CN112994220A - 一种煤矿液压支架用不间断电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤矿液压支架用不间断电源，包括隔爆壳体、本安电源模块、电池罩、充放电管理模块、锂离电池组、SMC绝缘安装板；所述隔爆壳体的内底壁固定安装有电池罩，所述电池罩的底部设置有固定块，所述电池罩通过固定块与隔爆壳体的内底壁固定连接，所述电池罩的内部设置有锂离电池组，所述电池罩的顶部设置有电池盖板，所述电池盖板的顶部卡接有SMC绝缘安装板，所述SMC绝缘安装板由上下两块组成，所述上下两块SMC绝缘安装板通过铜柱进行固定连接，使得所述SMC绝缘安装板和铜柱构成方形空腔，且其置于电池罩的顶部；本发明能够长时间连续不断工作以及便于携带充电，且能在煤矿井下瓦斯、粉尘等爆炸性气体环境应用。

Description

一种煤矿液压支架用不间断电源

技术领域

本发明涉及不间断电源技术领域。具体地说是一种煤矿液压支架用不间断电源。

背景技术

目前随着计算机技术和自动化技术的发展，为煤矿生产自动化和高效生产提供了新的出路。液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机，液压支架与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，很大限度上保障煤矿工人的生命安全。液压支架的使用是煤矿井下采煤由人工劳动到机械化生产的根本性转变。电液控制系统的应用使井下采煤实现了由机械化向自动化的变革，是煤矿21世纪的高新技术。综合机械化采煤在煤矿的推广应用，使我国煤矿生产的技术和生产效率达到世界先进水平。但是目前液压支架及其电液控制系统的供电方式仍旧采用拖拽电缆供电，由于工作面环境复杂，经常发生顶板坠物砸断电缆，电缆在拖拽过程中也容易拉断造成液压支架不能正常移架，此外工作面供电故障断电时支架控制系统也不能正常工作，不但影响正常生产，甚至引发安全事故。所以急需研究液压支架后备电源系统及其使用方法，能够保障液压支架安全可靠运行，确保煤矿生产安全有序开展。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够长时间连续不断工作以及便于携带充电，且能在煤矿井下瓦斯、粉尘等爆炸性气体环境应用的一种煤矿液压支架用不间断电源。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种煤矿液压支架用不间断电源，包括隔爆壳体、本安电源模块、电池罩、充放电管理模块、锂离电池组、SMC绝缘安装板；所述隔爆壳体的内底壁固定安装有电池罩，所述电池罩的底部设置有固定块，所述电池罩通过固定块与隔爆壳体的内底壁固定连接，所述电池罩的内部设置有锂离电池组，所述电池罩的顶部设置有电池盖板，所述电池盖板的顶部卡接有SMC绝缘安装板，所述SMC绝缘安装板由上下两块组成，所述上下两块SMC绝缘安装板通过铜柱进行固定连接，使得所述SMC绝缘安装板和铜柱构成方形空腔，且其置于电池罩的顶部，所述底部SMC绝缘安装板的内顶部设置有本安电源模块以及充放电管理板，所述充放电管理板与锂离电池组连接，所述顶部的SMC绝缘安装板顶部设置有状态容量显示板，所述不间断电源模块与所述本安电源模块连接，电池单元便于携带充电，能够为液压支架控制系统及液压支架监测仪器提供可靠电源供给，克服了现有液压支架供电方式的各种缺陷，通过电池单元各种部件的配合，能够使得供电单元对煤矿液压支架实现不间断的供电，同时便于指导作业人员正确安装、充电和使用维护。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述隔爆壳体分为下部壳体和上部盖板组成，由钢板焊接制造，所述隔爆壳体采用材质为Q235钢，壳体厚度6mm，且所述隔爆壳体的隔爆面参数为：L＝28，l＝14，Ra＝6.3.，ic＝0.2，所述与隔爆壳体固定安装在液压支架上，与所述液压支架一起移动，为所述液压支架控制系统提供电源，所述隔爆壳体的顶部设置有法兰，所述法兰的外表面设置有螺纹孔，所述隔爆壳体的顶部设置有箱盖，所述箱盖通过内六角螺栓与法兰外表面的螺纹孔进行密封连接，所述内六角螺栓的数量为多个，所述多个内六角螺栓分别以环形阵列的形式旋紧固定在隔爆壳体的四周，通过隔爆壳体与箱盖的设计，使得装置密封效果较强，防水防尘能力较高，防止灰尘以及水雾的进入，对其内部的设备造成氧化等腐蚀，减少使用寿命的现象，同时隔爆壳体的材质采用Q235钢，壳体厚度为6mm，能够保证在发生爆炸时，能够有效的保护电源的安全，同时在隔爆壳体内部出现事故时，能够防止波及外部，防止造成更大的事故。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述箱盖的中部位置开设有圆形通孔，所述圆形通孔贯穿至箱盖以及隔爆壳体，所述圆形通孔的内部设置有玻璃窗，所述玻璃窗由一块厚玻璃构成，且具有防震效果，所述玻璃窗的顶部设置有铜垫，所述铜垫的直径与玻璃窗的直径相等，所述铜垫的顶部设置有窗座，所述窗座插接在圆形通孔的内部，所述窗座形状呈外梯形结构，所述窗座的横向截面端的直径与铜垫的铜面直径相等，且所述窗座的横向截面端的底端与铜垫的铜面顶部相互接触且压紧，所述玻璃窗的底部设置有橡胶垫，所述橡胶垫为圆形其内部开设有观察孔，所述橡胶垫的底部设置有窗口压盖，所述窗口压盖形状呈内梯形，所述窗口压盖内侧的凸起端的直径与窗座的横向截面端的直径、铜垫的铜面直径以及橡胶垫的橡胶直径相等，所述窗座竖向端的外侧设置有卡接环，所述卡接环与箱盖的底壁进行卡接，所述窗座竖向端的内底壁开设有内螺纹孔，所述窗口压盖外径的外表面开设有螺纹孔，所述螺母旋紧连接至所述窗座竖向端内底壁的螺纹孔以及所述窗口压盖外径外表面的螺纹孔，使得所述窗座和窗口压盖固定连接，窗座形状呈外梯形结构，窗口压盖形状呈内梯形，且窗口压盖内侧的凸起端的直径与窗座的横向截面端的直径、铜垫的铜面直径以及橡胶垫的橡胶直径相等，窗座与窗口能够将橡胶垫、玻璃窗、铜垫三者进行卡接，使得橡胶垫和铜垫分别设置在玻璃窗的底部和顶部，此时的橡胶垫和铜垫对玻璃窗起到减震和密封的作用，而窗座以及窗口能够防止玻璃窗的脱落，在隔爆箱发生振动时，橡胶垫和筒垫能够减少对玻璃窗的振动，防止其损坏，窗座和窗口对其进行固定，同时外部的灰尘由橡胶垫和铜垫进行隔离，防止外部灰尘的进入，对装置内部造成损坏，延长装置使用寿命，此时玻璃窗起到观察的作用，能够非常清晰的观察到状态容量显示板的显示屏，以及充电管理板，不需要打开装置，即可观察到电池及装置内部的工作状态，减少装置的打开，保证装置的使用安全。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述隔爆壳体的前端设置有电源输出接口和电源出入口，所述电源输出接口和电源输入口的内部分别插接有电缆，所述电缆贯穿至隔爆壳体的内部，且与分别与所述充放电管理板连接，所述电源输出接口内部的电缆的另一端与电源输出口固定连接，所述电源输入口内部的电缆的另一端与电源充电接口固定连接，通过在隔爆箱的外表面设置电缆，使得在进行充电，放电时，取消了液压支架拖拽电缆，防止电缆影响液压支架不能正常移架，同时长时间的拖拽，电缆很容易拉断，进入造成供电系统的故障，影响液压支架控制系统的正常工作，杜绝安全事故的发生，同时可人工携带充电。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述隔爆壳体的一侧的中部固定安装有提手，所述提手为形状呈弧形，所述提手分为两段，所述提手与隔爆壳体连接的一段为固定段，所述提手的另一端为活动段，所述活动段通过转动轴与固定段转动连接，所述固定段与活动段能够进行卡接，使得所述提手为一体式固定把手，隔爆壳体的底部固定安装有固定支架，所述固定支架的外表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔可配合螺钉进行固定，所述箱盖的顶部设置有外部标识，通过使用固定支架将隔爆箱安装在液压支架上，使得电源可以随着液压支架一起移动，为液压支架控制系统提供电源。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述不间断电源模块内U1芯片中：所述U1芯片采用型号采用UC3906的16管脚芯片，所述U1芯片的1、8管脚合并后通过电容C2与所述U1芯片的6管脚连接进行接地，所述U1芯片的9管脚为池过充电指示控制信号输出引脚，所述U1芯片的14管脚通过电容C3接地，所述U1芯片的15管脚通过电阻R14与所述U1芯片的14管脚共同接地，所述U1芯片的13管脚通过电阻R5和电阻R3与二极管D2的输入端连接，所述电阻R3的另一端通过电池BT1进行接地，所述U1芯片的12管脚同时由电阻R8的一端与U1芯片的13管脚并联，所述电阻R8的另一端通过电阻R6和电阻R7进行接地，所述U1芯片的13管脚通过电阻R10、电阻R11、电阻R15与U1芯片的10管脚并联，所述U1芯片的10管脚与第二放大电路连接。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述电压控制电路中：所述插接件P1的1管脚接地，所述插接件P1的2管脚依次通过二极管D3与有极性电容C1进行接地，所述二极管D3的后端和有极性电容C1的前端与场效应管Q1的3管脚连接，所述场效应管Q1的3管脚的前端分为两端，所述一端通过电阻R2与第一放大电路连接，所述另一端通过二极管D1与电池Vbat连接，所述场效应管Q1的栅极1管脚与放大电路连接，所述场效应管Q1的2管脚的第一端通过电阻R4和发光二极管D5连接至U1芯片的7管脚，所述场效应管Q1的2管脚的第二端与U1芯片的3管脚和5管脚连接，所述场效应管Q1的2管脚的第三端通过电阻RS2与U1芯片的2管脚和4管脚连接，所述场效应管Q1的2管脚的第四端通过电阻RS1与U1芯片的2管脚和4管脚连接，所述电阻RS1的另一端与三极管Q2的3管脚连接，所述三级管Q2的1管脚与U1芯片的16管脚连接，所述三极管Q2的2管脚分为两端，所述三极管Q2的2管脚的一端通过电阻R1与U1芯片的16管脚连接，所述三极管Q2的2管脚的另一端通过二极管D4和二极管D2与电池Vbat连接。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述第一放大电路中：电池BAT通过电阻R13与电位器P2的3管脚连接，所述电位器P2的1管脚通过电阻R19接地，所述电位器P2的2管脚与电压比较器U2B的6管脚连接，所述电压比较器U2B的5管脚输入为基准电压Vref1,所述输入电压Vin通过电阻R12与电压比较器U2B的7管脚连接，所述电压比较器U2B的7管脚通过电阻R16与三极管Q3的2管脚连接，所述三极管Q3的1管脚接地，所述三级管Q3的3管脚通过电阻R9与电压控制电路连接。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述第二放大电路中：所述电压比较器U2A的2管脚与U1芯片的10管脚连接，所述电压比较器U2A的3管脚分为两端，一端与所述电阻R20连接，另一端通过所述R17与电压比较器U2A的8管脚连接，所述电压比较器U2A的1管脚通过发光二极管D6、电阻R18与电压比较器U2A的8管脚连接，所述电压比较器U2A的8管脚为电压输入，所述电压比较器U2A的4管脚进行接地。

上述一种煤矿液压支架用不间断电源，所述在基准电压电路中：所述参考电压Vref1通过电阻R21三端，所述电阻21的第一端通过电阻R25与稳压二极管Q5的1管脚连接，同时经过电阻R28进行接地，所述电阻R21的第二端与稳压二极管Q5的3管脚连接，所述稳压二极管Q5的2管脚进行接地，所述电阻R21的第三端通过电阻R22与电源VCC12连接，所述电源VCC12与第三放大电路连接，所述稳压电路中：U3芯片的3管脚一端通过有极性电容C4进行接地，所述U3芯片的3管脚的另一端与电阻R24连接，所述电阻R24另一端与稳压二极管Q6的3管脚连接，所述稳压二极管Q6的2管脚进行接地，所述电阻R24另一端分别连接有电阻R23以及电阻R26，所述电阻R23与基准电压Vref连接，所述电阻R26与稳压二极管Q6的1管脚连接，同时通过所述电阻R29进行接地，所述U3芯片的2管脚进行接地，所述U3芯片的1管脚一端通过有极性电容C5进行接地，所述U3芯片的1管脚的另一端分别连接电阻R27与场效应管Q4的3管脚以及衬底连接，所述电阻R27与第三放大电路连接，所述场效应管Q4的2管脚稳压后与插接件P3的1管脚连接，所述插接件P3的2管脚接地，所述插接件P3输出端接至本安电源模块，所述第三放大电路中：所述电池Vbat通过电阻R33与电位器P4的3管脚连接，所述电位器P4的1管脚通过电阻R36接地，所述电位器P4的2管脚与电阻R34连接，所述电阻R34的一端与电压比较器U4A的3管脚连接，所述电阻R34的另一端通过电阻R31与电压比较器U4A的1管脚连接，所述电压比较器U4A的4管脚接地，所述电压比较器U4A的2管脚接基准电压Vref，所述电压比较器U4A的8管脚的一端与基准电压电路连接，所述另一端通过电阻R32与电压比较器U4A的1管脚连接，所述电压比较器U4A的1管脚通过电阻R35与三极管Q7的2管脚连接，所述三极管Q7的1管脚接地，所述三极管Q7的3管脚通过电阻R30分别与稳压电路、场效应管Q4的1管脚连接，通过不间断电源模块对电池进行控制，在使用时，只需将电源输出接口与液压支架控制系统电源供给口对接、旋紧，供电指示灯亮，表明已经正常供电，同时可以针对不同设备，连入不同接口，使得本发明的不间断电源适用于不同的装置，且本装置占用空间小，便于使用安装，切换等，同时通过不间断电源的设置，能够在使用时，供电不需要人工进行切换，电池充电自动切换，保证装置的正常运行，且能够减少不必要的浪费，在对电池进行充电时，只需将电源充电接口与充电电源连接口对接、旋紧，充电指示灯亮，表明已经正常充电，方便快捷，便于更换使用。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

本发明电池单元便于携带充电，能够为液压支架控制系统及液压支架监测仪器提供可靠电源供给，克服了现有液压支架供电方式的各种缺陷，通过电池单元各种部件的配合，能够使得供电单元对煤矿液压支架实现不间断的供电，同时便于指导作业人员正确安装、充电和使用维护。

通过隔爆壳体与箱盖的设计，使得装置密封效果较强，防水防尘能力较高，防止灰尘以及水雾的进入，对其内部的设备造成氧化等腐蚀，减少使用寿命的现象，同时隔爆壳体的材质采用Q235钢，壳体厚度为6mm，能够保证在发生爆炸时，能够有效的保护电源的安全，同时在隔爆壳体内部出现事故时，能够防止波及外部，防止造成更大的事故，使得装置能够在煤矿井下瓦斯、粉尘等爆炸性气体环境应用。

窗座形状呈外梯形结构，窗口压盖形状呈内梯形，且窗口压盖内侧的凸起端的直径与窗座的横向截面端的直径、铜垫的铜面直径以及橡胶垫的橡胶直径相等，窗座与窗口能够将橡胶垫、玻璃窗、铜垫三者进行卡接，使得橡胶垫和铜垫分别设置在玻璃窗的底部和顶部，此时的橡胶垫和铜垫对玻璃窗起到减震和密封的作用，而窗座以及窗口能够防止玻璃窗的脱落，在隔爆箱发生振动时，橡胶垫和筒垫能够减少对玻璃窗的振动，防止其损坏，窗座和窗口对其进行固定，同时外部的灰尘由橡胶垫和铜垫进行隔离，防止外部灰尘的进入，对装置内部造成损坏，延长装置使用寿命，此时玻璃窗起到观察的作用，能够非常清晰的观察到状态容量显示板的显示屏，以及充电管理板，不需要打开装置，即可观察到电池及装置内部的工作状态，减少装置的打开，保证装置的使用安全。

通过使用固定支架将隔爆箱安装在液压支架上，使得电源可以随着液压支架一起移动，为液压支架控制系统提供电源，通过在隔爆箱的外表面设置电缆，使得在进行充电，放电时，取消了液压支架拖拽电缆，防止电缆影响液压支架不能正常移架，同时长时间的拖拽，电缆很容易拉断，进入造成供电系统的故障，影响液压支架控制系统的正常工作，杜绝安全事故的发生，同时可人工携带充电。

通过不间断电源模块对电池进行控制，在使用时，只需将电源输出接口与液压支架控制系统电源供给口对接、旋紧，供电指示灯亮，表明已经正常供电，同时可以针对不同设备，连入不同接口，使得本发明的不间断电源适用于不同的装置，且本装置占用空间小，便于使用安装，切换等，同时通过不间断电源的设置，能够在使用时，供电不需要人工进行切换，电池充电自动切换，保证装置的正常运行，且能够减少不必要的浪费，在对电池进行充电时，只需将电源充电接口与充电电源连接口对接、旋紧，充电指示灯亮，表明已经正常充电，方便快捷，便于更换使用。

附图说明

图1本发明不间断电源中隔爆壳体内部的结构示意图；

图2本发明不间断电源中隔爆壳体顶部的结构示意图。

图3本发明不间断电源模块中电压控制电路的结构示意图；

图4本发明不间断电源模块中基准电压电路的结构示意图；

图5本发明不间断电源模块中稳压电路的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-隔爆壳体；2-法兰；3-箱盖；4-窗座；5-窗口压盖；6-橡胶垫；7-玻璃窗；8-铜垫；9-螺母；10-提手；11-铜柱；12-本安电源模块；13-电池罩；14-状态容量显示板；15-充放电管理板；16-锂离电池组；17-SMC绝缘安装板；18-固定支架；19-电源输出接口；20-电源输出口；21-电缆；22-电源充电接口；23-电源输入口；24-内六角螺栓；25-外部标识。

具体实施方式

一种煤矿液压支架用不间断电源，如图1所示，包括隔爆壳体1、本安电源模块12、电池罩13、充放电管理模块15、锂离电池组16、SMC绝缘安装板17；隔爆壳体1的内底壁固定安装有电池罩13，电池罩13的底部设置有固定块，电池罩13通过固定块与隔爆壳体1的内底壁固定连接，电池罩13的内部设置有锂离电池组16，电池罩13的顶部设置有电池盖板，电池盖板的顶部卡接有SMC绝缘安装板17，SMC绝缘安装板17由上下两块组成，上下两块SMC绝缘安装板17通过铜柱11进行固定连接，使得SMC绝缘安装板17和铜柱11构成方形空腔，且其置于电池罩13的顶部，底部SMC绝缘安装板17的内顶部设置有本安电源模块12以及充放电管理板15，充放电管理板15与锂离电池组16连接，顶部的SMC绝缘安装板17顶部设置有状态容量显示板14，所述不间断电源模块与所述本安电源模块12连接。

隔爆壳体1分为下部壳体和上部盖板组成，由钢板焊接制造，隔爆壳体采用材质为Q235钢，壳体厚度6mm，且隔爆壳体1的隔爆面参数为：L＝28，l＝14，Ra＝6.3，ic＝0.2，与隔爆壳体1固定安装在液压支架上，与液压支架一起移动，为液压支架控制系统提供电源，隔爆壳体1的顶部设置有法兰2，法兰2的外表面设置有螺纹孔，隔爆壳体1的顶部设置有箱盖3，箱盖3通过内六角螺栓24与法兰2外表面的螺纹孔进行密封连接，内六角螺栓24的数量为多个，多个内六角螺栓24分别以环形阵列的形式旋紧固定在隔爆壳体1的四周。

箱盖3的中部位置开设有圆形通孔，圆形通孔贯穿至箱盖3以及隔爆壳体1，圆形通孔的内部设置有玻璃窗7，玻璃窗7由一块厚玻璃构成，且具有防震效果，玻璃窗7的顶部设置有铜垫8，铜垫8的直径与玻璃窗7的直径相等，铜垫8的顶部设置有窗座4，窗座4插接在圆形通孔的内部，窗座4形状呈外梯形结构，窗座4的横向截面端的直径与铜垫8的铜面直径相等，且窗座4的横向截面端的底端与铜垫8的铜面顶部相互接触且压紧，玻璃窗7的底部设置有橡胶垫6，橡胶垫6为圆形其内部开设有观察孔，橡胶垫6的底部设置有窗口压盖5，窗口压盖5形状呈内梯形，窗口压盖5内侧的凸起端的直径与窗座4的横向截面端的直径、铜垫8的铜面直径以及橡胶垫6的橡胶直径相等，窗座4竖向端的外侧设置有卡接环，卡接环与箱盖3的底壁进行卡接，窗座4竖向端的内底壁开设有内螺纹孔，窗口压盖5外径的外表面开设有螺纹孔，螺母9旋紧连接至窗座4竖向端内底壁的螺纹孔以及窗口压盖5外径外表面的螺纹孔，使得窗座4和窗口压盖5固定连接。

如图2所示：隔爆壳体1的前端设置有电源输出接口19和电源出入口23，电源输出接口19和电源输入口23的内部分别插接有电缆21，电缆贯穿至隔爆壳体1的内部，且与分别与充放电管理板15连接，电源输出接口19内部的电缆21的另一端与电源输出口20固定连接，电源输入口23内部的电缆21的另一端与电源充电接口22固定连接。

隔爆壳体1的一侧的中部固定安装有提手10，提手10为形状呈弧形，提手10分为两段，提手10与隔爆壳体1连接的一段为固定段，提手10的另一端为活动段，活动段通过转动轴与固定段转动连接，固定段与活动段能够进行卡接，使得提手10为一体式固定把手，隔爆壳体1的底部固定安装有固定支架18，固定支架18的外表面开设有螺纹孔，螺纹孔可配合螺钉进行固定，箱盖3的顶部设置有外部标识25。

如图3所示，不间断电源模块内U1芯片中：U1芯片采用型号采用UC3906的16管脚芯片，U1芯片的1、8管脚合并后通过电容C2与U1芯片的6管脚连接进行接地，U1芯片的9管脚为池过充电指示控制信号输出引脚，U1芯片的14管脚通过电容C3接地，U1芯片的15管脚通过电阻R14与U1芯片的14管脚共同接地，U1芯片的13管脚通过电阻R5和电阻R3与二极管D2的输入端连接，电阻R3的另一端通过电池BT1进行接地，U1芯片的12管脚同时由电阻R8的一端与U1芯片的13管脚并联，电阻R8的另一端通过电阻R6和电阻R7进行接地，U1芯片的13管脚通过电阻R10、电阻R11、电阻R15与U1芯片的10管脚并联，U1芯片的10管脚与第二放大电路连接。

电压控制电路中：插接件P1的1管脚接地，插接件P1的2管脚依次通过二极管D3与有极性电容C1进行接地，二极管D3的后端和有极性电容C1的前端与场效应管Q1的3管脚连接，场效应管Q1的3管脚的前端分为两端，一端通过电阻R2与第一放大电路连接，另一端通过二极管D1与电池Vbat连接，场效应管Q1的栅极1管脚与放大电路连接，场效应管Q1的2管脚的第一端通过电阻R4和发光二极管D5连接至U1芯片的7管脚，场效应管Q1的2管脚的第二端与U1芯片的3管脚和5管脚连接，场效应管Q1的2管脚的第三端通过电阻RS2与U1芯片的2管脚和4管脚连接，场效应管Q1的2管脚的第四端通过电阻RS1与U1芯片的2管脚和4管脚连接，电阻RS1的另一端与三极管Q2的3管脚连接，三级管Q2的1管脚与U1芯片的16管脚连接，三极管Q2的2管脚分为两端，三极管Q2的2管脚的一端通过电阻R1与U1芯片的16管脚连接，三极管Q2的2管脚的另一端通过二极管D4和二极管D2与电池Vbat连接。

第一放大电路中：电池BAT通过电阻R13与电位器P2的3管脚连接，电位器P2的1管脚通过电阻R19接地，电位器P2的2管脚与电压比较器U2B的6管脚连接，电压比较器U2B的5管脚输入为基准电压Vref1,输入电压Vin通过电阻R12与电压比较器U2B的7管脚连接，电压比较器U2B的7管脚通过电阻R16与三极管Q3的2管脚连接，三极管Q3的1管脚接地，三级管Q3的3管脚通过电阻R9与电压控制电路连接。

第二放大电路中：电压比较器U2A的2管脚与U1芯片的10管脚连接，电压比较器U2A的3管脚分为两端，一端与电阻R20连接，另一端通过R17与电压比较器U2A的8管脚连接，电压比较器U2A的1管脚通过发光二极管D6、电阻R18与电压比较器U2A的8管脚连接，电压比较器U2A的8管脚为电压输入，电压比较器U2A的4管脚进行接地。

如图4所示：在基准电压电路中：参考电压Vref1通过电阻R21三端，电阻21的第一端通过电阻R25与稳压二极管Q5的1管脚连接，同时经过电阻R28进行接地，电阻R21的第二端与稳压二极管Q5的3管脚连接，稳压二极管Q5的2管脚进行接地，电阻R21的第三端通过电阻R22与电源VCC12连接，电源VCC12与第三放大电路连接。

如图5所示：稳压电路中：U3芯片的3管脚一端通过有极性电容C4进行接地，U3芯片的3管脚的另一端与电阻R24连接，电阻R24另一端与稳压二极管Q6的3管脚连接，稳压二极管Q6的2管脚进行接地，电阻R24另一端分别连接有电阻R23以及电阻R26，电阻R23与基准电压Vref连接，电阻R26与稳压二极管Q6的1管脚连接，同时通过电阻R29进行接地，U3芯片的2管脚进行接地，U3芯片的1管脚一端通过有极性电容C5进行接地，U3芯片的1管脚的另一端分别连接电阻R27与场效应管Q4的3管脚以及衬底连接，电阻R27与第三放大电路连接，场效应管Q4的2管脚稳压后与插接件P3的1管脚连接，插接件P3的2管脚接地，插接件P3输出端接至本安电源模块12。

第三放大电路中：电池Vbat通过电阻R33与电位器P4的3管脚连接，电位器P4的1管脚通过电阻R36接地，电位器P4的2管脚与电阻R34连接，电阻R34的一端与电压比较器U4A的3管脚连接，电阻R34的另一端通过电阻R31与电压比较器U4A的1管脚连接，电压比较器U4A的4管脚接地，电压比较器U4A的2管脚接基准电压Vref，电压比较器U4A的8管脚的一端与基准电压电路连接，另一端通过电阻R32与电压比较器U4A的1管脚连接，电压比较器U4A的1管脚通过电阻R35与三极管Q7的2管脚连接，三极管Q7的1管脚接地，三极管Q7的3管脚通过电阻R30分别与稳压电路、场效应管Q4的1管脚连接。

工作原理：隔爆壳体1主要是为煤矿井下瓦斯煤尘等爆炸性气体环境应用而设计的，保障煤矿液压支架用不间断电源能够在煤矿井下安全使用；隔爆壳体1的前端设计有电源输出接口19，保障输出电缆21能够接入隔爆腔体1，而且又符合隔爆要求；隔爆外壳1上设计有电源输入口23，保障输入电缆21能够接入隔爆腔体，而且又符合隔爆要求；电源充电接口22是电源充电时与充电电源连接口；电源输出接口19是电源工作时，与液压支架控制系统电源供给口连接；状态容量显示板14，可显示电源电池容量、电源工作状态(充电状态、供电状态)，具备电源容量过低报警指示功能；玻璃窗7由一块厚玻璃板构成，通过其可看到显示板信息；充放电管理板15，能够控制电池平稳充电，当电池过充电、过放电时起保护作用；锂离子电池组16，为电源提供电能；本安电源模块12，输出符合要求的本质安全电源；固定支架18，可将电源方便可靠固定在液压支架上；提手10，便于人工携带。

煤矿液压支架用不间断电源，使用时固定在液压支架上，将电源输出接口19与液压支架控制系统电源供给口对接、旋紧，供电指示灯亮，表明已经正常供电，一次充电可持续工作8×24小时以上，当容量指示灯报警时，提示需要更换电源，更换下来的电源需要及时充电，充电时将电源充电接口22与充电电源连接口对接、旋紧，充电指示灯亮，表明已经正常充电，当容量显示充满时，充电结束。电源检修维护需要专业人员地面操作，严禁在煤矿井下开盖检修、维护。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，包括隔爆壳体(1)、本安电源模块(12)、电池罩(13)、充放电管理模块(15)、锂离电池组(16)、SMC绝缘安装板(17)、不间断电源模块；所述隔爆壳体(1)的内底壁固定安装有电池罩(13)，所述电池罩(13)的底部设置有固定块，所述电池罩(13)通过固定块与隔爆壳体(1)的内底壁固定连接，所述电池罩(13)的内部设置有锂离电池组(16)，所述电池罩(13)的顶部设置有电池盖板，所述电池盖板的顶部卡接有SMC绝缘安装板(17)，所述SMC绝缘安装板(17)由上下两块组成，所述上下两块SMC绝缘安装板(17)通过铜柱(11)进行固定连接，使得所述SMC绝缘安装板(17)和铜柱(11)构成方形空腔，且其置于电池罩(13)的顶部，所述底部SMC绝缘安装板(17)的内顶部设置有本安电源模块(12)以及充放电管理板(15)，所述充放电管理板(15)与锂离电池组(16)连接，所述顶部的SMC绝缘安装板(17)顶部设置有状态容量显示板(14)，所述不间断电源模块与所述本安电源模块(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，，其特征在于，所述隔爆壳体(1)分为下部壳体和上部盖板组成，由钢板焊接制造，所述隔爆壳体采用材质为Q235钢，壳体厚度6mm，且所述隔爆壳体(1)的隔爆面参数为：L＝28，l＝14，Ra＝6.3，ic＝0.2，所述与隔爆壳体(1)固定安装在液压支架上，与所述液压支架一起移动，为所述液压支架控制系统提供电源，所述隔爆壳体(1)的顶部设置有法兰(2)，所述法兰(2)的外表面设置有螺纹孔，所述隔爆壳体(1)的顶部设置有箱盖(3)，所述箱盖(3)通过内六角螺栓(24)与法兰(2)外表面的螺纹孔进行密封连接，所述内六角螺栓(24)的数量为多个，所述多个内六角螺栓(24)分别以环形阵列的形式旋紧固定在隔爆壳体(1)的四周。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，，其特征在于，所述箱盖(3)的中部位置开设有圆形通孔，所述圆形通孔贯穿至箱盖(3)以及隔爆壳体(1)，所述圆形通孔的内部设置有玻璃窗(7)，所述玻璃窗(7)由一块厚玻璃构成，且具有防震效果，所述玻璃窗(7)的顶部设置有铜垫(8)，所述铜垫(8)的直径与玻璃窗(7)的直径相等，所述铜垫(8)的顶部设置有窗座(4)，所述窗座(4)插接在圆形通孔的内部，所述窗座(4)形状呈外梯形结构，所述窗座(4)的横向截面端的直径与铜垫(8)的铜面直径相等，且所述窗座(4)的横向截面端的底端与铜垫(8)的铜面顶部相互接触且压紧，所述玻璃窗(7)的底部设置有橡胶垫(6)，所述橡胶垫(6)为圆形其内部开设有观察孔，所述橡胶垫(6)的底部设置有窗口压盖(5)，所述窗口压盖(5)形状呈内梯形，所述窗口压盖(5)内侧的凸起端的直径与窗座(4)的横向截面端的直径、铜垫(8)的铜面直径以及橡胶垫(6)的橡胶直径相等，所述窗座(4)竖向端的外侧设置有卡接环，所述卡接环与箱盖(3)的底壁进行卡接，所述窗座(4)竖向端的内底壁开设有内螺纹孔，所述窗口压盖(5)外径的外表面开设有螺纹孔，所述螺母(9)旋紧连接至所述窗座(4)竖向端内底壁的螺纹孔以及所述窗口压盖(5)外径外表面的螺纹孔，使得所述窗座(4)和窗口压盖(5)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述隔爆壳体(1)的前端设置有电源输出接口(19)和电源出入口(23)，所述电源输出接口(19)和电源输入口(23)的内部分别插接有电缆(21)，所述电缆贯穿至隔爆壳体(1)的内部，且与分别与所述充放电管理板(15)连接，所述电源输出接口(19)内部的电缆(21)的另一端与电源输出口(20)固定连接，所述电源输入口(23)内部的电缆(21)的另一端与电源充电接口(22)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，，其特征在于，所述隔爆壳体(1)的一侧的中部固定安装有提手(10)，所述提手(10)为形状呈弧形，所述提手(10)分为两段，所述提手(10)与隔爆壳体(1)连接的一段为固定段，所述提手(10)的另一端为活动段，所述活动段通过转动轴与固定段转动连接，所述固定段与活动段能够进行卡接，使得所述提手(10)为一体式固定把手，隔爆壳体(1)的底部固定安装有固定支架(18)，所述固定支架(18)的外表面开设有螺纹孔，所述螺纹孔可配合螺钉进行固定，所述箱盖(3)的顶部设置有外部标识(25)。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述不间断电源模块内U1芯片中：所述U1芯片采用型号采用UC3906的16管脚芯片，所述U1芯片的1、8管脚合并后通过电容C2与所述U1芯片的6管脚连接进行接地，所述U1芯片的9管脚为池过充电指示控制信号输出引脚，所述U1芯片的14管脚通过电容C3接地，所述U1芯片的15管脚通过电阻R14与所述U1芯片的14管脚共同接地，所述U1芯片的13管脚通过电阻R5和电阻R3与二极管D2的输入端连接，所述电阻R3的另一端通过电池BT1进行接地，所述U1芯片的12管脚同时由电阻R8的一端与U1芯片的13管脚并联，所述电阻R8的另一端通过电阻R6和电阻R7进行接地，所述U1芯片的13管脚通过电阻R10、电阻R11、电阻R15与U1芯片的10管脚并联，所述U1芯片的10管脚与第二放大电路连接。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述电压控制电路中：所述插接件P1的1管脚接地，所述插接件P1的2管脚依次通过二极管D3与有极性电容C1进行接地，所述二极管D3的后端和有极性电容C1的前端与场效应管Q1的3管脚连接，所述场效应管Q1的3管脚的前端分为两端，所述一端通过电阻R2与第一放大电路连接，所述另一端通过二极管D1与电池Vbat连接，所述场效应管Q1的栅极1管脚与放大电路连接，所述场效应管Q1的2管脚的第一端通过电阻R4和发光二极管D5连接至U1芯片的7管脚，所述场效应管Q1的2管脚的第二端与U1芯片的3管脚和5管脚连接，所述场效应管Q1的2管脚的第三端通过电阻RS2与U1芯片的2管脚和4管脚连接，所述场效应管Q1的2管脚的第四端通过电阻RS1与U1芯片的2管脚和4管脚连接，所述电阻RS1的另一端与三极管Q2的3管脚连接，所述三级管Q2的1管脚与U1芯片的16管脚连接，所述三极管Q2的2管脚分为两端，所述三极管Q2的2管脚的一端通过电阻R1与U1芯片的16管脚连接，所述三极管Q2的2管脚的另一端通过二极管D4和二极管D2与电池Vbat连接。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述第一放大电路中：电池BAT通过电阻R13与电位器P2的3管脚连接，所述电位器P2的1管脚通过电阻R19接地，所述电位器P2的2管脚与电压比较器U2B的6管脚连接，所述电压比较器U2B的5管脚输入为基准电压Vref1,所述输入电压Vin通过电阻R12与电压比较器U2B的7管脚连接，所述电压比较器U2B的7管脚通过电阻R16与三极管Q3的2管脚连接，所述三极管Q3的1管脚接地，所述三级管Q3的3管脚通过电阻R9与电压控制电路连接。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述第二放大电路中：所述电压比较器U2A的2管脚与U1芯片的10管脚连接，所述电压比较器U2A的3管脚分为两端，一端与所述电阻R20连接，另一端通过所述R17与电压比较器U2A的8管脚连接，所述电压比较器U2A的1管脚通过发光二极管D6、电阻R18与电压比较器U2A的8管脚连接，所述电压比较器U2A的8管脚为电压输入，所述电压比较器U2A的4管脚进行接地。

10.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架用不间断电源，其特征在于，所述在基准电压电路中：所述参考电压Vref1通过电阻R21三端，所述电阻21的第一端通过电阻R25与稳压二极管Q5的1管脚连接，同时经过电阻R28进行接地，所述电阻R21的第二端与稳压二极管Q5的3管脚连接，所述稳压二极管Q5的2管脚进行接地，所述电阻R21的第三端通过电阻R22与电源VCC12连接，所述电源VCC12与第三放大电路连接；

所述稳压电路中：U3芯片的3管脚一端通过有极性电容C4进行接地，所述U3芯片的3管脚的另一端与电阻R24连接，所述电阻R24另一端与稳压二极管Q6的3管脚连接，所述稳压二极管Q6的2管脚进行接地，所述电阻R24另一端分别连接有电阻R23以及电阻R26，所述电阻R23与基准电压Vref连接，所述电阻R26与稳压二极管Q6的1管脚连接，同时通过所述电阻R29进行接地，所述U3芯片的2管脚进行接地，所述U3芯片的1管脚一端通过有极性电容C5进行接地，所述U3芯片的1管脚的另一端分别连接电阻R27与场效应管Q4的3管脚以及衬底连接，所述电阻R27与第三放大电路连接，所述场效应管Q4的2管脚稳压后与插接件P3的1管脚连接，所述插接件P3的2管脚接地，所述插接件P3输出端接至本安电源模块(12)；

所述第三放大电路中：所述电池Vbat通过电阻R33与电位器P4的3管脚连接，所述电位器P4的1管脚通过电阻R36接地，所述电位器P4的2管脚与电阻R34连接，所述电阻R34的一端与电压比较器U4A的3管脚连接，所述电阻R34的另一端通过电阻R31与电压比较器U4A的1管脚连接，所述电压比较器U4A的4管脚接地，所述电压比较器U4A的2管脚接基准电压Vref，所述电压比较器U4A的8管脚的一端与基准电压电路连接，所述另一端通过电阻R32与电压比较器U4A的1管脚连接，所述电压比较器U4A的1管脚通过电阻R35与三极管Q7的2管脚连接，所述三极管Q7的1管脚接地，所述三极管Q7的3管脚通过电阻R30分别与稳压电路、场效应管Q4的1管脚连接。

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