煤矿井下自动喷粉隔爆系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下隔爆技术领域，具体涉及一种煤矿井下自动喷粉隔爆系统。


背景技术：

2.我国煤矿井下隔离和抑制瓦斯煤尘爆炸的方法一般采用在巷道支架上吊挂隔爆水袋，这种方法简单，但有效性差。也有很少一部分是采用一种隔离和抑制瓦斯煤尘爆炸的装置，它能在煤矿井下发生瓦斯煤尘爆炸时自动迅速隔离和抑制爆炸，防止爆炸蔓延引起二次爆炸。这种煤矿井下自动隔爆装置一般是由冲击波接收装置、前悬挂装置、后悬挂装置和主体总成组成，主体总成是由动作触发机构、高压气腔总成、过渡腔总成、外罩总成、压力表组件及充气装置组成，其中的动作触发机构又是由滑动箍、装入箍、喷气管、活塞及钢球等构成。该动作触发机构结构比较复杂、加工难度也比较大；而且灭火粉尘容易进入触发活塞缸内，易造成活塞卡死、不能及时触发等问题；装置在现场装粉过程中需要将装置倒放后从切口处灌入灭火粉，一来装置倒放，容易误激发；二来从切口处装粉剂弥漫严重，易造成环境污染和人员身体伤害。另外此种隔爆装置只是依靠爆炸冲击波来激发，不能根据环境情况需求主动激发。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种煤矿井下自动喷粉隔爆系统，能够防止活塞被灭火粉卡死，减少故障率，提高产品的安全可靠性。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种煤矿井下自动喷粉隔爆系统，包括喷粉组件，所述喷粉组件包括触发活塞缸结构和粉罩结构，且触发活塞缸结构的前端与粉罩结构相连接、后端连接有喷粉组件触发机构；所述触发活塞缸结构包括缸体，缸体的内部活动安装有活塞，且缸体的一端密封、另一端连通粉罩结构；所述缸体上还分别设置有高压出气罩和触发组件，高压出气罩与粉罩结构相连接，触发组件与喷粉组件触发机构相连接。
5.所述触发组件包括旋转套和钢珠，缸体上开设有与钢珠相匹配的触发孔，钢珠通过触发孔装入缸体内；旋转套套设在缸体上并与钢珠相对应，且旋转套上设置有与钢珠相匹配的键槽；所述的旋转套与喷粉组件触发机构相连接。
6.所述缸体的后端通过密封盖密封，缸体的前端安装有挡圈。
7.缸体的前端内部设置有密封圈、前端外部套设有缸体密封环。
8.所述高压出气罩上分别设置有转接管ⅰ和转接管ⅱ，且转接管ⅰ和转接管ⅱ上下对称设置。
9.所述粉罩结构包括粉罩本体、高压管和气筒，粉罩本体与高压出气罩相连接，高压管和气筒均设置在粉罩本体的内部，且高压管的一端与气筒相连通、另一端与缸体相连通。
10.粉罩本体的后端并排设置有后端密封环ⅰ和后端密封环ⅱ，且后端密封环ⅰ和后端
密封环ⅱ之间设置有后端密封膜；粉罩本体的前端设置有前端密封环，前端密封环的外侧设置有前端密封盖，且前端密封环和前端密封盖之间设置有前端密封膜。
11.采用上述结构的本实用新型，通过在粉罩本体的后端并排依次设置后端密封环ⅰ、后端密封膜和后端密封环ⅱ，可以有效阻挡灭火粉进入高压出气罩的内部以及进入缸体的高压排气孔中，从而防止活塞被灭火粉卡死，减少故障率，提高产品的安全可靠性；且所设置的主动触发机构和被动触发机构实现了整个自动隔爆系统的双向双路被动、主动触发功能；本实用新型整体结构紧凑、安全可靠，可有效降低瓦斯、煤尘爆炸等煤矿重大灾害的严重损害程度，在节能降耗的同时，为煤矿的井下安全提供了更为稳固的保障。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型的整体结构示意图；
14.图2为本实用新型触发活塞缸结构的示意图；
15.图3为本实用新型触发组件的结构侧视图；
16.图4为本实用新型触发组件的主视剖视图；
17.图5为本实用新型喷粉组件触发机构的结构示意图；
18.图6为图5中的a-a向视图；
19.图7为图5中的b-b向视图；
20.图8为图5的俯视图；
21.图9为本实用新型的系统原理图。
22.图中：力感应激发组件1，电动激发组件2，集中控制组件3，传感器检测组件4，喷粉组件5，感力盘11，齿轮条12，衬块13，感力座盖14，小齿轮ⅰ15，轴承座ⅰ16，转轴ⅰ17，锥齿轮ⅰ18，轴承座ⅱ19，小齿轮ⅱ20，平衡块21，齿轮套22，锥齿轮ⅱ23，电机24，电机架25，超越离合器26，轴承座ⅲ27，感力座28，小轴29，密封盖31，缸体32，钢珠33，旋转套34，螺钉35，活塞36，高压出气罩37，密封圈38，缸体密封环39，挡圈40，键槽41，螺孔ⅰ42，螺孔ⅱ43，转接管ⅰ46，转接管ⅱ47，后端密封环ⅰ51，后端密封环ⅱ52，后端密封膜53，固定架54，高压管55，粉罩本体56，前端密封环57，前端密封盖58，前端密封膜59。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.实施例1，如图1所示，本实用新型提供了一种煤矿井下自动喷粉隔爆系统，包括喷粉组件5，所述喷粉组件5包括触发活塞缸结构和粉罩结构，且触发活塞缸结构的前端与粉罩结构相连接、后端连接有喷粉组件触发机构。具体如图2所示，所述触发活塞缸结构包括
缸体32，缸体32的内部活动安装有活塞36，缸体32的后端通过密封盖31密封，缸体32的前端连通粉罩结构，且缸体32的前端安装有挡圈40，挡圈40起到挡止活塞36从缸体32内脱出的作用。所述缸体32上还分别设置有高压出气罩37和触发组件，其中高压出气罩37与粉罩结构相连接，且高压出气罩37上分别设置有转接管ⅰ46和转接管ⅱ47，转接管ⅰ46和转接管ⅱ47上下对称设置，转接管ⅰ46用来连接外部的高压气源给高压管充气，ⅰ47用来连接高压表，用来日常检查隔爆装置是否正常；触发组件与喷粉组件触发机构相连接。
25.如图3和图4所示，所述触发组件包括旋转套34和钢珠33，缸体32上开设有与钢珠33相匹配的触发孔，钢珠33通过触发孔装入缸体32内，旋转套34套设在缸体32上并与钢珠33相对应。所述的旋转套34与喷粉组件触发机构相连接，喷粉组件触发机构可驱动旋转套34转动，旋转套34上设置有与钢珠33相匹配的键槽41，当键槽旋转到钢珠上端时，钢珠就会在活塞的推动下弹起，从而使活塞后移，压缩空气就会从喷气孔喷出，带动灭火粉迅速分散在巷道内，起到隔绝爆炸源的作用。
26.旋转套34的后端设置有四个螺孔ⅰ42，用来固定齿轮套22；旋转套34的前端设置有四个螺孔ⅱ43，用来安装螺钉以固定旋转套34和缸体不能转动，保证产品在运输和安装过程中不会被误触发。当产品安装到位后，就松开旋转套前端的螺钉，使产品处于待机工作状态。缸体32的前端内部设置有两个密封圈38、前端外部套设有缸体密封环39，密封圈38和密封环39均起到密封作用。活塞36从缸体32的前端装入，然后再安装缸体的前档圈40，钢珠33从缸体的触发孔装入后再装上旋转套34。
27.所述粉罩结构包括粉罩本体56、高压管55和气筒，粉罩本体56与高压出气罩37相连接，高压管55和气筒均设置在粉罩本体56的内部，且高压管55的一端与气筒相连通、另一端与缸体32相连通。粉罩本体56的后端并排设置有后端密封环ⅰ51和后端密封环ⅱ52，且后端密封环ⅰ51和后端密封环ⅱ52之间设置有后端密封膜53，后端密封膜53可以阻挡灭火粉进入高压出气罩37的内部，也阻止其进入缸体的高压排气孔中，从而防止活塞被灭火粉卡死，减少故障率，提高产品的安全可靠性。粉罩本体56的前端设置有前端密封环57，前端密封环57的外侧设置有前端密封盖58，且前端密封环57和前端密封盖58之间设置有前端密封膜59，前端密封环57、前端密封盖58和前端密封膜59均起到密封作用，防止灭火粉洒出。
28.本实施例中，如图9所示，所述喷粉组件触发机构包括被动触发机构，被动触发机构设置在感力座28上，外界爆炸产生的冲击波作为触发源，被动触发机构感受到冲击波后将会被触发。被动触发机构通过驱动组件与喷粉组件5相连接，当被动触发机构被触发后将会通过驱动组件触发喷粉组件5工作，在爆炸火焰到达之前形成稳定的隔爆屏障。
29.具体如图5所示，所述被动触发机构包括力感应激发组件1，力感应激发组件1包括感力盘11、齿轮条12和平衡块21，齿轮条12横向穿设在感力座28内，齿轮条12的两端均通过衬块13固定，衬块13为l型结构，其数量设置有四个，齿轮条的两端各设置有两个衬块，且两个衬块组成u型结构，齿轮条12嵌设在u型结构的槽内，齿轮条12的上表面通过感力座盖14固定，这样就稳定地将齿轮条12固定在感力座28内。齿轮条12的下表面上均匀设置有轮齿，且轮齿与驱动组件相配合。齿轮条12的两端延伸至感力座28的外部并分别与感力盘11、平衡块21固定连接，感力盘11用于接收冲击波，感力盘11在冲击波的作用下将会靠近感力座28移动，从而推动齿轮条12发生移动，齿轮条12的轮齿将驱动驱动组件动作，进而由驱动组件触发喷粉组件5工作。
30.如图6、7所示，所述驱动组件包括内部驱动组件和外部驱动组件，内部驱动组件包括转轴ⅰ17、小齿轮ⅰ15、锥齿轮ⅰ18、锥齿轮ⅱ23和小轴29，转轴ⅰ17纵向设置在感力座28的内部，且转轴ⅰ17的两端分别通过轴承座ⅰ16、轴承座ⅲ27进行固定，即转轴ⅰ17与感力座28转动连接。小齿轮ⅰ15和锥齿轮ⅱ23分别固定设置在转轴ⅰ17的两端，且小齿轮ⅰ15与被动触发机构的齿轮条12相配合，当齿轮条12被推动时，齿轮条12的轮齿将带动小齿轮ⅰ15转动，小齿轮ⅰ15同步带动转轴ⅰ17转动，转轴ⅰ17带动锥齿轮ⅱ23转动。所述小轴29通过轴承座ⅱ19固定在感力座28的侧壁上，小轴29的一端位于感力座28的内部并固定连接锥齿轮ⅰ18、另一端位于感力座28的外部并与外部驱动组件相配合。所述的锥齿轮ⅰ18与锥齿轮ⅱ23相啮合，此结构实现当转轴ⅰ17带动锥齿轮ⅱ23转动时，锥齿轮ⅱ23将带动锥齿轮ⅰ18转动，锥齿轮ⅰ18带动小轴29转动，小轴29带动外部驱动组件动作。所述外部驱动组件包括小齿轮ⅱ20和齿轮套22，小齿轮ⅱ20与小轴29固定连接，小轴29转动时将带动小齿轮ⅱ20转动；齿轮套22设置在感力座28的下部且与小齿轮ⅱ20相啮合，齿轮套22与旋转套34固定连接，小齿轮ⅱ20转动时将带动齿轮套22转动，齿轮套22将会带动旋转套34转动，当键槽旋转到钢珠上端时，钢珠就会在活塞的推动下弹起，从而使活塞后移，压缩空气就会从喷气孔喷出，带动灭火粉迅速分散在巷道内，起到隔绝爆炸源的作用。
31.实施例2，如图9所示，一种煤矿井下自动喷粉隔爆系统，所述喷粉组件触发机构包括主动触发机构，主动触发机构设置在感力座28上，主动触发机构通过驱动组件与喷粉组件5相连接，且主动触发机构连接有集中控制组件3，集中控制组件3还连接有传感器检测组件4。本实施例中，传感器检测组件4可以采用摄像头以及烟雾传感器、二氧化碳传感器、瓦斯传感器等中的任一一种传感器，作为整个系统的眼睛和鼻子，检测爆炸火焰的紫外线放射和碳氢类物质燃烧产生的co2发射光谱(4.4μm)并传输给集中控制组件3，集中控制组件3接收到爆炸信号后将启动主动触发机构工作，然后由主动触发机构触发喷粉组件5工作。集中控制组件3为整个隔爆系统的“大脑”，对传感器检测组件4上传的爆炸信号（如紫外线和红外线信号）进行分析，并结合火焰闪烁频率的逻辑综合判断进行多信号处理，最大程度抑制错误报警以及需要的最佳火灾探测性能。进行运算分析后对爆炸区附近需要预先启动坑道输出启动信号给电动激发组件，电动激发组件驱动喷粉组件瞬间喷发出灭火粉，形成隔氧降温灭火粉雾状区，在爆炸火焰到达之前形成稳定的隔爆屏障。
32.如图5、8所示，所述主动触发机构包括电动激发组件2，电动激发组件2包括电机24和电机架25，电机架25固定在感力座28的外部一侧，电机24设置在电机架25上且与集中控制组件3相连接，电机24的输出轴通过超越离合器26与内部驱动组件的转轴ⅰ17相连接。集中控制组件3控制电机24工作，电机24的输出轴将通过超越离合器26驱动转轴ⅰ17转动，之后和被动触发过程一样，转轴ⅰ17带动锥齿轮ⅱ23转动，锥齿轮ⅱ23带动锥齿轮ⅰ18转动，最后通过带动外部驱动组件动作进而触发喷粉组件5工作。即本实施例中的隔爆系统主动触发的信号传递路线为：爆炸火焰
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传感器检测组件4
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集中控制组件3
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电机24
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超越离合器26
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转轴17
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锥齿轮23
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锥齿轮18
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小轴29
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小齿轮20
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齿轮套22
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旋转套34转动
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钢珠33弹起
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触发喷粉。此处设置的超越离合器26的作用是阻隔冲击波产生的力对电机24的冲击，避免影响电机24的控制触发，从而实现整个隔爆系统的主动、被动触发过程。
33.其他结构与实施例1相同。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。