CN109751074A - 一种煤矿井下自动双向隔爆装备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矿井下自动双向隔爆装备及使用方法，双向隔爆装备包括套筒、连接两通，活塞筒、高压腔总成和推杆，推杆上固设有接收板，高压腔总成、活塞筒与所在侧的外罩之间形成充有干粉的喷射腔，高压腔总成内部与活塞筒内部连通，活塞筒内密封滑接有活塞，活塞筒的筒壁上开设有可将喷射腔与活塞筒内部连通的喷气孔，以及放置有限位球的通孔，活塞上设有位于限位球远离连接两通一侧的台阶，套筒上与限位球相对的位置两侧分别开设有凹槽。本发明降低了对活塞移动距离的难度要求，只需要保证高压腔总成内的高压气体将活塞推离喷气孔即可；可以进行双向触发，并且在任何一侧触发时，装备两侧均能喷射干粉，从而增大了隔爆面积。

Description

一种煤矿井下自动双向隔爆装备及使用方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下隔爆技术领域，尤其涉及到一种煤矿井下自动双向隔爆装备及使用方法。

背景技术

煤矿井内发生的瓦斯爆炸危害很大，因此需要对爆炸进行隔离，以防止爆炸扩大蔓延而引起二次爆炸。为了进行隔爆，出现了两种类型的隔爆装置，其中一种只能单向隔爆，当爆炸火焰蔓延方向不确定时，需要双向成对安装，增加了成本和工作量；另外一种是可以双向隔爆，但是对高压气体推力的大小要求较高，必须使两部分的喷气孔有相对重合的部分才能触发隔爆装置动作，因此其使用的可靠性较差，难度较高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种煤矿井下自动双向隔爆装备及使用方法，使用的要求较低，而且可以双向触发，触发后，装备两侧均可喷射干粉进行隔爆。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种煤矿井下自动双向隔爆装备，包括两端分别密封固接有外罩的套筒和滑接于所述套筒内的连接两通，所述连接两通的两侧分别依次固接有活塞筒、高压腔总成和推杆，推杆上固设有接收板，高压腔总成、活塞筒与所在侧的外罩之间形成充有干粉的喷射腔，所述外罩的出口端固设有支撑高压腔总成的支撑套，高压腔总成内部与活塞筒内部连通，活塞筒内密封滑接有活塞，活塞筒的筒壁上开设有可将喷射腔与活塞筒内部连通的喷气孔，以及放置有限位球的通孔，所述活塞上设有位于限位球远离连接两通一侧的台阶，所述套筒上与限位球相对的位置两侧分别开设有凹槽。

本方案在未发生爆炸时，活塞上的台阶直径较小处限制限位球从通孔内滚出，活塞静止并对喷气孔形成封堵，高压腔总成内的高压气体对活塞产生朝向连接两通方向的推力；该装备左侧巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与左侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向右滑动；两活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；装备右侧巷道内发生爆炸时，各部分动作原理相同。

作为优化，所述套筒的筒壁上穿设有顶至活塞筒的安装辅助螺钉。通过安装辅助螺钉对活塞筒进行固定，避免安装过程中活塞筒移动，从而降低了安装难度，在安装完毕后将安装辅助螺钉拆除，以保证活塞筒和套筒可以发生相对滑动。

作为优化，所述外罩与套筒之间通过过渡腔总成连接，所述过渡腔总成包括小径端与套筒密封固接的锥筒，以及一端与锥筒大径端密封固接的圆筒，所述圆筒的另一端与外罩密封固接。本优化方案通过设置过渡腔总成，增大了干粉放置空间，从而增大了干粉喷射量，提高了隔爆效果，通过设置锥筒，减小了筒壁对高压气体的阻力，喷射效果更好。

作为优化，所述外罩的出口面倾斜设置。减小了冲击波对外罩的直接冲击，保证了装备固定的可靠性。

作为优化，所述高压腔总成包括一端与活塞筒密封固接的高压腔体，以及固接于高压腔体另一端的尾柄，尾柄上安装有与高压腔体连通的充气管，尾柄远离高压腔体的一端固接有压力表壳，所述压力表壳与推杆固定连接，压力表壳内设有与高压腔体连通的压力表。本优化方案的高压腔总成结构简单，将压力表、尾柄和高压腔体连为整体，利用压力表壳进行传力，对压力表形成保护。

作为优化，所述连接两通内开设有分别连通两侧活塞筒的出气通道，套筒上开设有与出气通道连通的出气孔。本优化方案的连接两通将活塞筒和外界连通，保证了活塞移动的可靠性，并且结构简单，制作成本低。

作为优化，所述连接两通的两侧均固接有连接套，连接套与所在侧的活塞筒通过螺纹连接。本优化方案的连接两通通过螺纹与活塞筒连接，安装方便快捷，同时具有较好的密封性。

作为优化，所述台阶的高度为限位球半径的1/5~1/3。本优化方案台阶的高度设置，既保证了对限位球的限制，同时又使得活塞移动时将限位球顶起。

作为优化，还包括防护罩，两外罩均位于防护罩内侧且与防护罩固接；防护罩的外形可以是圆形、方形、梯形或多边形，防护罩的材质可以是不锈钢、黄铜、塑料或钢板；所述接收板的形状为圆形、方形或多边形。本优化方案通过设置防护罩，对装备进行防护，同时也方便了装备的整体安装固定。

一种煤矿井下自动双向隔爆装备的使用方法，包括如下步骤：

1、未发生爆炸时，活塞将喷气孔堵住，在限位球的作用下，活塞静止；

2、装备左侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与左侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向右滑动；

左侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

右侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

3、装备右侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与右侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向左滑动；

右侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

左侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。

本方法操作简单，而且可靠性高，只需要保证高压气体将活塞推离喷气孔即可触发干粉喷射，在左侧或右侧发生爆炸时，均可触发防爆动作，并且在两侧均可形成由干粉云雾团，扩大了隔爆面积。

本发明的有益效果为：降低了对活塞移动距离的难度要求，只需要保证高压腔总成内的高压气体将活塞推离喷气孔即可；可以进行双向触发，并且在任何一侧触发时，装备两侧均能喷射干粉，从而增大了隔爆面积，保证了巷道安全。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中I处放大视图；

图中所示：

1、接收板，2、压力表壳，3、尾柄，4、外罩，5、防护罩，6、圆筒，7、锥筒，8、套筒， 9、安装辅助螺钉，10、活塞，11、支撑套，12、充气管，13、限位球，14、连接两通，15、凹槽，16、喷气孔，17、高压腔体，18、活塞筒，19、推杆。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种煤矿井下自动双向隔爆装备，包括两端分别密封固接有外罩4的套筒8和滑接于所述套筒内的连接两通14，本装备的结构关于连接两通的轴线对称。

连接两通14的两侧分别依次固接有活塞筒18、高压腔总成和推杆19，连接两通内开设有分别连通两侧活塞筒的出气通道，套筒上开设有与出气通道连通的出气孔，通过出气孔和出气通道将活塞筒与外界连通。推杆19上固设有接收板1，高压腔总成、活塞筒与所在侧的外罩之间形成充有干粉的喷射腔，喷射腔内设有用于灭火的干粉。为了方便连接和密封，本实施例在连接两通的两侧均固接有连接套，连接套与所在侧的活塞筒通过螺纹连接。

外罩的出口端固设有支撑高压腔总成的支撑套11，高压腔总成内部与活塞筒内部连通，活塞筒内密封滑接有活塞10，活塞筒的筒壁上开设有可将喷射腔与活塞筒内部连通的喷气孔16，以及放置有限位球13的通孔，所述活塞上设有位于限位球远离连接两通一侧的台阶，所述套筒上与限位球相对的位置两侧分别开设有凹槽15。活塞上的台阶直径较小处限制限位球从通孔内滚出，活塞对喷气孔形成封堵，台阶的高度为限位球半径的1/5~1/3。

在套筒8的筒壁上穿设有顶至活塞筒的安装辅助螺钉9，在安装时通过安装辅助螺钉对活塞筒进行固定，避免安装过程中活塞筒移动，从而降低了安装难度，在安装完毕后将安装辅助螺钉拆除，以保证活塞筒和套筒可以发生相对滑动。

外罩4与套筒之间通过过渡腔总成连接，所述过渡腔总成包括小径端与套筒密封固接的锥筒7，以及一端与锥筒大径端密封固接的圆筒6，所述圆筒6的另一端与外罩4密封固接，外罩的出口面倾斜设置。

高压腔总成包括一端与活塞筒密封固接的高压腔体17，以及固接于高压腔体另一端的尾柄3，尾柄3上安装有与高压腔体连通的充气管12，尾柄远离高压腔体的一端固接有压力表壳2，所述压力表壳2与推杆固定连接，压力表壳内设有与高压腔体连通的压力表。

为了对装备进行防护，并方便安装固定，本实施例还包括防护罩5，两外罩均位于防护罩内侧且与防护罩固接；防护罩的外形可以是圆形、方形、梯形或多边形，防护罩的材质可以是不锈钢、黄铜、塑料或钢板；所述接收板的形状为圆形、方形或多边形。

上述煤矿井下自动双向隔爆装备的使用方法，包括如下步骤：

1、未发生爆炸时，活塞将喷气孔堵住，在限位球的作用下，活塞静止。

2、装备左侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与左侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向右滑动。

左侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。

右侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。

3、装备右侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与右侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向左滑动。

右侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。

左侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。

无论在本装备的哪一侧发生爆炸，均可通过本装备的结构在装备两侧形成干粉团，对爆炸进行隔离，保证巷道安全。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：包括两端分别密封固接有外罩（4）的套筒（8）和滑接于所述套筒内的连接两通（14），所述连接两通（14）的两侧分别依次固接有活塞筒（18）、高压腔总成和推杆（19），推杆（19）上固设有接收板（1），高压腔总成、活塞筒与所在侧的外罩之间形成充有干粉的喷射腔，所述外罩的出口端固设有支撑高压腔总成的支撑套（11），高压腔总成内部与活塞筒内部连通，活塞筒内密封滑接有活塞（10），活塞筒的筒壁上开设有可将喷射腔与活塞筒内部连通的喷气孔（16），以及放置有限位球（13）的通孔，所述活塞上设有位于限位球远离连接两通一侧的台阶，所述套筒上与限位球相对的位置两侧分别开设有凹槽（15）。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述套筒（8）的筒壁上穿设有顶至活塞筒的安装辅助螺钉（9）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述外罩（4）与套筒之间通过过渡腔总成连接，所述过渡腔总成包括小径端与套筒密封固接的锥筒（7），以及一端与锥筒大径端密封固接的圆筒（6），所述圆筒（6）的另一端与外罩（4）密封固接。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述外罩的出口面倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述高压腔总成包括一端与活塞筒密封固接的高压腔体（17），以及固接于高压腔体另一端的尾柄（3），尾柄（3）上安装有与高压腔体连通的充气管（12），尾柄远离高压腔体的一端固接有压力表壳（2），所述压力表壳（2）与推杆固定连接，压力表壳内设有与高压腔体连通的压力表。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述连接两通内开设有分别连通两侧活塞筒的出气通道，套筒上开设有与出气通道连通的出气孔。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述连接两通的两侧均固接有连接套，连接套与所在侧的活塞筒通过螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：所述台阶的高度为限位球半径的1/5~1/3。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿井下自动双向隔爆装备，其特征在于：还包括防护罩（5），两外罩均位于防护罩内侧且与防护罩固接，防护罩的外形可以是圆形、方形、梯形或多边形，防护罩的材质可以是不锈钢、黄铜、塑料或钢板；所述接收板的形状为圆形、方形或多边形。

10.一种权利要求1~9任一项煤矿井下自动双向隔爆装备的使用方法，其特征在于：

（1）未发生爆炸时，活塞将喷气孔堵住，在限位球的作用下，活塞静止；

（2）装备左侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与左侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向右滑动；

左侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

右侧活塞筒上的限位球移至右侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

（3）装备右侧的巷道内发生爆炸时，产生的冲击波与右侧的接收板接触，冲击力经推杆和高压腔总成传至两活塞筒，使两活塞筒沿轴向向左滑动；

右侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对右侧的活塞具有向左的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔；

左侧活塞筒上的限位球移至左侧的凹槽时，由于高压腔总成内的高压气体对左侧的活塞具有向右的推力，在台阶的作用下，限位球被顶至凹槽内，活塞失去限制而沿轴向发生位移，从失去对喷气孔的封堵，高压腔总成内的高压气体经喷气孔进入喷射腔，将喷射腔内的干粉喷出，形成对火焰的阻隔。