CN110284918B - 一种凝胶泡沫灭火装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凝胶泡沫灭火装置及其使用方法，该装置包括进气管、流量计a、气压调节器、进气口、拉伐尔喷管、发泡器、高压主管、流量计b、正三通、高压支管、信号传输器、报警器、浆液管、发泡剂管、控制器和保护套；拉伐尔喷管的前端接通有进气管，进气管的管体中装有气压调节器，进气管位于气压调节器的前端设有流量计a，后端设有进气口；拉伐尔喷管的后端接通有发泡器，外侧设有保护套，拉伐尔管体对称接有浆液管、发泡剂管；发泡器的后端依次经高压主管、正三通与压支管连通。本发明具有智能监测矿井煤自燃发火能力，自动化程度高，极大提高了煤矿井下复杂环境中灭火的时效性和准确性。

Description

一种凝胶泡沫灭火装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下防治煤炭自燃火灾技术领域，尤其是涉及一种凝胶泡沫灭火装置及其使用方法。

背景技术

煤炭自燃是直接威胁矿井安全生产的主要灾害之一。据统计，我国因煤炭自燃而引发的矿井火灾占总矿井火灾的90％以上，煤炭自燃不但烧毁生产设备，冻结大量煤炭资源，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸，而且煤炭自燃还会产生大量的有毒有害气体，给井下工作人员的生命安全造成极大威胁，严重影响了矿井的安全生产。凝胶泡沫灭火技术作为一种新型、高效矿井防灭火技术被广泛应用于采空区煤炭自燃处置，并取得了一定的效果，凝胶泡沫灭火关键技术之一是灭火装置。

为此，公开号为CN102182496B的专利说明书中公开了一种用于煤矿防灭火的泡沫发生器，包括：进料管；与进料管出口端相连的混合器；与混合器出口端相连的发泡器筒体；设置于发泡器筒体前部筒壁上的气体进管；设置于发泡器筒体内入口端的文丘里管，在文丘里管后部管壁上设置有进气孔；设置于发泡器筒体内文丘里管出口端的集流器；设置于发泡器筒体内集流器后的固定杆，集流器安装于固定杆的前端；设置于固定杆中后部的叶轮；混合器内设置有沿其轴线设置的混合器中轴，混合器中轴上设置有搅拌叶片。该装置能产生细腻、均匀的泡沫，但是无法监测采空区煤层发火情况，进气量、凝胶量和发泡剂量需人为控制，操作繁琐，而煤矿现场条件较为复杂，水压和风压不稳定，导致发泡系统可靠性差，严重影响灭火效率，从而不能达到理想的高效、准确防治采空区煤自燃火灾的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种凝胶泡沫灭火装置及其使用方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种凝胶泡沫灭火装置，包括进气管、流量计a、气压调节器、进气口、拉伐尔喷管、发泡器、高压主管、流量计b、正三通、高压支管、信号传输器、报警器、浆液管、发泡剂管、控制器和保护套；

所述拉伐尔喷管的前端接通有进气管，所述进气管的管体中装有气压调节器，所述进气管位于气压调节器的前端设有流量计a，后端设有进气口；

所述拉伐尔喷管的后端接通有发泡器，且所述拉伐尔喷管、发泡器外侧设有保护套，所述拉伐尔喷管位于发泡器前侧的管体对称接有贯穿保护套的浆液管、发泡剂管，所述浆液管上依次设有过滤网Ⅰ、单向阀Ⅰ、流量计c和流量调节阀门Ⅰ，所述发泡剂管上依次设有过滤网Ⅱ、单向阀Ⅱ、流量计d、流量调节阀门Ⅱ；

所述发泡器的后端依次经高压主管、正三通与压支管连通；所述发泡器的腔体内设置有挡流板、螺带混合机构、轴承、固定杆、发泡芯和法兰盘，所述螺带混合机构位于挡流板、发泡芯之间，所述螺带混合机构的两端通过轴承转动限制在两根固定杆上，所述固定杆的两端呈径向固定于发泡器的腔体内壁，所述发泡芯所在的腔室通过法兰盘与前后侧的腔室密封连接；

所述信号传输器与氧气传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器、报警器相连，所述控制器分别通过导线与流量计a、流量计c、流量计d、信号传输器及气压调节器连接。

进一步地，上述凝胶泡沫灭火装置中，所述进气管前侧的导气口与矿井井下通风管相连。

进一步地，上述凝胶泡沫灭火装置中，所述螺带混合机构包括螺杆和固定在其外侧的上行内螺带、下行外螺带，所述下行外螺带套设在上行内螺带的外侧。

进一步地，上述凝胶泡沫灭火装置中，所述发泡芯由螺旋钢丝制成。

进一步地，上述凝胶泡沫灭火装置中，所述高压支管的外端口与采空区煤层注浆管相连。

进一步地，上述凝胶泡沫灭火装置中，所述控制器是型号为ATC的单片机，所述信号传输器、报警器以及各个传感器均通过市售购置。

一种凝胶泡沫灭火装置的使用方法，包括如下步骤：

1)凝胶泡沫灭火装置通过进气管与矿井井下通风管相连；

2)启动控制器、氧气传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器和温度传感器；

3)根据凝胶泡沫需要的气体量，通过观察流量计a的流量设置气体压力调节器的进气量，打开流量调节阀门Ⅰ、流量调节阀门Ⅱ，根据流量计c、流量计d的流量设置气体压力调节器需要保持的气体压力；

4)煤自燃隐患消除后，先关闭控制器和流量调节阀门Ⅰ、流量调节阀门Ⅱ和报警器，继续通气一段时间后，关闭气源及各系统，即完成整个操作过。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的凝胶泡沫灭火装置，可通过氧气传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器实时监测矿井煤自燃发火情况，同时配备报警器，确保采空区煤层发生异常时人员及时撤离。

2、本发明提供的凝胶泡沫灭火装置，具有智能化控制进气量、进凝胶量、进发泡剂量的能力，自动化程度高，保证了发泡装置稳定发泡。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中螺带混合机构的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-进气管，2-流量计a，3-气压调节器，4-进气口，5-拉伐尔喷管，6-发泡器，61-挡流板，62-螺带混合机构，621-螺杆，622-上行内螺带，623-下行外螺带，63-轴承，64-固定杆，65-发泡芯，66-法兰盘，7-高压主管，8-流量计b，9-正三通，10-高压支管，11-信号传输器，12-报警器，13-浆液管，131-过滤网Ⅰ，132-单向阀Ⅰ，133-流量计c，134-流量调节阀门Ⅰ，14-发泡剂管，141-过滤网Ⅱ，142-单向阀Ⅱ，143-流量计d，144-流量调节阀门Ⅱ，15-控制器，16-保护套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实施例为一种凝胶泡沫灭火装置，包括进气管1、流量计a2、气压调节器3、进气口4、拉伐尔喷管5、发泡器6、高压主管7、流量计b8、正三通9、高压支管10、信号传输器11、报警器12、浆液管13、发泡剂管14、控制器15和保护套16。

本实施例中，拉伐尔喷管5的前端接通有进气管1，进气管1的管体中装有气压调节器3，进气管1位于气压调节器3的前端设有流量计a2，后端设有进气口4。

本实施例中，拉伐尔喷管5的后端接通有发泡器6，且拉伐尔喷管5、发泡器6外侧设有保护套16，拉伐尔喷管5位于发泡器6前侧的管体对称接有贯穿保护套16的浆液管13、发泡剂管14，浆液管13上依次设有过滤网Ⅰ131、单向阀Ⅰ132、流量计c133和流量调节阀门Ⅰ134，发泡剂管14上依次设有过滤网Ⅱ141、单向阀Ⅱ142、流量计d143、流量调节阀门Ⅱ144。

本实施例中，发泡器6的后端依次经高压主管7、正三通9与压支管10连通；发泡器6的腔体内设置有挡流板61、螺带混合机构62、轴承63、固定杆64、发泡芯65和法兰盘66，螺带混合机构62位于挡流板61、发泡芯65之间，螺带混合机构62的两端通过轴承63转动限制在两根固定杆64上，固定杆64的两端呈径向固定于发泡器6的腔体内壁，发泡芯65所在的腔室通过法兰盘66与前后侧的腔室密封连接。螺带混合机构62包括螺杆621和固定在其外侧的上行内螺带622、下行外螺带623，下行外螺带623套设在上行内螺带622的外侧。发泡芯65由螺旋钢丝制成。

本实施例中，信号传输器11与氧气传感器111、一氧化碳传感器112、甲烷传感器113、温度传感器114、报警器12相连，控制器15分别通过导线与流量计a2、流量计c133、流量计d143、信号传输器11及气压调节器3连接。

本实施例中，进气管1前侧的导气口与矿井井下通风管相连，高压支管10的外端口与采空区煤层注浆管相连。

本实施例中，控制器15是型号为AT89C51的单片机，信号传输器11、报警器12以及各个传感器均通过市售购置。

本实施例还提供了一种凝胶泡沫灭火装置的使用方法，包括如下步骤：

1)凝胶泡沫灭火装置通过进气管1与矿井井下通风管相连；

2)启动控制器15、氧气传感器111、一氧化碳传感器112、甲烷传感器113和温度传感器114；

3)根据凝胶泡沫需要的气体量，通过观察流量计a2的流量设置气体压力调节器3的进气量，打开流量调节阀门Ⅰ134、流量调节阀门Ⅱ144，根据流量计c133、流量计d143的流量设置气体压力调节器3需要保持的气体压力；

4)煤自燃隐患消除后，先关闭控制器15和流量调节阀门Ⅰ134、流量调节阀门Ⅱ144和报警器12，继续通气一段时间后，关闭气源及各系统，即完成整个操作过程。

本实施例的一个具体应用为：本实施例提供的凝胶泡沫灭火装置，可通过氧气传感器111、一氧化碳传感器112、甲烷传感器113、温度传感器114实时监测矿井煤自燃发火情况，同时配备报警器12，确保采空区煤层发生异常时人员及时撤离。同时，本实施例提供的凝胶泡沫灭火装置具有智能化控制进气量、进凝胶量、进发泡剂量的能力，自动化程度高，保证了发泡装置稳定发泡。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种凝胶泡沫灭火装置，其特征在于：包括进气管(1)、流量计a(2)、气压调节器(3)、进气口(4)、拉伐尔喷管(5)、发泡器(6)、高压主管(7)、流量计b(8)、正三通(9)、高压支管(10)、信号传输器(11)、报警器(12)、浆液管(13)、发泡剂管(14)、控制器(15)和保护套(16)；

所述拉伐尔喷管(5)的前端接通有进气管(1)，所述进气管(1)的管体中装有气压调节器(3)，所述进气管(1)位于气压调节器(3)的前端设有流量计a(2)，后端设有进气口(4)；

所述拉伐尔喷管(5)的后端接通有发泡器(6)，且所述拉伐尔喷管(5)、发泡器(6)外侧设有保护套(16)，所述拉伐尔喷管(5)位于发泡器(6)前侧的管体对称接有贯穿保护套(16)的浆液管(13)、发泡剂管(14)，所述浆液管(13)上依次设有过滤网Ⅰ(131)、单向阀Ⅰ(132)、流量计c(133)和流量调节阀门Ⅰ(134)，所述发泡剂管(14)上依次设有过滤网Ⅱ(141)、单向阀Ⅱ(142)、流量计d(143)、流量调节阀门Ⅱ(144)；

所述发泡器(6)的后端依次经高压主管(7)、正三通(9)与高压支管(10)连通；所述发泡器(6)的腔体内设置有挡流板(61)、螺带混合机构(62)、轴承(63)、固定杆(64)、发泡芯(65)和法兰盘(66)，所述螺带混合机构(62)位于挡流板(61)、发泡芯(65)之间，所述螺带混合机构(62)的两端通过轴承(63)转动限制在两根固定杆(64)上，所述固定杆(64)的两端呈径向固定于发泡器(6)的腔体内壁，所述发泡芯(65)所在的腔室通过法兰盘(66)与前后侧的腔室密封连接，所述螺带混合机构(62)包括螺杆(621)和固定在其外侧的上行内螺带(622)、下行外螺带(623)，所述下行外螺带(623)套设在上行内螺带(622)的外侧；

所述信号传输器(11)与氧气传感器(111)、一氧化碳传感器(112)、甲烷传感器(113)、温度传感器(114)、报警器(12)相连，所述控制器(15)分别通过导线与流量计a(2)、流量计c(133)、流量计d(143)、信号传输器(11)及气压调节器(3)连接。

2.根据权利要求1所述的凝胶泡沫灭火装置，其特征在于：所述进气管(1)前侧的导气口与矿井井下通风管相连。

3.根据权利要求1所述的凝胶泡沫灭火装置，其特征在于：所述发泡芯(65)由螺旋钢丝制成。

4.根据权利要求1所述的凝胶泡沫灭火装置，其特征在于：所述高压支管(10)的外端口与采空区煤层注浆管相连。

5.根据权利要求1所述的凝胶泡沫灭火装置，其特征在于：所述控制器(15)是型号为AT89C51的单片机，所述信号传输器(11)、报警器(12)以及各个传感器均通过市售购置。

6.根据权利要求1-5任一项所述凝胶泡沫灭火装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)凝胶泡沫灭火装置通过进气管(1)与矿井井下通风管相连；

2)启动控制器(15)、氧气传感器(111)、一氧化碳传感器(112)、甲烷传感器(113)和温度传感器(114)；

3)根据凝胶泡沫需要的气体量，通过观察流量计a(2)的流量设置气压调节器(3)的进气量，打开流量调节阀门Ⅰ(134)、流量调节阀门Ⅱ(144)，根据流量计c(133)、流量计d(143)的流量设置气压调节器(3)需要保持的气体压力；

4)煤自燃隐患消除后，先关闭控制器(15)和流量调节阀门Ⅰ(134)、流量调节阀门Ⅱ(144)和报警器(12)，继续通气一段时间后，关闭气源及各系统，即完成整个操作过程。

Images