CN113586121B - 一种具有警报装置的矿井用通风装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有警报装置的矿井用通风装置，属于矿井通风装置领域，一种具有警报装置的矿井用通风装置，在通风装置内瓦斯浓度过高时，瓦斯中包含的芳香烃对橡胶固定环形成腐蚀加速，报警装置整体从输气端内固定环处摔落，落入报警端内，在报警装置与报警端接触时会产生冲击，压缩弹簧会吸收掉大量的上述冲击，反复的伸长或缩短，造成多个弹性纤维所组成的空间结构失效，多个活性炭颗粒相互接接触碰撞碎裂，并释放出原本存储的瓦斯，大幅增加输气端内瓦斯浓度，使得位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪易于检测到变化，可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁。

Description

一种具有警报装置的矿井用通风装置

技术领域

本发明涉及矿井通风装置领域，更具体地说，涉及一种具有警报装置的矿井用通风装置。

背景技术

矿井通风是指将新鲜空气输入矿井下，增加氧气浓度，以稀释并排除矿井中有毒、有害气体和粉尘。矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；冲淡井下有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境，矿井在开采的过程中，会对地质层造成破坏，释放出存储在地质层内的瓦斯，瓦斯在矿井里聚集易诱发爆炸事故或造成矿井工人出现缺氧性窒息，因此矿井通风装置内需设置瓦斯检测设备，以确保井下安全。

瓦斯检测实际上是指甲烷检测，主要检测甲烷在空气中的体积浓度。矿井瓦斯检测的仪器种类很多，煤矿普遍使用的瓦斯检测仪有光学甲烷检测仪和电测式甲烷检测报警仪等，其中电测式甲烷检测报警仪具有体积小、质量轻及检测精度高、读数直观、连续检测、自动报警等优点，广泛应用于各类矿山。

现有的瓦斯检测仪器精度已经相对较高，但是检测的过程中，易受到外界环境的影响，尤其是通风装置内的检测装置，极易出现较大的误差，对检测结果造成影响，对井下的矿工的生命安全造成严重的威胁。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有警报装置的矿井用通风装置，可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有警报装置的矿井用通风装置，包括通风管道，通风管道包括输气端和报警端两部分，输气端与报警端相连通，输气端的内壁上固定连接有固定环，固定环位于报警端的上侧，固定环内插设有报警装置，报警装置包括橡胶固定环和配重环，橡胶固定环与固定环之间过盈配合，橡胶固定环与配重环之间固定连接有压缩弹簧，橡胶固定环与配重环之间设有多个弹性纤维，多个弹性纤维分别与橡胶固定环、配重环或压缩弹簧固定连接，多个弹性纤维均呈三维螺旋状，相邻弹性纤维相互搭接在一起形成三维空间结构，且三维空间结构内存在多个相互连通的空腔，多个三维空间结构内放置有活性炭颗粒，可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁。

进一步的，多个弹性纤维上均固定连接有多个弹性凸起，多个弹性凸起不规则分布，增加多个弹性纤维之间组成的三维空间结构的稳定性，也增加活性炭颗粒存放的稳定性。

进一步的，报警端远离输气端的一端开凿有通孔，通孔内固定连接有与自身相匹配的密封盖，在报警装置触发后，便于维护人员取出并更换报警装置。

进一步的，密封盖与报警端之间连接有密封环，密封环与报警端固定连接，增加报警端与密封环之间的密封效果。

进一步的，报警端的侧壁上开凿有观望窗，观望窗内固定连接有与自身相匹配的亚克力玻璃板，方便维护人员在日常维护过程中对报警端内状态进行观测。

进一步的，密封盖的上端固定连接有缓冲垫，缓冲垫选用耐腐蚀橡胶制成，降低报警装置下坠时对密封盖产生的冲击力，使得密封盖与报警端之间的连接不易出现松动，不易影响通风装置整体的密封性。

进一步的，缓冲垫包括弹性橡胶垫，弹性橡胶垫内开凿有弹性空腔，弹性空腔放置有多个弹性球，多个弹性球包括磁性内核，磁性内核的外侧包覆有弹性外壳，增加缓冲垫整体的弹性，减小报警装置下坠产生的冲击，同时磁性内核的存在会对配重环形成吸附，使得报警装置不易在压缩弹簧作用下弹起。

进一步的，弹性橡胶垫远离密封盖的一端固定开凿有多个毛细裂纹，多个毛细裂纹连通弹性空腔与外界，弹性空腔填充有荧光颜料，在报警装置的冲击下，会将弹性空腔内的荧光颜料从毛细裂纹挤出，方便维护人员在井下昏暗的环境中观测。

进一步的，弹性橡胶垫内埋设有与弹性空腔相匹配的强化网，增加弹性橡胶垫的强度，使得弹性橡胶垫上的毛细裂纹不易继续生长，不易影响缓冲垫的正常使用。

进一步的，强化网选用弹性材料编织而成，增加强化网的弹性，不易影响缓冲垫的缓冲效果。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案中，在通风装置内瓦斯浓度过高时，瓦斯中包含的芳香烃对橡胶固定环形成腐蚀加速，在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪检测到甲烷浓度过量时，直接发出警报，紧急疏散旷工，之后对矿井工作环境和通风装置进行维护，而在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪未检测到甲烷浓度过量时，高浓度的瓦斯会加速对橡胶固定环的腐蚀，使橡胶固定环快速软化，无法和固定环形成连接，报警装置整体从输气端内固定环处摔落，落入报警端内，在报警装置与报警端接触时会产生冲击，压缩弹簧会吸收掉大量的上述冲击，并转化为弹性势能，反复的伸长或缩短，造成多个弹性纤维所组成的空间结构失效，多个活性炭颗粒相互接接触碰撞碎裂，并释放出原本存储的瓦斯，大幅增加输气端内瓦斯浓度，使得位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪易于检测到瓦斯过量，易于触发警报。

可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁，同时利用缓冲垫对报警装置下坠产生的冲击进行缓冲，不易影响报警端与密封盖之间的密封性，不易影响通风装置整体的安全性。

附图说明

图1为本发明的矿井用通风装置的警报装置工作的结构示意图；

图2为本发明的矿井用通风装置的警报装置正常工作时的结构示意图；

图3为本发明的矿井用通风装置的警报装置触发时的结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本发明的警报装置的结构示意图；

图6为本发明的多个弹性纤维内的局部结构示意图；

图7为本发明的弹性纤维结构示意图；

图8为本发明的缓冲垫结构示意图；

图9为图8中B处的构示意图；

图10为本发明的填充球的剖面结构示意图。

图中标号说明：

2报警端、3固定环、4报警装置、401橡胶固定环、402配重环、403压缩弹簧、404弹性纤维、405弹性凸起、406活性炭颗粒、5密封盖、6缓冲垫、601弹性橡胶垫、602弹性空腔、603强化网、604弹性球、605毛细裂纹、7密封环、8亚克力玻璃板、9磁性内核、10弹性外壳。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-6，一种具有警报装置的矿井用通风装置，包括通风管道，通风管道包括输气端和报警端2两部分，输气端与报警端2相连通，输气端的内壁上固定连接有固定环3，固定环3位于报警端2的上侧，固定环3内插设有报警装置4，报警装置4包括橡胶固定环401和配重环402，橡胶固定环401与固定环3之间过盈配合，橡胶固定环401与配重环402之间固定连接有压缩弹簧403，橡胶固定环401与配重环402之间设有多个弹性纤维404，多个弹性纤维404分别与橡胶固定环401、配重环402或压缩弹簧403固定连接，多个弹性纤维404均呈三维螺旋状，相邻弹性纤维404相互搭接在一起形成三维空间结构，且三维空间结构内存在多个相互连通的空腔，多个三维空间结构内放置有活性炭颗粒406。

值得注意的，本方案的通风装置正常工作还需要鼓风机等必需设备，此为本领域技术人员的公知技术，故未在本申请中详细公开，除此之外，在输气端出风口处还应设置有电测式甲烷检测报警仪，至于电测式甲烷检测报警仪正常工作所需要的配套设备也为本领域技术人员的公知技术，本领域技术人员可以根据现有技术进行合理地设置，以保证电测式甲烷检测报警仪可以正常工作。

瓦斯是一种以甲烷为主的气体，在现实中，瓦斯中除了甲烷外，还存在大量的芳香烃物质，这些芳香烃会对橡胶材质的橡胶固定环401形成腐蚀。

在通风装置正常工作，矿井内抽出的废气穿过报警装置4时，报警装置4内存在的活性炭颗粒406会对上述废气中的瓦斯或其他有毒气体进行吸附，并存储，随着通风装置工作时间的增长，活性炭颗粒406的吸附能力也逐渐趋于饱和。

在通风装置内瓦斯浓度正常时，瓦斯中包含的芳香烃会对橡胶固定环401形成腐蚀，此类腐蚀为正常损耗，可以监控通风装置的使用寿命，在橡胶固定环401因正常损耗而失去与固定环3之间的连接效果时，需要对通风装置进行正常维护。

而在通风装置内瓦斯浓度过高时，瓦斯中包含的芳香烃对橡胶固定环401形成腐蚀加速，在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪检测到甲烷浓度过量时，直接发出警报，紧急疏散旷工，之后对矿井工作环境和通风装置进行维护，而在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪未检测到甲烷浓度过量时，高浓度的瓦斯会加速对橡胶固定环401的腐蚀，使橡胶固定环401快速软化，无法和固定环3形成连接，报警装置4整体从输气端内固定环3处摔落，落入报警端2内，在报警装置4与报警端2接触时会产生冲击，压缩弹簧403会吸收掉大量的上述冲击，并转化为弹性势能，反复的伸长或缩短，造成多个弹性纤维404所组成的空间结构失效，多个活性炭颗粒406相互接接触碰撞碎裂，并释放出原本存储的瓦斯，大幅增加输气端内瓦斯浓度，使得位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪易于检测到瓦斯过量，易于触发警报。

可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁。

请参阅图7，多个弹性纤维404上均固定连接有多个弹性凸起405，多个弹性凸起405不规则分布，增加多个弹性纤维404之间组成的三维空间结构的稳定性，也增加活性炭颗粒406存放的稳定性。

请参阅图3-4和图8-10，报警端2远离输气端的一端开凿有通孔，通孔内固定连接有与自身相匹配的密封盖5，在报警装置4触发后，便于维护人员取出并更换报警装置4，值得注意的，由于报警装置4内仍包含大量的瓦斯气体，故维护人员在取出和重新安装报警装置4时需要穿着专业的防护服，且通风装置处于关闭状态，密封盖5与报警端2之间连接有密封环7，密封环7与报警端2固定连接，增加报警端2与密封环7之间的密封效果，报警端2的侧壁上开凿有观望窗，观望窗内固定连接有与自身相匹配的亚克力玻璃板8，方便维护人员在日常维护过程中对报警端2内状态进行观测。

密封盖5的上端固定连接有缓冲垫6，缓冲垫6选用耐腐蚀橡胶制成，降低报警装置4下坠时对密封盖5产生的冲击力，使得密封盖5与报警端2之间的连接不易出现松动，不易影响通风装置整体的密封性，缓冲垫6包括弹性橡胶垫601，弹性橡胶垫601内开凿有弹性空腔602，弹性空腔602放置有多个弹性球604，多个弹性球604包括磁性内核9，磁性内核9的外侧包覆有弹性外壳10，增加缓冲垫6整体的弹性，减小报警装置4下坠产生的冲击，同时磁性内核9的存在会对配重环402形成吸附，使得报警装置4不易在压缩弹簧403作用下弹起，弹性橡胶垫601远离密封盖5的一端固定开凿有多个毛细裂纹605，多个毛细裂纹605连通弹性空腔602与外界，弹性空腔602填充有荧光颜料，在报警装置4的冲击下，会将弹性空腔602内的荧光颜料从毛细裂纹605挤出，方便维护人员在井下昏暗的环境中观测，弹性橡胶垫601内埋设有与弹性空腔602相匹配的强化网603，增加弹性橡胶垫601的强度，使得弹性橡胶垫601上的毛细裂纹605不易继续生长，不易影响缓冲垫6的正常使用，强化网603选用弹性材料编织而成，增加强化网603的弹性，不易影响缓冲垫6的缓冲效果。

本方案中，在通风装置内瓦斯浓度过高时，瓦斯中包含的芳香烃对橡胶固定环401形成腐蚀加速，在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪检测到甲烷浓度过量时，直接发出警报，紧急疏散旷工，之后对矿井工作环境和通风装置进行维护，而在位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪未检测到甲烷浓度过量时，高浓度的瓦斯会加速对橡胶固定环401的腐蚀，使橡胶固定环401快速软化，无法和固定环3形成连接，报警装置4整体从输气端内固定环3处摔落，落入报警端2内，在报警装置4与报警端2接触时会产生冲击，压缩弹簧403会吸收掉大量的上述冲击，并转化为弹性势能，反复的伸长或缩短，造成多个弹性纤维404所组成的空间结构失效，多个活性炭颗粒406相互接接触碰撞碎裂，并释放出原本存储的瓦斯，大幅增加输气端内瓦斯浓度，使得位于通风装置出风口处的电测式甲烷检测报警仪易于检测到瓦斯过量，易于触发警报。

可以实现增加对瓦斯检测的精度，不易出现检测误差，不易对井下矿工的生命安全造成威胁，同时利用缓冲垫6对报警装置4下坠产生的冲击进行缓冲，不易影响报警端2与密封盖5之间的密封性，不易影响通风装置整体的安全性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有警报装置的矿井用通风装置，包括通风管道，所述通风管道包括输气端和报警端（2）两部分，其特征在于：所述输气端与报警端（2）相连通，所述输气端的内壁上固定连接有固定环（3），所述固定环（3）位于报警端（2）的上侧，所述固定环（3）内插设有报警装置（4），所述报警装置（4）包括橡胶固定环（401）和配重环（402），所述橡胶固定环（401）与固定环（3）之间过盈配合，所述橡胶固定环（401）与配重环（402）之间固定连接有压缩弹簧（403），所述橡胶固定环（401）与配重环（402）之间设有多个弹性纤维（404），多个所述弹性纤维（404）分别与橡胶固定环（401）、配重环（402）或压缩弹簧（403）固定连接，多个所述弹性纤维（404）均呈三维螺旋状，相邻所述弹性纤维（404）相互搭接在一起形成三维空间结构，且三维空间结构内存在多个相互连通的空腔，多个所述三维空间结构内放置有活性炭颗粒（406）。

2.根据权利要求1所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：多个所述弹性纤维（404）上均固定连接有多个弹性凸起（405），多个所述弹性凸起（405）不规则分布。

3.根据权利要求1所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述报警端（2）远离输气端的一端开凿有通孔，所述通孔内固定连接有与自身相匹配的密封盖（5）。

4.根据权利要求3所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述密封盖（5）与报警端（2）之间连接有密封环（7），所述密封环（7）与报警端（2）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述报警端（2）的侧壁上开凿有观望窗，所述观望窗内固定连接有与自身相匹配的亚克力玻璃板（8）。

6.根据权利要求3所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述密封盖（5）的上端固定连接有缓冲垫（6），所述缓冲垫（6）选用耐腐蚀橡胶制成。

7.根据权利要求6所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述缓冲垫（6）包括弹性橡胶垫（601），所述弹性橡胶垫（601）内开凿有弹性空腔（602），所述弹性空腔（602）放置有多个弹性球（604），多个所述弹性球（604）包括磁性内核（9），所述磁性内核（9）的外侧包覆有弹性外壳（10）。

8.根据权利要求7所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述弹性橡胶垫（601）远离密封盖（5）的一端固定开凿有多个毛细裂纹（605），多个所述毛细裂纹（605）连通弹性空腔（602）与外界，所述弹性空腔（602）填充有荧光颜料。

9.根据权利要求7所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述弹性橡胶垫（601）内埋设有与弹性空腔（602）相匹配的强化网（603）。

10.根据权利要求9所述的一种具有警报装置的矿井用通风装置，其特征在于：所述强化网（603）选用弹性材料编织而成。

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