CN103291349A - 双向触发的煤矿井下自动隔爆装置 - Google Patents

Abstract

一种双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，由接收杆吊挂装置、冲击波接收装置、动作触发组件、中转杆总成、外层套总成、喷气管总成、中间套总成、外罩总成、压紧筛总成、压力表组件及压力表防护罩、阀针及充气罩总成及主体吊挂装置等组成。除了前两件其余部分组成主体部分；其中前七件为左右两套并以主体部分轴向垂直中心线左右对称布置。喷气管总成装配于中间套总成轴心孔中滑动配合，位于主体部分中央以主体部分轴向垂直中心线左右对称。动作触发组件采用安全垫片。本装置安装在有瓦斯煤尘爆炸危险的煤矿井下巷道中，在发生爆炸时实现双向触发和喷发自动隔离爆炸，防止爆炸蔓延引起二次爆炸，一套代替原正反两套用，减少装备成本，安装和装粉方便。

Description

双向触发的煤矿井下自动隔爆装置

技术领域

本发明涉及煤矿安全设备煤矿井下自动隔爆装置，特别是一种在煤矿井下可双向触发自动隔离瓦斯煤尘爆炸防止爆炸蔓延引起二次爆炸的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置。

背景技术

中国《实用新型专利公报》公开了名称为：“矿井自动隔爆抑爆装置”的专利，其申请号：CN201020660338.7、申请日：2010.12.15、公开号：CN201953397U。该装置由我山东立业矿井隔爆装备有限公司于2010年试制，并申请了专利。该专利的目的是试制一种用于煤矿井下隔离瓦斯煤尘爆炸的纯机械隔爆装置；它可在煤矿井下发生瓦斯煤尘爆炸时自动迅速地接收冲击波，喷发高效高浓度灭火粉末，在巷道中大范围长时间形成爆炸隔离区域，抑制隔离爆炸，防止爆炸扩大蔓延、引起二次爆炸，有效地减少爆炸损失，降低人员伤亡。该装置隔爆效果好，不需要电力，结构简单。存在的问题是：只能单向触发隔爆；当爆炸火焰蔓延方向不确定时，则不得不双向成对安装，增加了装备成本和安装工作量；并且，由于隔爆装置须安装两组，所需横向面积大，在井下巷道狭窄和安装设备复杂多变时，会与该装置出现相互干涉而无法安装的现象。此外，该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。一来装置倒放不安全，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。

发明内容

为了克服现有煤矿井下用矿井隔爆抑爆装置只能单向触发隔爆的不足之处，本发明提供一种双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，它可以双向接收冲击波触发、双向喷发灭火粉末隔离瓦斯煤尘爆炸、防止爆炸蔓延引起二次爆炸；一台顶两台用，减少装备成本和安装工作量，提高在井下巷道安装的适应性；装粉方便，避免污染环境。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，由接收杆吊挂装置、冲击波接收装置和主体部分组成。主体部分由动作触发部件、储存高压气体的高压气腔部件、能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件、外罩总成、压紧筛总成、压力表组件及压力表防护罩、阀针及充气罩总成和吊挂主体部分的吊挂装置等组成。

a.接收杆吊挂装置、冲击波接收装置、动作触发部件、外罩总成和压紧筛总成，为左、右两套并且以主体部分的轴向垂直中心线呈左右对称布置。储存高压气体的高压气腔部件是喷气管总成；能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件是中间套总成。喷气管总成、中间套总成各为一件，喷气管总成装配于中间套总成的轴心孔中，位于主体部分的中央，二者的结构以自身的轴向垂直中心线即主体部分的轴向垂直中心线为左右对称。

b.动作触发部件包括动作触发组件及其关联的中转杆总成和外层套总成。动作触发组件由安全垫片、推移杆Ⅰ和推移杆Ⅱ组成。安全垫片是在爆炸冲击波的冲击作用下可被滑块冲击移动剪切破坏的薄金属片。推移杆Ⅰ的前端靠近安全垫片的背面，推移杆Ⅰ的后端通过外螺纹与直径大于推移杆Ⅰ的推移杆Ⅱ的前端联接。中转杆总成由中转杆、滑块组成。中转杆由前端头部与后面杆部构成。前端头部有与冲击波接收装置末端推杆联接的内螺纹，后面杆部通过后端的螺纹与滑块联接。外层套总成由外层套堵头、外层套管子、对接套、导向套和压紧套筒等组成；其中，外层套堵头、外层套管子和对接套组焊一体。外层套堵头的轴心孔根据内径的大小分为三段：轴心孔的前段、中间段、后段；外层套堵头轴心孔的前段内径较大，中间段内径最小，后段内径较小但大于中间段的内径。导向套安装在外层套堵头轴心孔的前段。外层套堵头的前部有外螺纹，压紧套筒装配在外层套堵头前部的外螺纹上；左、右两侧的两个外层套总成的压紧套筒通过该螺纹联接，将主体部分左右两侧的外层套总成、压紧筛总成、外罩总成，与中间套总成紧固联接成一体。中转杆总成的中转杆前端头部与冲击波接收装置的末端推杆通过螺纹联接；中转杆总成的滑块装配在导向套的轴心孔内，滑动配合。安全垫片夹在导向套的后端面与外层套堵头轴心孔前段的后端面径向孔壁之间，挡在滑块在导向套的轴心孔内触发移动的路径上。前端靠近安全垫片背面的推移杆Ⅰ装配在外层套堵头轴心孔的中间段，滑动配合；与推移杆Ⅰ后端通过螺纹联接的推移杆Ⅱ装配在外层套堵头轴心孔的后段，滑动配合；推移杆Ⅱ的后端和喷气管总成的套底通过联接件固定联接。

c.能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件是中间套总成。中间套总成由中间环、连接环及密封圈等组成。中间环是一个有轴心孔、以轴向的垂直中心线为左右对称的轴套状部件；左、右两侧有作为喷气道的环绕轴心线的沉孔。中间环左、右两侧的喷气道与中间环轴向垂直中心线的间距为1/2L。中间环与左、右两侧的两个连接环紧密接触，并有密封圈密封，构成以中间环的轴向垂直中心线为左右对称结构的中间套总成。中间环的轴向垂直中心线上开有上、下两个径向孔；其中，顶部的一个是用于与压力表组件连通的压力表连通孔；底部的一个是用于与充气阀针连通的阀针连通孔；压力表组件中的锥形连接管和充气阀针有锥形头部，与中间环上相应的孔壁形成密封配合。

连接环是一个有轴心孔、轴向断面为T形的轴套状部件。位于中间环左右两侧对称布置的两个连接环轴向的外边缘圆凸缘，分别通过与位于中间环左、右两侧的外罩总成的对接环紧密扣接，并通过对接环与左、右两侧的外罩总成联接。左、右两个连接环的轴向的内圆轴套部分,分别通过螺纹与位于中间环左右两侧的外层套总成的对接套联接，并通过对接套与左、右两侧的外层套总成联接。左、右两个连接环上有与中间环的左、右两侧的喷气道连通的连通孔；通过左、右两侧的中间环的喷气道、连接环的连通孔，分别与左、右外罩总成内部连通。   

d.储存高压气体的高压气腔部件是喷气管总成。喷气管总成由喷气管、搭接套、套底及密封圈等组成。喷气管的左侧与位于其左侧的搭接套、套底依次联接，喷气管的右侧与位于其右侧的搭接套、套底依次联接，构成以喷气管的轴向垂直中心线为对称的喷气管总成的主体。喷气管与左、右两侧的搭接套为中空管，构成喷气管总成的高压气腔。在喷气管轴向的垂直中心线处和垂直中心线左、右两侧加工有三排径向孔，每排至少四个径向孔；位于喷气管轴向垂直中心线的一排径向孔称充气喷气孔；位于喷气管垂直中心线左右两侧的两排径向孔称喷气孔；喷气管的充气喷气孔与左、右两侧的喷气孔的间距相等，为间距L；亦即与中间环左右两侧的喷气道的间距L相等。喷气管装配在中间套总成的中间环和连接环的轴心孔中，滑动配合。在本隔爆装置未触发动作之前，喷气管的轴向垂直中心线和中间环的轴向垂直中心线处于重合；在喷气管轴向垂直中心线处的充气喷气孔中，位于喷气管顶部的一个充气喷气孔与中间环顶部的压力表连通孔连通，位于喷气管底部的一个喷气孔与中间环底部的阀针连通孔连通；喷气管的充气喷气孔与左、右两排喷气孔，与中间环左、右两侧喷气道的位置错开间距1/2L、不连通，喷气管总成储存的高压气体处于密封状态。在喷气管上、位于充气喷气孔与中间环左、右两侧的喷气道之间，以及位于喷气管的左右两排喷气孔外侧的部位，均设有嵌槽嵌装密封圈；喷气管总成的主体与密封圈构成喷气管总成。

在本隔爆装置触发动作时，若爆炸发生在隔爆装置左侧，左侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，将冲击波的冲击作用传递给左侧的中转杆总成，左侧中转杆总成的滑块沿导向块右移、冲击剪切破坏左侧的动作触发组件的安全垫片，继而推动推移杆Ⅰ、推移杆Ⅱ、喷气管总成右移，喷气管总成向右移动距离1/2L，喷气管的充气喷气孔与中间环右侧的喷气道接通，喷气管总成储存的高压气体通过中间环右侧的喷气道、右侧连接环的连通孔，向右侧的外罩总成内喷射，右侧外罩总成内的灭火粉喷发；与此同时，喷气管左侧一排的喷气孔向右移动距离1/2L，与中间环左侧的喷气道接通，喷气管总成储存的高压气体由左侧喷气道、左侧连接环的连通孔，向左侧外罩总成内喷射，左侧外罩总成内的灭火粉喷发；若爆炸发生在隔爆装置的右侧，则右侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，同理，喷气管总成在右侧的中转杆总成、动作触发组件的推移作用下，向左移动距离1/2L；此时，喷气管的充气喷气孔与中间环左侧的喷气道接通，喷气管右侧一排的喷气孔与中间环右侧的喷气道接通，左、右两侧的外罩总成内的灭火粉喷发。控制喷气管总成在触发动作时向左或向右的位移距离为1/2L的部件是位移限位件。 

e.吊挂主体部分的吊挂装置是主体吊挂装置，主体吊挂装置的两个支柱分别通过螺纹联接件与主体部分的两个外罩总成相联接。

本发明的有益效果是：

①本隔爆装置在保留了利用机械动作实现、不用电气控制、无需人工操作、适应煤矿井下条件等优点的基础上，实现了双向触发双向喷发灭火粉，隔离瓦斯煤尘爆炸，防止爆炸蔓延引起二次爆炸，而且通用性更强，隔爆效能更高，生产组装更方便。

②当爆炸蔓延方向不确定的情况下不需安装正反两套装置，只需一套即可满足隔爆要求。一套顶原来的两套用，减少装备成本和安装工作量，提高在井下巷道安装的适应性。

③外罩上增设装粉口，解决了装粉难的问题，使灌装灭火粉操作方便。增大了装粉量，触发动作后可增大灭火粉浓度、悬浮时间和有效灭火距离，提高隔爆和灭火效能。

附图说明

图1是本发明双向触发的煤矿井下自动隔爆装置的总体结构示意图。

图2是双向触发的煤矿井下自动隔爆装置主体部分的结构示意图。

图3是中转杆总成的结构示意图剖视图。

图4是外层套总成的结构示意图剖视图。

图5是动作触发组件及其在外层套总成内的装配结构示意图剖视图。 

图6、7是中间套总成和喷气管总成的构成及装配结构的局部侧剖视图、主剖视图。

图8是外罩总成的结构示意图主剖视图。

图9、10是网圈总成的主剖视图、侧视图。

图11、12是压紧筛总成的主剖视图、侧视图。

图中：1-接收杆吊挂装置、2-冲击波接收装置、3-中转杆总成、4-外层套总成、5-压紧筛总成、6-外罩总成、7-动作触发组件、8-喷气管总成、9-中间套总成、10-压力表组件、11-压力表防护罩；12-主体吊挂装置、13-阀针或充气阀针、14-充气罩总成、15-外堵头、16-压紧套筒、17-螺母、18-螺钉、19-装粉口；20-外圈空心胶皮垫、21-内圈空心胶皮垫、22-扎紧箍；23-防尘套、24-导向套、25-安全垫片、26-推移杆Ⅰ、27-推移杆Ⅱ；28-螺栓、29-中转杆、30-滑块、31-外层套堵头、32-外层套管子、33-对接套、34-连接环、35-Ｏ型密封圈、36-压力表座、37-中间环、38-Y型密封圈、39-Ｏ型密封圈、40-喷气管、41-搭接套、42-套底、43-Ｏ型密封圈44-对接环、45-外罩、46-搭扣、47-螺栓、48-防尘帽、49-垫圈、50网圈总成、51-外支撑环、52-环形圈、53-支撑套、54-连接筋；55-环形筛网圈、56-环形筛连接筋、57-环形筛管箍；K1-充气喷气孔、K2-喷气孔、K3-压力表连通孔、K4-阀针连通孔、D1-喷气道、D2-连通孔；X1、X2、X3-外层套堵头轴心孔的前段、中间段、后段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

在图1中示出本发明双向触发的煤矿井下自动隔爆装置的总体结构。该装置由接收杆吊挂装置1、冲击波接收装置2、主体部分组成；主体部分由动作触发组件7、喷气管总成8、中间套总成9、外罩总成6、压紧筛总成5、压力表组件10及压力表防护罩11、阀针13及充气罩总成14、主体吊挂装置12等组成。其中，接收杆吊挂装置1、冲击波接收装置2、动作触发组件7、外罩总成6、压紧筛总成5，为左右两套且以主体部分的轴向垂直中心线呈左右对称布置。由于本隔爆装置是左、右双向接收冲击波触发动作，故以接收冲击波的左端或右端为前、以主体部分的轴向垂直中心线处为后叙述。以下详述各部分具体结构。

A.接收杆吊挂装置1：

在图1中示出接收杆吊挂装置1的结构。该装置在本隔爆装置的左、右两侧各有三个。图1中只画出两个。接收杆吊挂装置1用于吊挂冲击波接收装置，与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“前悬挂装置”相同：由滑动套筒总成、支撑杆总成、左右旋中间套总成组成。支撑杆总成由用于与顶板相连的载物叉和带有右旋丝杆的上连接轴焊接而成。滑动套筒总成则由滑动套筒和带有左旋丝杆的下连接轴焊接而成。左右旋中间套总成两端分别焊接左旋和右旋螺纹件。使用时将防松螺母分别拧入上、下连接杆，利用双螺母对顶防松，然后将支撑杆总成与滑动套筒总成的左、右旋丝杆分别拧入中间套总成螺母内即成。

B.冲击波接收装置2：

在图1中示出冲击波接收装置2的结构。该装置在本隔爆装置的左、右两侧各有一套。冲击波接收装置2与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“冲击波接收装置”相同：由位于本隔爆装置两端的圆形冲击波接收板总成、方形冲击波接收板总成，通过三根推杆联接而成。用于接收冲击波，并通过连杆将冲击波转化为机械能传递到主体部分，使主体部分触发动作喷出灭火粉，熄灭火焰、隔离爆炸。

C.双向自动隔爆装置的主体部分：简称主体部分。

在图2中示出主体部分的结构。主体部分由中转杆总成3、外层套总成4、压紧筛总成5、外罩总成6、动作触发组件7、喷气管总成8、中间套总成9、压力表组件10及压力表防护罩11、主体吊挂装置12、阀针13及充气罩总成14等组成。其中，前五个部分为左右对称的两套。喷气管总成8、中间套总成9各为一件，喷气管总成8装配于中间套总成9的轴心孔中，位于主体部分中央，二者结构以自身轴向垂直中心线即主体部分轴向垂直中心线为左右对称。

a.动作触发组件7及其关联部件中转杆总成3和外层套总成4：

①动作触发组件7：

在图2、5中示出动作触发组件7的组成及装配。该组件7由安全垫片25、推移杆Ⅰ(26)和推移杆Ⅱ(27)组成。安全垫片25是在爆炸冲击波的冲击作用下可被滑块30冲击移动剪切破坏的薄金属片。推移杆Ⅰ(26)的前端靠近安全垫片25的背面；推移杆Ⅰ(26)的后端通过外螺纹与直径大于推移杆Ⅰ(26)的推移杆Ⅱ(27)的前端联接。安全垫片25可采用薄铸铁片，也可采用其他薄金属片，如：薄铸铜片等。      

②中转杆总成3：

在图2、3中示出中转杆总成3的结构及装配。该总成是冲击波接收装置2与主体部分之间传递冲击的连接部件，可将冲击波的冲击作用沿其蔓延方向传递到主体部分使之触发。

中转杆总成3由中转杆29和滑块30组成。中转杆29由前端头部与后面杆部构成。前端头部有与冲击波接收装置2末端推杆联接的内螺纹，后面杆部通过后端的螺纹与滑块30联接。中转杆29的前端头部的直径大于中转杆29后面杆部的直径，后面杆部的直径小于滑块30的直径；中转杆29与滑块30螺纹联接，构成一件两端粗中间细的构件。中转杆29、滑块30是空心结构。中转杆29前端头部的外圆周与外堵头15的外圆周之间套有防尘套23；防尘套23由扎紧箍22箍紧在外堵头15外圆周上。防尘套23用于防尘。

③外层套总成4： 

在图2、4、5中示出外层套总成4的结构及装配。该总成由外层套堵头31、外层套管子32、对接套33、导向套24和压紧套筒16等组成。其中，外层套堵头31、外层套管子32和对接套33组焊一体。外层套堵头31的轴心孔根据内径的大小分为三段：轴心孔的前段X1、中间段X2、后段X3；外层套堵头31轴心孔前段X1的内径较大，中间段X2内径最小，后段X3内径较小但大于中间段X2的内径。另外，轴心孔前段X1前端的孔内有内螺纹，中间段X2的后端内径有所加大，以便装配和移动。

导向套24安装在外层套堵头31轴心孔的前段X1。压紧套筒16装配在外层套堵头31前部的外螺纹上。左、右两侧的压紧套筒16通过该螺纹联接将主体部分左、右两侧的外层套总成4、压紧筛总成5、外罩总成6、中间套总成9紧固联接成一体。

外层套堵头31轴心孔前段X1的前端有内螺纹，外堵头15通过其外螺纹装配在外层套堵头31前端该内螺纹上，紧固在导向套24的前端，并通过导向块24夹住位于导向块24后端面的安全垫片25。

外堵头15轴心孔的内径大于中转杆29后面杆部的外径，小于中转杆29前端头部和滑块30的外径；外堵头15套在中转杆总成3的两端粗中间细的中间部位、挡在导向套24轴心孔内的滑块30的前面，可防止滑块30从轴心孔前端脱出。

外层套堵头31的前部有外螺纹，压紧套筒16装配在该外螺纹上。左、右两侧的两个外层套总成的压紧套筒16，通过该螺纹联接可将主体部分左、右两侧的外层套总成4、压紧筛总成5、外罩总成6，与中间套总成9紧固联接成一体。

中转杆总成3的中转杆29前端头部与冲击波接收装置的末端推杆通过螺纹联接。中转杆总成3的滑块30装配在导向套24的轴心孔内，滑动配合。安全垫片25夹在导向套24的后端面与外层套堵头31轴心孔前段X1的后端面径向孔壁之间，挡在滑块30在导向套24的轴心孔内触发移动的路径上。前端靠近安全垫片25背面的推移杆Ⅰ(26)装配在外层套堵头31轴心孔的中间段X2，滑动配合；与推移杆Ⅰ(26)后端通过螺纹联接的推移杆Ⅱ(27)装配在外层套堵头31轴心孔的后段X3，滑动配合；推移杆Ⅱ(27)的后端和喷气管总成8的套底40前端通过联接件螺钉18固定联接。

导向套24为中转杆29和滑块30的移动导向；外层套堵头31的内孔为推移杆Ⅰ(26)和推移杆Ⅱ(27)的移动导向，限定推移杆Ⅱ(27)移动的路径。滑块30在冲击波的作用下沿冲击波蔓延方向移动，当冲击波的冲击作用达到一定值时，滑块30可将阻挡其移动的安全垫片25剪切破坏，并继续移动，推动推移杆Ⅰ(26)和推移杆Ⅱ(27)，继而推动喷气管总成8沿冲击波方向移动，使主体部分触发，高压气体沿喷气道喷射将储存在外罩内的灭火粉喷出。

b.中间套总成9和喷气管总成8：

在图2、6、7中示出中间套总成9和喷气管总成8的构成及装配结构。中间套总成9、喷气管总成8是本隔爆装置最重要部件，二者共同担负着储存密封高压气体和触发喷出高压气体的关键作用。喷气管总成8、中间套总成9各为一件，位于主体部分的轴向中央部位；喷气管总成8装配在中间套总成9的轴心孔中，滑动配合；二者的结构以自身的轴向垂直中心线左右对称，亦即以主体部分的轴向垂直中心线左右对称。

①中间套总成9：由中间环37、连接环34、Ｏ型密封圈35及压力表座36等组成。

中间环37是一个有轴心孔、以轴向的垂直中心线为左右对称的轴套状部件；其左、右两侧有环绕轴心线的沉孔，作为喷气道D1。中间环37左、右两侧的喷气道D1与中间环37轴向垂直中心线的间距为1/2L。亦即，中间环37左右两侧的喷气道D1的间距为L。中间环37与左、右两侧的两个连接环34紧密接触，并有密封圈35密封，构成以中间环37的轴向垂直中心线为左右对称结构的中间套总成9。

中间环37的轴向垂直中心线上开有上、下两个径向孔；其中，顶部的一个是用于与压力表组件10连通的压力表连通孔K3；底部的一个是用于与充气阀针13连通的阀针连通孔K4；压力表组件10中的锥形连接管和充气阀针13有锥形头部，与中间环37相应的孔壁形成密封配合。拧紧后可与中间环37的孔壁形成紧密的密封，保证内部高压气体不泄漏。

连接环34是一个有轴心孔、轴向断面为T形的轴套状部件。左、右两个连接环34位于中间环37左右两侧、对称布置。左、右两个连接环34轴向的外边缘圆凸缘，分别通过与位于中间环37左、右两侧的外罩总成6的对接环44紧密扣接，并通过对接环44与左、右两侧的外罩总成6联接。左、右两个连接环34轴向的内圆轴套部分,分别通过螺纹与位于中间环37左右两侧的外层套总成4的对接套33联接，并通过对接套33与左、右两侧的外层套总成4联接。左、右两个连接环34上有与中间环37的左、右两侧的喷气道D1连通的八个连通孔D2；喷气管总成8通过左、右两侧的中间环37的喷气道D1、连接环34的连通孔D2，分别与左、右外罩总成6内部连通。  

压力表座36用于压力表组件10及压力表防护罩11的联接固定。

②喷气管总成8：由喷气管40、搭接套41、套底42、Ｏ型密封圈43、Y型密封圈38及Ｏ型密封圈39等构成。喷气管40的左侧与位于其左侧的搭接套41、套底42依次联接，喷气管40的右侧与位于其右侧的搭接套41、套底42依次联接，构成以喷气管40的轴向垂直中心线为对称的喷气管总成8的主体。喷气管40与左、右两侧的搭接套41是通过螺纹联接并加Ｏ型密封圈43密封；左、右两侧的搭接套41与套底42之间的联接为焊接。喷气管40与左、右两侧的搭接套41为中空管，构成喷气管总成的高压气腔。高压气腔储存的高压气体是高压压缩空气。

在喷气管40轴向的垂直中心线处和垂直中心线左、右两侧加工有三排径向孔，每排至少四个径向孔，优选为八个。位于喷气管40轴向垂直中心线的一排径向孔，在触发动作时喷气且含充气孔，称充气喷气孔K1；位于喷气管40垂直中心线左右两侧的两排径向孔，只喷气不充气，称喷气孔K2。喷气管40的充气喷气孔K1与左、右两侧喷气孔K2的间距相等，为间距L；亦即与中间环37左右两侧的喷气道D1的间距L相等。

在本隔爆装置未触发动作之前，喷气管40装配在中间套总成9的中间环37和连接环34的轴心孔中，喷气管40的轴向垂直中心线和中间环37的轴向垂直中心线处于重合。在喷气管40轴向垂直中心线处的一排径向孔中，位于喷气管40顶部的一个充气喷气孔K1与中间环37顶部的压力表连通孔K3连通；位于喷气管40底部的一个喷气孔K2与中间环37底部的阀针连通孔K4连通。喷气管40的充气喷气孔K1和左、右两排喷气孔K2，与中间环37左、右两侧喷气道D1的位置错开间距1/2L、不连通，喷气管总成8储存的高压气体处于密封状态。

为了保证喷气管40内部充上高压气体后不发生压力下降，同时，喷气管总成8应能在外力作用下顺畅地沿轴向移动，保证井下使用启动灵活可靠，在喷气管40与中间环37、连接环34的轴心孔接触面上设有多个Y型密封圈38、Ｏ型密封圈39密封。喷气管总成的主体与各密封圈构成喷气管总成8。在喷气管40上、位于充气喷气孔K1与中间环37左、右两侧的喷气道D1之间的部位，以及位于喷气管40的左右两排喷气孔K2外侧的部位，设双嵌槽、用双Y型密封圈38密封。

喷气管总成8与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”中储存高压气体的“高压气腔总成”的作用相同。中间套总成9与“矿井自动隔爆抑爆装置”中能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的“过渡腔总成”的作用基本相同。

c.外罩总成6：

在图2、8中示出外罩总成6的结构。该总成由对接环44、喇叭形外罩45、搭扣46、螺栓47、装粉口19、网圈总成50焊接而成；呈平截正圆锥体状。与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“外罩总成”基本相同，不同仅在于：①呈平截正圆锥体，不是斜截正圆锥体；网圈总成5为圆形，不是椭圆形；②两组焊接成一体的搭扣46和螺栓47，分别焊接在主体部分的两个外罩45的顶部外壁上，通过螺母17与主体吊挂装置12联接，而不是焊接在“矿井自动隔爆抑爆装置”仅有的一个外罩上；③增设装粉口19；装粉口19焊接在外罩45顶面的外壁上，装粉口19上部为螺纹段，螺纹段上安装防尘帽48；二者之间有垫圈49。装粉口19用于向外罩45内灌装灭火粉，装粉完毕应放上垫圈49并拧紧防尘帽48，以防内部灭火粉受潮和灰尘进入。对接环44是外罩45和中间套总成9之间的联接零件，承担着与中间套总成9联接和密封灭火粉的双重作用。

在图9、10中示出网圈总成50的结构。网圈总成50由外支撑环51、环形圈52、支撑套53、连接筋54焊接而成。网圈总成50是圆形的。

f.压紧筛总成5：

在图2、11、12中示出压紧筛总成5的结构。该总成由环形筛网圈55、连接筋56和管箍57焊接而成。与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”中的“压紧筛总成”基本相同，不同仅在于：压紧筛总成5为圆形，而不是椭圆形。环形筛网圈55为圆环形而不是椭圆环。压紧套筒16拧紧后可使压紧筛总成5与外罩总成6上的网圈总成50压紧，并使安装在二者中间的大小两个密封件：外圈空心胶皮垫20、内圈空心胶皮垫21挤压变形，从而使外罩45内的灭火粉与外界隔离，避免灭火粉受潮板结。

g.压力表组件10及压力表防护罩11：

在图2中示出压力表组件10和压力表防护罩11的结构。二者与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“压力表组件”和“压力表防护罩”相同。压力表防护罩11由表壳侧板、防护罩外壳防护罩底板焊接而成。观察口处采用有机玻璃，为防止灰尘、湿气等进入，有机玻璃内配有橡胶垫，整体组装时垫上防护罩垫片，并通过螺栓固定在中间套总成9的压力表座36上，用于保护压力表组件10不受冲击波损坏。

h.充气阀针13及充气罩总成14：

在图2中示出充气阀针13及充气罩总成14的结构。二者与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“阀针及充气罩总成”相同。充气罩总成14为焊接件，用于在井下保护阀针13不受外力损坏，也防止灰尘、湿气等侵蚀阀针13充气处的螺纹，防止拆卸、重新充气时因螺纹锈蚀带来不必要的麻烦。阀针13为向喷气管总成8内充入高压气体所用。充气罩总成14通过螺栓28固定在中间环37底部。

i.主体吊挂装置12：

在图2中示出主体吊挂装置12的结构。该装置是吊挂主体部分的吊挂装置；由顶梁和支柱焊接而成。主体吊挂装置12的两个支柱分别通过螺母17与主体部分的左、右两个外罩总成6上的螺栓47联接。主体吊挂装置12与已有技术“矿井自动隔爆抑爆装置”的“后吊挂装置”大致相同；不同仅在于：主体吊挂装置12的两个支柱分别通过螺纹联接件与主体部分的两个外罩总成6联接，而不是与仅有一个的外罩总成联接。井下安装时通过顶梁将主体吊挂装置12连同两个外罩总成6吊挂在巷道顶板上。

主要工作原理：

将本装置安装在煤矿井下有瓦斯煤尘爆炸危险地点的巷道中，当井下发生爆炸时产生爆炸冲击波和爆炸火焰，冲击波的传播速度远远大于火焰的传播速度，超前于火焰到达本装置的冲击波接收装置，冲击波接收装置在冲击波作用下将沿冲击波蔓延方向触发本装置动作。

在本隔爆装置触发动作时，若爆炸发生在隔爆装置左侧，左侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，将冲击波的冲击作用传递给左侧的中转杆总成3，左侧中转杆总成3的滑块30沿导向块24右移、冲击剪切破坏左侧动作触发组件7的安全垫片25，继而推动推移杆Ⅰ(26)、推移杆Ⅱ(27)与喷气管总成8右移，喷气管40向右移动距离1/2L，喷气管40的充气喷气孔K1与中间环37右侧的喷气道D1接通，喷气管总成8储存的高压气体通过中间环37右侧的喷气道D1、右侧连接环34的连通孔D2，向右侧的外罩总成6内喷射，右侧外罩总成6内的灭火粉喷发；与此同时，喷气管40左侧的一排喷气孔K2向右移动距离1/2L，与中间环37左侧的喷气道D1接通，喷气管总成8储存的高压气体由左侧喷气道D1、左侧连接环34的连通孔D2，向左侧外罩总成6内喷射，左侧外罩总成6内的灭火粉喷发。若爆炸发生在隔爆装置右侧，则右侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，同理，喷气管总成8在右侧的中转杆总成3和动作触发组件7的推移作用下，向左移动距离1/2L；此时，喷气管40的充气喷气孔K1与中间环37左侧的喷气道D1接通，喷气管40右侧的一排喷气孔K2与中间环37右侧的喷气道D1接通，左、右两侧的外罩总成6内的灭火粉喷发。喷射的高压气体冲破压紧筛与外罩之间压紧的密封膜，将左右两个外罩中的灭火粉均匀喷出后，瞬间形成浓度超过110g/m3长度超过60米的灭火粉末云层，将随即而来的爆炸火焰熄灭，达到预期隔爆效果。

控制喷气管总成8在触发动作时向左或向右位移距离1/2L，是靠位移限位件来实现。位移限位件是动作触发组件7的推移杆Ⅱ(27)和外层套总成4的外层套堵头31。推移杆Ⅱ(27)前端面与外层套堵头31轴心孔后段X3的径向内端面之间间距调整为1/2L，即与喷气管总成8在触发动作后的移动行程1/2L相等；这一间距是利用推移杆Ⅰ(26)和推移杆Ⅱ(27)之间的联接螺纹来进行调整。位移限位件也可以采用其它触发移动部件，如：中间套总成9的套底40和外层套堵头31；在套底40外端面攻丝安装调节螺钉，将调节螺钉与外层套堵头31内端面的间距调整为位移距离1/2L。

本隔爆装置的动作依赖于喷气管总成8内充入的高压压缩空气，高压压缩空气是通过特定的充气装置输入的，其压力是否达到规定要求由压力表显示数值。灭火粉的主要化学成分是磷酸二氢氨、硫酸铵，占总质量的75%；其粒度亦有严格要求，20微米以下的颗粒占总质量的50%以上，20～50微米的占总质量的50%才能保证喷出时从吸热性能、悬浮时间上达到规定的要求。  

Claims (7)

1.一种双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，包括接收杆吊挂装置、冲击波接收装置、主体部分；主体部分包括动作触发部件、储存高压气体的高压气腔部件、能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件、外罩总成和压紧筛总成、压力表组件及压力表防护罩、阀针及充气罩总成和吊挂主体部分的吊挂装置；其特征在于：

a.所说的接收杆吊挂装置(1)、冲击波接收装置(2)、动作触发部件、外罩总成(6)、压紧筛总成(5)，为左、右两套并且以主体部分的轴向垂直中心线呈左右对称布置；

所说的储存高压气体的高压气腔部件是喷气管总成(8)；所说的能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件是中间套总成(9)；喷气管总成(8)、中间套总成(9)各为一件，喷气管总成(8)装配于中间套总成(9)的轴心孔中，位于主体部分的中央，二者的结构以自身的轴向垂直中心线即主体部分的轴向垂直中心线为左右对称；

b.所说的动作触发部件包括动作触发组件(7)及其关联的中转杆总成(3)和外层套总成(4)；

动作触发组件(7)包括安全垫片(25)和推移杆Ⅰ(26)和推移杆Ⅱ(27)；安全垫片(25)是在爆炸冲击波的冲击作用下可被滑块(30)冲击移动剪切破坏的薄金属片；推移杆Ⅰ(26)的前端靠近安全垫片(25)的背面；推移杆Ⅰ(26)的后端通过外螺纹与直径大于推移杆Ⅰ(26)的推移杆Ⅱ(27)的前端联接；

中转杆总成(3)包括中转杆(29)、滑块(30)；中转杆(29)由前端头部与后面杆部构成；前端头部有与冲击波接收装置(2)末端推杆联接的内螺纹，后面杆部通过后端的螺纹与滑块(30)联接；

外层套总成(4)包括外层套堵头(31)、外层套管子(32)、对接套(33)、导向套(24)和压紧套筒(16)；其中，外层套堵头(31)、外层套管子(32)和对接套(33)组焊一体；外层套堵头(31)的轴心孔根据内径的大小分为三段：轴心孔的前段(X1)、中间段(X2)、后段(X3)；外层套堵头(31)轴心孔的前段(X1)内径大，中间段(X2)内径最小，后段(X3)内径小但大于中间段(X2)的内径；导向套(24)安装在外层套堵头(31)轴心孔的前段(X1)；

外层套堵头31的前部有外螺纹，压紧套筒(16)装配在该外螺纹上；左、右两侧的两个外层套总成(4)的压紧套筒(16)通过该螺纹联接，将主体部分左、右两侧的外层套总成(4)、压紧筛总成(5)、外罩总成(6)，与中间套总成(9)紧固联接成一体；

中转杆总成(3)的中转杆(29)前端头部与冲击波接收装置的末端推杆通过螺纹联接；中转杆总成(3)的滑块(30)装配在导向套(24)的轴心孔内，滑动配合；安全垫片(25)夹在导向套(24)的后端面与外层套堵头(31)轴心孔前段(X1)的后端面径向孔壁之间，挡在滑块(30)在导向套(24)的轴心孔内触发移动的路径上；前端靠近安全垫片(25)背面的推移杆Ⅰ(26)装配在外层套堵头(31)轴心孔的中间段(X2)，滑动配合；与推移杆Ⅰ(26)后端通过螺纹联接的推移杆Ⅱ(27)装配在外层套堵头(31)轴心孔的后段(X3)，滑动配合；推移杆Ⅱ(27)的后端和喷气管总成(8)的套底(40)通过联接件固定联接；

c.所说的能联通高压气腔部件与外罩总成作喷气通道并且与阀针和压力表联接用的过渡腔部件是中间套总成(9)；

中间套总成(9)包括中间环(37)、连接环(34)及密封圈(35)；中间环(37)是一个有轴心孔、以轴向的垂直中心线为左右对称的轴套状部件；中间环(37)左、右两侧有作为喷气道(D1)的环绕轴心线的沉孔；中间环(37)左、右两侧的喷气道(D1)与中间环(37)轴向垂直中心线的间距为1/2L；中间环(37)与左、右两侧的两个连接环(34)紧密接触，并有密封圈(35)密封，构成以中间环(37)的轴向垂直中心线为左右对称结构的中间套总成(9)；

中间环(37)的轴向垂直中心线上开有上、下两个径向孔；其中，顶部的一个是用于与压力表组件(10)连通的压力表连通孔(K3)；底部的一个是用于与充气阀针(13)连通的阀针连通孔(K4)；压力表组件(10)中的锥形连接管和充气阀针(13)有锥形头部，与中间环(37)相应的孔壁为密封配合；

连接环(34)是一个有轴心孔、轴向断面为T形的轴套状部件；位于中间环(37)左右两侧对称布置的两个连接环(34)轴向的外边缘圆凸缘，分别通过与位于中间环(37)左、右两侧的外罩总成(6)的对接环(44)紧密扣接，并通过对接环(44)与左、右两侧的外罩总成(6)联接；左、右两个连接环(34)的轴向内圆轴套部分,分别通过螺纹与位于中间环(37)左右两侧的外层套总成(4)的对接套(33)联接，并通过对接套(33)与左、右两侧的外层套总成(4)联接；左、右两个连接环(34)上有与中间环(37)的左、右两侧的喷气道(D1)连通的连通孔(D2)；通过中间环(37)左、右两侧的喷气道(D1)、连接环(34)的连通孔(D2)，分别与左、右外罩总成(6)内部连通；

d.所说的储存高压气体的高压气腔部件是喷气管总成(8)；

喷气管总成(8)包括喷气管(40)、搭接套(41)、套底(42)及密封圈；喷气管(40)的左侧与位于其左侧的搭接套(41)、套底(42)依次联接，喷气管(40)的右侧与位于其右侧的搭接套(41)、套底(42)依次联接，构成以喷气管(40)的轴向垂直中心线为对称的喷气管总成(8)的主体；喷气管(40)与左、右两侧的搭接套(41)为中空管，构成喷气管总成的高压气腔；在喷气管(40)轴向的垂直中心线处和垂直中心线左、右两侧加工有三排径向孔，每排至少四个径向孔；位于喷气管(40)轴向垂直中心线的一排径向孔称充气喷气孔(K1)；位于喷气管(40)垂直中心线左右两侧的两排径向孔称喷气孔(K2)；喷气管(40)的充气喷气孔(K1)与左、右两侧的喷气孔(K2)的间距相等，为间距L；亦即与中间环(37)左右两侧的喷气道(D1)的间距L相等；喷气管(40)装配在中间套总成(9)的中间环(37)和连接环(34)的轴心孔中，滑动配合；

在本隔爆装置未触发动作之前，喷气管(40)的轴向垂直中心线和中间环(37)的轴向垂直中心线处于重合；在喷气管(40)轴向垂直中心线处的一排充气喷气孔中，位于喷气管(40)顶部的一个充气喷气孔(K1)与中间环(37)顶部的压力表连通孔(K3)连通，位于喷气管(40)底部的一个喷气孔(K2)与中间环(37)底部的阀针连通孔(K4)连通；喷气管(40)的充气喷气孔(K1)与左、右两排喷气孔(K2)，与中间环(37)左、右两侧喷气道(D1)的位置错开间距1/2L、不连通，喷气管总成(8)储存的高压气体处于密封状态；

在喷气管(40)上、位于充气喷气孔(K1)与中间环(37)左、右两侧的喷气道(D1)之间，以及位于喷气管(40)的左右两排喷气孔(K2)外侧的部位，均设有嵌槽嵌装密封圈；喷气管总成的主体与密封圈构成喷气管总成(8)；

在本隔爆装置触发动作时，若爆炸发生在隔爆装置左侧，左侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，将冲击波的冲击作用传递给左侧的中转杆总成(3)，左侧中转杆总成(3)的滑块(30)沿导向块(24)右移、冲击剪切破坏左侧的动作触发组件(7)的安全垫片(25)，继而推动推移杆Ⅰ(26)、推移杆Ⅱ(27)与喷气管总成(8)右移，喷气管总成(8)向右移动距离1/2L，喷气管(40)的充气喷气孔(K1)与中间环(37)右侧的喷气道(D1)接通，喷气管总成(8)储存的高压气体通过中间环(37)右侧的喷气道(D1)、右侧连接环(34)的连通孔(D2)，向右侧的外罩总成(6)内喷射，右侧外罩总成(6)内的灭火粉喷发；与此同时，喷气管(40)左侧一排的喷气孔(K2)向右移动距离1/2L，与中间环(37)左侧的喷气道(D1)接通，喷气管总成(8)储存的高压气体由左侧喷气道(D1)、左侧连接环(34)的连通孔(D2)，向左侧外罩总成(6)内喷射，左侧外罩总成(6)内的灭火粉喷发；若爆炸发生在隔爆装置右侧，则右侧的冲击波接收装置接收爆炸冲击波，同理，右侧喷气管总成(8)在右侧的中转杆总成(3)和动作触发组件(7)的推移作用下，喷气管(40)向左移动距离1/2L；此时，充气喷气孔(K1)与中间环(37)左侧的喷气道(D1)接通，喷气管(40)右侧一排的喷气孔(K2)与中间环(37)右侧的喷气道(D1)接通，左、右两侧的外罩总成(6)内的灭火粉喷发；控制喷气管总成(8)在触发动作时向左或向右的位移距离为1/2L的部件是位移限位件； 

e.所说的吊挂主体部分的吊挂装置是主体吊挂装置(12)，主体吊挂装置(12)的两个支柱分别通过螺纹联接件与主体部分的两个外罩总成(6)相联接。

2..根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的外罩总成(6)的外罩(45)顶面上有装粉口(19)，装粉口(19)上安装有防尘帽(48)、垫圈(49)。

3.根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的外罩总成(6)由对接环(44)、外罩(45)及网圈总成(50)构成；外罩(45)呈平截正圆锥体状，网圈总成(50)为圆形；所说的压紧筛总成(5)为圆形。

4.根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的在爆炸冲击波的冲击作用下可被滑块(30)冲击移动剪切破坏的薄金属片，是薄铸铁片。

5.根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的位移限位件是动作触发组件(7)中的推移杆Ⅱ(27)和外层套堵头(31)；推移杆Ⅱ(27)的前端面与外层套堵头(31)轴心孔后段(X3)的径向内端面之间的间距为1/2L，与喷气管总成(8)在触发动作后的移动行程相等；推移杆Ⅰ(26)与推移杆Ⅱ(27)之间联接的螺纹，是调节推移杆Ⅱ(27)位置的定位调节螺纹。

6.根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的“中转杆(29)由前端头部与后面杆部构成；前端头部有与冲击波接收装置(2)末端推杆联接的内螺纹；后面杆部通过后端的螺纹与滑块(30)联接”是：中转杆(29)的前端头部与滑块(30)的直径大于中转杆(29)后面杆部的直径；中转杆(29)的后面杆部通过后端的外螺纹与滑块(30)联接，构成一件两端粗中间细的中转杆总成(3)；并且中转杆(29)、滑块(30)是空心结构；所说的外层套堵头(31)轴心孔前段(X1)的前端有内螺纹，外堵头(15)通过其外螺纹装配在外层套堵头(31)前端的该内螺纹上，紧固在导向套(24)的前端，并通过导向块(24)夹住位于导向块(24)后端面的安全垫片(25)；外堵头(15)轴心孔的内径大于中转杆(29)后面杆部的外径，小于中转杆(29)前端头部和滑块(30)的外径；外堵头(15)套在中转杆总成(3)两端粗中间细的中间部位、挡在导向套(24)轴心孔内滑块(30)的前面；中转杆(29)前端头部的外圆周与外堵头(15)的外圆周之间套有防尘套(23)；防尘套(23)由扎紧箍(22)箍紧在外堵头(15)外圆周上。

7.根据权利要求1所述的双向触发的煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于：所说的喷气管(40)的左侧与位于其左侧的搭接套(41)、套底(42)依次联接，喷气管(40)的右侧与位于其右侧的搭接套(41)、套底(42)依次联接，是喷气管(40)与左、右两侧的搭接套(41)是通过螺纹联接并加密封圈密封；左、右两侧的搭接套(41)与套底(42)之间的联接为焊接；所说的在喷气管(40)上，位于充气喷气孔(K1)与中间环(37)左、右两侧的喷气道(D1)之间，以及位于喷气管(40)的左右两排喷气孔(K2)外侧的部位，设有嵌槽嵌装密封圈，是双嵌槽、嵌装Y型密封圈(38)。

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