CN217783738U - 新型采煤工作面应用的水泵控制装置 - Google Patents

Abstract

新型采煤工作面应用的水泵控制装置，包括电源模块、水位探头、压力开关，还具有水位控制电路、延时电路，无线报警电路和接收电路；水位探头由两只互相绝缘的金属杆组成，水位探头安装在作业面下端，压力开关安装在潜水泵出水管侧部；电源模块、水位控制电路、延时电路，无线报警电路安装在元件盒内并电性连接。本新型应用中，当水位高度高于潜水泵高度时，能自动控制潜水泵得电工作排水，当水潜水泵故障没有工作时，无线报警电路能现场发出响亮报警声提示附近工作人员，且还能无线提示较远距离的相关人员接收潜水泵故障信息，相关人员就可第一时间对其进行维修或更换，由此尽可能了保证了矿井及矿坑排水工作的顺利进行，且减少了安全隐患。

Description

新型采煤工作面应用的水泵控制装置

技术领域

本实用新型涉及水泵控制设备技术领域，特别一种新型采煤工作面应用的水泵控制装置。

背景技术

煤矿等使用的排水泵主要作用是将矿井及矿坑内等处的积水排出，进而保证安全生产。现有煤矿等应用的排水泵一般采用潜水泵，潜水泵工作时位于水坑内，为了实现潜水泵的智能化控制，目前的潜水泵一般配套有水位开关，水位开关的探头和潜水泵一起安装在矿井及矿坑内低处，当矿井及矿坑内有水时潜水泵自动得电工作将水排出矿井及矿坑外，防止了矿井等内被水淹事故的发生，矿井及矿坑内水水位低于探头时，潜水泵失电不再工作、防止了潜水泵空转造成电能浪费以及长时间空转损坏等。

虽然煤矿使用的潜水泵一定程度上实现了智能化控制，但是受到结构所限或多或少还是存在一些具体的技术问题。比如同属于潜水泵领域、我国专利名称“一种应用于稻田和鱼塘的全自动潜水泵”、专利号“201510222771.X”的专利，其应用中能有效基于探头控制潜水泵的工作方式，但是，当现场区域有水、探头探测到后控制潜水泵工作时，假如此刻潜水泵出现故障，那么由于相关工作人员不知情，会对潜水泵的工作带来不利影响，进而由于潜水泵不工作，会对灌溉或排水(应用在煤矿的矿井及矿坑排水)工作造成不利影响。上述可见，目前公开的潜水泵控制技术如果用于矿井及矿坑的排水，在潜水泵自身出现故障不工作时，无法有效保证矿井及矿坑的排水工作顺利进行，存在较大的安全隐患(排水不畅，矿井及矿坑积水过多，有几率会造成矿井被淹，导致不可预见的安全事故发生)。综上所述，提供一种不但能基于水位探头控制潜水泵的工作方式，还能在潜水泵应该工作的时间段对其进行检测，出现故障时能第一时间提示工作人员进行检修的控制装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有矿用潜水泵所使用的控制设备，由于结构所限，只能基于水位探头控制潜水泵的工作方式，在水位合适、潜水泵故障时不能及时提示工作人员进行维护，存在较大安全隐患的弊端，本实用新型提供了一种在相关机构及电路共同作用下，不但能基于水位探头探测矿井及矿坑内的水位控制潜水泵工作方式，还能在水位合适、潜水泵不工作时及时现场和无线方式提示相关人员进行检修，由此尽可能了保证了矿井及矿坑内排水工作顺利进行，且减少了安全隐患的新型采煤工作面应用的水泵控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

新型采煤工作面应用的水泵控制装置，包括电源模块、水位探头、压力开关，其特征在于还具有水位控制电路、延时电路，无线报警电路和接收电路；所述水位探头由两只互相绝缘的金属杆组成，水位探头安装在作业面下端、且高度高于潜水泵的高度，压力开关安装在潜水泵出水管侧部；所述电源模块、水位控制电路、延时电路，无线报警电路安装在元件盒内；所述水位控制电路的电源输出端和潜水泵的电源输入端电性连接，水位控制电路的信号输出端和压力开关、延时电路、无线报警电路的电源输入端电性连接；所述无线报警电路的两路信号输入端和压力开关及延时电路的信号输出端分别电性连接，水位探头的信号输出端和水位控制电路的信号输入端电性连接。

进一步地，所述压力开关内部触点是常闭触点式结构。

进一步地，所述水位控制电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、继电器，第一只继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三级管内集电极和第一只继电器的负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和第二只继电器负极电源输入端连接。

进一步地，所述延时电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述无线报警电路包括电性连接的继电器、蜂鸣器和无线发射电路模块，无线发射电路模块及蜂鸣器的正极电源输入端和继电器常开触点端连接，蜂鸣器负极电源输入端好无线发射电路模块的负极电源输入端连接，无线发射电路模块的其中一只无线发射按键下两个触点连接。

进一步地，所述接收电路包括电性连接的蓄电池、电阻、蜂鸣器、NPN三极管和无线接收电路模块，蓄电池正极和无线接收电路模块的正极电源输入端、蜂鸣器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和NPN三极管发射极、蓄电池负极连接。

进一步地，所述接收电路可采用多套。

本实用新型有益效果是：本新型应用中，能经水位探头及水位控制电路实时探测矿井及矿坑内的水位高度，当水位高度高于潜水泵高度时，能自动控制潜水泵(出水管连接的软管位于矿井及矿坑上端外)得电工作排水，当水位足够，但是潜水泵故障没有工作时，间隔一定时间后，无线报警电路能现场发出响亮报警声提示附近工作人员，且还能发送无线信号，较远距离的相关人员接收到无线信号后能第一时间了解到潜水泵故障信息，就可第一时间对其进行维修或更换，由此尽可能了保证了矿井及矿坑排水工作的顺利进行，且减少了安全隐患。综上，本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2、3是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1、2、3所示，新型采煤工作面应用的水泵控制装置，包括电源模块D1、水位探头T1、压力开关W，还具有水位控制电路1、延时电路2，无线报警电路3和接收电路4；水位探头T1由两只间隔一定距离(4毫米)安装在塑料基板上端铜杆组成，水位探头T1安装在矿井或矿坑内下侧端、且高度高于矿井或矿坑内底部潜水泵M的高度，潜水泵M的出水管侧端有个内螺纹开孔，压力开关W经其外壳外螺纹旋入出水管内螺纹安装在出水管侧部、且压力开关W的探测面位于出水管内；电源模块D1、水位控制电路1、延时电路2，无线报警电路3安装在元件盒5内电路板上，元件盒5安装在矿井或矿坑内附近高处的电控箱内，接收电路4管理人员随身携带。

图1、2、3所示，压力开关W内部两个控制触点是常闭触点式结构。水位控制电路包括经电路板布线连接的电阻R1、NPN三极管Q1、继电器K1及K2，第一只继电器K1正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻R1一端和NPN三极管Q1基极连接，NPN三级管Q1集电极和第一只继电器K1的负极电源输入端连接，第一只继电器K1常开触点端和第二只继电器K2正极电源输入端连接，NPN三极管Q1发射极和第二只继电器K2负极电源输入端连接。延时电路包括经电路板布线连接的电阻R2及R3、NPN三极管Q2、电容C1，第一只电阻R2一端和第二只电阻R3一端、电容C1正极连接，第二只电阻R3另一端和NPN三极管Q2基极连接，电容C1负极和NPN三极管Q2发射极连接。无线报警电路包括经电路板布线连接的继电器K3、讯响器B和无线发射电路模块D2，无线发射电路模块D2正极电源入端1脚及讯响器B的正极电源输入端和继电器K3常开触点端连接，讯响器B负极电源输入端和无线发射电路模块D2的负极电源输入端2脚连接，无线发射电路模块D2的第一只无线发射按键S1(共有四只发射按键)下两个触点连接。

图1、2、3所示，接收电路包括经电路板布线连接且安装在元件盒A6内的蓄电池G、充电插座CZ(充电插孔位于元件盒A前端第一个开孔外)、电源开关S1(手柄位于元件盒A第二个开孔外)、电阻R4、蜂鸣器B1、NPN三极管Q3和无线接收电路模块D3，蓄电池G两极和充电插座CZ两端分别连接((蓄电池G无电时，可把外部6V电源充电器插头插入充电插座CZ内为蓄电池G充电)，蓄电池G正极和电源开关S1一端连接，电源开关S1另一端和无线接收电路模块D3的正极电源输入端1脚(2、5、6、7脚悬空)、蜂鸣器B1正极电源输入端连接，无线接收电路模块D3的第一路输出端4脚和电阻R4一端连接，电阻R4另一端和NPN三极管Q3基极连接，NPN三极管Q3集电极和蜂鸣器B1负极电源输入端连接，无线接收电路模块D3的负极电源输入端3脚和NPN三极管Q3发射极、蓄电池G负极连接。接收电路可采用多套(多个工作人员接收潜水泵故障信息更能起到好的提示效果)。

图1、2、3所示，电源模块D1的电源输入端1、2脚及水位控制电路的继电器K2两个控制电源输入端和交流220V电源两极分别经导线连接，电源模块D1的电源输出端3、4脚和水位控制电路的电源输入端继电器K1正极电源输入端及NPN三极管Q1发射极分别经导线连接。水位控制电路的电源输出端继电器K2两个常开触点端和潜水泵M的电源输入端经导线连接，水位控制电路的信号输出端继电器K1常开触点端和压力开关W一端、延时电路的正极电源输入端电阻R2另一端、无线报警电路的正极电源输入端继电器K3控制电源输入端经导线连接。电源模块D1的负极电源输出端和延时电路的电容C1负极、无线报警控制电路的讯响器B负极电源输入端经导线连接。无线报警电路的两路信号输入端继电器K3正极电源输入端及负极电源输入端和压力开关W另一端及延时电路的信号输出端NPN三极管Q2集电极分别经导线连接，水位探头的信号输出端第一只铜杆T1一端和水位控制电路的信号输入端电阻R1另一端经导线连接，水位探头的信号输入端第二只铜杆T1和电源模块D1的正极电源输出端经导线连接。

图1、2、3所示，打开电源开关后，电源模块D1得电工作，电源模块D1的电源输出端3、4脚输出12V直流电源进入水位探头T1及水位控制电路的电源输入端，水位探头及水位控制电路得电工作。当矿井或矿坑内无水时，水不将两只铜杆T1淹没、两只铜杆T1之间电阻值无穷大，那么NPN三极管Q1不会导通，潜水泵本体M也就不会得电工作。当矿井或矿坑内有水、且水将两只铜杆T1淹没时，两只铜杆T1之间电阻值变小，这样，12V电源会经电阻R1限流进入NPN三极管Q1基极，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K1的负极电源输入端，于是，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，继之，潜水泵M会得电工作将矿井或矿坑内的水抽出、泵出到矿井或矿坑上端外。当潜水泵M工作将矿井或矿坑内的水抽出，矿井或矿坑内的水位低于水位探头、不将两只铜杆T1淹没时，两只铜杆T1之间电阻值再次变得无穷大，这样，NPN三极管Q1会截止，那么继电器K1及K2均会失电，潜水泵M也不再工作，实现了智能化控制目的。

图1、2、3所示，本新型中，当矿井或矿坑内有水，继电器K1得电的同时，12V电源会经继电器K1的控制电源输入端及常开触点端进入电阻R2另一端及继电器K3控制电源输入端，于是，12V电源会经电阻R2限流为电容C1充电，刚开始充电的时间段(比如5秒钟)，电容C1没有充满电时，12V电源经电阻R2、R3降压限流后进入NPN三极管Q2基极低于NPN三极管Q2的起始导通电压，那么，NPN三极管Q2不会导通、继电器K3不会得电吸合，讯响器B也就不会得电发声、无线发射电路模块D2不会发射无线信号。实际情况下，充电5秒钟(时间等于电容C1容量乘以1.1乘以电阻R2阻值)，电容C1充满电后，12V电源经电阻R2、R3降压限流后进入NPN三极管Q2基极高于NPN三极管Q2的起始导通电压，那么，NPN三极管Q2会导通集电极输出低电平进入继电器K3负极电源输入端，压力开关W内部触点闭合的前提下，继电器K3会得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，进而，讯响器B得电发声提示附近工作人员、潜水泵M故障及时进行维修，同时无线发射电路模块D2会得电发射出第一路无线闭合信号(无线发射电路模块D2的第一只发射按键下两个触点和继电器K3控制触点端及常开触点端分别连接)，为较远距离内工作人员无线接收潜水泵故障信息做好准备。本新型中，如果潜水泵M正常工作、泵出水后其出水端由于压力变大，压力开关W内部两个触点会开路，因此继电器K3不会得电吸合，相应的讯响器和无线发射电路模块均不得电工作。通过上述，矿井或矿坑内有水，潜水泵M得电工作后如果其没有发生故障出水端正常出水，那么讯响器B及无线发射电路模块D2均不会得电工作，矿井或矿坑内有水，潜水泵M工作不正常时，讯响器B及无线发射电路模块D2均会得电工作。本新型通过5秒钟延时，是因为潜水泵M工作时要间隔一定时间才能将水泵出(大概2秒钟左右)，如果不延时，将会造成潜水泵M即使没有发生故障，由于泵出的水间隔一定时间才会经出水管泵出作用于压力开关W，因此该段时间内(一般2秒钟左右)会造成讯响器B不必要的发声，以及无线发射电路模块D2不必要的发射无线信号(5秒钟延时，潜水泵M如果没有故障、早已将水泵出、压力开关W内部触点开路，那么蜂鸣器B以及无线发射电路模块D2均不会得电；5秒钟后，压力开关W内部触点还没有开路就代表潜水泵M故障、不能泵水)。

图1、2、3所示，本新型中，当潜水泵M故障，无线发射电路模块D2发射出第一路无线闭合信号，2000米左右范围内，无线接收电路模块D3(电源开关S1打开)接收到信号后其4脚会输出高电平，高电平经电阻R4限流进入NPN三极管Q3基极，NPN三极管Q3导通集电极输出低电平进入蜂鸣器B1负极电源输入端，于是，蜂鸣器B1得电发出响亮的提示声音(直到关闭电源开关S1为止，蜂鸣器B1失电不发声)，提示不在现场的相关人员，潜水泵M发生故障、及时到现场进行维护或更换。通过上述所有机构及电路共同作用，本新型能经水位探头及水位控制电路实时探测矿坑内的水位高度，当水位高度高于潜水泵高度时，能自动控制潜水泵(出水管连接的软管位于矿井或矿坑上端外)得电工作排水，当水位足够，但是潜水泵故障没有工作时，间隔一定时间后，无线报警电路能现场发出响亮报警声提示附近工作人员，且还能发送无线信号，较远距离的相关人员接收到无线信号后能第一时间了解到潜水泵故障信息，就可第一时间对其进行维修或更换，由此尽可能了保证了矿井或矿坑排水工的顺利进行，且减少了安全隐患。电路中，电阻R1、R2、R3、R4阻值分别是4.7K、1M、470K、10K；继电器K1、K2、K3是DC4123型12V继电器；电容C1是型号4.7μF/25V的电解电容；电源模块D1是交流220V转直流12V开关电源模块成品；讯响器B是型号XQ12V的有源连续声讯响报警器；蜂鸣器B1是型号FM6V的有源连续声蜂鸣报警器；NPN三极管Q1、Q2、Q3型号是9013；蓄电池G是型号6V/5Ah的锂蓄电池；无线发射电路模块D2及无线接收电路模块D3是型号TYO-A2000的无线收发电路模块成品，其无线信号收发距离是2000米左右；压力开关W是型号QPM11-NC的常闭机械膜片式压力可调控制开关(本实施例调节到0.05MPa)

以上仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以的权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.新型采煤工作面应用的水泵控制装置，包括电源模块、水位探头、压力开关，其特征在于还具有水位控制电路、延时电路，无线报警电路和接收电路；所述水位探头由两只互相绝缘的金属杆组成，水位探头安装在作业面下端、且高度高于潜水泵的高度，压力开关安装在潜水泵出水管侧部；所述电源模块、水位控制电路、延时电路，无线报警电路安装在元件盒内；所述水位控制电路的电源输出端和潜水泵的电源输入端电性连接，水位控制电路的信号输出端和压力开关、延时电路、无线报警电路的电源输入端电性连接；所述无线报警电路的两路信号输入端和压力开关及延时电路的信号输出端分别电性连接，水位探头的信号输出端和水位控制电路的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，压力开关内部触点是常闭触点式结构。

3.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，水位控制电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、继电器，第一只继电器正极电源输入端及控制电源输入端连接，电阻一端和NPN三极管基极连接，NPN三级管内集电极和第一只继电器的负极电源输入端连接，第一只继电器常开触点端和第二只继电器正极电源输入端连接，NPN三极管发射极和第二只继电器负极电源输入端连接。

4.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，延时电路包括电性连接的电阻、NPN三极管、电容，第一只电阻一端和第二只电阻一端、电容正极连接，第二只电阻另一端和NPN三极管基极连接，电容负极和NPN三极管发射极连接。

5.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，无线报警电路包括电性连接的继电器、蜂鸣器和无线发射电路模块，无线发射点路模块及蜂鸣器的正极电源输入端和继电器常开触点端连接，蜂鸣器负极电源输入端和无线发射电路模块的负极电源输入端连接，无线发射电路模块的其中一只无线发射按键下两个触点连接。

6.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，接收电路包括电性连接的蓄电池、电阻、蜂鸣器、NPN三极管和无线接收电路模块，蓄电池正极和无线接收电路模块的正极电源输入端、蜂鸣器正极电源输入端连接，无线接收电路模块的输出端和电阻一端连接，电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和蜂鸣器负极电源输入端连接，无线接收电路模块的负极电源输入端和NPN三极管发射极、蓄电池负极连接。

7.根据权利要求1所述的新型采煤工作面应用的水泵控制装置，其特征在于，接收电路可采用多套。

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