CN212803333U

CN212803333U - 煤矿井下水仓安全排水系统

Info

Publication number: CN212803333U
Application number: CN202021875448.5U
Authority: CN
Inventors: 岳少鹏; 段生辉; 李志刚; 宋黎光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2030-09-01

Abstract

煤矿井下水仓安全排水系统，包括第一潜水泵、第二潜水泵和密封绝缘箱，第一潜水泵和第二潜水泵设置在水仓内的水面下，密封绝缘箱设置在水仓顶部的盖板上，密封绝缘箱内设有可充电电池、PLC控制器、第一导电触块和第二导电触块，第一导电触块和第二导电触块固定设置在密封绝缘箱的顶部下表面且左右间隔布置，PLC控制器通过信号线控制第二潜水泵的启闭，水仓内设有浮力升降开关，浮力升降开关的上端部伸入到密封绝缘箱内用于导通或断开第一导电触块和第二导电触块。本实用新型可随着水仓内水位的升降对潜水泵进行增减抽水量，使水位保持在一定高度范围内，从而确保水仓内水位的安全性，也减少了工人的对水仓监控的时间和次数。

Description

煤矿井下水仓安全排水系统

技术领域

本实用新型属于矿山机电技术领域，具体涉及一种煤矿井下水仓安全排水系统。

背景技术

煤矿井下均设置有水仓，水仓的作用是贮存全矿井井下涌水和沉淀涌水泥沙，在水仓内设置潜水泵将储存的水抽到地面上。在单位时间内由于水仓内的进水量与潜水泵的抽水量不同，当水仓内的进水量大于潜水泵的抽水量时，水仓内的水位持续上升，若涌入水仓的水量突然大增，大量的水就会溢出水仓沿巷道流水，这样就严重影响井下的正常生产。若更换更大功率的潜水泵或采用多个潜水泵对水仓进行排水，潜水泵的抽水量就会大于水仓内的进水量，这样会出现水仓内的水位逐渐降低，若水位低于潜水泵的位置，潜水泵空转就会使潜水泵严重损坏。虽然也有专职工人每天查看水仓的水位情况，但仍然存在较大的安全隐患。基于现有水仓排水状况，亟需设计一种安全排水系统。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、安全可靠、可将水仓内水位限定为某一范围内的煤矿井下水仓安全排水系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：煤矿井下水仓安全排水系统，包括第一潜水泵、第二潜水泵和密封绝缘箱，第一潜水泵和第二潜水泵设置在水仓内的水面下，密封绝缘箱设置在水仓顶部的盖板上，密封绝缘箱内设有可充电电池、PLC控制器、第一导电触块和第二导电触块，第一导电触块和第二导电触块固定设置在密封绝缘箱的顶部下表面且左右间隔布置，第一导电触块、可充电电池、PLC控制器和第二导电触块依次通过导线连接，PLC控制器通过信号线控制第二潜水泵的启闭，水仓内设有浮力升降开关，浮力升降开关的上端部伸入到密封绝缘箱内用于导通或断开第一导电触块和第二导电触块。

浮力升降开关包括导向管、浮球、绝缘导杆和第三导电触块，导向管沿垂直方向设置在水仓内，导向管下部设有内外通透的透水孔，浮球设置在导向管内并漂浮在水面上，绝缘导杆同轴线设置在导向管内，绝缘导杆外圆设有滚动连接在导向管内壁的定心导轮组件，绝缘导杆下端通过铰链与浮球顶部连接，盖板上设有用于穿过导向管的穿孔，导向管上端与盖板上表面齐平，密封绝缘箱底部设有导孔，绝缘导杆上端穿过导孔伸入到密封绝缘箱内，第三导电触块固定设在绝缘导杆上端，第三导电触块位于第一导电触块和第二导电触块之间的正下方。

第一导电触块的右侧面和第三导电触块的左侧面均呈左低右高倾斜设置，第二导电触块的左侧面和第三导电触块的右侧面均呈左高右低倾斜设置；当第三导电触块向上移动到第一导电触块和第二导电触块之间，第三导电触块的左侧面与第一导电触块的右侧面接触，同时第三导电触块的右侧面与第二导电触块的左侧面接触。

密封绝缘箱底部的导孔内壁设有与绝缘导杆滑动密封的密封圈。

定心导轮组件设有上下两层，每层定心导轮组件均包括套在绝缘导杆外部的固定套，固定套外部沿径向通过螺栓组件与绝缘导杆连接，固定套的外圆中心对称设有第一导轮架和第二导轮架，第一导轮架和第二导轮架的外端分别设有第一导轮和第二导轮，第一导轮和第二导轮均与导向管内壁滚动连接；上下两层的定心导轮组件的长度方向相互垂直。

密封绝缘箱的外侧设有警报器，PLC控制器通过数据线与警报器连接。

采用上述技术方案，第一潜水泵对水仓内的水一直不间断抽水作业，选用第一潜水泵和第二潜水泵时，确保第一潜水泵的排水速度（单位时间的抽水量）小于水仓内的进水速度（单位时间的进水量），同时第一潜水泵和第二潜水泵共同的排水速度大于水仓内的进水速度，若两个潜水泵的排水速度仍然小于水仓内的进水速度，可设置第三潜水泵或更多的潜水泵，PLC控制器同时控制除了第一潜水泵的所有潜水泵的启闭。

在第一潜水泵正常作业时，水仓内的水位缓慢上涨，水面上的浮球在导向管内也随之上升，浮球推动绝缘导杆和第三导电触块也向上移动，定心导轮组件沿导向管滚动，确保绝缘导杆保持与导向管的中心度，当第三导电触块垂直向上进入到第一导电触块和第二导电触块之间，第三导电触块的左侧面与第一导电触块的右侧面接触，同时第三导电触块的右侧面与第二导电触块的左侧面接触，PLC控制器与可充电电池之间的电路导通，PLC控制器得电，通过信号线向第二潜水泵或更多的潜水泵发出启动的指令，第二潜水泵或更多的潜水泵与第一潜水泵一同对水仓内的水进行排水作业，由于这些潜水泵一同的排水速度大于水仓内的进水速度，这样水仓内的水位下降，水面上的浮球也随之下降，通过绝缘导杆拉动第三导电触块向下移动，第三导电触块脱离第一导电触块和第二导电触块，PLC控制器与可充电电池之间的电路断开，第二潜水泵或更多的潜水泵就停止工作，第一潜水泵继续工作，此后水位会上升，PLC控制器得电，第二潜水泵或更多的潜水泵再开始工作，然后水位下降，如此循环作业，可使水仓内的水位在一定的高度区间内升降，从而确保了水仓内水位的安全。假若第一潜水泵损坏，水位仍然会上升，PLC控制器得电，第二潜水泵或更多的潜水泵启动排水作业，在这个过程中，对第一潜水泵进行维修。

PLC控制器得电的同时警报器也报出声光报警的信号，提醒工人此时水位上升到一定高度注意监控所有潜水泵的工作情况。

本实用新型中的密封绝缘箱用于安装可充电电池、PLC控制器、第一导电触块和第二导电触块，由于水仓附近的空气潮湿，因此采用密封绝缘箱及密封圈，防止潮湿控制进入，同时也起到良好的防爆功能。

第一导电触块的右侧面和第三导电触块的左侧面均呈左低右高倾斜设置，第二导电触块的左侧面和第三导电触块的右侧面均呈左高右低倾斜设置。这种结构不仅接触面积大，而且具有限定第三导电触块继续向上移动的作用，并且在第三导电触块下移脱离第一导电触块和第二导电触块时也没有阻力。

定心导轮组件可方便安装在绝缘导杆上，螺栓组件起到限定定心导轮组件在绝缘导杆轴向位置的作用。定心导轮组件设有上下两层，且长度方向相互垂直，这样可以确保绝缘导杆的垂直度。

综上所述，本实用新型原理科学，设计新颖，可随着水仓内水位的升降对潜水泵进行增减抽水量，使水位保持在一定高度范围内，从而确保水仓内水位的安全性，也减少了工人的对水仓监控的时间和次数。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型的煤矿井下水仓安全排水系统，包括第一潜水泵1、第二潜水泵2和密封绝缘箱3，第一潜水泵1和第二潜水泵2设置在水仓4内的水面下，密封绝缘箱3设置在水仓4顶部的盖板5上，密封绝缘箱3内设有可充电电池6、PLC控制器7、第一导电触块8和第二导电触块9，第一导电触块8和第二导电触块9固定设置在密封绝缘箱3的顶部下表面且左右间隔布置，第一导电触块8、可充电电池6、PLC控制器7和第二导电触块9依次通过导线连接，PLC控制器7通过信号线控制第二潜水泵2的启闭，水仓4内设有浮力升降开关，浮力升降开关的上端部伸入到密封绝缘箱3内用于导通或断开第一导电触块8和第二导电触块9。

浮力升降开关包括导向管10、浮球11、绝缘导杆12和第三导电触块13，导向管10沿垂直方向设置在水仓4内，导向管10下部设有内外通透的透水孔14，浮球11设置在导向管10内并漂浮在水面上，绝缘导杆12同轴线设置在导向管10内，绝缘导杆12外圆设有滚动连接在导向管10内壁的定心导轮组件，绝缘导杆12下端通过铰链与浮球11顶部连接，盖板5上设有用于穿过导向管10的穿孔，导向管10上端与盖板5上表面齐平，密封绝缘箱3底部设有导孔，绝缘导杆12上端穿过导孔伸入到密封绝缘箱3内，第三导电触块13固定设在绝缘导杆12上端，第三导电触块13位于第一导电触块8和第二导电触块9之间的正下方。

第一导电触块8的右侧面和第三导电触块13的左侧面均呈左低右高倾斜设置，第二导电触块9的左侧面和第三导电触块13的右侧面均呈左高右低倾斜设置；当第三导电触块13向上移动到第一导电触块8和第二导电触块9之间，第三导电触块13的左侧面与第一导电触块8的右侧面接触，同时第三导电触块13的右侧面与第二导电触块9的左侧面接触。

密封绝缘箱3底部的导孔内壁设有与绝缘导杆12滑动密封的密封圈15。

定心导轮组件设有上下两层，每层定心导轮组件均包括套在绝缘导杆12外部的固定套16，固定套16外部沿径向通过螺栓组件17（包括螺杆、螺母和垫圈）与绝缘导杆12连接，固定套16的外圆中心对称设有第一导轮架18和第二导轮架19，第一导轮架18和第二导轮架19的外端分别设有第一导轮20和第二导轮21，第一导轮20和第二导轮21均与导向管10内壁滚动连接；上下两层的定心导轮组件的长度方向相互垂直。

密封绝缘箱3的外侧设有警报器22，PLC控制器7通过数据线与警报器22连接。

第一潜水泵1对水仓4内的水一直不间断抽水作业，选用第一潜水泵1和第二潜水泵2时，确保第一潜水泵1的排水速度（单位时间的抽水量）小于水仓4内的进水速度（单位时间的进水量），同时第一潜水泵1和第二潜水泵2共同的排水速度大于水仓4内的进水速度，若两个潜水泵的排水速度仍然小于水仓4内的进水速度，可设置第三潜水泵或更多的潜水泵，PLC控制器7同时控制除了第一潜水泵1的所有潜水泵的启闭。

在第一潜水泵1正常作业时，水仓4内的水位缓慢上涨，水面上的浮球11在导向管10内也随之上升，浮球11推动绝缘导杆12和第三导电触块13也向上移动，定心导轮组件沿导向管10滚动，确保绝缘导杆12保持与导向管10的中心度，当第三导电触块13垂直向上进入到第一导电触块8和第二导电触块9之间，第三导电触块13的左侧面与第一导电触块8的右侧面接触，同时第三导电触块13的右侧面与第二导电触块9的左侧面接触，PLC控制器7与可充电电池6之间的电路导通，PLC控制器7得电，通过信号线向第二潜水泵2或更多的潜水泵发出启动的指令，第二潜水泵2或更多的潜水泵与第一潜水泵1一同对水仓4内的水进行排水作业，由于这些潜水泵一同的排水速度大于水仓4内的进水速度，这样水仓4内的水位下降，水面上的浮球11也随之下降，通过绝缘导杆12拉动第三导电触块13向下移动，第三导电触块13脱离第一导电触块8和第二导电触块9，PLC控制器7与可充电电池6之间的电路断开，第二潜水泵2或更多的潜水泵就停止工作，第一潜水泵1继续工作，此后水位会上升，PLC控制器7得电，第二潜水泵2或更多的潜水泵再开始工作，然后水位下降，如此循环作业，可使水仓4内的水位在一定的高度区间内升降，从而确保了水仓4内水位的安全。假若第一潜水泵1损坏，水位仍然会上升，PLC控制器7得电，第二潜水泵2或更多的潜水泵启动排水作业，在这个过程中，对第一潜水泵1进行维修。

PLC控制器7得电的同时警报器22也报出声光报警的信号，提醒工人此时水位上升到一定高度注意监控所有潜水泵的工作情况。

本实用新型中的密封绝缘箱3用于安装可充电电池6、PLC控制器7、第一导电触块8和第二导电触块9，由于水仓4附近的空气潮湿，因此采用密封绝缘箱3及密封圈15，防止潮湿控制进入，同时也起到良好的防爆功能。

第一导电触块8的右侧面和第三导电触块13的左侧面均呈左低右高倾斜设置，第二导电触块9的左侧面和第三导电触块13的右侧面均呈左高右低倾斜设置。这种结构不仅接触面积大，而且具有限定第三导电触块13继续向上移动的作用，并且在第三导电触块13下移脱离第一导电触块8和第二导电触块9时也没有阻力。

定心导轮组件可方便安装在绝缘导杆12上，螺栓组件17起到限定定心导轮组件在绝缘导杆12轴向位置的作用。定心导轮组件设有上下两层，且长度方向相互垂直，这样可以确保绝缘导杆12的垂直度。

本实用新型中的PLC控制器7、可充电电池6、第一潜水泵1、第二潜水泵2和警报器22均为现有成熟技术，具体构造不在赘述，其中PLC控制器7控制第二潜水泵2、警报器22的启闭不需要新的计算机程序。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：包括第一潜水泵、第二潜水泵和密封绝缘箱，第一潜水泵和第二潜水泵设置在水仓内的水面下，密封绝缘箱设置在水仓顶部的盖板上，密封绝缘箱内设有可充电电池、PLC控制器、第一导电触块和第二导电触块，第一导电触块和第二导电触块固定设置在密封绝缘箱的顶部下表面且左右间隔布置，第一导电触块、可充电电池、PLC控制器和第二导电触块依次通过导线连接，PLC控制器通过信号线控制第二潜水泵的启闭，水仓内设有浮力升降开关，浮力升降开关的上端部伸入到密封绝缘箱内用于导通或断开第一导电触块和第二导电触块。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：浮力升降开关包括导向管、浮球、绝缘导杆和第三导电触块，导向管沿垂直方向设置在水仓内，导向管下部设有内外通透的透水孔，浮球设置在导向管内并漂浮在水面上，绝缘导杆同轴线设置在导向管内，绝缘导杆外圆设有滚动连接在导向管内壁的定心导轮组件，绝缘导杆下端通过铰链与浮球顶部连接，盖板上设有用于穿过导向管的穿孔，导向管上端与盖板上表面齐平，密封绝缘箱底部设有导孔，绝缘导杆上端穿过导孔伸入到密封绝缘箱内，第三导电触块固定设在绝缘导杆上端，第三导电触块位于第一导电触块和第二导电触块之间的正下方。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：第一导电触块的右侧面和第三导电触块的左侧面均呈左低右高倾斜设置，第二导电触块的左侧面和第三导电触块的右侧面均呈左高右低倾斜设置；当第三导电触块向上移动到第一导电触块和第二导电触块之间，第三导电触块的左侧面与第一导电触块的右侧面接触，同时第三导电触块的右侧面与第二导电触块的左侧面接触。

4.根据权利要求2或3所述的煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：密封绝缘箱底部的导孔内壁设有与绝缘导杆滑动密封的密封圈。

5.根据权利要求2或3所述的煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：定心导轮组件设有上下两层，每层定心导轮组件均包括套在绝缘导杆外部的固定套，固定套外部沿径向通过螺栓组件与绝缘导杆连接，固定套的外圆中心对称设有第一导轮架和第二导轮架，第一导轮架和第二导轮架的外端分别设有第一导轮和第二导轮，第一导轮和第二导轮均与导向管内壁滚动连接；上下两层的定心导轮组件的长度方向相互垂直。

6.根据权利要求2或3所述的煤矿井下水仓安全排水系统，其特征在于：密封绝缘箱的外侧设有警报器，PLC控制器通过数据线与警报器连接。