CN103670480A - 煤矿井下风窗智能调节装置 - Google Patents

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宋小林
胡依鲁
张旭
吴铁亮
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Abstract

一种煤矿井下风窗智能调节装置，属于煤矿井下通风装置。一种煤矿井下智能调节风窗，包括风量传感器、窗框、移动式窗门、推拉杆、气缸、气缸前腔、气缸后腔、压气管路、电磁阀和控制器；移动式窗门位于窗框内，移动式窗门的一侧通过推拉杆与气缸的一端连接，电磁阀的二个输出端分别连接在气缸有气缸前腔和气缸后腔上，气缸的输出端通过压气管路与气源连接；电磁阀的控制端与控制器的输出端连接；风量传感器通过导线与控制器的输入端连接。优点：能够根据井下巷道的实际需风量智能调节风窗的通风面积大小，精确且自动化，能够有效满足井下风量易变巷道分支的通风要求，保证通风系统的稳定运行。

Description

煤矿井下风窗智能调节装置
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下通风装置，特别是一种煤矿井下风窗智能调节装置。
背景技术
矿井通风安全是矿井安全生产的首要前提条件之一。随着煤矿井下开采深度和生产条件的变化，通风系统随之发生改变，通风系统复杂化将导致一些巷道分支风量发生一定幅度的增减，甚至会导致通风系统风流紊乱，不利于矿井的正常通风安全。此外，随着生产进度的加大，为了满足生产的需要，各分支风量也需要进行及时调节，且需要实时进行调节。而现有的风量调节设施技术存在一些问题和不足，大部分风门调节风窗是通过人工改变窗口面积大小来调节风量，由于风窗处于巷道上部，安装和人工调节都极为不方便。如“煤矿井下风门调节风窗”（201220189186.6）、“井下调节风窗”（201220343078.x），前者所述的调节风窗结构及操作虽然简单，但需要人工调节风量大小，风量调节控制不精确，且无法满足井巷风量实时调节的要求，后者所述的风窗能达到精确控制风量的大小，但调节需要人工来实现，操作较为不便；有的矿井则定性的控制井巷通风，存在浪费人力、控制不精确等缺陷。
发明内容
本发明的目的是要提供一种煤矿井下风窗智能调节装置，解决井下风窗难以精确及时调节的问题，实现风量智能化调节。
本发明的目的是这样实现的：一种煤矿井下智能调节风窗，包括风量传感器、窗框、移动式窗门、推拉杆、气缸、气缸前腔、气缸后腔、压气管路、电磁阀和控制器；移动式窗门位于窗框内，移动式窗门的一侧通过推拉杆与气缸的一端连接，电磁阀的二个输出端分别连接在气缸有气缸前腔和气缸后腔上，气缸的输出端通过压气管路与气源连接；电磁阀的控制端与控制器的输出端连接；风量传感器通过导线与控制器的输入端连接。
所述的窗框包括：上边框滑动槽和下边框滑动槽，位于窗框的上边和下边。
所述的风量传感器布置在距风窗前方10m~15m处，其探头与风窗中心点处于同一水平线上；风量传感器测量探头牢固地安装在测量位置，进风方向与风量传感器探头垂直。
所述的控制器有外部结构和内部结构，外部结构包括显示面板、控制器开关、电磁阀控制开关、扬声器、报警开关、报警指示灯、风量设置按钮和复位按钮；内部结构包括单片机和模数转换芯片；单片机命令输出端与电磁阀控制端和报警器连接，风量传感器通过模数转换芯片与单片机的输出端连接，控制器开关、电磁阀控制开关、扬声器、报警开关、风量设置按钮和复位按钮均与单片机的输入端连接。
有益效果，由于采用了上述方案，风量传感器安装在通风巷道内，风量传感器实时监测风窗所在巷道风量，将监测数据传输给控制器，经控制器处理后，将指令传给电磁阀，从而电磁阀启动，压气管路通气，电磁阀控制气缸中前腔和后腔压气的输入，使推拉杆推动窗门至控制器控制要求的位置，改变风窗的通风面积大小，自动调节通过风窗的风量，实现巷道风量的自动控制。
该智能调节装置根据风量传感器监测的数据，智能化、定量化调节风窗通风面积的大小，从而精确控制巷道风量。根据风窗所在巷道实际配风量大小的稳定范围，在控制器上设定巷道风量上限值及风量下限值，当风量传感器所监测巷道风量大于上限值或小于下限值时，则控制器发出报警指令，报警器执行光声预警后，可对调节风窗进行人工调节；报警器预警30min后，若风窗没有及时进行人工调节，则控制器发出指令，自动将风窗调节到合适通风面积位置处。
优点：安全可靠，可实时监测巷道风量大小，风量不稳定时可及时报警，报警后若无人工调节，其控制系统能够实现自动化、定量化调节风窗通风面积大小，从而精确控制巷道风量，满足了井下风量易变场所的通风要求，有效保证井下通风量的分配。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是风量传感器布置示意图。
图4是控制器结构示意图。
图5是控制器系统结构框图。
图中：1、窗框；1-1、上边框滑动槽；1-2、下边框滑动槽；2、移动式窗门；3、推拉杆；4、气缸；4-1、气缸前腔；4-2、气缸后腔；5、电磁阀；6、压气管路；7、控制器；7-1、显示面板；7-2、单片机；7-3、模数转换芯片；7-4、控制器开关；7-5、电磁阀控制开关；7-6、扬声器；7-7、报警开关；7-8、报警指示灯；7-9、风量设置按钮；7-10、复位按钮；8、电源；9、风量传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例1：一种煤矿井下智能调节风窗，包括风量传感器9、窗框1、移动式窗门2、推拉杆3、气缸4、气缸前腔4-1、气缸后腔4-2、压气管路6、电磁阀5和控制器7；移动式窗门2位于窗框1内，移动式窗门2的一侧通过推拉杆3与气缸4的一端连接，电磁阀5的二个输出端分别连接在气缸4有气缸前腔4-1和气缸后腔4-2上，气缸4的输出端通过压气管路与气源连接；电磁阀5的控制端与控制器7的输出端连接；风量传感器10通过导线与控制器7的输入端连接。
所述的窗框1包括：上边框滑动槽1-1和下边框滑动槽1-2，位于窗框的上边和下边。
所述的风量传感器9布置在距风窗前方10m~15m处，其探头与风窗中心点处于同一水平线上；风量传感器9测量探头牢固地安装在测量位置，进风方向与风量传感器9探头垂直。
所述的控制器7有外部结构和内部结构，外部结构包括显示面板7-1、控制器开关7-4、电磁阀控制开关7-5、扬声器7-6、报警开关7-7、报警指示灯7-8、风量设置按钮7-9和复位按钮7-10；内部结构包括单片机7-2和模数转换芯片7-3；单片机7-2命令输出端与电磁阀5控制端和报警器连接，风量传感器9通过模数转换芯片7-3与单片机7-2的输出端连接，控制器开关7-4、电磁阀控制开关7-5、扬声器7-6、报警开关7-7、风量设置按钮7-9和复位按钮7-10均与单片机7-2的输入端连接。
风量传感器9实时监测巷道中风窗前的风量，将监测数据传输给控制器7，经控制器7处理后，将指令传给电磁阀5，电磁阀5启动，压气管路6通气，风窗窗门2启动；根据风窗所在巷道实际配风量大小的稳定范围，在控制器7上设定巷道风量上限值Q max 及风量下限值Q min ，当风量传感器9所监测巷道风量Q 实处于Q max 和Q min 之间时，窗门2不发生移动，风窗通风面积不发生改变；当风量传感器9所监测巷道风量Q 实大于Q max 或小于Q min 时，则控制器7发出报警指令，报警器7执行光声预警后，可对调节风窗进行人工调节；若报警器7预警30min后，风窗没有及时进行人工调节，则控制器7自动按以下步骤执行命令：
a）当风量传感器9所监测巷道风量Q 实≥Q max 时，电磁阀5控制气缸中后腔4-2压气的输入端，后腔接通压气使推拉杆3推动窗门2至控制器7控制要求的位置，使调节风窗面积减小；
b）当风量传感器9所监测巷道风量Q 实≤Q min 时，电磁阀5控制气缸中前腔4-1压气的输入端，前腔接通压气使推拉杆3拉动窗门2至控制器7控制要求的位置，使调节风窗面积增大。

Claims (4)

1.一种煤矿井下风窗智能调节装置，其特征在于：调节装置包括：风量传感器、窗框、移动式窗门、推拉杆、气缸、气缸前腔、气缸后腔、压气管路、电磁阀和控制器；移动式窗门位于窗框内，移动式窗门的一侧通过推拉杆与气缸的一端连接，电磁阀的二个输出端分别连接在气缸有气缸前腔和气缸后腔上，气缸的输出端通过压气管路与气源连接；电磁阀的控制端与控制器的输出端连接；风量传感器通过导线与控制器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风窗智能调节装置，其特征在于：所述的窗框包括：上边框滑动槽和下边框滑动槽，位于窗框的上边和下边。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风窗智能调节装置，其特征在于：所述的风量传感器布置在距风窗前方10m~15m处，其探头与风窗中心点处于同一水平线上；风量传感器测量探头牢固地安装在测量位置，进风方向与风量传感器探头垂直。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风窗智能调节装置，其特征在于：所述的控制器有外部结构和内部结构，外部结构包括显示面板、控制器开关、电磁阀控制开关、扬声器、报警开关、报警指示灯、风量设置按钮和复位按钮；内部结构包括单片机和模数转换芯片；单片机命令输出端与电磁阀控制端和报警器连接，风量传感器通过模数转换芯片与单片机的输出端连接，控制器开关、电磁阀控制开关、扬声器、报警开关、风量设置按钮和复位按钮均与单片机的输入端连接。
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