CN111425254B - 一种折展式拱形巷道封堵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种折展式拱形巷道封堵装置，包括多个折展机构、多个侧展机构、顶部连接件、防火布、行走轮机构和控制中心，折展机构包括支撑杆和伸展杆；侧展机构铰接在每两个支撑杆间，包括多个侧展杆和侧展杆连接件；行走轮机构铰接在支撑杆上；控制中心包括计算机。本发明结构简单、结构稳定，有足够的强度、连接精准、传动效率高；且具有一定的机动性，能够良好的满足井下封堵工作的连续化、标准化、智能化、少人化需求，使井下封堵工作更加便捷方便，提高可靠性与工作效率、节约人工成本、省时省力，降低工作强度，满足智能化要求。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下安全防护技术领域，尤其涉及一种折展式拱形巷道封堵装置。
背景技术
在煤矿开采的过程中，煤炭采用后退式开采，在开采后形成采空区，采空区内还存在部分余煤，由于外部裂隙，容易发生采空区余煤自燃。而余煤自燃现象发生是采煤工作无法避免的问题，为了切断巷道中空气进入采空区，避免发生大量开采的煤炭燃烧和瓦斯气体进入发生爆炸，引起事故和造成煤炭损失，需要一种快速封堵的装置；但目前的封堵装置有些拆卸过程繁琐、机动性不强、只能固定在单一位置工作、不智能、封堵效果差，尤其是拱形巷道，因此亟需一种封堵效果好、安全可靠的封堵装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种折展式拱形巷道封堵装置。
一种折展式拱形巷道封堵装置，包括多个折展机构、多个侧展机构、顶部连接件、防火布、行走轮机构和控制中心，折展机构包括支撑杆和伸展杆，伸展杆根据连接位置不同分为第一伸展杆和第二伸展杆，支撑杆两端均连接有支撑杆连接件，分别称为第一支撑杆连接件和第二支撑杆连接件；第一伸展杆一端与第一支撑杆连接件铰接，另一端通过伸展杆连接件与第二伸展杆铰接，第二伸展杆另一端与顶部连接件铰接；侧展机构铰接在每两个支撑杆间，包括多个侧展杆和侧展杆连接件，侧展杆一端铰接在侧展杆连接件上，另一端与支撑杆连接件铰接；所述行走轮机构铰接在支撑杆上，铰接处设置有驱动电机，支撑杆和第一伸展杆的铰接处设置有第一电机，第一伸展杆和第二伸展杆的铰接处设置有第二电机，驱动电机、第一电机、第二电机的输入轴与控制中心电连接；所述控制中心包括计算机。
所述多个第二伸展杆沿顶部连接件周向均布。
所述顶部连接件为圆柱形，其下表面沿周向均布有多个连接轴。
所述防火布采用柔性材料，固定在整个装置外表面，防火布内部嵌有压电传感器，与控制中心电连接。
所述支撑杆为横截面为“凹”型的直杆。
所述第一支撑杆连接件和第二支撑杆连接件为带有“凹”型槽的连接件，与支撑杆的“凹”型截面相配合。
所述行走轮机构的车轮上设置有电机，电机的输入轴与控制中心电连接。
本发明的有益效果是：本发明中设置有行走轮机构、折展机构和侧展机构，每个部分间铰接，结构稳定、有足够的强度、经久耐用，连接精准、传动效率高，工作过程中各部件不会发生变形、折断影响其正常工作的现象，可保证工作的精确性，将误差降到最低；本发明设置有行走轮机构，使井下封堵装置不再固定与一点，而是具有一定的机动性，行驶平顺、灵活性强、运行轻便，越障能力优良，且不易打滑；该装置所占空间小、结构简单、便于运输和组装；防火布外涂降温涂料，封堵隔火的同时实现降温效果；本发明通过控制中心控制行走轮机构，控制灵活精度高，无须人工搬运，工作安全可靠；结构大折展比，折展方便，可针对不同大小的巷道进行封堵工作；该折展式拱形巷道封堵装置能够良好的满足井下封堵工作的连续化、标准化、智能化、少人化需求，使井下封堵工作更加便捷方便，提高可靠性与工作效率、节约人工成本、省时省力，降低工作强度，满足智能化要求。
附图说明
图1为实施例提供的一种折展式拱形巷道封堵装置的示意图；
图2为本发明中行走轮机构示意图；
图3为本发明中支撑件连接件示意图；
图4为本发明中支撑杆示意图；
图5为本发明中侧展杆连接件示意图；
图6为本发明中伸展杆连接件示意图；
图7为本发明中伸展杆示意图；
图8为本发明中顶部连接件示意图；
图9为本发明展开过程示意图；
图10为本发明工作过程流程图；
其中，1—行走轮机构，2—第一支撑杆连接件，3—支撑杆，4—第二支撑杆连接件，5—侧展杆，6—侧展杆连接件，7—第一伸展杆，8—伸展杆连接件，9—第二伸展杆，10—顶部连接件。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
如图1-8所示，一种折展式拱形巷道封堵装置，包括多个折展机构、多个侧展机构、顶部连接件10、防火布(图中未显示)、行走轮机构1和控制中心(图中未显示)，控制中心包括计算机，采用计算机实现自动控制；折展机构包括支撑杆3和伸展杆，伸展杆根据连接位置不同分为第一伸展杆7和第二伸展杆9，支撑杆3两端均连接有支撑杆连接件，分别称为第一支撑杆连接件2和第二支撑杆连接件4，第一伸展杆7一端与第一支撑杆连接件2铰接，另一端通过伸展杆连接件8与第二伸展杆9铰接，第二伸展杆9另一端与顶部连接件10铰接；多个第二伸展杆9沿顶部连接件10周向均布；侧展机构铰接在每两个支撑杆3间，包括多个侧展杆5和侧展杆连接件6，侧展杆5两端开有连接直孔，一端铰接在侧展杆连接件6上，另一端与支撑杆连接件铰接，一部分与第一支撑杆连接件2铰接，一部分与第二支撑杆连接件4铰接，实现装置侧面的开合。
所述防火布采用柔性材料，固定在整个装置外表面，实现密封隔火；防火布内部嵌有压电薄膜传感器，与控制中心电连接。当装置展开过程中，防火布接触巷道内壁，巷道内壁对防火布产生挤压，压电薄膜传感器实时对计算机反馈，根据动态应变判断封堵情况，针对不同大小截面的拱形巷道可展开不同大小。所述防火布有可选用由包括岩棉或是玻璃丝绵在内的可防火的有机材料复合材料，质量轻；其外表面涂有降温材料，可对燃烧现场封堵的同时进行降温。
所述行走轮机构1铰接在支撑杆3上，铰接处设置有驱动电机，驱动电机的输入轴与控制中心电连接，驱动行走轮机构1向内回收；行走轮机构1如图3所示。整个装置收拢时呈圆柱体，当需要封堵时，行走轮机构1上的电机的输入轴受控制中心指令驱动行走轮机构1沿装置轴心反方向运动，此反方向指远离整个装置的轴心方向，此时装置展开；当装置完全展开后，控制中心向驱动电机的输入轴发出指令，行走轮机构1向内回收，从而整个装置平稳的固定于底面上，保证井下封堵工作平稳、可靠的进行。
所述支撑杆3和第一伸展杆7的铰接处设置有第一电机，驱动第一伸展杆7的转动；第一伸展杆7和第二伸展杆9的铰接处设置有第二电机，驱动第二伸展杆9的转动；第一电机和第二电机的输入轴与控制中心电连接，控制装置顶部的折展程度。
所述顶部连接件10为圆柱形，其下表面沿周向均布有多个连接轴，实现与第二伸展杆9的铰接；其材质采用柔性材质，比如有机硅胶，可产生弹性形变来弥补行走轮回收后的产生的高度差，最终形成顶部的拱形面。
优选的，所述支撑杆3为横截面为“凹”型的直杆，所述第一支撑杆连接件2和第二支撑杆连接件4为带有“凹”型槽的连接件，与支撑杆3的“凹”型截面相配合，实现支撑杆3与第一支撑杆连接件2、第二支撑杆连接件4的连接；在第一支撑杆连接件2、第二支撑杆连接件4的“凹”型槽侧壁上设置有连接轴，实现与第一伸缩杆、侧展杆5的铰接；所述伸展杆连接件8为平行设置有两个连接轴的连接件，分别与第一伸展杆7和第二伸展杆9通过孔轴配合实现铰接。
侧展杆5两端开有连接直孔，侧展杆连接件6上均布有连接轴，实现侧展杆5与侧展杆连接件6的铰接。
所述装置均采用耐火隔热材料，保证封堵工作的正常进行。
作为优选的技术方案，本实施例提供的装置包括八个折展机构以及连接在八个折展机构的支撑杆3间的七个侧展机构，每个侧展机构包括四个侧展杆5，即所述装置中的顶部连接件10上均布有八个连接轴，每个连接轴上连接有第二伸展杆9，第二伸展杆9通过伸展杆连接件8与第一伸展杆7铰接，第一伸展杆7另一端通过第一支撑杆连接件2与支撑杆3铰接；所述侧展机构包括四个侧展杆5，侧展杆连接件6上均布有四个连接轴，分别与四个侧展杆5铰接，其中两个侧展杆5的另一端连接在相邻第一支撑杆连接件2上，另两个侧展杆5的另一端铰接在支撑杆3另一端的第二支撑杆连接件4上。当装置展开后，支撑杆3和支撑杆3间围成八棱主体，装置底部为八边形，顶部为拱面。
上述的一种折展式拱形巷道封堵装置的工作过程如下：
如图10所示为本发明的工作流程图，当拱形巷道需要封堵时，控制中心接收到封堵任务时，驱动行走轮机构1，将所述装置移动至工作点，随后控制中心向行走轮机构1的车轮上的电机的输入轴发出指令，驱动行走轮机构1沿装置轴心反方向运动，即远离轴心方向运动，带动支撑杆3沿装置的轴心散开，通过第一支撑杆连接件2和第二支撑杆连接件4带动伸展杆转动，从而带动侧面的展开，满足折展工作需求；侧面展开，侧展机构外部的防火布触碰到巷道侧壁，防火布内嵌的压电薄膜传感器实时向控制中心反馈，当产生应变时显示底部封堵好；此时控制中心对第一电机和第二电机的输入轴发出指令，驱动第一伸展杆7、第二伸展杆9的转动，当防火布触碰到巷道内壁，压电传感器将采集的信号实时反馈给控制中心，控制中心根据反馈的信息进行判断，当产生应变表示已经封堵好；当封堵好后装置上半部分为拱形，下半部分为连接在一起的八棱柱形，此时结束展开；整个展开过程的状态如图9所示。控制中心向行走轮机构1的驱动电机的输入轴发出指令，驱动电机驱动行走轮机构1转动，向装置内部回收，使整个装置平稳固定在工作点；当行走轮机构1回收后，顶部连接件10变形释放，满足高度补偿，实现最终固定在工作点的密封。
由于行走轮机构1具有一定的高度，回收后会有一定的间隙，因此在设计时使行走轮体积同该机构体积相比相对较小，既能保证装置的移动又不会在回收后给装置造成大的高度差。
本发明能够使井下封堵装置工作点不再单一且具有一定的机动性，通过底部行走装置带动该封堵机构移动到封堵区域，利用其良好的折展性，配合阻火隔热的防火布，对拱形巷道进行封堵阻火并能隔热降温；根据实际要求制造其结构，保证其结构强度满足工作要求，体积满足封堵要求，保证封堵隔火效果，针对不同大小的巷道进行封堵，工作更加方便快捷，人工参与的程度比较低，使煤矿井下工作更加安全，也大大降低工人劳动强度，节约时间；同时大大改善了现场的工作条件，降低煤矿瓦斯爆炸事故造成的声明财产的损失，即保护了井下设备的安全，也保护了现场工作人员的安全，提高了井下工作的安全系数，使井下工作更加安全可靠，以满足井下智能化工作的需要。
Claims (7)
1.一种折展式拱形巷道封堵装置，包括多个折展机构、防火布和控制中心，其特征在于：还包括多个侧展机构、顶部连接件、行走轮机构，折展机构包括支撑杆和伸展杆，伸展杆根据连接位置不同分为第一伸展杆和第二伸展杆，支撑杆两端均连接有支撑杆连接件，分别称为第一支撑杆连接件和第二支撑杆连接件；第一伸展杆一端与第一支撑杆连接件铰接，另一端通过伸展杆连接件与第二伸展杆铰接，第二伸展杆另一端与顶部连接件铰接；侧展机构铰接在每两个支撑杆间，包括多个侧展杆和侧展杆连接件，侧展杆一端铰接在侧展杆连接件上，另一端与支撑杆连接件铰接；所述行走轮机构铰接在支撑杆上，铰接处设置有驱动电机，支撑杆和第一伸展杆的铰接处设置有第一电机，第一伸展杆和第二伸展杆的铰接处设置有第二电机，驱动电机、第一电机、第二电机的输入轴与控制中心电连接；所述控制中心包括计算机。
2.根据权利要求1所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：多个所述第二伸展杆沿顶部连接件周向均布。
3.根据权利要求2所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：所述顶部连接件为圆柱形，其下表面沿周向均布有多个连接轴。
4.根据权利要求1所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：所述防火布采用柔性材料，固定在整个装置外表面，防火布内部嵌有压电传感器，与控制中心电连接。
5.根据权利要求1所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：所述支撑杆为横截面为“凹”型的直杆。
6.根据权利要求5所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：所述第一支撑杆连接件和第二支撑杆连接件为带有“凹”型槽的连接件，与支撑杆的“凹”型截面相配合。
7.根据权利要求1所述的一种折展式拱形巷道封堵装置，其特征在于：所述行走轮机构的车轮上设置有电机，电机的输入轴与控制中心电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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