CN114040614B - 矿用隔爆型数据传输分站 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿用基站技术领域，提出一种矿用隔爆型数据传输分站，包括壳体、电源系统、电源适配器、数据分站系统、密封开关、保险丝和若干接线端子，所述壳体包括顶盖、侧围板和底盖，顶盖与侧围板通过螺栓连接，侧围板与底盖焊接，壳体上设置有与数据分站系统连接的通信光缆，接线端子为隔爆型穿墙端子，通信光缆为矿用阻燃通信光缆，壳体采用Q235A钢制成，侧围板的内侧设置有加强内衬，加强内衬的内侧设置有两个分布在其前后面的防串火件，防串火件的内侧设置有阻燃垫，加强内侧的左右两侧均设置有一个耐压耐火垫。本装置设计合理、结构简单、隔爆能力较强、安全性较高且有利于促进煤矿信息互通，适合大规模推广。

Description

矿用隔爆型数据传输分站

技术领域

本发明属于矿用基站技术领域，涉及一种矿用隔爆型数据传输分站。

背景技术

迄今为止，我国矿井作业大多采用的是矿用数据传输分站来进行数据及信息的传输；矿用数据传输分站是用采集传感器数据通讯信号，将信号传输到地面计算机的。煤炭行业事故的频繁发生迫使煤矿管理人员必须加大安全监管力度，而现代矿井生产指挥和安全监管对矿用井下设备的要求也越来越大。使用安全可靠的矿用设备对于煤矿的生产指挥和安全监管至关重要。

目前，大多数矿用数据传输分站采用的是传统的钢制外壳材质，其防爆模式是矿用本质安全型。由于井下生产作业属于特殊的高危性行业，恶劣的作业环境提高了对传输设备的要求。现有的矿用数据传输分站在外力的作用下受到震荡及冲击，便会产生爆炸的风险，不但无法保障井下工作人员的生命安全、保障企业的生产安全；同时也使得地面及井下无法实时传输数据及信号，无法进行信息互通，给企业带来巨大的危害及风险。

发明内容

本发明针对上述的矿用数据传输分站所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、隔爆能力较强、安全性较高且有利于促进煤矿信息互通的矿用隔爆型数据传输分站。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的矿用隔爆型数据传输分站，包括壳体，所述壳体包括顶盖、侧围板和底盖，所述顶盖与侧围板通过螺栓连接，所述侧围板与底盖焊接，所述壳体的内部设置有电源系统、电源适配器和数据分站系统，所述壳体上设置有多个数据接口和电源接口，所述电源接口上设置有接线端子，所述接线端子用来连接密封开关和保险丝，所述密封开关和保险丝均与电源适配器电性连接，所述壳体上设置有与数据分站系统连接的通信光缆，所述接线端子为隔爆型穿墙端子，所述通信光缆为矿用阻燃通信光缆，所述壳体采用Q235A钢制成，所述侧围板的前后两侧均设置有多个呈一字形排列分布的数据接口，所述侧围板的左右其中一侧设置有多个电源接口，所述侧围板的内侧设置有加强内衬，所述加强内衬呈矩形框体结构且其内部均匀设置有若干个上下贯通的蜂窝孔，所述加强内衬的侧面设置有与数据接口和电源接口对应的接口孔，所述加强内衬的内侧设置有两个分布在其前后面的防串火件，所述防串火件呈连续直角迂回结构且将数据接口包围在其最内侧，所述防串火件的内侧设置有阻燃垫，所述阻燃垫上设置有与数据接口对应的第一通孔，所述加强内侧的左右两侧均设置有一个耐压耐火垫，所述耐压耐火垫上设置有与电源接口对应的第二通孔。

作为优选，所述底盖为槽型结构，所述底盖的内侧底边设置有与侧围板的底部配合的插槽，所述底盖的顶部内边设置有与侧围板的板面焊接的焊接槽，所述焊接槽用来容纳熔融焊料，所述侧围板上位于焊接槽以下的位置设置有多个加强焊接孔组，所述加强焊接孔组包括多个呈倒三角分布的水平条形焊孔。

作为优选，所述防串火件包括呈连续直角迂回状的防串火板，所述防串火板包括位于其最外侧的迂回头端和位于其最内侧的迂回末端，所述迂回头端与防串火板的板身构成的开口朝下，所述迂回末端设置有封口板，所述防串火板在其朝向壳体中心的一侧置有散火豁口，所述防串火板至少迂回三圈且相邻圈上的散火豁口交错分布。

作为优选，所述防串火板的最内圈朝向壳体中心的一侧为封闭侧。

作为优选，所述耐压耐火垫包括树脂基片，所述树脂基片朝向壳体中心的一侧设置有绝缘碳纤维片材，所述树脂基片朝向加强内衬的一侧设置有与第二通孔对应的树脂管，所述树脂管与接口孔配合。

作为优选，所述阻燃垫包括毛毡层，所述毛毡层的内部设置有若干氧化铝陶瓷空心球，所述毛毡的边缘设置有铜片压框。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的矿用隔爆型数据传输分站，通过采用隔爆型穿墙端子和矿用阻燃性通信光缆可有效提高本装置在通信连接端的隔爆性能以及通信的高效性；利用加强内衬可有效提高本装置的内部抗压性，而防串火件有利于降低壳体内出现连续火花的概率，再加上阻燃垫和耐压耐火垫内防护作用，可有效提高本装置的隔爆性能。

2、本发明提供的矿用隔爆型数据传输分站，通过采用Q235A钢的壳体，Q235A钢能够将可能产生的火花、电弧与周围的环境隔开，再加上防串火件的防串火功能，令壳体有效降低火焰传播速度或终止加速链，使火焰或危险的火焰生成物不能穿越隔爆间隙点燃外部爆炸性环境，从而达到隔爆目的。本装置设计合理、结构简单、隔爆能力较强、安全性较高且有利于促进煤矿信息互通，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例提供的矿用隔爆型数据传输分站的内部轴测图示意图；

图2为实施例提供的矿用隔爆型数据传输分站的剖视图；

图3为实施例提供的矿用隔爆型数据传输分站的主视图；

图4为实施例提供的矿用隔爆型数据传输分站的外部轴测示意图；

图5为实施例提供的图1中A结构的放大示意图；

图6为实施例提供的图2中B结构的放大示意图；

图7为实施例提供的防串火件的轴测图；

图8为实施例提供的耐压耐火垫的轴测图；

图9为实施例提供的矿用隔爆型数据传输分站的电气工作原理图；

以上各图中：

1、壳体；11、顶盖；12、侧围板；13、底盖；131、焊接槽；132、插槽；133、加强焊接孔组；133a、水平条形焊孔；2、数据接口；3、电源接口；4、加强内衬；41、蜂窝孔；5、防串火件；51、防串火板；52、封口板；53、散火豁口；6、阻燃垫；61、第一通孔；62、毛毡层；63、氧化铝陶瓷空心球；64、铜片压框；7、耐压耐火垫；71、第二通孔；72、树脂基片；73、绝缘碳纤维片材；74、树脂管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1—9所示，本发明提供的矿用隔爆型数据传输分站，包括壳体1，所述壳体1包括顶盖11、侧围板12和底盖13，所述顶盖11与侧围板12通过螺栓连接，侧围板12与底盖13焊接，壳体1的内部设置有电源系统、电源适配器和数据分站系统，壳体1上设置有多个数据接口2和电源接口3，电源接口3上设置有接线端子，接线端子用来连接密封开关和保险丝，密封开关和保险丝均与电源适配器电性连接，壳体1上设置有与数据分站系统连接的通信光缆。其中，电源系统、电源适配器、数据分站系统、密封开关和保险丝的工作关系和工作原理为现有技术，本实施例在此不再赘述。在此基础上，本发明重点对壳体1的结构提出改进，并且采用具有较优隔爆性能的金属材质制造。

具体地，本发明提供的接线端子为隔爆型穿墙端子，通信光缆为矿用阻燃通信光缆，壳体1采用Q235A钢制成，侧围板12的前后两侧均设置有多个呈一字形排列分布的数据接口2，侧围板12的左右其中一侧设置有多个电源接口3，侧围板12的内侧设置有加强内衬4，加强内衬4呈矩形框体结构且其内部均匀设置有若干个上下贯通的蜂窝孔41，加强内衬4的侧面设置有与数据接口2和电源接口3对应的接口孔(图中未示出)，加强内衬4的内侧设置有两个分布在其前后面的防串火件5，防串火件5呈连续直角迂回结构且将数据接口2包围在其最内侧，防串火件5的内侧设置有阻燃垫6，阻燃垫6上设置有与数据接口2对应的第一通孔61，加强内侧的左右两侧均设置有一个耐压耐火垫7，耐压耐火垫7上设置有与电源接口3对应的第二通孔。其中，隔爆型穿墙端子有利于提高本装置在通信连接端防火隔爆性能，如外部电源与内部电源系统以及和数据分站系统与通信光缆的连接节点；通过采用矿用阻燃性通信光缆可有效提高通信的高效性和准确性，利于促进煤矿信息互通。

进一步地，本发明在壳体1的设计加强内衬4，加强内衬4采用蜂窝孔41的结构获得较高的抗压强度，有利于提高本装置的内部抗压性以及整体的抗变形能力。阻燃垫6具有良好的阻燃性能，而且作为外接缆线与壳体1内部结构的外圈防护，有利于缩小火花产生的最大口径，从而达到防火阻燃的目的。耐压耐火垫7作为壳体1左右内侧的贴体保护，可以提高壳体1左右侧的抗压性能，而且具有能够发挥防火与散热的作用。通过采用Q235A钢的壳体1，而Q235A钢能够将可能产生的火花、电弧与周围的环境隔开；同时，防串火件5的连续直角迂回结构能够有效缩小壳体1颞部火焰的扩散面积，减小火焰朝壳体1装配缝隙逃逸的概率，达到防串火功能。这样的话，令壳体1能够有效降低火焰传播速度或终止加速链，使火焰或危险的火焰生成物不能穿越隔爆间隙以及防串火组件构成的防护墙而点燃外部爆炸性环境，从而达到隔爆目的。

为了提高本装置的隔爆性能，本发明将底盖13设计为槽型结构，底盖13的内侧底边设置有与侧围板12的底部配合的插槽132，底盖13的顶部内边设置有与侧围板12的板面焊接的焊接槽131，焊接槽131用来容纳熔融焊料，侧围板12上位于焊接槽131以下的位置设置有多个加强焊接孔组133，加强焊接孔组133包括多个呈倒三角分布的水平条形焊孔133a。这样的话，底盖13采用侧焊接的方式来与侧围板12构成一体结构，再加上加强焊接孔组133和焊接槽131中熔融焊料能同时从不同水平位置与侧围板12的侧壁建立焊接关系，相比单独采用底层单线焊接的方式具有更高的焊接稳定性，焊接密封性大大提高，进而显著提高本装置的隔爆性能，同时也具有一定的美观性。

为了提高防串火件5的防串火性能，本发明提供的防串火件5包括呈连续直角迂回状的防串火板51，防串火板51包括位于其最外侧的迂回头端和位于其最内侧的迂回末端，所述迂回头端与防串火板51的板身构成的开口朝下，迂回末端设置有与防串火板板身侧接的封口板52，防串火板51在其朝向壳体1中心的一侧置有散火豁口53，防串火板51至少迂回三圈且相邻圈上的散火豁口53交错分布。其中，防串火板51可以承挡来自各个方向且是壳体1内部电气设备产生的电弧和电火花，在其迂回引导电弧和电火花串流的同时，令散火豁口53削弱电弧和电火花的强度，直到电弧和电火花运动到防串火板51的迂回末端。通过对散火豁口53采用交错分布的形式可以有效避免电弧和电火花在防串火板51迂回路径的断面方向产生相连，从而进一步提高防串火件5的防串火性能。通过将迂回头端的方向进行朝下设计，有效缩短电弧和电火花在迂回头端远端的串流距离，特别避免电弧和电火花进入壳体1的装配缝隙，进而提高本装置的隔爆性能。

进一步地，本发明提供的防串火板51的最内圈朝向壳体1中心的一侧为封闭侧，这样可以有效避免未完全去势的电弧和电火花朝数据接口2串流。

为了提高本装置在左右方向上的隔爆性能，本发明提供对耐压耐火垫7进行性能优化。具体地，耐压耐火垫7包括树脂基片72，树脂基片72朝向壳体1中心的一侧设置有绝缘碳纤维片材73，树脂基片72朝向加强内衬4的一侧设置有与第二通孔对应的树脂管74，树脂管74与接口孔配合。其中，树脂管有利于提高树脂基片在壳体侧壁上的稳定性；树脂基片72具有较高的阻燃性，并能够为绝缘碳纤维片材73提供良好且稳定的粘附基础，而绝缘碳纤维片材73不仅具有良好的阻燃性，还具有较高的抗拉强度、较高的劈拉强度以及耐压性，而且比碳纤维板具有更轻质量与更小体积，能够为壳体1提高较高的抗压性、抗爆性和安全性。

为了提高阻燃垫6的阻燃性能，本发明提供的阻燃垫6包括毛毡层62，毛毡层62的内部设置有若干氧化铝陶瓷空心球63，毛毡层62的边缘设置有铜片压框64。其中，铜片压框64可以提高毛毡层62在防串火件5内部的支撑稳定性或压覆稳定性，而毛毡层62为常用的阻燃材料，具有良好的阻燃性能。本装置在毛毡层62中密布设计氧化铝陶瓷空心球63，一方面可以从提高毛毡抗皱能力方面来提高毛毡本身与侧围板12的粘附稳定性，另一方面则由氧化铝陶瓷空心球63固有的耐高温高压性能来有效抵抗壳体1内部的爆压爆燃，再一方面还能够对气体、蒸汽、液体的水分起到显著的吸附作用，进一步提高本装置的隔爆性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种矿用隔爆型数据传输分站，包括壳体，所述壳体包括顶盖、侧围板和底盖，所述顶盖与侧围板通过螺栓连接，所述侧围板与底盖焊接，所述壳体的内部设置有电源系统、电源适配器和数据分站系统，所述壳体上设置有多个数据接口和电源接口，所述电源接口上设置有接线端子，所述接线端子用来连接密封开关和保险丝，所述密封开关和保险丝均与电源适配器电性连接，所述壳体上设置有与数据分站系统连接的通信光缆，其特征在于，所述接线端子为隔爆型穿墙端子，所述通信光缆为矿用阻燃通信光缆，所述壳体采用Q235A钢制成，所述侧围板的前后两侧均设置有多个呈一字形排列分布的数据接口，所述侧围板的右侧设置有多个电源接口，所述侧围板的内侧设置有加强内衬，所述加强内衬呈矩形框体结构且其内部均匀设置有若干个上下贯通的蜂窝孔，所述加强内衬的侧面设置有与数据接口和电源接口对应的接口孔，所述加强内衬的内侧设置有两个分布在其前后面的防串火件，所述防串火件呈连续直角迂回结构且将数据接口包围在其最内侧，所述防串火件的内侧设置有阻燃垫，所述阻燃垫上设置有与数据接口对应的第一通孔，所述加强内侧的左右两侧均设置有一个耐压耐火垫，所述耐压耐火垫上设置有与电源接口对应的第二通孔；

所述防串火件包括呈连续直角迂回状的防串火板，所述防串火板包括位于其最外侧的迂回头端和位于其最内侧的迂回末端，所述迂回头端与防串火板的板身构成的开口朝下，所述迂回末端设置有封口板，所述防串火板在其朝向壳体中心的一侧置有散火豁口，所述防串火板至少迂回三圈且相邻圈上的散火豁口交错分布，所述防串火板的最内圈朝向壳体中心的一侧为封闭侧。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆型数据传输分站，其特征在于，所述底盖为槽型结构，所述底盖的内侧底边设置有与侧围板的底部配合的插槽，所述底盖的顶部内边设置有与侧围板的板面焊接的焊接槽，所述焊接槽用来容纳熔融焊料，所述侧围板上位于焊接槽以下的位置设置有多个加强焊接孔组，所述加强焊接孔组包括多个呈倒三角分布的水平条形焊孔。

3.根据权利要求1所述的矿用隔爆型数据传输分站，其特征在于，所述耐压耐火垫包括树脂基片，所述树脂基片朝向壳体中心的一侧设置有绝缘碳纤维片材，所述树脂基片朝向加强内衬的一侧设置有与第二通孔对应的树脂管，所述树脂管与接口孔配合。

4.根据权利要求1所述的矿用隔爆型数据传输分站，其特征在于，所述阻燃垫包括毛毡层，所述毛毡层的内部设置有若干氧化铝陶瓷空心球，所述毛毡的边缘设置有铜片压框。

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