CN105350997A - 一种三风机三电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三风机三电源装置，该装置包括第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块。分别在第二风机模块和第三风机模块的电路中增加第一检测单元和第二检测单元；第一检测单元用于检测第一风机本体的工作状态，当第一风机本体不工作时，驱动第二电源为第二风机本体供电；第二检测单元，用于检测第一风机本体与第二风机本体的工作状态，当第一风机本体与第二风机本体均不工作时，驱动第三电源为第三风机本体供电。本发明实施例通过该种方式，有效提高了矿用通风机工作的可靠性。

Description

一种三风机三电源装置

技术领域

本发明涉及矿用通风系统领域，具体而言，涉及一种三风机三电源装置。

背景技术

矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称，在矿井生产过程中，矿井通风系统在起着至关重要的作用。影响矿井生产安全的主要因素有瓦斯、煤层自然和高温等。为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种。《煤矿安全规程》针对不同等级的矿井通风系统做出了相关要求。

近年来，随着煤矿开采深度的增加，瓦斯涌出量日益增大，矿井的“一通三防”管理工作难度也越来越大。在高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井中，由于瓦斯涌出发生变化，未及时采取相应的治理措施，也可能导致矿井发生瓦斯爆炸事故。为有效预防煤矿井下工作面因停电、停风而造成的瓦斯爆炸、瓦斯窒息等事故，《煤矿安全规程》对矿井安装使用的“三专两闭锁”和双风机双电源作出了专门规定，以保障供电的稳定、可靠性和作业人员的安全性。《煤矿安全规程》第一百二十八条明确规定：高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。

现有技术中的矿井通风装置主要由一个正常工作的局部通风机和一个备用局部通风机构成，并采用三专(专用开关、专用电缆、专用变压器)供电。备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面能正常通风。而在实际应用的过程中发现，矿井通风装置有可能会因停电、故障等无法运行，无法保证通风，造成瓦斯超限等，严重制约着安全和生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三风机三电源装置，以解决上述的问题。

本发明实施例中提供的一种三风机三电源装置，包括：第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块；

所述第一风机模块包括第一风机本体、与所述第一风机本体电连接的第一电源；

所述第二风机模块包括第二风机本体、与所述第二风机本体电连接的第二电源和第一检测单元；

所述第三风机模块包括第三风机本体、与所述第三风机本体电连接的第三电源和第二检测单元；

所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口均与通风通道相连接；

所述第一检测单元，用于检测所述第一风机本体的工作状态，当所述第一风机本体不工作时，驱动所述第二电源为所述第二风机本体供电；

所述第二检测单元，用于检测所述第一风机本体与第二风机本体的工作状态，当所述第一风机本体与所述第二风机本体均不工作时，驱动所述第三电源为所述第三风机本体供电。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述第一检测单元包括第一线圈和第一开关：

所述第一风机本体、所述第一电源和所述第一线圈串联构成第一回路；

所述第二风机本体、所述第二电源和所述第一开关串联构成第二回路；

当所述第一线圈不带电时，所述第一开关闭合。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述第二检测单元包括第二线圈、第二开关、第三线圈和第三开关：

所述第一风机本体、所述第一电源、所述第一线圈和所述第二线圈串联构成第三回路；

所述第二风机本体、所述第二电源、所述第一开关和所述第三线圈构成第四回路；

所述第三风机本体、所述第三电源、所述第二开关和所述第三开关构成第五回路；

所述第二线圈，用于检测所述第三回路的通断，当所述第二线圈不带电时，所述第二开关闭合；

所述第三线圈，用于检测所述第四回路的通断，当所述第三线圈不带电时，所述第三开关闭合。

优选的，上述三风机三电源装置中，还包括第一供电线路和第二供电线路；

所述第一供电线路和所述第二供电线路相互独立，且分别为所述第一电源和所述第二电源供电。

优选的，上述三风机三电源装置中，还包括备用电源模块和控制反馈模块：

所述控制反馈模块，用于检测所述第三风机本体的工作状态，当所述第三风机本体不工作时，驱动所述备用电源模块为所述第三风机本体供电。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述备用电源模块为所述第三风机本体供电的方式为电池供电。

优选的，上述三风机三电源装置中，还包括防爆壳体；

所述备用电源模块和所述控制反馈模块均设置在所述防爆壳体内部。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述第三风机模块还包括负载检测单元；

所述负载检测单元包括串联在所述第五回路中的检测电阻和与检测电阻并联的报警器；

所述报警器，用于检测所述检测电阻两端的实际电压，且当所述实际电压超过预设值时，执行报警动作。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述第三风机本体为对旋风机。

优选的，上述三风机三电源装置中，所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口均与所述通风通道相连的部位为一个四通的倒换器；

所述四通倒换器包括三个进风口和一个集风口；

所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口分别与所述三个进风口相连接；

所述集风口与所述通风通道相连接。

本发明实施例提供的一种三风机三电源装置，通过将第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块的电路并联，并分别在第二风机模块和第三风机模块的电路中增加第一检测单元和第二检测单元；第一检测单元用于检测第一风机本体的工作状态，当第一风机本体不工作时，驱动第二电源为第二风机本体供电；第二检测单元，用于检测第一风机本体与第二风机本体的工作状态，当第一风机本体与第二风机本体均不工作时，驱动第三电源为第三风机本体供电。本发明实施例通过该种方式，在第一风机本体不工作时，能够有效地切换至第二风机模块并使第二风机本体工作；当第一风机本体和第二风机本体均不工作时，有效的切换至第三风机模块并使第三风机本体工作，从而提高了矿用通风机工作的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的一种三风机三电源装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例1提供的一种三风机三电源装置的原理示意图；

图3示出了本发明实施例1提供的一种三风机三电源装置的防爆壳体的示意图。

附图中数字代表意义如下：

10-第一风机本体

11-第一电源

20-第二风机本体

21-第二电源

22-第一检测单元

221-第一线圈

222-第一开关

30-第三风机本体

31-第三电源

32-第二检测单元

321-第二线圈

322-第二开关

323-第三线圈

324-第三开关

40-筒体

41-筒盖

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有煤矿通风系统中，双电源双风机是一种比较高效、安全的风机组成形式，其自动切换装置是系统中的关键设备，直接关系到整个系统能否安全运转。目前，已运行的双风机双电源通风系统主要由一个正常工作的局部通风机和一个备用局部通风机构成，采用三专(专用开关、专用电缆、专用变压器)供电。备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面能正常通风。而在实际应用的过程中发现，如果正常工作的局部通风机因停电、故障等原因无法运行，在倒换至备用局部通风机时，备用局部通风机以及开关等发生故障时，则双风机全部停止运行，无法保证通风，从而造成瓦斯超限等，严重制约着安全和生产。

基于此，本发明实施例提供了一种三风机三电源装置。下面通过实施例进行描述。

实施例1

本发明实施例1提供了一种三风机三电源装置，包括：第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块；

具体的，第一风机模块包括第一风机本体10、与第一风机本体10电连接的第一电源11；

第二风机模块包括第二风机本体20、与第二风机本体20电连接的第二电源21和第一检测单元22；

第三风机模块包括第三风机本体30、与第三风机本体30电连接的第三电源31和第二检测单元32；

第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30的出风口均与通风通道相连接；

第一检测单元22，用于检测第一风机本体10的工作状态，当第一风机本体10不工作时，驱动第二电源21为第二风机本体20供电；

第二检测单元32，用于检测第一风机本体10与第二风机本体20的工作状态，当第一风机本体10与第二风机本体20均不工作时，驱动第三电源31为第三风机本体30供电。

如图1所示，上述三风机三电源装置，在正常工作状态下，仅有第一风机模块工作，第一风机模块中的第一电源11为第一风机本体10供电，通过第一风机本体10的运转保证掘进工作面能正常通风。当第一风机模块因停电、故障等原因无法运行时，需切换至第二风机模块，使第二风机模块工作。

第二风机模块包括第二风机本体20、与第二风机本体20电连接的第二电源21和第一检测单元22。第一风机本体10是否正常工作由第一检测单元22检测得出，当第一检测单元22检测到第一风机本体10不工作时，驱动第二电源21为第二风机本体20供电。需要强调的是，第一检测单元22检测第一风机本体10不工作并驱动第二电源21为第二风机本体20供电的过程中，有一个3S的延时动作，即第一检测单元22在检测到第一风机本体10不工作时，经过3S的延时，才驱动第二电源21为第二风机本体20工作。其中，具体延时的时间可根据具体工作情况进行在第一检测单元22中进行设定。

第二风机本体20的正常工作同样能够保证掘进工作面能正常通风。但实际工作过程中，第二风机模块也可能因停电、故障等原因无法运行，此时，需要由第二风机模块自动切换至第三风机模块，使第三风机本体30工作。

第三风机模块包括第三风机本体30、与第三风机本体30电连接的第三电源31和第二检测单元32。第一风机本体10和第二风机本体20是否均不能够正常工作由第二检测单元32检测得出，当第二检测单元32检测到第一风机本体10和第二风机本体20均不工作时，驱动第三电源31为第三风机本体30供电。需要强调的是，第二检测单元32检测第一风机本体10和第二风机本体20均不工作并驱动第三电源31为第三风机本体30供电的过程中，有一个10S的延时动作，即第二检测单元32在检测到第一风机本体10和第二风机本体20均不工作时，经过10S的延时，才驱动第三电源31为第三风机本体30工作。其中，具体延时的时间可根据具体工作情况进行在第一检测单元22中进行设定。

作为本实施例1的一个优选实施例，上述第一检测单元22包括第一线圈221和第一开关222，具体连接关系如图2所示：

第一风机本体10、第一电源11和第一线圈221串联构成第一回路；

第二风机本体20、第二电源21和第一开关222串联构成第二回路；

当第一线圈221不带电时，第一开关222闭合。

第一检测单元22中的第一线圈221和第一开关222用于实现检测第一风机本体10的工作状态，并当检测到第一风机本体10不工作时，驱动第二电源21为第二风机本体20供电的功能。其中，第一开关222在不工作时为断开状态。当第一回路为通路时，第一线圈221带电，与第一线圈221电连接的第一开关222处于正常的断开状态；当第一回路为断路时，第一线圈221不带电，此时，经过3S的延时动作后，与第一线圈221电连接的第一开关222闭合。由于第一开关222与第二风机本体20和第二电源21串联构成第二回路，第一开关222的闭合使得第二回路为通路，此时，第二电源21为第二风机本体20供电。

上述第二检测单元32包括第二线圈321、第二开关322、第三线圈323和第三开关324，具体连接关系如图2所示：

第一风机本体10、第一电源11、第一线圈221和第二线圈321串联构成第三回路；

第二风机本体20、第二电源21、第一开关222和第三线圈323构成第四回路；

第三风机本体30、第三电源31、第二开关322和第三开关324构成第五回路；

第二线圈321，用于检测第三回路的通断，当第二线圈321不带电时，第二开关322闭合；

第三线圈323，用于检测第四回路的通断，当第三线圈323不带电时，第三开关324闭合。

需要强调的是，上述第三回路与第一回路为同一个回路，只是在第一回路的基础上串联一个第二线圈321。同样，第四回路与第二回路为用一个回路，仅仅在第二回路的基础上串联一个第三线圈323。

第二检测单元32中的第二线圈321、第二开关322、第三线圈323和第三开关324用于实现检测第一风机本体10和第二风机本体20的工作状态，并当检测到第一风机本体10和第二风机本体20均不工作时，驱动第三电源31为第三风机本体30供电的功能。其中，第二开关322和第三开关324在不工作时为断开状态。当第一回路为通路时，第一线圈221和第二线圈321均带电，与第一线圈221电连接的第一开关222和与第二线圈321电连接的第二开关322处于正常的断开状态；当第一回路为断路时，第一线圈221和第二线圈321不带电，此时，经过10S的延时动作后，与第一线圈221电连接的第一开关222和与第二线圈321电连接的第二开关322闭合。由于第三风机本体30、第三电源31、第二开关322和第三开关324构成第五回路，第二开关322和第三开关324的闭合使得第五回路为通路，此时，第三电源31为第三风机本体30供电。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置还包括第一供电线路和第二供电线路。

第一供电线路和第二供电线路相互独立，且上述第一供电线路和第二供电线路作为第一电源11、第二电源21和第三电源31的上级供电电源分别为第一电源11和第二电源21供电，及必须保证第一电源11和第二电源21的上级电源来自两条不同的供电线路(第一供电线路和第二供电线路)。具体的，第一供电线路为第一电源11供电，第二供电线路为第二电源21和第三电源31供电。

需要强调的是，第一供电线路和第二供电线路均来自变电所。当变电所有三条或四条供电线路时，第一电源11、第二电源21和第三电源31的上级电源可分别来自变电所的三条供电线路。采取此上级电源的布置方案，使得当变电站中出现一条供电线路停电时，第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块至少有一个模块不断电，从而有效提高了上级电源供电的可靠性。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置还包括备用电源模块和控制反馈模块。

控制反馈模块，用于检测第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30的工作状态，当第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30均不工作时，驱动备用电源模块为第三风机本体30供电。备用电源模块为第三风机本体30供电的方式为电池供电。

具体的，备用电源模块包括电池组单元、电池管理单元、充电单元和电源输出单元；控制反馈模块包括PLC检测单元和PLC控制单元。其中，PLC检测单元和PLC控制单元分别与电池管理单元、充电单元和电源输出单元电连接，形成一条检测、反馈、控制回路。PLC检测单元用于检测第一电源11、第二电源21和第三电源31的通断状态、第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30的运行状态，当PLC检测单元检测到第一电源11、第二电源21和第三电源31均断开供电或第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30均停止运行时，PLC控制单元则驱动备用电源模块为第三风机本体30供电。

通过采用备用电源模块为第三风机本体30供电的断电转换时间控制在3秒内，以保证供电的及时性；可设置多路的输出，防止输出单一形成的故障；还可设置手动与自动相互转换的调节装置，从而使之能提供各种异常状况的报警；当第三电源31和第三风机本体30出现故障时，也可通过PLC控制单元发出报警信号。

当PLC检测单元检测到第一风机模块恢复正常状态后，则备用电源模块停止为第三风机本体30供电，从而保证了掘进工作面的不间断通风。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置还包括防爆壳体。

上述备用电源模块和控制反馈模块均设置在防爆壳体的内部。防爆壳体主要由两部分组成：筒体40和筒盖41，结构示意图如图3所示。筒体40和筒盖41相接的部位均设计成法兰结构，且筒体40和筒盖41通过该法兰上的安装孔进行螺钉连接。

该防爆壳体能够承受内部混合爆炸性气体被引爆所产生的爆炸压力，又能防止内部爆炸火焰和高温气体通过隔爆间隙点燃外壳周围的爆炸性气体混合物。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置还包括负载检测单元。

负载检测单元包括串联在第五回路中的检测电阻和与检测电阻并联的报警器；

报警器，用于检测检测电阻两端的实际电压，且当实际电压超过预设值时，执行报警动作。

具体的，报警器包括转换单元、比较单元和报警单元。当串联在第五回路的检测电阻有电流通过时，并联在检测电阻两端的报警器能够检测出第五回路中的电流值，并经过设置在报警器中的转换单元将电流值转换为电阻两端的实际电压，然后通过比较单元对比实际电压和预设值。当实际电压超过了预设值，报警单元执行报警动作。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置，第三风机本体30为对旋风机。

对旋上述风机是将一个叶轮装在另一个叶轮后面，而叶轮的转向彼此相反。该结构采用两级叶轮对旋的方式，两级叶轮分别由容量及相同型号的电动机驱动，两个叶轮旋转方向相反，从进风口看，第一级叶轮顺时针方向旋转，第二级叶轮则逆时针方向旋转。当空气流入第一级叶轮获得能量后并经第二级叶轮排出，第二级叶轮兼备普通轴流风机中静叶的功能，在获得直圆周方向速度风量同时，增加气流的能量，从而达到普通轴流式通风机不能达到的高效率，高风压。

本发明实施例1提供的三风机三电源装置，第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30均与通风通道相连接的部位为一个四通倒换器。

四通倒换器包括三个进风口和一个集风口；

第一风机本体10、第二风机本体20和第三风机本体30的出风口分别与三个进风口相连接；

集风口与通风通道相连接。

第一风机本体10正常工作时，第一风机本体10产生的风从第一风机本体10的出风口通过四通倒换器的第一个进风口进入通风通道，以保证掘进面的通风；当第一风机本体10不工作，第二风机本体20正常工作时，第二风机本体20产生的风从第二风机本体20的出风口通过四通倒换器的第二个进风口进入通风通道，以保证掘进面的通风；当第一风机本体10不工作，第二风机本体20也不工作，只有第三风机本体30正常工作时，第三风机本体30产生的风从第三风机本体30的出风口通过四通倒换器的第三个进风口进入通风通道，从而保证掘进面的通风。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种三风机三电源装置，其特征在于，包括：第一风机模块、第二风机模块和第三风机模块；

所述第一风机模块包括第一风机本体、与所述第一风机本体电连接的第一电源；

所述第二风机模块包括第二风机本体、与所述第二风机本体电连接的第二电源和第一检测单元；

所述第三风机模块包括第三风机本体、与所述第三风机本体电连接的第三电源和第二检测单元；

所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口均与通风通道相连接；

所述第一检测单元，用于检测所述第一风机本体的工作状态，当所述第一风机本体不工作时，驱动所述第二电源为所述第二风机本体供电；

所述第二检测单元，用于检测所述第一风机本体与第二风机本体的工作状态，当所述第一风机本体与所述第二风机本体均不工作时，驱动所述第三电源为所述第三风机本体供电。

2.根据权利要求1所述的一种三风机三电源装置，其特征在于，所述第一检测单元包括第一线圈和第一开关：

所述第一风机本体、所述第一电源和所述第一线圈串联构成第一回路；

所述第二风机本体、所述第二电源和所述第一开关串联构成第二回路；

当所述第一线圈不带电时，所述第一开关闭合。

3.根据权利要求1所述的一种三风机三电源装置，其特征在于，所述第二检测单元包括第二线圈、第二开关、第三线圈和第三开关：

所述第一风机本体、所述第一电源、所述第一线圈和所述第二线圈串联构成第三回路；

所述第二风机本体、所述第二电源、所述第一开关和所述第三线圈构成第四回路；

所述第三风机本体、所述第三电源、所述第二开关和所述第三开关构成第五回路；

所述第二线圈，用于检测所述第三回路的通断，当所述第二线圈不带电时，所述第二开关闭合；

所述第三线圈，用于检测所述第四回路的通断，当所述第三线圈不带电时，所述第三开关闭合。

4.根据权利要求1所述的一种三风机三电源装置，其特征在于，还包括第一供电线路和第二供电线路；

所述第一供电线路和所述第二供电线路相互独立，且分别为所述第一电源和所述第二电源供电。

5.根据权利要求1所述一种三风机三电源装置，其特征在于，还包括备用电源模块和控制反馈模块：

所述控制反馈模块，用于检测所述第三风机本体的工作状态，当所述第三风机本体不工作时，驱动所述备用电源模块为所述第三风机本体供电。

6.根据权利要求5所述一种三风机三电源装置，其特征在于，所述备用电源模块为所述第三风机本体供电的方式为电池供电。

7.根据权利要求6所述一种三风机三电源装置，其特征在于，还包括防爆壳体；

所述备用电源模块和所述控制反馈模块均设置在所述防爆壳体内部。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第三风机模块还包括负载检测单元；

所述负载检测单元包括串联在所述第五回路中的检测电阻和与检测电阻并联的报警器；

所述报警器，用于检测所述检测电阻两端的实际电压，且当所述实际电压超过预设值时，执行报警动作。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第三风机本体为对旋风机。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口均与所述通风通道相连的部位为一个四通的倒换器；

所述四通倒换器包括三个进风口和一个集风口；

所述第一风机本体、所述第二风机本体和所述第三风机本体的出风口分别与所述三个进风口相连接；

所述集风口与所述通风通道相连接。