极大的影响了设备的正常工作，煤矿井下供电网络为树形结 构，由主干向支脉延伸，主千发生故障时会造成所有供电回路瘫痪；由 于高压输电线缆经常处于井下浸泡、牵拉、磨损状态，也容易造成漏电 而引发事故。
在煤矿井下也有的使用蓄电池装置，例如小功率运煤车、电机车 等，但蓄电池容量有限，连续工作时间短，电池经常充电，电池的容量 大都偏小，由于蓄电池采用直流供电模式，其控制较复杂，充电中交一 直流转换较麻烦，使用蓄电池对井下的空气湿度、通风条件、瓦斯浓度 等要求较高，要经常维护，使蓄电池的使用受到很大限制。
如何在煤矿井下的恶劣环境中发电、输电、用电、实现设备的快速 调动、升井、下井、吊装已成了十分重要的研究课题。
发明内容
发明目的
本发明的目的就是针对背景技术的不足，设计一种煤矿井下使用的 能适宜恶劣环境作业的防爆移动式发电车，采用大功率柴油发动机，带 动交流同步无刷励磁发电机，使用软起动器进行控制，使发电机直接发
出交流660-1140V、 160kw-200kw电能，以满足煤矿井下大中型设备使用， 解决煤矿井下安全用电的难题。
技术方案
本发明主要结构由拖车、车座、车罩、前轮、后轮、柴油发动机、 燃油箱、补水箱、空气滤清器、气体增压器、废气处理箱、储气罐、散 热器、发电机、联轴器、软起动器、液晶显示屏、操纵盘、接线盒、管
路、电路板组成；在拖车1的下部设有前轮5、 6、后轮7、 8，拖车l的 下中部设有车轴架34，车轴架34前部联接牵引架2，拖车l的上部为车 座3，车座3上部安装发电设备并由车罩4盖住；在车座3的中后部设有 柴油发动机9，柴油发动机9的前部通过联轴器13联接发电机10、后部 为散热器14;发电机10的左前部为软起动器11、左后部为储气罐12， 发电机10的右部为补水箱21;柴油发动机9的左前部为废气处理箱22、 左后部为左油箱19，柴油发动机9的右前部为空气滤清器30、右后部为 右油箱20;空气滤清器30前部联接输气管23，输气管23联接气体增压 器29，气体增压器29下部通过管路联接空气冷却器26，空气冷却器26 联通柴油发动机9的燃烧气缸，燃烧后排出的废气经排气管24联接废气 处理箱22，废气处理箱22上设有排气栅栏35并联接排气管25排出废气; 补水箱21通过补水管33联接废气处理箱22;储气罐12通过管路联接柴 油发动机9的气马达并做起动使用；左右油箱19、 20通过管路与柴油发 动机9联接；柴油发动机9后部通过皮带轮31带动风扇32，并与后部的 散热器14配合使用并散热；发电机10上的主、副接线盒27、 28联接软起动器ll，软起动器11变换电压后与被带动的设备联接并完成起动；拖
车1的前后地脚15、 16、 17、 18工作或停止状态时放下与地面接触并支撑。
所述的柴油发动机及周边布置，柴油发动机9的左前部为储气罐12、 左中部为废气处理箱22、左后部为左油箱19、右前部为补水箱21、右中 部为空气滤清器30、右后部为右油箱20、前中部为气体增压器29、后部 为风扇皮带轮31、风扇32、散热器14、空气冷却器26;空气滤清器30 联接输气管23，输气管23联接气体增压器29，气体增压器29通过管路 联接空气冷却器26，空气冷却器26通过管路联接柴油发动机9的燃烧气 缸，燃烧后的废气经排气管24排入废气处理箱22，同时补水箱21经输 水管33联接废气处理箱22并输入冷却水，废气处理箱22内的废气冷却 后经排气栅栏35、排气管25排出车外；柴油发动机9后部设有皮带轮 31、风扇32，柴油发动机9的热量由风扇32、散热管36、 37、散热器 14排出车外;储气罐12经管路联接柴油发动机9上的气马达做起动使用； 左右油箱19、 20联通柴油发动机9的燃烧气缸。
所述的发电机IO，前部为电机罩38、后部为输出轴39、外部为散热 管40、上部为主接线盒27、副接线盒28、下部为电机座41，发电机IO 内部为定子、转子、励磁线圈、内风扇，发电机10右端部设有护盖42、 散热片43，主、副接线盒27、 28与软起动器11内的高压接线柱61、 62 联接，输出轴39通过联轴器13与柴油发动机9的输出轴联接。
所述的软起动器11，底部为起动器座44，起动器座44上部为主腔 体45，主腔体45上部为接线腔46，接线腔46上部为上盖47;接线腔 46左部为线缆口54、右部为线缆口55、中部为接线柱79;主腔体45正 面上部为液晶显示屏52、下部为操纵板53、左侧部为开合门机构48、拉手49、右侧部为隔离换向开关50、操纵杆51，周边设有数个固定板56; 接线腔46内并排设有高压接线柱61、 62、九星接线柱63;主腔体45内 设有隔离换向开关50、接线板59、双回路可控硅60、接触器57、驱动 板58、电路板64，并通过导线互相联接。
所述的联轴器13，由法兰盘70、齿轮轴75组成；法兰盘70为圆环 形，内部为内齿圈71、齿圈孔72，外部为螺孔73、端部为螺孔74;齿 轮轴75为圆柱体，左外端部为齿轮76，内部为轴孔77、键78;法兰盘 70的内齿圈71与齿轮轴75的齿轮76啮合联接；法兰盘70通过螺孔73 与柴油发动机固定，齿轮轴75的轴孔77、键78与发电机10的输出轴 39联接；内齿圈71与齿轮76的齿形规格相同。
所述的拖车l，上部为车体80，车体80为矩形，中间由横梁83、 84、 支架87、 88、 89、 90交叉组合，在横梁83、 84前部联接前轮轴85、后 部联接后轮轴86，前轮轴85两侧设有前轮5、 6、后轮轴86两侧设有后 轮7、 8;车体80前部为牵引架2，车体80四角下部设有可伸縮的地脚 15、 16、 17、 18;在车体80中下部设有车轴架34，在车体80、前轮轴 85、后轮轴86、车轴架34下部设有前轮防震簧81、后轮防震簧82。
所述的车座3，呈矩形，中间分左右设有横梁91、 92，横梁91、 92 下部设有四个托板93、 94、 95、 96，托板下部均设有弹性垫98，横梁91、 92之间设有四个筋板66、 67、 68、 69，车座3后部设有支板101、左右 散热器座99、 100。
所述的发电车电路板64，由中心控制电路IC1、软起动显示模块电 路IC2、驱动控制电路IC3、旁路控制电路IC4、电源电路IC5、换向隔 离开关电路IC6、可控硅电路IC7、电流传感器电路IC8、发电机电路IC9、
8负载输出电路IC10组成整体控制电路，各分电路之间由导线联接。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对煤矿井下采掘、 支护、运输设备用电的实际情况，设计的一种可移动的大功率防爆发电 车，采用大功率柴油发动机做动力、并进行周边布置，配置油箱、补水 箱、废气处理箱、储气罐、气马达、空气冷却器、空气滤清器、气体加 压器、散热器、风扇，柴油发动机转动后通过联轴器带动隔爆式无刷励
磁同步交流发电机进行发电，柴油发动机、发电机转数均为1500r/min， 输出电压660-1140V，功率为160-200kw，发电机发电后由软起动器变换 减小电压，然后输入井下设备，软起动器由可控硅进行调压，调压范围 可为额定发电电压的30-85%，调压减压后带动井下设备起动，以减小起 动冲击力矩，增加起动能力，起动后恢复正常电压，增加了设备起动运 行的安全性，本发电车设计合理，结构紧凑，发电能力强、电压高、功 率大，并进行了防爆设计，可供煤矿井下多种大、中型设备用电，安全、 稳定、可靠，可在煤矿井下的恶劣环境中使用，是十分理想的煤矿用防 爆式发电车。
图1为整体结构主视图
图2为整体结构俯视图
图3为整体结构侧视图
图4为柴油发动机及周边布置主视图
图5为柴油发动机及周边布置俯视图
图6为发电机主视图
图7为发电机右侧视图
图8为软起动器主视图
9图9为图8的B-B剖面图 图IO为联轴器法兰盘结构图
图11为联轴器齿轮轴结构图
图12为拖车主视图
图13为拖车俯视图
图14为机座结构图
图15为发电车电路板电路图
图中所示，附图标记清单如下
1、拖车，2、牵引架，3、车座，4、车罩，5、前轮，6、前轮，7、 后轮，8、后轮，9、柴油发动机，10、发电机，11、软起动器，12、储 气罐，13、联轴器，14、散热器，15、地脚，16、地脚，17、地脚，18、 地脚，19、左油箱，20、右油箱，21、补水箱，22、废气处理箱，23、 输气管，24、排气管，25、排气管，26、空气冷却器，27、主接线盒， 28、副接线盒，29、气体增压器，30、空气滤清器，31、风扇皮带轮， 32、风扇，33、水管，34、车轴架，35、排气栅栏，36、散热管，37、 散热管，38、电机罩，39、输出轴，40、散热管，41、电机座，42、护 盖，43、散热片，44、起动器座，45、主腔体，46、接线腔，47、上盖， 48、开合门机构，49、拉手，50、隔离换向开关，51、操纵杆，52、液 晶显示屏，53，操纵板，54、线缆口， 55、线缆口， 56、固定板，57、 接触器，58、驱动板，59、接线板，60、双回路可控硅，61、高压接线 柱，62、高压接线柱，63、九星接线柱，64、电路板，66、筋板，67、 筋板，68、筋板，69、筋板，70、法兰盘，71、内齿圈，72、齿圈孔， 73、螺孔，74、螺孔，75、齿轮轴，76、齿轮，77、轴孔，78、键，79、 接线柱，80、车体，81、防震簧，82、防震簧，83、横梁，84、横梁， 85、前轮轴，86、后轮轴，87、支架，88、支架，89、支架，90、支架， 91、横梁，92、横梁，93、托板，94、托板，95、托板，96、托板，98、 弹性垫，99、散热器座，100、散热器座，101、支板。IC1、中心控制电路，IC2、软起动显示模块电路，IC3、驱动控制电 路，IC4、旁路控制电路，IC5、电源电路，IC6、换向隔离开关电路，IC7、 可控硅电路，IC8、电流传感器电路，IC9、发电机电路，ICIO、负载输
出电路。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明做进一步说明
图1、 2、 3所示，为整体结构图，柴油发动机9为大功率160kw、 转数为1500r/min，合理配置的周边布置保证了发动机的正常运转，左右 油箱19、 20供柴油发动机燃烧和润滑使用，储气罐及气马达进行压縮空 气起动，补水箱21可供废气处理箱22做冷却使用，空气滤清器30可使 进入空气冷却器26的空气保持洁净，气体增压器29可保证有足够的气 量供给，废气处理箱22可把柴油发动机9排出的废气进行冷却并由排气 管25排出，风扇32、散热器14配合使用，可把发动机的热量排出。
柴油发动机9通过联轴器13与发电机10等转数联接，转数均为 1500r/min，发电机额定电压可为660-1140V，功率可达160-200kw，发电 机为三相交流无刷励磁同步发电机。
软起动器11为本发电车的整体控制器，可用可控硅进行降压 30-85%，然后输入被起动设备，起动后再恢复正常电压，减小了起动力 矩，使起动更加安全、可靠、稳定。
拖车l、牵引架2、车座3、前、后轮5、 6、 7、 8、地脚15、 16、 17、 18对称设置，可保证发电车的移动、稳定。
图4、 5所示，为柴油发动机及周边布置图，柴油发动机9是发电车 的主体之一，合理的周边布置及完善的配套设施可保证柴油发动机正常 运转，各联接关系要正确、合理，按序操作，注意调试检查维护。
图6、 7所示，为发电机结构图，发电机9为三相交流无刷励磁同步 发电机，电压高、功率大，为660-1140V、 160-200kw，主腔体、接线腔
ii45、 46联接关系要正确，发电机10主要由定子、转子、励磁线圈、机座、
内风扇、端盖、散热器组成，要注意维护，保证运行正常。
图8、 9所示，为软起动器结构图，软起动器11是发电车的整体控制器，前面板设有液晶显示屏52、操纵板53、左部为快速开合门机构48、拉手49、右部为隔离换向开关50、操纵杆51，上部为接线腔46、并设置高压接线柱61、 62、九星接线柱63、下部为主腔体45、其内配置双回路可控硅60、接线板59、隔离换向开关50、驱动板58、接触器57、电路板64，可变换并降低输出电压，可输出额定电压660-1140V的30-85%，供被带动设备起动使用，可减小起动冲击力矩，增加安全性。
图10、 11所示，为联轴器13的法兰盘70、齿轮轴75结构图，法兰盘70为内齿，齿轮轴75为外齿，内齿圈71与齿轮76啮合联接，齿形规格相同，传动力量大、稳定可靠。
图12、 13所示，为拖车结构图，车体80与车轴架34、牵引架2、前后轮5、 6、 7、 8、地脚15、 16、 17、 18合理配置，承载力强，前后轮均为实心轮胎，耐磨耐用，各部要强度好，要用合金结构钢制作。
图14所示，为车座结构图，车座3呈矩形，是发电车零部件的承接部位，要强度好，要用合金结构钢制作，弹性垫98可起防震作用。
图15所示，为发电车控制电路图，由10个分电路且成整体电路，中心控制电路IC1 、驱动控制电路IC3均采用微计算机处理器程序控制，各分电路要协调一致，各联接关系要正确，协调配置。
权利要求
1、一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于主要结构由拖车、车座、车罩、前轮、后轮、柴油发动机、燃油箱、补水箱、空气滤清器、气体增压器、废气处理箱、储气罐、散热器、发电机、联轴器、软起动器、液晶显示屏、操纵盘、接线盒、管路、电路板组成；在拖车(1)的下部设有前轮(5、6)、后轮(7、8)，拖车(1)的下中部设有车轴架(34)，车轴架(34)前部联接牵引架(2)，拖车(1)的上部为车座(3)，车座(3)上部安装发电设备并由车罩(4)盖住；在车座(3)的中后部设有柴油发动机(9)，柴油发动机(9)的前部通过联轴器(13)联接发电机(10)、后部为散热器(14)；发电机(10)的左前部为软起动器(11)、左后部为储气罐(12)，发电机(10)的右部为补水箱(21)；柴油发动机(9)的左前部为废气处理箱(22)、左后部为左油箱(19)，柴油发动机(9)的右前部为空气滤清器(30)、右后部为右油箱(20)；空气滤清器(30)前部联接输气管(23)，输气管(23)联接气体增压器(29)，气体增压器(29)下部通过管路联接空气冷却器(26)，空气冷却器(26)联通柴油发动机(9)的燃烧气缸，燃烧后排出的废气经排气管(24)联接废气处理箱(22)，废气处理箱(22)上设有排气栅栏(35)并联接排气管(25)排出废气；补水箱(21)通过补水管(33)联接废气处理箱(22)；储气罐(12)通过管路联接柴油发动机(9)的气马达并做起动使用；左右油箱(19、20)通过管路与柴油发动机(9)联接；柴油发动机(9)后部通过皮带轮(31)带动风扇(32)，并与后部的散热器(14)配合使用并散热；发电机(10)上的主、副接线盒(27、28)联接软起动器(11)，软起动器(11)变换电压后与被带动的设备联接并完成起动；拖车(1)的前后地脚(15、16、17、18)工作或停止状态时放下与地面接触并支撑。
2、 根据权利要求1所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的柴油发动机及周边布置，柴油发动机(9)的左前部 为储气罐(12)、左中部为废气处理箱(22)、左后部为左油箱(19)、右前部为补水箱(21)、右中部为空气滤清器(30)、右后部为右油箱(20)、 前中部为气体增压器(29)、后部为风扇皮带轮(31)、风扇(32)、散热 器(14)、空气冷却器(26);空气滤清器(30)联接输气管(23)，输气 管(23)联接气体增压器(29)，气体增压器(29)通过管路联接空气冷 却器(26)，空气冷却器(26)通过管路联接柴油发动机(9)的燃烧气 缸，燃烧后的废气经排气管(24)排入废气处理箱(22)，同时补水箱(21) 经输水管(33)联接废气处理箱(22)并输入冷却水，废气处理箱(22) 内的废气冷却后经排气栅栏(35)、排气管(25)排出车外；柴油发动机 (9)后部设有皮带轮(31)、风扇(32)，柴油发动机(9)的热量由风 扇(32)、散热管(36、 37)、散热器(14)排出车外；储气罐(12)经 管路联接柴油发动机(9)上的气马达做起动使用；左右油箱(19、 20) 联通柴油发动机(9)的燃烧气缸。
3、 根据权利要求1所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的发电机(10)，前部为电机罩(38)、后部为输出轴(39)、外部为散热管(40)、上部为主接线盒(27)、副接线盒(28)、 下部为电机座(41)，发电机(10)内部为定子、转子、励磁线圈、内风 扇，发电机(10)右端部设有护盖(42)、散热片(43)，主、副接线盒 (27、 28)与软起动器(11)内的高压接线柱(61、 62)联接，输出轴 (39)通过联轴器(13)与柴油发动机(9)的输出轴联接。
4、 根据权利要求l所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的软起动器(11)，底部为起动器座(44)，起动器座(44)上部为主腔体(45)，主腔体(45)上部为接线腔(46)，接线腔 (46)上部为上盖(47);接线腔(46)左部为线缆口 (54)、右部为线缆口 (55)、中部为接线柱(79);主腔体(45)正面上部为液晶显示屏 (52)、下部为操纵板(53)、左侧部为开合门机构(48)、拉手(49)、右侧部为隔离换向开关(50)、操纵杆(51)，周边设有数个固定板(56);接线腔(46)内并排设有高压接线柱(61、 62)、九星接线柱(63);主腔体(45)内设有隔离换向开关(50)、接线板(59)、双回路可控硅(60)、接触器(57)、驱动板(58)、电路板(64)，并通过导线互相联接。
5、 根据权利要求1所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的联轴器(13)，由法兰盘(70)、齿轮轴(75)组成； 法兰盘(70)为圆环形，内部为内齿圈(71)、齿圈孔(72)，外部为螺 孔(73)、端部为螺孔(74);齿轮轴(75)为圆柱体，左外端部为齿轮(76)，内部为轴孔(77)、键(78);法兰盘(70)的内齿圈(71)与齿 轮轴(75)的齿轮(76)啮合联接；法兰盘(70)通过螺孔(73)与柴 油发动机固定，齿轮轴(75)的轴孔(77)、键(78)与发电机(10)的 输出轴(39)联接；内齿圈(71)与齿轮(76)的齿形规格相同。
6、 根据权利要求l所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的拖车(1)，上部为车体(80)，车体(80)为矩形， 中间由横梁(83、 84)、支架(87、 88、 89、 90)交叉组合，在横梁(83、 84)前部联接前轮轴(85)、后部联接后轮轴(86)，前轮轴(85)两侧 设有前轮(5、 6)、后轮轴(86)两侧设有后轮(7、 8);车体(80)前 部为牵引架(2)，车体(80)四角下部设有可伸縮的地脚(15、 16、 17、 18);在车体(80)中下部设有车轴架(34)，在车体(80)、前轮轴(85)、 后轮轴(86)、车轴架(34)下部设有前轮防震簧(81)、后轮防震簧(82)。
7、 根据权利要求l所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的车座(3)，呈矩形，中间分左右设有横梁(91、 92), 横梁(91、 92)下部设有四个托板(93、 94、 95、 96)，托板下部均设有 弹性垫(98)，横梁(91、 92)之间设有四个筋板(66、 67、 68、 69)， 车座(3)后部设有支板(101)、左右散热器座(99、 100)。
8、 根据权利要求l所述的一种煤矿用防爆式发电车，其特征在于 主要结构由所述的发电车电路板(64)，由中心控制电路(IC1)、软起 动显示模块电路(IC2)、驱动控制电路(IC3)、旁路控制电路(IC4)、 电源电路(IC5)、换向隔离开关电路(IC6)、可控硅电路(IC7)、电流 传感器电路(IC8)、发电机电路(IC9)、负载输出电路(IC10)组成整 体控制电路，各分电路之间由导线联接。
全文摘要
本发明涉及一种煤矿用防爆式发电车，主要结构由拖车、车座、前轮、后轮、柴油发动机、油箱、补水箱、空气滤清器、空气冷却器、气体增压器、废气处理箱、储气罐、散热器、风扇、发电机、联轴器、软起动器、液晶显示屏、操纵板、管路、电路板、导线组成，采用大功率柴油发动机做动力，并进行周边布置，带动发电机发电，发电机转数为1500r/min，发电电压660-1140V、功率为160-200kw，发电后由软起动器调压降压后向被带动设备输入并起动，调压范围可为额定电压的30-85％，调压减压后可减小起动冲击力矩，增加起动能力，起动后恢复正常电压，本发电车设计合理，结构紧凑，发电能力强，电压高，功率大，安全、稳定、可靠，可供煤矿井下多种大中型设备使用。
文档编号B60P3/00GK101497350SQ20081008028
公开日2009年8月5日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者丁永成, 博 仇, 兰春亮, 旭 周, 张小刚, 张福祥, 晏伟光, 柳玉龙, 涛 梁, 申进杰, 贾二虎, 赵明岗, 煌 雷, 韩晓强, 马艳卫 申请人:煤炭科学研究总院太原研究院