一种矿用移动式注浆泵保护装置的制作方法

本实用新型属于矿用注浆泵保护技术领域，尤其是涉及一种矿用移动式注浆泵保护装置。

背景技术：

矿用移动式注浆泵主要用于远距离输送灭火浆体和复合灭火浆体等的高粘度、高浓度浆液介质和各种防灭火材料，可以高效、快速地对采空区和灭火巷道内进行注浆填充。由于具有移动方便、连接简单、通用性较强，可快速投入灭火注浆中，一直是煤矿井下防灭火注浆的首要选择。矿用移动式注浆泵一般采用单螺杆泵技术，当螺杆泵在断水运转时，会导致螺旋转子带动螺旋(橡胶)定子与灭火剂干粉物料摩擦运转，容易磨损定子；当螺杆泵断料运转时，只有大量清水进入螺杆泵内运转无法形成具有灭火注浆功能的灭火浆体，影响井下灭火注浆效果；当螺杆泵同时断料断水运转时，会导致螺旋定子(橡胶制品)高速空转，极易产生瞬时高温并损坏，造成注浆泵瘫痪的状态。目前，已经存在的注浆装置保护技术仅基于单方面(断料或者断水)监控并控制螺杆泵关断停止运转，而未有多方面监控注浆装置螺杆泵干运转的技术；大部分现有技术在检测出干运转后，仅关断电机运转，没有控制停料停水的相关技术。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的矿用移动式注浆泵保护装置，能监控断料和断水两种情况下螺杆泵异常运转的情况，并紧急关断防爆电机和进料进水口，大幅度地降低注浆泵螺旋定子的损坏，提高注浆泵注浆质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用移动式注浆泵保护装置，其结构简单、设计合理且成本低，使用操作简便，能监控断料和断水两种情况下螺杆泵异常运转的情况，并紧急关断防爆电机和进料进水口，大幅度地降低注浆泵螺旋定子的损坏，提高注浆泵注浆质量，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：包括进料结构、制浆机构和对所述进料机构与制浆机构进行监控的监控模块，所述制浆机构包括混合料箱、伸入混合料箱的螺杆泵和驱动螺杆泵旋转形成灭火浆体且与所述进料结构传动连接的防爆电机，所述进料结构包括为螺杆泵送料的送料总成、设置在所述送料总成上的进料口和设置在送料总成上的出料管，所述防爆电机与送料总成传动连接；

所述监控模块包括主控制器、进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块以及与主控制器连接的第一无线射频模块，所述进料监控模块包括第一从控制器以及与第一从控制器相接的第二无线射频模块，所述第一从控制器的输入端接有第一压力传感器，所述第一从控制器的输出端接有进料电磁阀，所述进水监控模块包括第二从控制器以及与第二从控制器相接的第三无线射频模块，所述第二从控制器的输入端接有流量计，所述第二从控制器的输出端接有进水电磁阀，所述电机供电控制模块包括第三从控制器以及与第三从控制器相接的第四无线射频模块，所述第三从控制器的输出端接有继电器和对防爆电机供电回路进行控制且与继电器输出端相接的接触器，所述出料管内设置有供第一压力传感器安装且与出料管的中心线重合的进料检测安装座，所述第一无线射频模块与第二无线射频模块、第三无线射频模块和第四无线射频模块进行数据无线通信。

上述的一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：所述进料检测安装座包括上金属圈、与上金属圈固定安装且与上金属圈位于同一轴线上的下金属圈、安装在上金属圈与下金属圈之间的橡胶圆垫和多个沿橡胶圆垫内圆周布设的橡胶条，所述第一压力传感器贴装在橡胶条表面上。

上述的一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：所述上金属圈上设置有上安装孔，所述下金属圈上设置有下安装孔，所述上安装孔和所述下安装孔通过螺栓固定连接。

上述的一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：所述混合料箱与出料管和进水管连接，所述进水电磁阀位于进水管上，所述流量计位于进水管内。

上述的一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：所述主控制器的输入端接有第二压力传感器，所述主控制器的输出端接有蜂鸣器和闪光灯，所述第二压力传感器位于混合料箱的出口。

上述的一种矿用移动式注浆泵保护装置，其特征在于：所述进料总成包括进料壳体和设置在所述进料壳体内且输送灭火剂干粉物料的螺旋杆，所述防爆电机通过传动链与螺旋杆传动连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的监控模块结构简单、设计合理，投入成本较低，安装方便。

2、所采用的进料监控模块和进水监控模块，是为了通过进料监控模块实时监测送料总成是否有灭火剂干粉物料通过出料管至混合料箱，当进料监控模监测测到出料管中未有灭火剂干粉物料通过，则说明送料总成存在断料；通过进水监控模块实时监测送料总成是否有水通过进水管至混合料箱，当进水监控模块监测测到进水管中未有水流通，则说明进水管存在断水，从而能监控断料和断水两种情况下螺杆泵异常运转的情况。

3、所采用的电机供电控制模块，是为了当监控到断料或者断水时，一方面通过电机供电控制模块中的接触器断开防爆电机的供电回路，使防爆电机停止转动，避免螺杆泵异常运转，大幅度地降低注浆泵螺旋定子的损坏；另一方面通过进料监控模块中进料电磁阀断开停止进料或者通过和进水监控模块中进水电磁阀断开停止进水，避免灭火剂干粉物料过多或者水过多不满足注浆要求，以提高注浆泵注浆质量，实用性强。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且成本低，使用操作简便，能监控断料和断水两种情况下螺杆泵异常运转的情况，并紧急关断防爆电机和进料进水口，大幅度地降低注浆泵螺旋定子的损坏和提高注浆泵注浆质量，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用进料检测安装座的结构示意图。

附图标记说明:

1—主控制器；2—第一无线射频模块；3—蜂鸣器；

4—闪光灯；5—第二无线射频模块；

6—第一从控制器；7—进料电磁阀；8—第一压力传感器；

9—第二从控制器；10—第三无线射频模块；

11—进水电磁阀；12—流量计；

13—第四无线射频模块；14—第三从控制器；

15—继电器；16—接触器；17—第二压力传感器；

18—螺杆泵；19—防爆电机；20—传动链；

21—螺旋杆；22—送料总成；23—出料管；

24—进水管；25—进料口；26—上金属圈；

27—下金属圈；28—橡胶圆垫；29—上安装孔；

30—橡胶条；31—混合料箱。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型包括进料结构、制浆机构和对所述进料机构与制浆机构进行监控的监控模块，所述制浆机构包括混合料箱31、伸入混合料箱31的螺杆泵18和驱动螺杆泵18旋转形成灭火浆体且与所述进料结构传动连接的防爆电机19，所述进料结构包括为螺杆泵18送料的送料总成22、设置在所述送料总成22上的进料口25和设置在送料总成22上的出料管23，所述防爆电机19与送料总成22传动连接；

所述监控模块包括主控制器1、进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块以及与主控制器1连接的第一无线射频模块2，所述进料监控模块包括第一从控制器6以及与第一从控制器6相接的第二无线射频模块5，所述第一从控制器6的输入端接有第一压力传感器8，所述第一从控制器6 的输出端接有进料电磁阀7，所述进水监控模块包括第二从控制器9以及与第二从控制器9相接的第三无线射频模块10，所述第二从控制器9的输入端接有流量计12，所述第二从控制器9的输出端接有进水电磁阀11，所述电机供电控制模块包括第三从控制器14以及与第三从控制器14相接的第四无线射频模块13，所述第三从控制器14的输出端接有继电器15和对防爆电机19 供电回路进行控制且与继电器15输出端相接的接触器16，所述出料管23内设置有供第一压力传感器8安装且与出料管23的中心线重合的进料检测安装座，所述第一无线射频模块2与第二无线射频模块5、第三无线射频模块10 和第四无线射频模块13进行数据无线通信。

本实施例中，所述进料检测安装座包括上金属圈26、与上金属圈26固定安装且与上金属圈26位于同一轴线上的下金属圈27、安装在上金属圈26 与下金属圈27之间的橡胶圆垫28和多个沿橡胶圆垫28内圆周布设的橡胶条 30，所述第一压力传感器8贴装在橡胶条30表面上。

本实施例中，所述上金属圈26上设置有上安装孔29，所述下金属圈27 上设置有下安装孔，所述上安装孔29和所述下安装孔通过螺栓固定连接。

本实施例中，所述混合料箱31与出料管23和进水管24连接，所述进水电磁阀11位于进水管24上，所述流量计12位于进水管24内。

本实施例中，所述主控制器1的输入端接有第二压力传感器17，所述主控制器1的输出端接有蜂鸣器3和闪光灯4，所述第二压力传感器17位于混合料箱31的出口。

本实施例中，所述进料总成22包括进料壳体和设置在所述进料壳体内且输送灭火剂干粉物料的螺旋杆21，所述防爆电机19通过传动链20与螺旋杆 21传动连接。

本实施例中，所述主控制器1为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器，所述第一从控制器6为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器，所述第二从控制器9为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器，所述第三从控制器14为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器。

本实施例中，进一步地优选，所述主控制器1为51单片机，所述第一从控制器6为51单片机，所述第二从控制器9为51单片机，所述第三从控制器14为51单片机，成本低，结构简单。实际使用过程中，所述主控制器1、第一从控制器6、第二从控制器9和第三从控制器14均可以采用其他类型的微控制器。

本实施例中，所述所述第一无线射频模块2、第二无线射频模块5、第三无线射频模块10和第四无线射频模块13均为RF-ZM-1338A无线射频模块，是因为RF-ZM-1338A无线射频模块具有功耗低、体积小、传输距离远、抗干扰能力强等特点，且质量稳定可靠数据传输距离远。

本实施例中，所述第一压力传感器8和第二压力传感器17均为陶瓷式压力传感器。实际使用过程中，所述第一压力传感器8和第二压力传感器17 均可采用其他类型的压力传感器。

本实施例中，进一步地，所述第一压力传感器8和第二压力传感器17均为CCPS18干式陶瓷电容压力传感器，是因为陶瓷的热稳定特性可以使它工作温度范围高达-40～125℃，而且具有测量的高精度、高稳定性，它适应各种恶劣环境，耐冰冻，结晶和粘稠介质，且体积小巧，易安装，抗腐蚀、抗磨损性能而适合煤矿恶劣环境。

本实施例中，所述流量计12为节流式流量计。实际使用过程中，所述流量计12可采用其他类型的压力传感器。

本实施例中，进一步地，所述流量计12为YJLB型一体化节流式流量计，是因为YJLB型一体化节流式流量计适应性好、无运动部件、耐高温高压、耐冲击不易变形等优点，且仪表不需保温、伴热及冷凝器，使结构更为合理，便于安装，大大减少了维护量。

本实用新型具体使用时，主控制器1通过第一无线射频模块2发送电机启动命令，第三从控制器14通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15控制接触器16闭合，使得防爆电机19供电回路闭合，防爆电机19 启动转动，同时，主控制器1通过第一无线射频模块2发送进料命令和进水命令，第一从控制器6通过第二无线射频模块5接收进料命令并控制进料电磁阀17闭合，防爆电机19转动通过传动链20带动进料总成22中螺旋杆21旋转，使从进料口25进入的灭火剂干粉物料经过出料管23运送至混合料箱31中，同时，第二从控制器9通过第三无线射频模块10接收进料命令并控制进水电磁阀11闭合，进水管24给混合料箱31输送水，使灭火剂干粉物料和水混合，形成灭火浆体，在主控制器1控制防爆电机 19转动的过程中，将形成的灭火浆体通过螺杆泵12排出混合料箱31，第二压力表17对混合料箱31的出口的压力进行检测，保证灭火浆体能正常排出；

在出料管23运送灭火剂干粉物的过程中，贴装在橡胶条30表面上的第一压力传感器8用来检测是否有灭火剂干粉物料通过出料管23，当有灭火剂干粉物料通过出料管23时，灭火剂干粉物料会落在橡胶条30上，由灭火剂干粉物料重力作用会按压橡胶条30使其通过橡胶条30而进入混合料箱31，灭火剂干粉物料接触橡胶条30的第一压力传感器8(即陶瓷式压力传感器)贴片受力变形，印刷在第一压力传感器8背面的厚膜电阻，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，产生电压信号至第一从控制器6，当第一压力传感器8产生电压信号至第一从控制器6时，说明灭火剂干粉物料输送正常，当第一压力传感器8未产生电压信号至第一从控制器6时，说明灭火剂干粉物料出现断料情况，第一从控制器6通过第二无线射频模块5 和第一无线射频模块2发送断料信号至主控器1，主控器1控制蜂鸣器3 发出报警声并且控制闪光灯4闪烁，主控器1发送电机停止命令和停止进水命令，第三从控制器14通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15 控制接触器16断开，使得防爆电机19供电回路断开，防爆电机19停止转动，第二从控制器9通过第三无线射频模块10接收并控制进水电磁阀 11打开，停止进水，避免断料情况下进水过多，不满足注浆粘度要求，以提高注浆泵注浆质量。

流量计12用来检测是否有水通过进水管24进入混合料箱31，流量计 12对进水管24中的流量进行检测，并将检测到的流量发送至第二从控制器9，第二从控制器9将接收到的流量与设定的流量值进行比较，当第二从控制器9接收到的流量小于设定的流量值时，说明出现断水情况，则第二从控制器9通过第三无线射频模块10和第一无线射频模块2发送断水信号至主控器1，主控器1控制蜂鸣器3发出报警声并且控制闪光灯4闪烁，且主控器1发送至电机停止命令和停止进料命令，第三从控制器14 通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15控制接触器16断开，使得防爆电机19供电回路断开，防爆电机19停止转动，第一从控制器6通过第二无线射频模块5接收并控制进料电磁阀7打开，停止进料，避免断水情况下进料过多，不满足注浆粘度要求，以提高注浆泵注浆质量，从而能监控断料和断水两种情况下螺杆泵异常运转的情况，并紧急关断防爆电机和进料进水口，大幅度地降低注浆泵螺旋定子的损坏，提高注浆泵注浆质量，实用性强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。