CN113650688A - 一种矿用应急排水车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矿用应急排水车，属于矿用应急排水抢险设备技术领域；包括行走装置、液压控制系统和电气控制系统、平台机构、吊装回转机构、清障机构、排水泵提升机构和排水泵；行走装置设有履带式底盘，平台机构安装在行走装置中心架上；吊装回转机构布置在平台机构中心位置，能够360°旋转，清障机构安装于行走装置中心架上，能够将障碍物推至车体两侧；固定排水泵的排水泵提升机构安装于平台机构前端滑轨，液压控制系统和电气控制系统配合工作使排水车按照指示运转，安装于平台机构。对比现有技术，本发明充分考虑各部件的位置排布，达到整体结构简单、布局紧凑的要求，能够实现快速调运排水设备，达到高效排水的目的。

Description

一种矿用应急排水车
技术领域
本发明涉及一种排水车，特别涉及一种矿用应急排水车，属于矿用应急排水抢险设备技术领域。
背景技术
目前煤矿透水事故发生后，传统的排水抢险救援方式仍以人工搬运排水泵为主，存在劳动强度大、移动排水设备易损、排水效率低等问题，同时为适应大小煤矿巷道尺寸限制，研发了一种微型化履带式矿用应急排水车。该排水车体积小、重量轻、可快速行驶至工作面应急排水，自动化程度高，能够手动操作也可遥控操作，同时配置排水泵吊装机构，方便排水泵吊运更换等。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决传统排水设备运送存在的劳动强度大、移动排水设备易损、排水效率低等问题，提出一种矿用应急排水车，为煤矿工人和设备的安全提供技术保障。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种矿用应急排水车，包括行走装置、液压控制系统和电气控制系统，还包括平台机构、吊装回转机构、清障机构、排水泵提升机构和排水泵；
行走装置设有履带式底盘，能够在煤矿巷道内复杂地面上行驶；平台机构安装在行走装置中心架上；吊装回转机构布置在平台机构中心位置，能够360°旋转，实现吊运排水泵和/或其它排水设备；清障机构安装于行走装置中心架上，能够将障碍物推至车体两侧；排水泵提升机构安装于平台机构前端滑轨，能够固定排水泵，可上下调整位置，在排水时降低位置使排水泵吸水口处于水面以下进行抽水作业，行驶时将排水泵提升至高位；液压控制系统和电气控制系统配合工作使排水车按照指示运转，安装于平台机构。
作为优选，所述排水车还包括能够将电气控制系统电动机及液压控制系统液压主泵、主操作阀体、外接手动操作阀、液压油箱以及吊装回转机构支座总成罩住的框架。
作为优选，所述排水车动力选用电压为1140V和660V可以自由切换的矿用隔爆型三相异步电动机，经电液转换实现各机械部件的动作。
作为优选，所述排水车还包括网络摄像仪总成、矿用隔爆型声光报警器、物位传感器及矿用防爆灯，以实现对排水车的远程智能遥控操作。
作为优选，所述排水车还包括座椅，用于方便操作者坐着操控所述排水车。
作为优选，所述排水泵采用矿用隔爆型潜水排沙电泵。
作为优选，所述清障机构包括前清障机构和后清障机构，二者分别安装在行走装置中心架前后梁上，通过清障油缸的伸缩实现清障铲的起升动作。
作为优选，所述清障机构的清障铲面为锥形结构，能够可靠的将障碍物以及淤泥等杂物推至排水车两侧。
作为优选，所述前清障机构布置在排水泵的前端位置，能够有效保护排水泵因障碍物的磕碰以及吸水口吸入淤泥以及杂物而使排水泵损坏，导致救援无法正常进行。
作为优选，所述排水泵提升机构的升降油缸一端连接提升机构固定座，一端连接到行走装置中心架前横梁上部支撑平面上，通过升降油缸实现排水泵提升机构的升降动作，提升机构两侧设计有T型导轨凹槽，能够沿着平台前端内侧T型导轨上下滑动。
作为优选，所述吊装回转机构通过涡轮蜗杆回转支承进行360°旋转，通过升降油缸实现吊臂的俯仰动作，通过伸缩油缸实现内臂沿着外臂的伸缩动作，通过吊绳油缸实现吊绳的伸出与缩回动作，通过结构布置设计，将伸缩油缸布置在外臂外侧、吊绳油缸布置在内臂内侧，使吊臂整体结构美观、紧凑。
作为优选，所述电动机及液压主泵装配后安装在平台左侧前端位置，左侧后端位置安装有手动液控主操作阀及座椅；平台右侧前端位置安装外接手动操作阀；平台右侧中间位置布置液压油箱，平台右侧后端位置布置电控操作箱。
作为优选，所述外接手动操作阀，在连接具有快换接头的液压胶管后，能够实现对外接潜排装置或者其它外接液压设备的控制，拓展了整车的其他设备的使用功效。
作为优选，所述网络摄像仪总成布置在平台机构的平台左侧前端位置，通过连接矿用无线手机视频，可以在远处清晰的看到排水车前端水面的实时动态情况，为使传输信号持续增强，在车上系统配置了矿用本安型基站和矿用板状天线。
作为优选，所述若干矿用防爆灯分别布置在平台左侧前端、右侧前端和平台左侧后端座椅下方；矿用隔爆型声光报警器布置在平台机构的框架体上部；物位传感器布置在框架中间下部，用来检测水位的高低，当水位超过物位传感器设定的最高值时，物位传感器能够自动反馈信号，将排水车上电气控制系统断电，有效防止电气短路，而使设备受损以及造成救援人员触电的风险。
作为优选，所述排水车所有动作可以通过车上液压操作手柄操作，也可以通过无线遥控器进行远距离操作。
有益效果
与现有技术相比，本发明采用煤矿井下隔爆型三相异步电动机驱动液压主泵的方式作为动力源，集机、电、液一体化设计，充分考虑各部件的位置排布，达到整体结构简单、布局紧凑的要求，能够实现快速调运排水设备，达到高效排水的目的；符合各类大小煤矿井下透水事故后抢险排水的应急需求，对减小矿工劳动强度、缩短救援时间、保障矿工生命安全、保护国家财产具有极其重要的作用。此外，本发明所有动作执行机构以及电气元器件、液压元器件等通过三维建模以及受力分析计算，结构上经过反复的调整和改进，最终实现结构的合理布置，使整个排水车达到小巧、结构紧凑的功效，使车体尺寸主要表现为行走装置和吊装回转机构的长、宽和高，实现整体设备的微小化，从而能够适用于各类大小煤矿不同的巷道尺寸要求。
附图说明
图1是一种矿用应急排水车结构示意图；其中，(a)为正视图，(b)为左侧视图；
图2是图1所示排水车立体结构示意图；
图3是平台机构结构示意图；其中，(a)为正视图，(b)为俯视图；
图4是吊装回转机构结构示意图；
图5是清障机构结构示意图；其中，(a)为后清障机构示意图，(b)为前清障机构示意图；
图6是排水泵提升机构结构示意图；其中，(a)为正视图，(b)为俯视图；
图7是液压控制系统元件位置部署示意图；
图8是电气控制系统元件位置部署示意图；
图9是框架及座椅结构布置示意图；
附图标记：1-行走装置、2-平台机构、3-吊装回转机构、4-清障机构、5- 排水泵提升机构、6-液压控制系统、7-电气控制系统、8-框架及座椅、9-网络摄像仪总成、10-矿用防爆灯，18-支撑支腿、19-回转支承安装座、20-平台框架、21-提升机构导轨，22-回转支承总成、23-支座总成、24-升降油缸、25-伸缩油缸、26-外臂、27-吊绳油缸、28-导向架、29-内臂、30-吊绳总成，31-后清障铲、32-后清障油缸、33-前油缸支座、34-后清障支腿、35-后油缸支座、 36-前清障油缸、37-前清障支腿、38-前清障铲，39-托架、40-连接座、41-支座、42-排水泵升降油缸、43-栓紧器、44-排水泵，45-主操作阀、46-液压主泵、 47-液压油箱、48-外接手动操作阀，49-电控操作箱、50-电动机、51-电气元器件，52-框架、53-液控箱体、54-座椅。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为对本发明实施例的目的、技术方案和优点进行说明，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。
实施例1
如图1-2所示，为本发明矿用应急排水车，包括行走装置1、液压控制系统6和电气控制系统7、平台机构2、吊装回转机构3、清障机构4、排水泵提升机构5和排水泵；进一步还包括网络摄像仪总成9、矿用隔爆型声光报警器、物位传感器、矿用防爆灯10等，以实现远程操控；
其中，
行走装置1，采用履带车的行走结构，能够在煤矿巷道内复杂地面上行驶；
平台机构2，如图3所示；整体优选为槽钢焊接成的框架20结构，在上平面铺设钢板，下部焊接与行走装置1中心架连接的4根支撑支腿18，前端设计排水泵提升机构5的滑动导轨，中心设有用于安装吊装回转机构的回转支承安装座19；平台机构2支撑支腿通过螺栓与行走装置1中心架连接；
吊装回转机构3，采用类吊车的吊装结构，如图4所示；优选为由回转支承总成22、支座总成23、升降油缸24、伸缩油缸25、外臂26、吊绳油缸27、导向架28、内臂29和吊绳总成30等组成；通过回转支承总成22的涡轮蜗杆回转支承进行360°旋转，通过升降油缸24实现吊臂的俯仰动作，通过伸缩油缸25 实现内臂29沿着外臂26的伸缩动作，通过吊绳油缸27实现吊绳的伸出与缩回动作；
清障装置4，采用类铲车的清障铲结构；如图5所示，优选由前清障机构和后清障机构组成，从前后两端均能作为前进方向将障碍物推至车体两侧；前、后清障机构分别由清障铲、支撑支腿、清障油缸、销轴、安装支座等组成；优选设置清障铲面为锥形结构；前清障机构和后清障机构分别安装在行走装置1 中心架前后梁上，通过清障油缸的伸缩实现清障铲的起升动作；
排水泵提升机构5，如图6所示，由托架、连接座、升降油缸、支座、栓紧器、排水泵等组成；排水泵提升机构的升降油缸42一端连接提升机构固定座，一端通过支座41连接到行走装置1中心架前横梁上部支撑平面上，通过升降油缸42实现排水泵提升机构的升降动作，提升机构两侧设计有T型导轨凹槽，能够沿着平台前端内侧T型导轨上下滑动；排水泵提升机构位于车体前端中间位置，能够固定排水泵，同时在排水时排水泵提升机构降至最低位置，使排水泵吸水口处于水面以下进行抽水作业，行驶时可将排水泵提升机构升至一定高度行驶；排水泵采用矿用隔爆型潜水排沙电泵，直立安装固定在排水泵提升机构上，吸水口在下部，出水口在上部；
液压控制系统6，主要由液压主泵、主操作阀、外接手动操作阀、液压油箱、执行机构(液压油缸、行走马达、回转马达等)及管路辅件等组成，其结构位置如图7所示；
电气控制系统7，主要由电控操作箱、电动机、电气元器件等组成，其结构位置如图8所示；
框架及座椅8，框架及座椅主要由框架、液控箱体、座椅等组成,其结构位置如图9所示；座椅能为排水车操作人员操作提供方便；
电动机50及液压主泵46装配后安装在平台左侧前端位置，左侧后端位置安装有手动液控主操作阀45及座椅54；平台右侧前端位置安装外接手动操作阀 48，安装快接液压胶管后，能够控制外接潜排装置或者其它外接设备的控制；平台右侧中间位置布置液压油箱47，平台右侧后端位置布置电控操作箱49。
框架52安装后，能够将电动机及液压主泵、主操作阀体、外接手动操作阀、液压油箱以及吊装回转机构支座总成部位完全罩住，保证整车的美观度。
网络摄像仪总成布置在平台左侧前端位置；4个矿用防爆灯分别布置在平台左侧前端、右侧前端和平台左侧后端座椅下方(2个)；矿用隔爆型声光报警器布置在框架体上部；物位传感器布置在框架中间下部，用来检测水位的高低。
工作过程：当矿用应急排水车行驶至工作面或运送至工作面时，排水车行驶至水面，将排水泵提升机构下降，保证排水泵吸水口处于水面以下，连接各排水管路后进行排水作业；当水面下降到排水泵吸水口时，将排水车继续往前行驶，确保排水泵能够长时间、不间断的排水。
为了说明本发明的内容及实施方式，本说明书给出了具体实施例。在实施例中引入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本发明所述内容。本领域的技术人员应理解：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，各实施方式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。并且在不脱离本发明及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各种修改、变化或替换都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例及附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种矿用应急排水车，包括行走装置、液压控制系统和电气控制系统，其特征在于：还包括平台机构、吊装回转机构、清障机构、排水泵提升机构和排水泵；
行走装置设有履带式底盘，能够在煤矿巷道内复杂地面上行驶；平台机构安装在行走装置中心架上；吊装回转机构布置在平台机构中心位置，能够360°旋转，实现吊运排水泵和/或其它排水设备；清障机构安装于行走装置中心架上，能够将障碍物推至车体两侧；排水泵提升机构安装于平台机构前端滑轨，能够固定排水泵，可上下调整位置，在排水时降低位置使排水泵吸水口处于水面以下进行抽水作业，行驶时将排水泵提升至高位；液压控制系统和电气控制系统配合工作使排水车按照指示运转，安装于平台机构。
2.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述排水泵提升机构的升降油缸一端连接提升机构固定座，一端连接到行走装置中心架前横梁上部支撑平面上，通过升降油缸实现排水泵提升机构的升降动作，提升机构两侧设计有T型导轨凹槽，能够沿着平台前端内侧T型导轨上下滑动。
3.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述吊装回转机构通过涡轮蜗杆回转支承进行360°旋转，通过升降油缸实现吊臂的俯仰动作，通过伸缩油缸实现内臂沿着外臂的伸缩动作，通过吊绳油缸实现吊绳的伸出与缩回动作。
4.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述排水泵采用矿用隔爆型潜水排沙电泵；所述排水车动力选用电压为1140V和660V可以自由切换的矿用隔爆型三相异步电动机，经电液转换实现各机械部件的动作。
5.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述清障机构包括前清障机构和后清障机构，二者分别安装在行走装置中心架前后梁上，通过清障油缸的伸缩实现清障铲的起升动作，其中，前清障机构布置在排水泵的前端位置，能够有效保护排水泵因障碍物的磕碰以及吸水口吸入淤泥以及杂物而使排水泵损坏，导致救援无法正常进行。
6.根据权利要求5所述的排水车，其特征在于：所述清障机构的清障铲面为锥形结构，能够可靠的将障碍物以及淤泥等杂物推至排水车两侧。
7.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述排水车还包括网络摄像仪总成、矿用隔爆型声光报警器、物位传感器及矿用防爆灯，以实现对排水车的远程智能遥控操作，使所述排水车所有动作可以受车上液压操作手柄和无线遥控器双重操控。
8.根据权利要求7所述的排水车，其特征在于：所述网络摄像仪总成布置在平台机构的平台左侧前端位置；若干矿用防爆灯分别布置在平台左侧前端、右侧前端和平台左侧后端座椅下方；矿用隔爆型声光报警器布置在平台机构的框架体上部；物位传感器布置在框架中间下部，用来检测水位的高低，当水位超过物位传感器设定的最高值时，物位传感器能够自动反馈信号，将排水车上电气控制系统断电，有效防止电气短路，而使设备受损以及造成救援人员触电的风险。
9.根据权利要求1所述的排水车，其特征在于：所述排水车还包括外接手动操作阀，在连接具有快换接头的液压胶管后，能够实现对外接潜排装置或者其它外接液压设备的控制，以及能够将电气控制系统电动机及液压控制系统液压主泵、主操作阀体、外接手动操作阀、液压油箱以及吊装回转机构支座总成罩住的框架。
10.根据权利要求1-9所述的排水车，其特征在于：所述电气控制系统的电动机及液压控制系统的液压主泵装配后安装在平台机构的平台左侧前端位置，左侧后端位置安装有液压控制系统的手动液控主操作阀体及座椅；平台右侧前端位置安装液压控制系统的外接手动操作阀，安装液压控制系统的快接液压胶管后，能够控制外接设备；平台机构的平台右侧中间位置布置液压控制系统的液压油箱，平台右侧后端位置布置电气控制系统的电控操作箱。
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