CN210461067U - 一种煤矿矿用空压机安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有空压机运行状态情况，提出了煤矿矿用空压机安全监控系统，监测煤矿空气压缩机的运行过程中的温度、压力、流量等工况参数，利用PLC对煤矿空压机进行自动控制，包括当空压机的温度超过阈值、排气压力过低或过高等情况时，进行空压机的自动保护控制和停机控制，实现供气过程恒压、稳定。本实用新型提出的技术方案在保证煤矿空压机运行稳定可靠，为煤矿设备提供稳定的动力源的同时，降低能源消耗。

Description

一种煤矿矿用空压机安全监控系统

技术领域

本实用新型属于煤矿安全监控技术领域，尤其涉及一种煤矿矿用空压机安全监控系统。

背景技术

矿用空压机作为煤矿领域的重要设备，由于其具有高稳定性、高安全性的特点而得到广泛应用。煤矿空压机运行工况恶劣，易于发生各种生产故障，导致事故发生。空压机常见的事故有供风不足、积碳燃烧、风包缺陷、风包爆炸等，极易造成人员伤亡及煤矿火灾、爆炸事故。煤矿空气压缩机造成重大事故的主要原因有，空气皮缩机安全保护不全或失效、积炭燃烧引发空皮机爆裂等。

由于煤矿作业环境的特殊性，目前，对空压机的要求已向更加自动化、智能化的方向发展，因此，提高对矿用空压机运行状态的监控，保障空压机更加安全地运行，实现空压机运行状态的远程监控，已成为当下各煤矿企业的关注重点。

发明内容

本实用新型针对现有空压机运行状态情况，提出了煤矿矿用空压机安全监控系统，监测煤矿空气压缩机的运行过程中的温度、压力、流量等工况参数，利用PLC对煤矿空压机进行自动控制，包括当空压机的温度超过阈值、排气压力过低或过高等情况时，进行空压机的自动保护控制和停机控制，实现供气过程恒压、稳定。本实用新型提出的技术方案在保证煤矿空压机运行稳定可靠，为煤矿设备提供稳定的动力源的同时，降低能源消耗。

一种煤矿矿用空压机安全监控系统，包括，

机体，电动机通过联轴器与机体输入轴连接；

空气滤清器，空气滤清器通过进气阀与机体连接，进气阀的进气阀板中具有小孔，以此来避免进气空间过度真空；

温度传感器，温度传感器设置于排气管管路上，温度传感器检测排气温度，温度阈值设置为100℃，当发生喷油量不足或冷却器堵塞等情况时，排气温度会升高，超过阈值时系统发出预警信号；当排气温度高于95℃预警，高于100℃停机，排气温度低于75℃预警，低于 70℃停机；

压力传感器设置于温度传感器的下游排气管管路上，压力传感器检测空压机的排气压力，排气压力不在正常范围内时预警或停机；

油气桶，机体通过排气管与油气桶相连接，油气桶侧装有油位检测器，油气桶底部装有排水阀，启动运行前要先拧开排水阀以排除油气桶内的凝结水，当有油流出时要立刻关闭排水阀；油气桶截面积较大，这样可使压缩空气流速减小，压缩空气在油气桶内作旋转运动，能够使较大油滴分离出来；

油过滤器，油气桶底端与油过滤器入口连通，油过滤器出口通过油流量调节阀与机体进油口连通，油过滤器主要作用是除去油中颗粒，防止对旋转机械造成损害，如对转子、齿轮、轴承等的损害，起到保护作用。

油气分离器，油气分离器设置于油气桶顶部，油气分离器中部设置有小凹槽，小凹槽通过一回流管与机体连通，回流管管路上设置有单向阀，使油气分离器所过滤的油回流至机体，避免已被过滤的油再次随空气排出；

油气桶一侧设置有安全阀，当油气桶内压力超过额定排气压力的1.1倍时，安全阀自动打开泄压；

压力维持阀，油气分离器排气口依次连接有压力维持阀、冷却器、球形阀；

控制系统包括PLC控制器、工控机，PLC控制器分别与空压机上的温度传感器、压力传感器、油位检测器相连接，对空压机进行相关数据的采集；PLC控制器还分别与进气阀、排水阀、流量调节阀、单向阀、安全阀、压力维持阀、球形阀连接，以对空压机进行控制，PLC 控制器通过485通讯线缆和井上的工控机进行数据交换和处理。

进一步的，油过滤器与油气桶之间的管路上设置有冷却器。

进一步的，油气分离器可将压缩空气中所含有的0.1um以上的雾状油气滤除，使含油量可低于5PPM。

进一步的，油气分离器是由多层细密的纤维织物制成，使用寿命大于4000小时。

进一步的，压力维持阀压力设定值为0.45MPa，压力超过设定值后，能确保油气分离效果好，降低空气流速，防止因压差太大损害油气分离器，避免空车泄放时系统压力回流。

进一步的，压力维持阀出口端通过设置有容调阀的管路与进气阀连通。

进一步的，冷却器均为水冷式冷却器，冷却器入口端均设置有流量传感器，当冷却水水流量低于阈值时报警或断电。

进一步的，工控机分别与输入设备、打印机、显示器通过以太网连接。

进一步的，空气滤清器，空气滤清器包括两级过滤，一级过滤去除较大粉尘颗粒，二级过滤为空隙较细的滤纸或滤网，二级过滤滤除掉较小的粉尘颗粒，经过两级过滤，能够取得较好的滤尘效果。

有益效果：本实用新型的煤矿矿用空压机安全监控系统，实时显示了井下的运行状态并发出不同类型的预警提示，能有效提高煤矿企业的生产效率和井下作业安全，对降低企业生产成本、保障人员及财产安全具有现实意义。

附图说明

图1为本实用新型的煤矿矿用空压机安全监控系统的结构示意图

图2为本实用新型的PLC控制器连接结构示意图

图中，1、机体1；2、电动机；3、联轴器；4、空气滤清器；5、进气阀；6、温度传感器；7、排气管；8、压力传感器；9、油气桶；10、油位检测器；11、油过滤器；12、油流量调节阀；13、冷却器；14、油气分离器；15、回流管；16、单向阀；17、安全阀；18、压力维持阀；19、球形阀；20、容调阀。

具体实施方式

本实用新型针对现有空压机运行状态情况，提出了煤矿矿用空压机安全监控系统，监测煤矿空气压缩机的运行过程中的温度、压力、流量等工况参数，利用PLC对煤矿空压机进行自动控制，包括当空压机的温度超过阈值、排气压力过低或过高等情况时，进行空压机的自动保护控制和停机控制，实现供气过程恒压、稳定。本实用新型提出的技术方案在保证煤矿空压机运行稳定可靠，为煤矿设备提供稳定的动力源的同时，降低能源消耗。

如图1-2所示，本实用新型的煤矿矿用空压机安全监控系统的具体技术方案如下：包括，机体1，电动机2通过联轴器3与机体1输入轴连接；空气滤清器4，空气滤清器4通过进气阀5与机体1连接，进气阀5的进气阀板中具有小孔，以此来避免进气空间过度真空；

温度传感器6，温度传感器6设置于排气管7管路上，温度传感器6检测排气温度，温度阈值设置为100℃，当发生喷油量不足或冷却器堵塞等情况时，排气温度会升高，超过阈值时系统发出预警信号；当排气温度高于95℃预警，高于100℃停机，排气温度低于75℃预警，低于70℃停机；压力传感器8设置于温度传感器6的下游排气管7管路上，压力传感器 8检测空压机的排气压力，排气压力不在正常范围内时预警或停机；

油气桶9，机体1通过排气管7与油气桶9相连接，油气桶9侧装有油位检测器10，油气桶9底部装有排水阀，启动运行前要先拧开排水阀以排除油气桶内的凝结水，当有油流出时要立刻关闭排水阀；油气桶9截面积较大，这样可使压缩空气流速减小，压缩空气在油气桶9内作旋转运动，能够使较大油滴分离出来；油过滤器11，油气桶9底端与油过滤器11 入口连通，油过滤器11出口通过油流量调节阀12与机体1进油口连通，油过滤器11主要作用是除去油中颗粒，防止对旋转机械造成损害，如对转子、齿轮、轴承等的损害，起到保护作用。

油气分离器14，油气分离器14设置于油气桶9顶部，油气分离器14中部设置有小凹槽，小凹槽通过一回流管15与机体1连通，回流管15管路上设置有单向阀16，使油气分离器14 所过滤的油回流至机体1，避免已被过滤的油再次随空气排出；油气桶9一侧设置有安全阀 17，当油气桶9内压力超过额定排气压力的1.1倍时，安全阀17自动打开泄压；压力维持阀 18，油气分离器14排气口依次连接有压力维持阀18、冷却器13、球形阀19；

控制系统包括PLC控制器、工控机，PLC控制器分别与空压机上的温度传感器16、压力传感器8、油位检测器10相连接，对空压机进行相关数据的采集；PLC控制器还分别与进气阀5、排水阀、流量调节阀12、单向阀16、安全阀17、压力维持阀18、球形阀19连接，以对空压机进行控制，PLC控制器通过485通讯线缆和井上的工控机进行数据交换和处理。

油过滤器11与油气桶9之间的管路上设置有冷却器13。油气分离器14可将压缩空气中所含有的0.1um以上的雾状油气滤除，使含油量可低于5PPM。油气分离器14是由多层细密的纤维织物制成，使用寿命大于4000小时。压力维持阀18压力设定值为0.45MPa，压力超过设定值后，能确保油气分离效果好，降低空气流速，防止因压差太大损害油气分离器，避免空车泄放时系统压力回流。压力维持阀18出口端通过设置有容调阀20的管路与进气阀5连通。冷却器13均为水冷式冷却器，冷却器入口端均设置有流量传感器，当冷却水水流量低于阈值时报警或断电。工控机分别与输入设备、打印机、显示器通过以太网连接。空气滤清器4，空气滤清器4包括两级过滤，一级过滤去除较大粉尘颗粒，二级过滤为空隙较细的滤纸或滤网，二级过滤滤除掉较小的粉尘颗粒，经过两级过滤，能够取得较好的滤尘效果。

本实用新型的具体工作过程为：进入机体内的空气，首先通过空气滤清器将尘埃滤除干净，与润滑油混合，然后经排气管进入油气桶。再经油气分离器、压力维持阀将压缩的空气作为动力源送入井下煤矿机械系统中。

当系统压力上升至容调阀的设定压力时，则会有少许空气经过，通向进气阀活塞底部。如果压力升高，通过容调阀的空气量增加至超过泄放量时，则进气阀活塞被顶起关小，进气量因而减小，此时已开始容调，若压力继续上升，则进气阀也越向上，直至关闭进气口。反之若系统压力降低，则进气阀活塞开启增大，直到停止容调。

空气压缩机工作过程分为进气过程，即机体转子转动，空气通过进气口进入，进入机体的空气被密封；压缩空气过程，即进入机体内的密封气体被压缩，气体压力增加至达到规定压力；排出气体过程，即当机体转子转到排气口时，气体向外排出。

本实用新型的煤矿矿用空压机安全监控系统，实时显示了井下的运行状态并发出不同类型的预警提示，能有效提高煤矿企业的生产效率和井下作业安全，对降低企业生产成本、保障人员及财产安全具有现实意义。

Claims (9)

1.一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，包括，

机体，电动机通过联轴器与机体输入轴连接；空气滤清器，空气滤清器通过进气阀与机体连接，进气阀的进气阀板中具有小孔；

温度传感器，温度传感器设置于排气管管路上，温度传感器检测排气温度，温度阈值设置为100℃；压力传感器设置于温度传感器的下游排气管管路上，压力传感器检测空压机的排气压力；

油气桶，机体通过排气管与油气桶相连接，油气桶侧装有油位检测器，油气桶底部装有排水阀；油过滤器，油气桶底端与油过滤器入口连通，油过滤器出口通过油流量调节阀与机体进油口连通；油气分离器，油气分离器设置于油气桶顶部，油气分离器中部设置有小凹槽，小凹槽通过一回流管与机体连通，回流管管路上设置有单向阀，使油气分离器所过滤的油回流至机体；油气桶一侧设置有安全阀，当油气桶内压力超过额定排气压力的1.1倍时，安全阀自动打开泄压；压力维持阀，油气分离器排气口依次连接有压力维持阀、冷却器、球形阀；

控制系统包括PLC控制器、工控机，PLC控制器分别与空压机上的温度传感器、压力传感器、油位检测器相连接，对空压机进行相关数据的采集；PLC控制器还分别与进气阀、排水阀、流量调节阀、单向阀、安全阀、压力维持阀、球形阀连接，以对空压机进行控制，PLC控制器通过485通讯线缆和井上的工控机进行数据交换和处理。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，油过滤器与油气桶之间的管路上设置有冷却器。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，油气分离器可将压缩空气中所含有的0.1um以上的雾状油气滤除，使含油量低于5PPM。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，油气分离器是由多层细密的纤维织物制成。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，压力维持阀压力设定值为0.45MPa。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，压力维持阀出口端通过设置有容调阀的管路与进气阀连通。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，冷却器均为水冷式冷却器，冷却器入口端均设置有流量传感器，当冷却水水流量低于阈值时报警或断电。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，工控机分别与输入设备、打印机、显示器通过以太网连接。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿矿用空压机安全监控系统，其特征在于，空气滤清器包括两级过滤，一级过滤去除较大粉尘颗粒，二级过滤为空隙较细的滤纸，二级过滤滤除掉较小的粉尘颗粒。

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