CN204002920U - 一体化抽水送风控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种一体化抽水送风控制系统，包括两组平行的轨道(4),其特征在于：该轨道(4)截面成“山”形，左右两边是输送管道(6)，钢质枕木(1)内开有空心通道(3)与所述输送管道(6)相通，相邻两根钢质枕木(1)之间设置有一个传输柜(8)，所述传输柜(8)内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)。该方案的显著效果是，利用矿井内都具备的轨道进行搭设抽水和送风系统，能时刻对矿井底部是否有积液进行检测，当有积液时立刻自动开启抽水泵，并将信号向外传输，依次开启抽水泵，进行及时的排水，反应时间短节省时间。

Description

一体化抽水送风控制系统

技术领域

本实用新型涉及井下轨道运输领域，具体涉及一种一体化抽水送风控制系统。

背景技术

轨道运输是目前我国各种矿山井下运输的主要方式。几乎所有的矿井都带有铁轨，轨道运输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。铺设轨道是为了减小车辆运行的阻力，方便运输井内物品。为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕或金属轨枕。根据计算，每铺一公里单轨线路就可节约木材30～40m³。钢筋混凝土轨枕或金属轨枕的优点是：强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。

地下水害是矿井五大灾害之一，我国是煤矿水害的多发国家，水害一般有以下几种情况：1.井下作业打穿地下含水层。2.打穿蓄水较多的溶洞。3.地面水的侵入，如洪水、地面河流、蓄水较多的坑洞等。4.打穿已废弃的封闭的巷道采煤工作面。

矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过裂隙、断层、塌陷区等各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常也称为透水。当遇到水害时，往往需要发现并报警后，人工搬运大型器械，从矿井外，逐步向内抽水。现有技术的缺点是：时间耽搁较长，营救不及时；只有灾后救援，无法提前预防；搬运麻烦，且费时费力。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种集成在铁轨中发现积水后,能在第一时间自动抽水的一体化抽水送风控制系统。

具体技术方案如下：

一种一体化抽水送风控制系统，包括两组平行的轨道,其特征在于：该轨道截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道，每根所述轨道两端的枕木为钢质枕木，钢质枕木内开有空心通道与所述输送管道相通，相邻两根钢质枕木之间设置有一个传输柜，传输柜分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜内设有轨间管道，轨间管道连通所述空心通道；

所述轨间管道的井上端与井上方向的轨道相通，轨间管道的井下端与井下方向的轨道相通，该井下端安装有总阀，轨间管道的中部由送风管道和抽水管道并连组成；

其中抽水管道中安装有抽水泵，抽水管道上连接有开口朝下的抽水管，抽水管中安装有抽水阀，所述抽水管旁还设有液位检测装置；

风机传输柜的送风管道中安装有送风阀和中继风机，气压监测传输柜安装有送风阀和压力传感器；

所述总阀、送风阀、抽水阀、液位检测装置、抽水泵连接在控制电路上，控制电路由抽水控制电路和送风监测电路组成。

采用上述结构，使实心枕木变为空心钢质枕木，其空心部分作为抽水的通道，轨道也带有抽水的通道，且设有液体检测装置，当检测到有液体积聚时，立刻启动抽水泵，进行抽水作业。主动检测，自动在第一时间抽水，不用人为搬运抽水机械，节省人力物力。

其次，在正常状况下，可借助本系统向矿井内送风，通过对管道内空气压力的检测，自动实现本系统的自检，便于系统维护。

所述液位检测装置是电容接近开关SW，所述总阀和送风阀是常开电磁阀，抽水阀是常闭电磁阀，所述抽水泵是直流抽水泵，中继风机是直流风机。

采用上述结构，电容式接近开关检测液体精确，灵敏，且绝缘安全；抽水泵为直流方便矿下电力供给；抽水电磁阀通常情况下是关闭的当需要抽水时，才将相应抽水管的抽水电磁阀打开。

所述抽水控制电路包括电容接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JK1、总阀的控制线圈，其中电容接近开关SW一端经电阻R1接电源VCC，另一端接比较器U1正向输入端，比较器U1正向输入端还经电阻R2接地；比较器U1反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器U1反向输入端还经电阻R4接地；比较器U1的输出端和三极管D1的基极相连，三极管D1的发射极接地，三极管D1的集电极串并联继电器JK1的线圈后电源VCC，继电器JK1的常开开关串接在所述总阀供电回路中，还串接在抽水阀供电回路中。

通过此电路，由电容式接近开关SW即液体检测装置来控制继电器JK1的通断，从而控制本级传输柜中抽水电磁阀的打开和总阀的关闭。

所述比较器U1的输出端还连接有二极管D5的正极，D5的负极接三极管D3的基极，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵电机M的供电回路中，继电器JK2的常开开关还串接在送风阀的供电回路中，继电器JK2的常闭开关串接在中继风机的供电回路中。

相邻传输柜中，井下一级的控制电路的所述三极管D4的发射极为透水信号输出端VOUT1，井上一级控制电路设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为井上一级的透水信号输入端VIN1，与井下一级的透水信号输出端VOUT1连接，放大器U2的反向输入端经电阻R10接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端接所述三极管D3的基极，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。

通过此电路，实现整条铁轨之中的联动，后一级信号往前一级传输，当后一级出现漏水时，后一级的抽水泵启动，信号同时传给前一级，前一级收到信号后，也控制抽水泵启动，由一级传一级直至井口。动力大，传输速度快，不会因为距离远而衰减。

所述送风监测电路中设置有压力传感器A1，压力传感器A1输入端分别接电源VCC和地，该压力传感器A1第一输出端接放大器U3正向输入端，压力传感器A1第二输出端接放大器U4正向输入端，放大器U3输出端经电阻R11接放大器U3反向输入端，放大器U4输出端经电阻R12接放大器U4反向输入端，放大器U3反向输入端和放大器U4反向输入端之间通过滑动变阻器R20相连，放大器U3输出端经电阻R13接放大器U5正向输入端，放大器U4输出端经电阻R14接放大器U5反向输入端，放大器U5正向输入端还经电阻R16接地，放大器U5输出端经电阻R17接放大器U5反向输入端，放大器U5输出端还接比较器U6反向输入端，比较器U6正向输入端经电阻R18接电源VCC，经电阻R19接地；比较器U6的输出端和三极管D11的基极相连，三极管D11的发射极接地，三极管D11的集电极串继电器JK3的线圈接电源VCC，继电器JK3的常开开关串在总阀和灯泡LAMP的供电回路中；继电器JK3的常开开关和继电器JK1的常开开关并联后连接总阀。

所述比较器U6的输出端还连接有二极管D15的正极，D15的负极接三极管D13的基极，三极管D13的集电极接电源VCC，三极管D13的发射极依次经过电阻R26、电阻R27接地；

相邻传输柜中，井下一级的控制电路的所述电阻R26和电阻R27的公共端为漏气信号输出端VOUT2，井上一级控制电路设置有比较器U7，该比较器U7的正向输入端为井上一级的漏气信号输入端VIN2，与井下一级的漏气信号输出端VOUT2连接，比较器U7的反向输入端接比较电压，比较器U7的输出端接所述三极管D13的基极。

出现管路漏气后，报警信号逐级上传到井口，当报警信号传递到风机传输柜时，可临时关闭风机传输柜的中继风机。

所述透水信号输出端VOUT1、漏气信号输出端VOUT2信号输出端都连接有射频发射器，透水信号输入端VIN1、漏气信号输入端VIN2都连接有射频接收器。

所述钢质枕木上端开有一组定位孔与所述输送管道相通，定位孔处设置有弹簧挡块，该弹簧挡块经弹簧与所述输送管道相连接，弹簧推动弹簧挡块封闭住所述定位孔；

所述输送管道安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管、立管上端与输送管道相通，立管下端经支柱焊接有推板，推板伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块；

轨间管道安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管、立管上端与轨间管道相通，立管下端经支柱焊接有推板，推板伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块。

所述定位孔的上端安装有密封圈。

采用上述结构，使钢质枕木和输送管道、轨间管道紧密对接，且未插入轨道前，钢质枕木可以密闭完好。

有益效果：采用以上技术方案的一体化抽水送风控制系统，利用矿井内都具备的轨道进行搭设抽水系统，隐蔽不占空间，高效利用轨道系统，能时刻对矿井底部是否有积液进行检测，当有积液时立刻自动开启抽水泵，并将信号向外传输，依次开启抽水泵，进行及时的排水，反应时间短，不用人为搬运抽水设备，节省时间。

在正常状况下，可借助本系统向矿井内送风，通过对管道内空气压力的检测，自动实现本系统的自检，便于系统维护。

附图说明

图1为传输柜、钢质枕木及轨道的装配关系图；

图2为气压监测传输柜的结构示意图；

图3为风机传输柜的结构示意图；

图4为图3中A部分定位孔的结构示意图；

图5为图3中A部分定位孔的使用状态图；

图6为抽水控制电路的原理图；

图7为送风监测电路的原理图；

图8为总阀(2a)供电电路图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2、3所示，一种一体化抽水送风控制系统，包括两组平行的轨道4,该轨道4截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道6，每根所述轨道4两端的枕木为钢质枕木1，钢质枕木1内开有空心通道3与所述输送管道6相通，相邻两根钢质枕木1之间设置有一个传输柜8，传输柜8分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道4布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜8内设有轨间管道9，轨间管道9连通所述空心通道3；

所述轨间管道9的井上端与井上方向的轨道4相通，轨间管道9的井下端与井下方向的轨道4相通，该井下端安装有总阀2a，轨间管道9的中部由送风管道9a和抽水管道9b并连组成；

其中抽水管道9b中安装有抽水泵5b，抽水管道9b上连接有开口朝下的抽水管11，抽水管11中安装有抽水阀2c，所述抽水管11旁还设有液位检测装置14；

风机传输柜的送风管道9a中安装有送风阀2b和中继风机5a，气压监测传输柜安装有送风阀2b和压力传感器；

所述总阀2a、送风阀2b、抽水阀2c、液位检测装置14、抽水泵5b连接在控制电路13上，控制电路13由抽水控制电路和送风监测电路组成。

如图6、7、8所示，所述液位检测装置14是电容接近开关SW，所述总阀2a和送风阀2b是常开电磁阀，抽水阀2c是常闭电磁阀，所述抽水泵5b是直流抽水泵，中继风机5a是直流风机。

所述抽水控制电路包括电容接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JK1、总阀2a的控制线圈，其中电容接近开关SW一端经电阻R1接电源VCC，另一端接比较器U1正向输入端，比较器U1正向输入端还经电阻R2接地；比较器U1反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器U1反向输入端还经电阻R4接地；比较器U1的输出端和三极管D1的基极相连，三极管D1的发射极接地，三极管D1的集电极串并联继电器JK1的线圈后电源VCC，继电器JK1的常开开关串接在所述总阀2a供电回路中，还串接在抽水阀2c供电回路中。

所述比较器U1的输出端还连接有二极管D5的正极，D5的负极接三极管D3的基极，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵电机M的供电回路中，继电器JK2的常开开关还串接在送风阀2b的供电回路中，继电器JK2的常闭开关串接在中继风机5a的供电回路中，还串接在抽水泵5b的供电回路中。

相邻传输柜8中，井下一级的控制电路13的所述三极管D4的发射极为透水信号输出端VOUT1，井上一级控制电路13设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为井上一级的透水信号输入端VIN1，与井下一级的透水信号输出端VOUT1连接，放大器U2的反向输入端经电阻R10接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端接所述三极管D3的基极，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。

所述透水信号输出端VOUT1连接有射频发射器，透水信号输出端VOUT1连接有射频接收器。

所述送风监测电路中设置有压力传感器A1，压力传感器A1输入端分别接电源VCC和地，该压力传感器A1第一输出端接放大器U3正向输入端，压力传感器A1第二输出端接放大器U4正向输入端，放大器U3输出端经电阻R11接放大器U3反向输入端，放大器U4输出端经电阻R12接放大器U4反向输入端，放大器U3反向输入端和放大器U4反向输入端之间通过滑动变阻器R20相连，放大器U3输出端经电阻R13接放大器U5正向输入端，放大器U4输出端经电阻R14接放大器U5反向输入端，放大器U5正向输入端还经电阻R16接地，放大器U5输出端经电阻R17接放大器U5反向输入端，放大器U5输出端还接比较器U6反向输入端，比较器U6正向输入端经电阻R18接电源VCC，经电阻R19接地；比较器U6的输出端和三极管D11的基极相连，三极管D11的发射极接地，三极管D11的集电极串继电器JK3的线圈接电源VCC，继电器JK3的常开开关串在总阀2a和灯泡LAMP的供电回路中；

所述比较器U6的输出端还连接有二极管D15的正极，D15的负极接三极管D13的基极，三极管D13的集电极接电源VCC，三极管D13的发射极依次经过电阻R26、电阻R27接地；

相邻传输柜8中，井下一级的控制电路13的所述电阻R26和电阻R27的公共端为漏气信号输出端VOUT2，井上一级控制电路13设置有比较器U7，该比较器U7的正向输入端为井上一级的漏气信号输入端VIN2，与井下一级的漏气信号输出端VOUT2连接，比较器U7的反向输入端接比较电压，比较器U7的输出端接所述三极管D13的基极。

如图4、5所示，所述钢质枕木1上端开有一组定位孔与所述输送管道6相通，定位孔处设置有弹簧挡块，该弹簧挡块经弹簧与所述输送管道6相连接，弹簧推动弹簧挡块封闭住所述定位孔；

所述输送管道6安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管7、立管7上端与输送管道6相通，立管7下端经支柱焊接有推板15，推板15伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块；

轨间管道安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管7、立管7上端与轨间管道相通，立管7下端经支柱焊接有推板15，推板15伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块。

所述定位孔的上端安装有密封圈。

本实用新型的工作原理是：

正常状态下轨道与井口的风机连接，并开动沿途各个中继风机，把风送入轨道的最深处，此时，各中继风机工作，各送风阀打开，各总阀打开。各水泵关闭，抽水阀关闭。

当某一段轨道或轨间管道9泄漏，在其最近的压力传感器检测到压力丢失，控制本级的总阀关闭，指示灯报警，并上传漏气信息。

当某一段矿井积水，液位传感器工作，控制本级的总阀关闭，本级水泵和抽水阀打开，为保护中继风机，关闭各级送风阀，指示灯报警，并上传积水信息，此时，井口的轨道切换到主抽水泵上，主抽水泵工作。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种一体化抽水送风控制系统，包括两组平行的轨道(4),其特征在于：该轨道(4)截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道(6)，每根所述轨道(4)两端的枕木为钢质枕木(1)，钢质枕木(1)内开有空心通道(3)与所述输送管道(6)相通，相邻两根钢质枕木(1)之间设置有一个传输柜(8)，传输柜(8)分为风机传输柜和气压监测传输柜两种，沿轨道(4)布置时，每两个风机传输柜之间间隔有N个气压监测传输柜，所述传输柜(8)内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)；

所述轨间管道(9)的井上端与井上方向的轨道(4)相通，轨间管道(9)的井下端与井下方向的轨道(4)相通，该井下端安装有总阀(2a)，轨间管道(9)的中部由送风管道(9a)和抽水管道(9b)并连组成；

其中抽水管道(9b)中安装有抽水泵(5b)，抽水管道(9b)上连接有开口朝下的抽水管(11)，抽水管(11)中安装有抽水阀(2c)，所述抽水管(11)旁还设有液位检测装置(14)；

风机传输柜的送风管道(9a)中安装有送风阀(2b)和中继风机(5a)，气压监测传输柜安装有送风阀(2b)和压力传感器；

所述总阀(2a)、送风阀(2b)、抽水阀(2c)、液位检测装置(14)、抽水泵(5b)连接在控制电路(13)上，控制电路(13)由抽水控制电路和送风监测电路组成。

2.根据权利要求1所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述液位检测装置(14)是电容接近开关SW，所述总阀(2a)和送风阀(2b)是常开电磁阀，抽水阀(2c)是常闭电磁阀，所述抽水泵(5b)是直流抽水泵，中继风机(5a)是直流风机。

3.根据权利要求2所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述抽水控制电路包括电容接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JK1、总阀(2a)的控制线圈，其中电容接近开关SW一端经电阻R1接电源VCC，另一端接比较器U1正向输入端，比较器U1正向输入端还经电阻R2接地；比较器U1反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器U1反向输入端还经电阻R4接地；比较器U1的输出端和三极管D1的基极相连，三极管D1的发射极接地，三极管D1的集电极串并联继电器JK1的线圈后电源VCC，继电器JK1的常开开关串接在所述总阀(2a)供电回路中，还串接在抽水阀(2c)供电回路中。

4.根据权利要求3所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述比较器U1的输出端还连接有二极管D5的正极，D5的负极接三极管D3的基极，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵电机M的供电回路中，继电器JK2的常开开关还串接在送风阀(2b)的供电回路中，继电器JK2的常闭开关串接在中继风机(5a)的供电回路中，还串接在抽水泵(5b)的供电回路中。

5.根据权利要求4所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：相邻传输柜(8)中，井下一级的控制电路(13)的所述三极管D4的发射极为透水信号输出端VOUT1，井上一级控制电路(13)设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为井上一级的透水信号输入端VIN1，与井下一级的透水信号输出端VOUT1连接，放大器U2的反向输入端经电阻R10接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端接所述三极管D3的基极，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。

6.根据权利要求5所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述透水信号输出端VOUT1连接有射频发射器，透水信号输出端VOUT1连接有射频接收器。

7.根据权利要求2所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述送风监测电路中设置有压力传感器A1，压力传感器A1输入端分别接电源VCC和地，该压力传感器A1第一输出端接放大器U3正向输入端，压力传感器A1第二输出端接放大器U4正向输入端，放大器U3输出端经电阻R11接放大器U3反向输入端，放大器U4输出端经电阻R12接放大器U4反向输入端，放大器U3反向输入端和放大器U4反向输入端之间通过滑动变阻器R20相连，放大器U3输出端经电阻R13接放大器U5正向输入端，放大器U4输出端经电阻R14接放大器U5反向输入端，放大器U5正向输入端还经电阻R16接地，放大器U5输出端经电阻R17接放大器U5反向输入端，放大器U5输出端还接比较器U6反向输入端，比较器U6正向输入端经电阻R18接电源VCC，经电阻R19接地；比较器U6的输出端和三极管D11的基极相连，三极管D11的发射极接地，三极管D11的集电极串继电器JK3的线圈接电源VCC，继电器JK3的常开开关串在总阀(2a)和灯泡LAMP的供电回路中；

所述比较器U6的输出端还连接有二极管D15的正极，D15的负极接三极管D13的基极，三极管D13的集电极接电源VCC，三极管D13的发射极依次经过电阻R26、电阻R27接地；

相邻传输柜(8)中，井下一级的控制电路(13)的所述电阻R26和电阻R27的公共端为漏气信号输出端VOUT2，井上一级控制电路(13)设置有比较器U7，该比较器U7的正向输入端为井上一级的漏气信号输入端VIN2，与井下一级的漏气信号输出端VOUT2连接，比较器U7的反向输入端接比较电压，比较器U7的输出端接所述三极管D13的基极。

8.根据权利要求1所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述钢质枕木(1)上端开有一组定位孔与所述输送管道(6)相通，定位孔处设置有弹簧挡块，该弹簧挡块经弹簧与所述输送管道(6)相连接，弹簧推动弹簧挡块封闭住所述定位孔；

所述输送管道(6)安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管(7)、立管(7)上端与输送管道(6)相通，立管(7)下端经支柱焊接有推板(15)，推板(15)伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块；

轨间管道(9)安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管(7)、立管(7)上端与轨间管道(9)相通，立管(7)下端经支柱焊接有推板(15)，推板(15)伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块。

9.根据权利要求8所述一体化抽水送风控制系统，其特征在于：所述定位孔的上端安装有密封圈。