CN112316348A - 一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，属于一种隔爆装置，包括冲击波接收装置、前接收杆吊挂装置、主体总成、外罩和后悬挂装置，所述冲击波接收装置，有方形冲击波接收板和圆形冲击波接收板，所述前接收杆吊挂装置，包括支撑梁、中间套和六方螺柱，所述主体总成，包括中间柱体和喷气管，所述外罩，包括对接环、外罩壳、支撑环，所述后悬挂装置，包括顶梁、左支座和右支座，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过压力传感器传输电信号，驱动电磁阀开启通气道达到喷射效果，缩减响应时间；装置加上5G模块可实时传送井下爆点位置数据；可更换不同长径比的外罩，适应不同的巷道，使喷射断面更均匀，使用方便。

Description

一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置

技术领域

本发明涉及一种井下隔爆装置，具体是一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置。

背景技术

瓦斯、煤尘爆炸是煤矿生产中的重大灾害。随着科学技术的进步，我国煤矿的安全生产面貌已经发生了深刻的变化，但仍没有从根本上杜绝瓦斯煤尘爆炸事故，近年来重特大瓦斯、煤尘爆炸事故仍时有发生。因此，隔绝瓦斯、煤尘爆炸、防止事故灾害范围的扩大，一直是我国乃至世界上所有产煤国家的重大研究课题。

现有的煤矿井下自动隔爆装置是隔绝煤尘瓦斯爆炸传播、防止连锁爆炸的自动隔爆装置，此装置为纯机械结构。当井下发生瓦斯爆炸时，装置接收板接收到爆炸的冲击波信号，装置外罩喷出隔爆介质，形成灭火粉雾状区域，抑制爆炸火焰，有效阻断爆炸的传播，避免危害更大的连续爆炸。但现有的纯机械结构隔爆装置的启动时间在15ms以内，不能满足所有煤矿井下爆炸情况，也不能准确定位爆炸爆点的准确位置。因此亟需研发一种启动时间更短、能适应不同井下工作断面、能实时准确定位爆点的井下自动隔爆装置，为此本领域技术人员提出了一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，以解决上述背景中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，包括冲击波接收装置、前接收杆吊挂装置、主体总成、外罩和后悬挂装置，所述后悬挂装置位于外罩上部；

所述冲击波接收装置，包括方形冲击波接收板和圆形冲击波接收板，方形冲击波接收板位于圆形冲击波接收板左侧，所述方形冲击波接收板中部固定连通有接收杆，接收杆左端部螺纹连接有一号螺母，一号螺母右侧壁贴合方形冲击波接收板左侧壁，所述方形冲击波接收板右侧壁中心固定连接有一号压力传感器，一号压力传感器右侧贴合设有二号螺母，二号螺母右侧设有六方螺柱，所述六方螺柱右侧设有三号螺母，三号螺母右侧固定连接有圆形冲击波接收板，圆形冲击波接收板右壁侧中心固定连接有二号压力传感器，所述圆形冲击波接收板外侧贴合设有套筒，套筒与接收杆采用滑动连接，套筒外部设有防尘罩，防尘罩左侧通过固定螺母与套筒固定连接；

所述前接收杆吊挂装置，包括支撑梁、中间套和六方螺柱，六方螺柱顶部固定连接有一号柱状螺栓，一号柱状螺栓外部螺纹连接有中间套，中间套顶部螺纹连接有二号柱状螺栓，所述二号柱状螺栓顶部固定连接有支撑梁；

所述主体总成，包括中间柱体和喷气管，所述接收杆右端固定连接有中间柱体，中间柱体底内部螺纹连接有喷气管，喷气管左侧上管壁开设有一号通孔，下管壁开设有二号通孔，中间柱体上部开设有一号丝孔，下部开设有二号丝孔，一号通孔与一号丝孔对应连通，二号通孔与二号丝孔对应连通，所述一号丝孔内固定连接有锥形连接管，锥形连接管顶部螺纹连接有连接螺母，连接螺母顶部固定连接有压力表，所述压力表外部设有壳体，壳体底部与中间柱体顶部采用固定连接，中间柱体顶部左侧固定连接有可拆电源，中间柱体顶部左侧固定连接有5G信号模块，5G信号模块顶部伸出天线与壳体上壁采用固定连接，所述二号丝孔内螺纹连接有引入接头，引入接头内固定连接有阀针，引入接头与阀针组成充气装置，所述喷气管上一号通孔右侧开设有三号通孔，中间柱体右侧开设有通气道，通气道与三号通孔对应连通，在通气道靠中心端部固定连接有电磁阀，电磁阀开关处位于通气道内，所述中间柱体右侧壁固定连接有连接环，所述喷气管右端滑动连接有压紧套筒，喷气管贯穿压紧套筒；

所述外罩，包括对接环、外罩壳、支撑环，所述连接环外部螺纹连接有对接环，对接环右侧固定连接有外罩壳，外罩壳右侧固定连接有支撑环，支撑环内部固定连接有环形圈，环形圈内固定连接有连接筋，连接筋靠中心端部固定连接有支撑套，支撑套与压紧套筒紧密连接，所述外罩壳上部固定连接有搭扣，搭扣上部固定连接有连接螺栓，搭扣右侧开设有装粉口，装粉口螺纹连接有防尘帽，装粉口与防尘帽之间设有垫圈；

所述后悬挂装置，包括顶梁、左支座和右支座，所述左支座和右支座位于顶梁底部，左支座和右支座底部与连接螺栓通过四号螺母连接。

作为本发明进一步的方案：所述二号螺母、六方螺柱和三号螺母与接收杆采用螺纹连接。

作为本发明再进一步的方案：所述六方螺柱、一号柱状螺栓、中间套、二号柱状螺栓和支撑梁左右共设有两组。

作为本发明再进一步的方案：所述二号螺母、六方螺柱和三号螺母之间留有间隙。

作为本发明再进一步的方案：所述接收杆为中空密封杆，一号压力传感器和二号压力传感器位于接收杆内中空位置。

作为本发明再进一步的方案：所述壳体与中间柱体采取固定连接且紧密配合，接收杆与中间柱体采取固定连接且紧密配合。

作为本发明再进一步的方案：所述一号压力传感器、二号压力传感器、电磁阀与可拆电源通过电线连接通电。

作为本发明再进一步的方案：所述三号通孔、通气道和电磁阀绕喷气管圆心均布设有4组。

作为本发明再进一步的方案：所述喷气管右端部与压紧套筒右侧通过固定螺栓固定。

作为本发明再进一步的方案：所述喷气管与中间柱体连接处、连接环与中间柱体连接处、二号丝孔与引入接头连接处设有密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构明了，使用方便，改变原有煤矿井下自动隔爆装置的纯机械结构形式，通过压力传感器传输电信号，驱动电磁阀开启通气道达到喷射效果，缩减响应时间，装置响应速度更快；装置加上5G模块可实时传送井下爆点位置数据；可更换不同长径比的外罩，适应不同的巷道，使喷射断面更均匀，值得推广。

附图说明

图1为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置的结构示意图；

图2为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中冲击波接收装置的结构示意图；

图3为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中主体总成的局部放大图；

图4为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中前悬挂装置的结构示意图；

图5为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中外罩的结构示意图；

图6为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中外罩的三维示意图；

图7为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中后悬挂支架的结构示意图；

图8为一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置中可替换的外罩的结构示意图；

图中：1-冲击波接收装置、2-前接收杆吊挂装置、3-主体总成、4-外罩、5-后悬挂装置、6-密封圈、7-固定螺栓、101-方形冲击波接收板、102-圆形冲击波接收板、103-接收杆、104-一号螺母、105-一号压力传感器、106-二号螺母、107-六方螺柱、108-三号螺母、109-二号压力传感器、110-套筒、111-防尘罩、112-固定螺母、201-支撑梁、202-中间套、203-一号柱状螺栓、204-二号柱状螺栓、301-中间柱体、302-喷气管、303-一号通孔、304-二号通孔、305-一号丝孔、306-二号丝孔、307-锥形连接管、308-连接螺母、309-压力表、310-壳体、311-可拆电源、312-5G信号模块、313-天线、314-引入接头、315-阀针、316-三号通孔、317-通气道、318-电磁阀、319-连接环、320-压紧套筒、401-对接环、402-外罩壳、403-支撑环、404-环形圈、405-连接筋、406-支撑套、407-搭扣、408-连接螺栓、409-装粉口、410-防尘帽、411-垫圈、501-顶梁、502-左支座、503-右支座、504-四号螺母。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例一：请参阅图1-8，一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，包括冲击波接收装置1、前接收杆吊挂装置2、主体总成3、外罩4和后悬挂装置5，所述后悬挂装置5位于外罩4上部，

所述冲击波接收装置1，包括方形冲击波接收板101和圆形冲击波接收板102，方形冲击波接收板101位于圆形冲击波接收板102左侧，所述方形冲击波接收板101中部固定连通有接收杆103，接收杆103左端部螺纹连接有一号螺母104，一号螺母104右侧壁贴合方形冲击波接收板101左侧壁，所述方形冲击波接收板101右侧壁中心固定连接有一号压力传感器105，一号压力传感器105右侧贴合设有二号螺母106，二号螺母106右侧设有六方螺柱107，所述六方螺柱107右侧设有三号螺母108，三号螺母108右侧固定连接有圆形冲击波接收板102，圆形冲击波接收板102右壁侧中心固定连接有二号压力传感器109，所述圆形冲击波接收板102外侧贴合设有套筒110，套筒110与接收杆103采用滑动连接，套筒110外部设有防尘罩111，防尘罩111左侧通过固定螺母112与套筒110固定连接；

所述前接收杆吊挂装置2，包括支撑梁201、中间套202和六方螺柱107，六方螺柱107顶部固定连接有一号柱状螺栓203，一号柱状螺栓203外部螺纹连接有中间套202，中间套202顶部螺纹连接有二号柱状螺栓204，所述二号柱状螺栓204顶部固定连接有支撑梁201；

本发明在使用前，将前接收杆吊挂装置2的支撑梁201和后悬挂装置5的顶梁501固定在巷道顶板上即可，通过阀针315的充气装置向喷气管302内充入气体，压力表309显示喷气管302内气体压力值至合适气压，可拆电源311给一号压力传感器105、二号压力传感器109、电磁阀318和5G信号模块312供电，此时电磁阀318开关通电常闭，通气道317关闭；

所述主体总成3，包括中间柱体301和喷气管302，所述接收杆103右端固定连接有中间柱体301，中间柱体301底内部螺纹连接有喷气管302，喷气管302左侧上管壁开设有一号通孔303，下管壁开设有二号通孔304，中间柱体301上部开设有一号丝孔305，下部开设有二号丝孔306，一号通孔303与一号丝孔305对应连通，二号通孔304与二号丝孔306对应连通，所述一号丝孔305内固定连接有锥形连接管307，锥形连接管307顶部螺纹连接有连接螺母308，连接螺母308顶部固定连接有压力表309，所述压力表309外部设有壳体310，壳体310底部与中间柱体301顶部采用固定连接，中间柱体301顶部左侧固定连接有可拆电源311，中间柱体301顶部左侧固定连接有5G信号模块312，5G信号模块312顶部伸出天线313与壳体310上壁采用固定连接，所述二号丝孔306内螺纹连接有引入接头314，引入接头314内固定连接有阀针315，引入接头314与阀针315组成充气装置，所述喷气管302上一号通孔303右侧开设有三号通孔316，中间柱体301右侧开设有通气道317，通气道317与三号通孔316对应连通，在通气道317靠中心端部固定连接有电磁阀318，电磁阀318开关处位于通气道317内，所述中间柱体301右侧壁固定连接有连接环319，所述喷气管302右端滑动连接有压紧套筒320，喷气管302贯穿压紧套筒320；

所述外罩4，包括对接环401、外罩壳402、支撑环403，所述连接环319外部螺纹连接有对接环401，对接环401右侧固定连接有外罩壳402，外罩壳402右侧固定连接有支撑环403，支撑环403内部固定连接有环形圈404，环形圈404内固定连接有连接筋405，连接筋405靠中心端部固定连接有支撑套406，支撑套406与压紧套筒320紧密连接，所述外罩壳402上部固定连接有搭扣407，搭扣407上部固定连接有连接螺栓408，搭扣407右侧开设有装粉口409，装粉口409螺纹连接有防尘帽410，装粉口409与防尘帽410之间设有垫圈411；

所述后悬挂装置5，包括顶梁501、左支座502和右支座503，所述左支座502和右支座503位于顶梁501底部，左支座502和右支座503底部与连接螺栓408通过四号螺母504连接；

当井下发生爆炸时形成空气冲击波和火花爆炸面，冲击波的传播速度远远大于火花爆炸面的传播速度，当冲击波到达冲击波接收装置1时，方形冲击波接收板101或圆形冲击波接收板102接收到冲击波，一号压力传感器105或二号压力传感器109传输电信号，从而使电磁阀318断电，电磁阀318开关打开，通气道317导通，喷气管302内储存的高压气体通过三号通孔316和通气道317喷出，从而带动外罩4内的灭火介质喷出，极短的时间内在巷道中形成灭火介质云层，将随后到来的爆炸火焰熄灭，使爆炸在巷道中的传播过程停止，阻止爆炸火灾的蔓延，在电磁阀318断电的同时5G信号模块312通过天线313传输信号，实时准确向地面监测站传送爆炸位置信息。

所述二号螺母106、六方螺柱107和三号螺母108与接收杆103采用螺纹连接。

所述六方螺柱107、一号柱状螺栓203、中间套202、二号柱状螺栓204和支撑梁201左右共设有两组。

所述二号螺母106、六方螺柱107和三号螺母108之间留有间隙。

所述接收杆103为中空密封杆，一号压力传感器105和二号压力传感器109位于接收杆103内中空位置。

所述壳体310与中间柱体301采取固定连接且紧密配合，接收杆103与中间柱体301采取固定连接且紧密配合。

所述一号压力传感器105、二号压力传感器109、电磁阀318与可拆电源311通过电线连接通电。

所述三号通孔316、通气道317和电磁阀318绕喷气管302圆心均布设有4组。

所述喷气管302右端部与压紧套筒320右侧通过固定螺栓7固定。

所述喷气管302与中间柱体301连接处、连接环319与中间柱体301连接处、二号丝孔306与引入接头314连接处设有密封圈6。

实施例二：本实施例作为上一实施例进一步的改进：所述壳体310与中间柱体301采取固定连接且紧密配合，接收杆103与中间柱体301采取固定连接且紧密配合，装置内与外部接触部位全做了紧贴密封处理，可拆电源311及接线连接部位全设在密封部位的内部，隔绝巷道内可燃气体与装置内部接触，杜绝爆炸隐患。

本发明的工作原理是：本发明在使用前，将前接收杆吊挂装置2的支撑梁201和后悬挂装置5的顶梁501固定在巷道顶板上即可，通过阀针315的充气装置向喷气管302内充入气体，压力表309显示喷气管302内气体压力值至合适气压，可拆电源311给一号压力传感器105、二号压力传感器109、电磁阀318和5G信号模块312供电，此时电磁阀318开关通电常闭，通气道317关闭，当井下发生爆炸时形成空气冲击波和火花爆炸面，冲击波的传播速度远远大于火花爆炸面的传播速度，当冲击波到达冲击波接收装置1时，方形冲击波接收板101或圆形冲击波接收板102接收到冲击波，一号压力传感器105或二号压力传感器109传输电信号，从而使电磁阀318断电，电磁阀318开关打开，通气道317导通，喷气管302内储存的高压气体通过三号通孔316和通气道317喷出，从而带动外罩4内的灭火介质喷出，极短的时间内在巷道中形成灭火介质云层，将随后到来的爆炸火焰熄灭，使爆炸在巷道中的传播过程停止，阻止爆炸火灾的蔓延，在电磁阀318断电的同时5G信号模块312通过天线313传输信号，实时准确向地面监测站传送爆炸位置信息。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，包括冲击波接收装置(1)、前接收杆吊挂装置(2)、主体总成(3)、外罩(4)和后悬挂装置(5)，所述后悬挂装置(5)位于外罩(4)上部，其特征在于，

所述冲击波接收装置(1)，包括方形冲击波接收板(101)和圆形冲击波接收板(102)，方形冲击波接收板(101)位于圆形冲击波接收板(102)左侧，所述方形冲击波接收板(101)中部固定连通有接收杆(103)，接收杆(103)左端部螺纹连接有一号螺母(104)，一号螺母(104)右侧壁贴合方形冲击波接收板(101)左侧壁，所述方形冲击波接收板(101)右侧壁中心固定连接有一号压力传感器(105)，一号压力传感器(105)右侧贴合设有二号螺母(106)，二号螺母(106)右侧设有六方螺柱(107)，所述六方螺柱(107)右侧设有三号螺母(108)，三号螺母(108)右侧固定连接有圆形冲击波接收板(102)，圆形冲击波接收板(102)右壁侧中心固定连接有二号压力传感器(109)，所述圆形冲击波接收板(102)外侧贴合设有套筒(110)，套筒(110)与接收杆(103)采用滑动连接，套筒(110)外部设有防尘罩(111)，防尘罩(111)左侧通过固定螺母(112)与套筒(110)固定连接；

所述前接收杆吊挂装置(2)，包括支撑梁(201)、中间套(202)和六方螺柱(107)，六方螺柱(107)顶部固定连接有一号柱状螺栓(203)，一号柱状螺栓(203)外部螺纹连接有中间套(202)，中间套(202)顶部螺纹连接有二号柱状螺栓(204)，所述二号柱状螺栓(204)顶部固定连接有支撑梁(201)；

所述主体总成(3)，包括中间柱体(301)和喷气管(302)，所述接收杆(103)右端固定连接有中间柱体(301)，中间柱体(301)底内部螺纹连接有喷气管(302)，喷气管(302)左侧上管壁开设有一号通孔(303)，下管壁开设有二号通孔(304)，中间柱体(301)上部开设有一号丝孔(305)，下部开设有二号丝孔(306)，一号通孔(303)与一号丝孔(305)对应连通，二号通孔(304)与二号丝孔(306)对应连通，所述一号丝孔(305)内固定连接有锥形连接管(307)，锥形连接管(307)顶部螺纹连接有连接螺母(308)，连接螺母(308)顶部固定连接有压力表(309)，所述压力表(309)外部设有壳体(310)，壳体(310)底部与中间柱体(301)顶部采用固定连接，中间柱体(301)顶部左侧固定连接有可拆电源(311)，中间柱体(301)顶部左侧固定连接有5G信号模块(312)，5G信号模块(312)顶部伸出天线(313)与壳体(310)上壁采用固定连接，所述二号丝孔(306)内螺纹连接有引入接头(314)，引入接头(314)内固定连接有阀针(315)，引入接头(314)与阀针(315)组成充气装置，所述喷气管(302)上一号通孔(303)右侧开设有三号通孔(316)，中间柱体(301)右侧开设有通气道(317)，通气道(317)与三号通孔(316)对应连通，在通气道(317)靠中心端部固定连接有电磁阀(318)，电磁阀(318)开关处位于通气道(317)内，所述中间柱体(301)右侧壁固定连接有连接环(319)，所述喷气管(302)右端滑动连接有压紧套筒(320)，喷气管(302)贯穿压紧套筒(320)；

所述外罩(4)，包括对接环(401)、外罩壳(402)、支撑环(403)，所述连接环(319)外部螺纹连接有对接环(401)，对接环(401)右侧固定连接有外罩壳(402)，外罩壳(402)右侧固定连接有支撑环(403)，支撑环(403)内部固定连接有环形圈(404)，环形圈(404)内固定连接有连接筋(405)，连接筋(405)靠中心端部固定连接有支撑套(406)，支撑套(406)与压紧套筒(320)紧密连接，所述外罩壳(402)上部固定连接有搭扣(407)，搭扣(407)上部固定连接有连接螺栓(408)，搭扣(407)右侧开设有装粉口(409)，装粉口(409)螺纹连接有防尘帽(410)，装粉口(409)与防尘帽(410)之间设有垫圈(411)；

所述后悬挂装置(5)，包括顶梁(501)、左支座(502)和右支座(503)，所述左支座(502)和右支座(503)位于顶梁(501)底部，左支座(502)和右支座(503)底部与连接螺栓(408)通过四号螺母(504)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述二号螺母(106)、六方螺柱(107)和三号螺母(108)与接收杆(103)采用螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述六方螺柱(107)、一号柱状螺栓(203)、中间套(202)、二号柱状螺栓(204)和支撑梁(201)左右共设有两组。

4.根据权利要求1或2所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述二号螺母(106)、六方螺柱(107)和三号螺母(108)之间留有间隙。

5.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述接收杆(103)为中空密封杆，一号压力传感器(105)和二号压力传感器(109)位于接收杆(103)内中空位置。

6.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述壳体(310)与中间柱体(301)采取固定连接且紧密配合，接收杆(103)与中间柱体(301)采取固定连接且紧密配合。

7.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述一号压力传感器(105)、二号压力传感器(109)、电磁阀(318)与可拆电源(311)通过电线连接通电。

8.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述三号通孔(316)、通气道(317)和电磁阀(318)绕喷气管(302)圆心均布设有4组。

9.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述喷气管(302)右端部与压紧套筒(320)右侧通过固定螺栓(7)固定。

10.根据权利要求1所述的一种可调外罩的新型煤矿井下自动隔爆装置，其特征在于，所述喷气管(302)与中间柱体(301)连接处、连接环(319)与中间柱体(301)连接处、二号丝孔(306)与引入接头(314)连接处设有密封圈(6)。

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