一种煤矿用车载自喷水灭火系统技术方案

本发明专利技术属于煤矿井下作业领域，公开了一种煤矿用车载自喷水灭火系统，包括储水箱、储气罐以及若干设于发动机舱室内的喷头，车辆防爆柴油机上的空气压缩机经单向阀后连接储气罐的进气口，储气罐的出气口分别连接至并联的手动灭火阀和自动灭火阀的进气口，手动灭火阀和自动灭火阀的出气口连接有三条回路，第一路连接至发动机的断油缸和断气缸，第二路连接加压阀，加压阀连接储水箱，第三路连接气控换向阀，气控换向阀设于储水箱和喷头之间的连接回路上。该系统灭火介质为水，由防爆车辆上自带的储气罐作为加压气源，同时没有电气元件，便于在煤矿井下车辆中广泛推广，对提高车辆运行的安全性有重要意义。

A Coal Mine Vehicle-mounted Self-sprinkler Fire Extinguishing System

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用车载自喷水灭火系统
本专利技术属于煤矿井下作业领域，具体涉及一种煤矿用车载自喷水灭火系统。
技术介绍
煤矿井下防爆柴油机驱动车辆运行过程中，发动机的表面温度高，平时维护保养过程中，其表面难免存积油污(包括柴油、机油、液压油等)，加之在巷道长时间运行，表面也会堆积大量的煤炭粉尘，如果发动机偶尔缺水运行，表面温度会迅速升高，机体甚至会烧红，最终会引燃油污、粉尘等可燃物，产生明火，由于井下巷道中通风量大，空间狭窄，如果灭火不及时，火势会迅速扩大，很难扑灭，同时井下空气中还含有瓦斯，扑灭不及时可能会引发瓦斯爆炸，造成更严重的损失。煤矿安全规程规定井下车辆需安装8KG灭火器，井下人员对灭火器的维护保养不到位导致部分灭火器失效，同时一旦着火使用该灭火器时需要人工对准起火点进行灭火，紧急情况下对灭火人员的心理素质要求高，不易准确有效的将起火点扑灭。目前部分井下防爆车辆配备了防爆电控自动干粉/泡沫灭火系统，其系统组成复杂、容易误动作、成本较高、灭火能力有限，一旦启动，一次性喷完，过程无法终止；喷完后需要重新灌装，较为复杂，维护成本较高。而目前所涉及的载灭火系统，均属于路面车辆配置，采用电控的方式进行预警和执行，由于煤矿井下有严格的防爆要求，因此现有的专利内容不能直接应用于井下矿用车辆。现有文献及相关专利中也有部分涉及煤矿防灭火系统，但也只限于煤矿井下巷道中应用，不能用于车载。
技术实现思路
本专利技术为了解决煤矿井下防爆柴油机驱动车辆缺乏安装有效的灭火系统的问题，进而提供了一种煤矿用车载自喷水灭火系统。本专利技术采用如下技术方案：一种煤矿用车载自喷水灭火系统，包括储水箱、储气罐以及若干设于发动机舱室内的喷头，车辆防爆柴油机上的空气压缩机经单向阀后连接储气罐的进气口，储气罐的出气口分别连接至并联的手动灭火阀和自动灭火阀的进气口，手动灭火阀和自动灭火阀的出气口连接有三条回路，第一路连接至发动机的断油缸和断气缸，第二路连接加压阀，加压阀连接储水箱，第三路连接气控换向阀，气控换向阀设于储水箱和喷头之间的连接回路上。发动机舱室内的两个高温点处(增压器和空气压缩机)分别设有温度探测器，温度探测器与自动灭火阀的控制口连接。所述加压阀包括用于防止储水箱中水倒流至气体管路中的单向阀、用于实时显示压力的压力表、用于限定储水箱中最大气体压力的安全阀以及用于降低储气罐中流向储水箱中的加压压力的减压阀，单向阀、压力表、安全阀和减压阀依次连接。所述储气罐底部安装有放水阀。所述手动灭火阀的结构形式为手动带定位，手动操作后，松手后该阀仍可以定位在开启状态，当火势熄灭后，能够通过手动将该阀进行复位。自动灭火阀的结构形式为气动带定位，一旦换向后，该阀将定位在开启状态，灭火后，该阀仍需手动复位。该系统的控制过程如下：1）储气罐中的高压气体在车辆启动时为气启动马达提供高压气体，同时车辆防爆柴油机上附带的空气压缩机经单向阀向储气罐中充高压气体，直到气体压力达到设定值；2）当温度探测器所在位置的温度超出极限温度时，温度探测器内的热敏释压元件爆裂，温度探测器内部的高压气囊被打开，管道内的压力升高，从而推动自动灭火阀动作；或者当温度探测器没有感知到的区域有明火产生的情况下，驾驶人员按下手动灭火阀；3）当手动灭火阀和自动灭火阀中的任意一个阀动作后，储气罐中的高压气体迅速通过灭火阀进入断油缸和断气缸，断油缸切断发动机的柴油供给，断气缸切断发动机的进气，二者同时作用，从而强制发动机熄火，制止火势的扩散；同时，高压气体流经加压阀，高压气体经减压后进入密闭储水箱，从而实现水的加压，储气罐中的高压气体同时到达气控换向阀，该阀换向后，储水箱中的水流经该阀通过布置在发动机舱室的喷头，自动向高温点进行喷淋，从而起到灭火效果。由于防爆柴油机采用气启动系统，因此整车配备有储气罐，柴油机上附带的空气压缩机可以给储气罐充气，因此有稳定的气源。其他矿用车辆如需使用，需单独配备空气压缩机和储气罐。本专利技术具有如下有益效果：1）该自喷水灭火装置采用了水作为降温灭火介质，通过防爆车辆自带的储气罐进行加压实现喷淋，维护保养成本低，易于实现；2）该自喷水灭火装置可以实现手动/自动控制灭火，二者采用并联连接，互相独立作用；3）该自喷水灭火装置的压力在储水箱可承受最大压力范围内可进行调节，从而控制水量的大小；4）该装置具有操作简便，成本低的优点，充分利用车辆上现有的高压气体进行加压实现自喷水灭火，具有可操作性。同时具备自动灭火和手动灭火功能，对操作人员的要求低，便于推广应用；5）该装置可以应用于全部矿用防爆柴油机车辆上，增加该装置可以及时的消灭明火或对高温处进行喷水降温，降低了火势扩大的可能性，从而避免了大面积着火引发的人员、设备损失，可产生显著的经济效益。附图说明图1为本专利技术的系统原理图；图2为加压阀的组成原理图；图中：1、储水箱；2、放水阀门；3、加压阀；4、断油缸；5、断气缸；6、气控换向阀；7、自动灭火阀；8、手动灭火阀；9、储气罐；10、安全阀；11、放水阀；12、温度探测器；13、喷头；14、储气罐单向阀；15、空气压缩机；16、单向阀；17、压力表；18、安全阀；19、减压阀。具体实施方式结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示的煤矿用车载自喷水灭火系统，包括储水箱1、储气罐9以及若干设于发动机舱室内的喷头13，车辆防爆柴油机上的空气压缩机15经单向阀14后连接储气罐9的进气口，储气罐9的出气口分别连接至并联的手动灭火阀8和自动灭火阀7的进气口，手动灭火阀8和自动灭火阀7的出气口连接有三条回路，第一路连接至发动机的断油缸4和断气缸5，第二路连接加压阀3，加压阀3连接储水箱1，第三路连接气控换向阀6，气控换向阀6设于储水箱1和喷头13之间的连接回路上。该系统的特征如下：(1)防爆柴油机车辆通常采用气启动系统，储气罐9中的高压气体在车辆启动时为气启动马达提供高压气体，同时防爆柴油机上附带的空气压缩机15经单向阀14向储气罐9中充高压气体，直到气体压力达到设定值。储气罐9上连接有安全阀10，限定储气罐的最高压力，确保使用安全。储气罐9的底部还装有防水阀11，由于井下环境潮湿，运行一段时间后，储气罐9中会积蓄水，如果不及时放水会影响气罐的有效容积。(2)根据运行测试数据，在发动机舱室的两个高温点处，布置有两个温度探测器12。该温度探测器只对热量起反应，如果其所在位置的温度超出极限温度时，探测器内的热敏释压元件爆裂，探测器内部的高压气囊被打开，管道内的压力升高，从而推动自动灭火阀7动作。(3)手动灭火阀8用于温度探测器12没有感知到的区域有明火产生的情况下，驾驶人员按下手动灭火阀8，可以实现灭火。(4)手动灭火阀8和自动灭火阀7采用并联连接的方式，这样两者动作互不影响，任意一个阀门开启后，都能实现灭火。(5)储气罐9的出气分别连接至手动灭火阀8和自动灭火阀7的进气口。手动灭火阀8和自动灭火阀7的出气口分成3路与后面的管路连接。第1路连接至发动机的断油缸4和断气缸5，断油缸4可以切断发动机的柴油供给，断气缸5则可以切断发动机的进气，二者同时作用，可使发动机快速熄火，能有效及时的制止火势的扩散。第2路连接至加压阀3，高压气体通过加压阀减压后，作用至密闭的储水箱1，从而产生水压。第3路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，包括储水箱（1）、储气罐（9）以及若干设于发动机舱室内的喷头（13），车辆防爆柴油机上的空气压缩机（15）经单向阀（14）后连接储气罐（9）的进气口，储气罐（9）的出气口分别连接至并联的手动灭火阀（8）和自动灭火阀（7）的进气口，手动灭火阀（8）和自动灭火阀（7）的出气口连接有三条回路，第一路连接至发动机的断油缸（4）和断气缸（5），第二路连接加压阀（3），加压阀（3）连接储水箱（1），第三路连接气控换向阀（6），气控换向阀（6）设于储水箱（1）和喷头（13）之间的连接回路上。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，包括储水箱（1）、储气罐（9）以及若干设于发动机舱室内的喷头（13），车辆防爆柴油机上的空气压缩机（15）经单向阀（14）后连接储气罐（9）的进气口，储气罐（9）的出气口分别连接至并联的手动灭火阀（8）和自动灭火阀（7）的进气口，手动灭火阀（8）和自动灭火阀（7）的出气口连接有三条回路，第一路连接至发动机的断油缸（4）和断气缸（5），第二路连接加压阀（3），加压阀（3）连接储水箱（1），第三路连接气控换向阀（6），气控换向阀（6）设于储水箱（1）和喷头（13）之间的连接回路上。2.根据权利要求1所述的煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，发动机舱室内的增压器和空气压缩机两个高温点处分别设有温度探测器（12），温度探测器（12）与自动灭火阀（7）控制口连接。3.根据权利要求2所述的煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，所述加压阀（3）包括用于防止储水箱（1）中水倒流至气体管路中的单向阀（16）、用于实时显示压力的压力表（17）、用于限定储水箱（1）中最大气体压力的安全阀（18）以及用于降低储气罐（9）中流向储水箱（1）中的加压压力的减压阀（19），单向阀（16）、压力表（17）、安全阀（18）和减压阀（19）依次连接。4.根据权利要求3所述的煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，所述储气罐（9）底部安装有放水阀（11）。5.根据权利要求4所述的煤矿用车载自喷水灭火系统，其特征在于，所述手动灭火阀（8）的结构形式为手动带定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德宁，王丽威，马艳卫，任肖利，王治伟，柳玉龙，赵海兴，陈利东，李文阁，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14