具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统，其阀体阀腔的右段设置有管式阀芯，管式阀芯中设置有控制阀芯，控制阀芯设置有芯杆、位于芯杆左端的左锥形体及位于芯杆右端的右锥形体，左锥形体与右锥形体成镜像对称分布，在管式阀芯左侧的阀腔中设置有能使控制阀芯开启或关闭管式阀芯的阀杆，阀杆配置有能使阀杆往复移动的浮力控制结构，浮力控制结构包括置于矿用隔爆水槽内随水体液位浮动的浮力部，浮力部通过浮力控制结构中的有关部件控制阀杆移动；浮力部在失去浮力完全垂下时，阀杆及控制阀芯能够处于自由状态。本实用新型专利技术能够低成本实现对隔爆水槽自动加水和液面控制，以及在隔爆水槽破损时能自动切断水源。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种矿用隔爆水槽使用的液面维持系统，特别涉及一种在矿用隔爆水槽出现槽体破损情形时能够自动断水的液面维持系统。
技术介绍
《煤矿安全规程》规定，开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的煤层、相邻的采煤工作面，煤层掘进巷道同与其相连的巷道间，煤仓与其相连通的巷道间，采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点与其相连通的巷道间，必须用隔爆水槽棚隔开。矿用阻、隔爆装置是我国煤矿控制或减弱瓦斯煤尘爆炸的主要手段之一。抑爆技术的主要目的是把已经发生的爆炸控制在一定的范围内并扑灭，防止灾害事故的扩大，抑爆技术可分为被动式抑爆和自动式抑爆两大类。我国煤矿一般采用被动式抑爆技术，就是利用爆炸波自身的能量作用于预先设置在爆炸传播通道中的抑爆剂，形成一定区段的抑爆带，扑灭随后到达的传播火焰，同时，耗散激渡能量，防止形成过高压力，达到抑爆的目的。如隔爆水槽、水袋、岩粉棚等，都属于被动式抑爆装置。隔爆水槽的作用是爆炸冲击波将水袋棚击碎，使水形成水雾，由于水的比热大，吸收热量效果好，可起到遮蔽辐射热的作用，水雾带迅速将火焰峰面扑灭，使爆炸高温形成膨胀传播的冲击波压力迅速减少，阻止爆炸的继续传播。要使隔爆水槽维持水位的“养兵千日”，才能做到在灾害来临时的“用兵一时”，试想如果灾害到来时，隔爆水槽不能有效地形成水雾，那将会带来难以预料的人员和财产损失。目前，随着煤矿生产规模的逐步扩大和矿井生产能力的不断提高，井下各地点隔爆水槽的数量逐步增加。由于隔爆水袋内的储存水体受动态蒸发的影响，水量时刻都在减少，尤其是在风量大、温度高的采区更甚，造成灭火水雾因水量不足而不能有效隔断爆炸火焰的传播。因此，需要经常向水槽、水袋中注水、换水。由于井下隔爆水槽根据规定需安装在巷道顶部，高度都在2m以上，增加了注水的难度。如果在巷道断面为20m2的巷道中安装60L水槽，根据《煤矿安全规程》规定，安装一组需安设136个水槽。按照传统的注水方式，用Φ10的软管向水槽中注水，注满一个需要5分钟，则注完一组水槽需12小时。每对矿井根据采区范围的大小，需安设10组以上隔爆水槽，根据井下风速及井下温度的不同，需5～8天向井下所有水槽中注水一次，大大增加了工人的工作量和劳动强度。隔爆水槽人工加水存在的主要问题如下：1)用工较多，大巷加水时需要两人，一人监护看车辆和控制加水阀门，另一人进行加水。2)施工人员加水时必须站在隔爆水槽和架空线下方，第一面临触电危险；第二来往车辆直接威胁加水人员的安全；第三老化的架子承载能力差，当水加满后有掉落的危险，第四加满后溢出的水经常飞溅在施工人员身上。-->3)严重制约大巷运输环节，造成运输系统紧张，对生产组织产生影响，降低了生产效率。针对人工注水带来的问题，现有技术中提供了一种矿用隔爆水槽液面维持系统，其包括电磁阀、液位传感器及压力传感器等电子元器件，虽然能够为隔爆水槽自动加水并维持槽内的液位，但该系统复杂且需要防爆，运营成本高。
技术实现思路
本技术在于解决现有技术中矿用隔爆水槽液面维持系统所存在的上述技术缺陷，提供一种可在槽体出现破损情形时具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统。其技术解决方案是：一种具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统，包括阀体，阀体设置有壳体、阀腔、进水口与出水口，阀腔的右段设置有管式阀芯，管式阀芯中设置有控制阀芯，进水口直对管式阀芯的右端，出水口位于管式阀芯左侧的阀腔的壳体上，控制阀芯设置有芯杆、位于芯杆左端的左锥形体及位于芯杆右端的右锥形体，左锥形体与右锥形体成镜像对称分布，在管式阀芯左侧的阀腔中设置有能使控制阀芯开启或关闭管式阀芯的阀杆，阀杆配置有能使阀杆往复移动的浮力控制结构，浮力控制结构包括置于矿用隔爆水槽内随水体液位浮动的浮力部，浮力部通过浮力控制结构中的有关部件控制阀杆移动；上述浮力部在失去浮力完全垂下时，阀杆及控制阀芯能够处于自由状态。上述壳体的左侧设置有直线型阀杆导向孔，阀杆的左部杆体部分穿经直线型阀杆导向孔并伸出一段，阀杆能在直线型阀杆导向孔中滑动；上述浮力控制结构还包括压头与连接杆，浮力部为浮球，压头固定联接在连接杆的上端，浮球固定连接在连接杆的下端，压头通过转轴铰接在壳体的左侧，压头的突出部能够顶在阀杆的后部杆体的尾端，在矿用隔爆水槽内水体液位发生变化时浮球通过连接杆带动压头摆转，压头上的突出部也随之相应摆转，推动阀杆前移或脱离阀杆。上述壳体的左端设置有控制开关，控制开关接入一声和/或光报警电路，当上述浮球失去浮力完全垂下时，浮球能够通过连接杆带动压头逆时针摆转直至压头上的突出部触发控制开关。本技术具有以下有益技术效果：本技术用浮球等浮力部的浮力来控制阀芯运动实现液面维持功能，可以实现按设定液面高度自动对隔爆水槽补水，使隔爆水槽内储存水体始终处于饱和状态，保证了隔爆水槽能有足够的水量来防止瓦斯、煤尘爆炸事故扩大而造成的不可挽回的人员和财产损失，能够低成本实现对隔爆水槽自动加水和液面控制，同时也解放了劳动力，彻底解决了施工人员与往来车辆间的相互影响和安全问题；同时，其还能利用进水水压使控制阀芯运动，促使控制阀芯的右锥形体从进水一侧关闭管式阀芯，实现隔爆水槽破损时能自动切断水源。此外，在隔爆水槽出现破损自动切断水源的同时，还可进行声光报警。本技术可广泛应用于各种隔爆水槽的自动加水作业。-->附图说明下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步说明：图为本技术一种实施方式的结构原理示意图。具体实施方式参看附图，一种具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统，其阀体设置有壳体1、阀腔2、进水口3与出水口4。阀腔2的右段设置有管式阀芯5，管式阀芯5中设置有控制阀芯，进水口3直对管式阀芯5的右端，出水口4位于管式阀芯左侧的阀腔的壳体上。控制阀芯设置有芯杆6、位于芯杆6左端的左锥形体7及位于芯杆右端的右锥形体8，左锥形体7与右锥形体8成镜像对称分布，在管式阀芯5左侧的阀腔中设置有阀杆9，阀杆9可使控制阀芯开启或关闭管式阀芯。阀杆配置有能使阀杆往复移动的浮力控制结构，浮力控制结构包括置于矿用隔爆水槽内随水体液位浮动的浮力部，浮力部通过浮力控制结构中的有关部件控制阀杆移动，上述浮力部在失去浮力完全垂下时，阀杆及控制阀芯能够处于自由状态；较为具体的方式为：上述壳体1的左侧设置有直线型阀杆导向孔，阀杆9的左部杆体部分穿经直线型阀杆导向孔并伸出一段，阀杆能在直线型阀杆导向孔中滑动；上述浮力控制结构还包括压头10与连接杆11，浮力部为浮球12，压头10固定联接在连接杆11的上端，浮球12固定连接在连接杆11的下端，压头10通过转轴铰接在壳体的左侧，压头的突出部能够顶在阀杆的后部杆体的尾端，在矿用隔爆水槽内水体液位发生变化时浮球通过连接杆带动压头摆转，压头上的突出部也随之相应摆转，推动阀杆前移或脱离阀杆。上述方式中，所述壳体的左端设置有控制开关，控制开关接入一声和/或光报警电路，当上述浮球失去浮力完全垂下时，浮球能够通过连接杆带动压头逆时针摆转直至压头上的突出部触发控制开关。上述控制开关部分以及其所接入的声和/或光报警电路该领域技术人员应当能够实现，此处不再具体描述。隔爆水槽棚中的各隔爆水槽均可配置一个上述系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统，包括阀体，阀体设置有壳体、阀腔、进水口与出水口，阀腔的右段设置有管式阀芯，管式阀芯中设置有控制阀芯，进水口直对管式阀芯的右端，出水口位于管式阀芯左侧的阀腔的壳体上，其特征在于：所述控制阀芯设置有芯杆、位于芯杆左端的左锥形体及位于芯杆右端的右锥形体，左锥形体与右锥形体成镜像对称分布，在管式阀芯左侧的阀腔中设置有能使控制阀芯开启或关闭管式阀芯的阀杆，阀杆配置有能使阀杆往复移动的浮力控制结构，浮力控制结构包括置于矿用隔爆水槽内随水体液位浮动的浮力部，浮力部通过浮力控制结构中的有关部件控制阀杆移动；上述浮力部在失去浮力完全垂下时，阀杆及控制阀芯能够处于自由状态。

【技术特征摘要】
1.一种具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持系统，包括阀体，阀体设置有壳体、阀腔、进水口与出水口，阀腔的右段设置有管式阀芯，管式阀芯中设置有控制阀芯，进水口直对管式阀芯的右端，出水口位于管式阀芯左侧的阀腔的壳体上，其特征在于：所述控制阀芯设置有芯杆、位于芯杆左端的左锥形体及位于芯杆右端的右锥形体，左锥形体与右锥形体成镜像对称分布，在管式阀芯左侧的阀腔中设置有能使控制阀芯开启或关闭管式阀芯的阀杆，阀杆配置有能使阀杆往复移动的浮力控制结构，浮力控制结构包括置于矿用隔爆水槽内随水体液位浮动的浮力部，浮力部通过浮力控制结构中的有关部件控制阀杆移动；上述浮力部在失去浮力完全垂下时，阀杆及控制阀芯能够处于自由状态。2.根据权利要求1所述的具有自动断水功能的矿用隔爆水槽液面维持...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志安，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]