CN217582208U - 一种自动调频煤层脉冲注水系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种自动调频煤层脉冲注水系统，包括激振模块、检测模块、注水模块和电源模块，所述激振模块在设定的频率范围内循环激振煤层，所述检测模块实时检测所述煤层的自振频率，并将所述煤层的共振频率反馈至所述电源模块，所述电源模块控制所述注水模块的脉冲水击与所述煤层保持共振状态。在煤层注水过程中，激振模块在设定频率范围内循环激振煤层，检测模块实时检测所述煤层的自振频率，并将煤层的共振频率数据反馈至注水模块，以保持注水模块的脉冲水击与煤层的共振状态，从而促进煤层注水润湿及防尘效果。

Description

一种自动调频煤层脉冲注水系统

技术领域

本申请涉及煤层注水润湿领域，尤其涉及一种自动调频煤层脉冲注水系统。

背景技术

煤尘灾害是煤矿井下安全生产活动中的重要灾害之一，它会影响井下工作人员生命健康安全、影响煤矿安全生产、导致尘肺病等等。煤矿开采前进行煤层注水是降尘的重要措施。

专利号为CN201120257778.2的专利公开了一种煤层注水系统，其中包括：脉冲动力子系统和注水子系统；所述注水子系统的出水口和设定区域的待注水煤层连通，以向所述待注水煤层注水；所述脉冲动力子系统的出液口与所述设定区域的所述待注水煤层连通，以向该区域的所述待注水煤层提供液压脉冲。本实用新型提供的煤层注水系统，可以有效实现对透气性差的煤层的注水，且注水操作简单，效果好。

但是，上述专利针对煤层的共振频率随着湿润状态等因素影响会发生变化，如果还使用固定的脉冲频率注水，湿润效果必然会有所减弱的问题未进行解决，导致煤层注水润湿问题仍旧存在较大缺陷。

实用新型内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种自动调频煤层脉冲注水系统，在煤层注水过程中，激振模块在设定频率范围内循环激振煤层，检测模块实时检测所述煤层的自振频率，并将煤层的共振频率数据反馈至注水模块，以保持注水模块的脉冲水击与煤层的共振状态，从而促进煤层注水润湿及防尘效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本申请实施例提出了一种自动调频煤层脉冲注水系统，包括激振模块、检测模块、注水模块和电源模块，所述激振模块在设定的频率范围内循环激振煤层，所述检测模块实时检测所述煤层的自振频率，并将所述煤层的共振频率反馈至所述电源模块，所述电源模块控制所述注水模块的脉冲水击与所述煤层保持共振状态。

另外，根据本申请提出的自动调频煤层脉冲注水系统还可以具有如下附加技术特征：

进一步地，所述激振模块为电动调频激振器。

进一步地，所述激振模块贴紧所述煤层布置。

进一步地，所述激振器在20-60Hz频率范围内循环激振所述煤层。

进一步地，所述检测模块包括接收器和频率测试仪，所述频率测试仪接收所述接收器传递的所述煤层的自振频率信号，并将所述自振频率信号可视化。

进一步地，所述频率测试仪自动记录所述煤层的共振频率信号。

进一步地，所述注水模块包括脉冲水泵和注水管路。

进一步地，所述电源模块包括电动机、电位器和信号转换器，所述信号转换器将所述频率测试仪反馈的所述煤层的共振频率信号转换为电信号，并依次连接所述电位器和所述电动机，以改变所述脉冲水泵的水击频率。

进一步地，所述电源模块还包括防爆外壳。

附图说明

下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细描述，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不是对本申请范围的限制，在附图中：

图1是根据本申请实施例的自动调频煤层脉冲注水系统的示意图；

图2是根据本申请实施例的电源模块的示意图；

附图标记：

10、激振模块；

20、检测模块；

30、注水模块；

40、电源模块；

21、接收器；

22、频率测试仪；

41、信号转换器；

42、电位器；

43、电动机；

44、防爆外壳。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。但是，本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了其他的部件，但这并不表明不可以包括其他部件。应当理解，附图中各部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。

如图1和图2所示，根据本申请实施例的一种自动调频煤层脉冲注水系统包括激振模块10、检测模块20、注水模块30和电源模块40，激振模块10在设定的频率范围内循环激振煤层，检测模块20实时检测所述煤层的自振频率，并将煤层的共振频率反馈至所述电源模块40，电源模块40控制注水模块30的脉冲水击与煤层保持共振状态。在煤层注水过程中，激振模块10在设定频率范围内循环激振煤层，检测模块20实时检测所述煤层的自振频率，并将煤层的共振频率数据反馈至注水模块30，以保持注水模块30的脉冲水击与煤层的共振状态，从而促进煤层注水润湿及防尘效果，以解决上述背景技术中提出的问题。

根据本申请的一个实施例，激振模块10为电动调频激振器，激振模块10贴紧煤体布置，且激振模块10在20-60Hz的频率范围内循环激振煤体。

需要说明的是，根据目前的研究，煤体的共振频率约为40~50Hz，而随着煤体的湿润效果增加，即含水率的提高，煤体共振频率会有不同程度地减小，因此设置激振模块10在20-60Hz频率范围内循环激振煤体，保证激振模块10可以与煤体产生共振。

根据本申请的一个实施例，检测模块20包括接收器21和频率测试仪22，利用接收器21实时接收和传递煤体的自振频率时，接收器21贴紧煤体布置，接收器21与频率测试仪22电信号连接，频率测试仪22用于接收由接收器21所传递的煤体的自振频率信号，并可以将煤体的自振频率信号可视化。

需要说明的是，当煤体在激振模块10的激励下达到共振状态时，频率测试仪22中显示的振幅会显著增大，且频率测试仪22自动记录此时的共振频率。

根据本申请的一个实施例，频率测试仪22与注水模块30的电源模块40电连接，电源模块40包括布置在防爆外壳44内部的信号转换器41、电位器42以及电动机43，信号转换器41接收频率测试仪22输出的煤体共振频率信号，并将该煤体共振频率信号转换成电信号，并依次连接电位器42和注水模块30的电动机43，使得注水模块30的脉冲水击频率与此时频率测试仪30记录的煤体共振频率相等，通过注水模块30向煤层注入高压脉冲水，利用高压脉冲水的冲击作用保持煤层的共振状态，促进水分深入湿润煤层。

需要说明的是，注水模块30为脉冲水泵，脉冲水泵上连接有注水管路。

应当理解的是，随着煤层的湿润等因素影响，煤体的共振频率必将受到影响，如果依旧使用某一固定的脉冲频率注水，湿润效果必然会有所减弱。通过激振模块10在一定频率范围内循环激振煤体，可以使频率测试仪22实时检测煤层不同湿润状态下的共振频率数据，不断通过信号转化器41将最新的煤层共振频率转换成电信号，通过电位器42改变电阻大小从而控制电动机的输出电压，最后通过脉冲水泵的作用改变脉冲水击的频率，能够使煤层一直处于共振状态，提高了煤层注水效果。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替代和变型。

Claims (9)

1.一种自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，包括激振模块、检测模块、注水模块和电源模块，所述激振模块在设定的频率范围内循环激振煤层，所述检测模块实时检测所述煤层的自振频率，并将所述煤层的共振频率反馈至所述电源模块，所述电源模块控制所述注水模块的脉冲水击与所述煤层保持共振状态。

2.如权利要求1所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述激振模块为电动调频激振器。

3.如权利要求2所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述激振模块贴紧所述煤层布置。

4.如权利要求3所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述激振器在20-60Hz频率范围内循环激振所述煤层。

5.如权利要求4所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述检测模块包括接收器和频率测试仪，所述频率测试仪接收所述接收器传递的所述煤层的自振频率信号，并将所述自振频率信号可视化。

6.如权利要求5所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述频率测试仪自动记录所述煤层的共振频率信号。

7.如权利要求6所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述注水模块包括脉冲水泵和注水管路。

8.如权利要求7所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述电源模块包括电动机、电位器和信号转换器，所述信号转换器将所述频率测试仪反馈的所述煤层的共振频率信号转换为电信号，并依次连接所述电位器和所述电动机，以改变所述脉冲水泵的水击频率。

9.如权利要求8所述的自动调频煤层脉冲注水系统，其特征在于，

所述电源模块还包括防爆外壳。

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