一种瓦斯自动抑爆装置

技术领域

本发明属于抑爆设备技术领域，具体涉及一种瓦斯自动抑爆装置。

背景技术

煤矿井下会存在煤矿瓦斯，又称为煤层气，是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体，瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5%～16%时，遇火会引起爆炸，造成事故。为保证煤矿的安全生产，煤矿井下必须采取严格的抑爆措施。

国家《煤矿安全规程》要求井下抑制瓦斯煤尘爆炸的方法一般是采用在巷道支护架上吊挂隔爆水袋，这种方法简单，但是效果差。另一种在巷道顶部及两侧巷壁上安装自产气的自动隔爆装置，自产气自动隔爆装置是由电源箱、控制器、火焰传感器和抑爆器总成组成，其工作原理是当发生瓦斯煤尘爆炸时，火焰传感器检测到火焰信号传输到控制器，控制器经过运算辨别后给抑爆器启动信号，抑爆器产气发生器瞬间产生高温高压气体再经过灭火降温后高压气体，加压给抑爆器容器的干粉灭火剂瞬间自动喷洒抑制爆炸介质防止爆炸。

因井下环境条件恶劣和电气元件的不稳定性等因素，上述自产气自动隔爆装置容易造成误动，还会因灭火剂在空中停留时间短等原因导致抑爆效果不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：本发明的目的在于提供一种瓦斯自动抑爆装置，具有结构简单、易于加工、动作灵敏可靠等特点，适用于恶劣环境中，大大减少使用时的维护量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种瓦斯自动抑爆装置，包括壳体，所述壳体的内部设置有堵帽滑套，所述堵帽滑套内设置有活塞堵帽，活塞堵帽的一端位于堵帽滑套的内部，活塞堵帽的另一端位于堵帽滑套的外部并用于封堵瓦斯自动抑爆装置的排气口；活塞堵帽的外侧设置有限位机构，所述限位机构一端为触发端，限位机构另一端为限位端，所述触发端用于与冲击波感应装置相连以触发限位端的动作，所述限位端通过与活塞堵帽的接触与否来改变启动触发装置的工作状态。

其中，所述限位机构包括凸轮、脱扣板和滚珠，所述凸轮位于触发端，所述滚珠位于限位端；所述堵帽滑套外侧对称的设置有安装板，脱扣板可转动的安装在安装板上，脱扣板与安装板连接处的上方设置有拉簧，所述拉簧连接在脱扣板和所述壳体之间；所述凸轮设置在对应脱扣板顶端的位置且位于堵帽滑套两侧的脱扣板之间，当凸轮的凸起部抵住两侧的脱扣板时，所述脱扣板的底端将所述滚珠抵在活塞堵帽外侧壁上的凹槽内。

其中，所述脱扣板与凸轮配合的一端设置有脱扣轴承。

其中，所述凸轮安装在凸轮轴上，所述壳体上对应凸轮轴两端的位置分别设置有安装凸轮轴的轴承座，所述凸轮轴在一端伸出壳体外部，凸轮轴伸出壳体外部的一端设置有手柄。

其中，所述凸轮中部呈圆形，两侧对称的设置有凸起，日常状态下两侧的所述凸起分别抵住两侧的脱扣板。

其中，所述凸轮上设置有凸轮拉杆，凸轮拉杆一端与凸轮固定连接，凸轮拉杆另一端设置有用于与冲击波感应装置的拉线相连接的通孔。

其中，所述壳体的内侧设置有支架，所述支架设置在壳体与冲击波感应装置相邻的侧壁上，支架上设置有导向轮组。

其中，所述堵帽滑套顶面的内侧设置有缓冲垫。

其中，所述壳体的下方设置有气流通道，所述气流通道上设置有进气口和排气口，所述进气口连接高压抑爆介质气源，所述活塞堵帽位于堵帽滑套外部的一端封堵在所述进气口和排气口之间，通过所述活塞堵帽的移动来控制进气口和排气口是否连通。

进一步的，所述排气口的下方设置有检测气道，所述检测气道与进气口连通，检测气道的末端安装有避免气体泄漏的单向阀以及检测气流通道内气体压力的压力表；排气口在壳体下方的周向上均匀分布。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

1、本发明一种瓦斯自动抑爆装置，通过部件之间位移动作的传递来进行瓦斯自动抑爆装置的触发，不采用电气元件，不会因为井下环境条件恶劣而导致电气元件不稳定造成误动，也不需要进行运算辨别，比起目前采用电源箱、控制器火焰传感器和抑爆器总成等结构构成的自动隔爆装置，结构更加简单，加工更加容易，适用于恶劣环境中，大大降低了使用过程中的维护量。

在脱扣板与凸轮的配合端设置脱扣轴承，使得脱扣板与凸轮的相对移动更加顺畅，动作更加灵敏，减小了两者之间的摩擦，进一步降低使用过程中的维护量。

发明装置中凸轮轴伸出壳体外部的一端设置有手柄，手柄便于驱动凸轮轴旋转，从而带动凸轮旋转，使得装置的操作更加方便省力；凸轮为中间圆形，两侧设置对称凸起的对称结构，达到力学平衡，防止误动；凸轮上设置有凸轮拉杆，便于和冲击波感应装置的拉线相连接，安装方便。

本发明装置设置有导向轮组，冲击波感应装置的拉线经过导向轮组后与触发部件相连接，动作的传递更加顺畅准确；堵帽滑套顶面的内侧设置有缓冲垫，活塞堵帽释放后到达堵帽滑套顶端时，缓冲垫能够有效缓冲活塞堵帽对堵帽滑套的冲击，延长装置的使用寿命。

本发明装置设置检测气道，实时的检测气流通道内的压力，保证抑爆装置的正常工作，增加其可靠性。

附图说明

图1为本发明装置日常状态下的结构示意图；

图2为本发明装置工作状态下的结构示意图；

图3为本发明装置的俯视剖视图；

1、阀体；2、压力表；3、密封圈；4、滚珠；5、活塞堵帽；6、缓冲垫；7、堵帽滑套；8、脱扣轴承；9、凸轮拉杆；10、凸轮；11、凸轮轴；12、盖板；13、导向轮组；14、拉线；15、壳体；16、脱扣板；17、排气口；18、单向阀；19、进气口；20、拉簧；21、轴承座；22、手柄。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1-3所示，本发明实施例提供的一种瓦斯自动抑爆装置，包括壳体15，所述壳体15的内部设置有堵帽滑套7，所述堵帽滑套7内设置有活塞堵帽5，活塞堵帽5的一端位于堵帽滑套7的内部，活塞堵帽5的另一端位于堵帽滑套7的外部并用于封堵瓦斯自动抑爆装置的排气口17；活塞堵帽5的外侧设置有限位机构，所述限位机构一端为触发端，限位机构另一端为限位端，所述触发端用于与冲击波感应装置相连以触发限位端的动作，所述限位端通过与活塞堵帽的接触与否来改变启动触发装置的工作状态。

本实施例中，所述限位机构包括凸轮10、脱扣板16和滚珠4，所述凸轮10位于触发端，所述滚珠4位于限位端；所述堵帽滑套7外侧对称的设置有安装板，脱扣板16可转动的安装在安装板上，脱扣板16与安装板连接处的上方设置有拉簧20，所述拉簧20连接在脱扣板16和所述壳体15之间；所述凸轮10设置在对应脱扣板16顶端的位置且位于堵帽滑套7两侧的脱扣板16之间，当凸轮10的凸起部抵住两侧的脱扣板16时，所述脱扣板16的底端将所述滚珠4抵在活塞堵帽5外侧壁上的凹槽内；具体的，滚珠4采用钢珠。

脱扣板16与凸轮10配合的一端设置有脱扣轴承8，脱扣轴承8使得脱扣板16与凸轮10的相对移动更加顺畅，动作更加灵敏，减小了两者之间的摩擦。

凸轮10安装在凸轮轴11上，所述壳体15上对应凸轮轴11两端的位置分别设置有安装凸轮轴11的轴承座21，所述凸轮轴11在一端伸出壳体15外部，凸轮轴11伸出壳体15外部的一端设置有手柄22。

凸轮10中部呈圆形，两侧对称的设置有凸起，日常状态下两侧的所述凸起分别抵住两侧的脱扣板16，本实施例中，因为设置有脱扣轴承8，因此为抵住脱扣轴承8。

凸轮10上设置有凸轮拉杆9，凸轮拉杆9一端与凸轮10固定连接，凸轮拉杆9另一端设置有用于与冲击波感应装置的拉线14相连接的通孔。具体的通孔为长圆孔或者长方形的孔。

壳体15的内侧设置有支架，所述支架设置在壳体15与冲击波感应装置相邻的侧壁上，支架上设置有导向轮组13。支架呈“L”形，支架竖板的顶端和内侧分别安装导向轮，拉线14经过导向轮组13后与凸轮拉杆9连接。

堵帽滑套7顶面的内侧设置有缓冲垫6，具体的，采用缓冲胶垫。

所述壳体15的下方安装有阀体1，阀体1内设置有气流通道，所述气流通道上设置有进气口19和排气口17，所述进气口19连接高压抑爆介质气源，所述活塞堵帽5位于堵帽滑套7外部的一端封堵在所述进气口19和排气口17之间，通过所述活塞堵帽5的移动来控制进气口19和排气口17是否连通。

排气口17的下方设置有检测气道，所述检测气道与进气口19连通，检测气道的末端安装有避免气体泄漏的单向阀18以及检测气流通道内气体压力的压力表2。

排气口17在壳体15下方的周向上均匀分布，以便于抑爆介质的均匀喷洒。

本实施例中，壳体15包括侧壁和顶端的盖板12，侧壁底端安装在阀体1上，顶端通过盖板12进行封闭，便于装置的组装。壳体15侧壁两侧分别装轴承座21、凸轮轴11安装在轴承座21上，凸轮轴11一端头封闭，另一端伸出壳体15，伸出壳体15的端头安装有手柄22，凸轮轴11中间安装凸轮10，凸轮10两个凸面分别与两个脱扣板16上端头安装的脱扣轴承8接触；凸轮10上凹面安装凸轮拉杆9，凸轮拉杆9上端有通孔。拉线14的一个端头穿过壳体15的侧壁再经过导向轮组13和凸轮拉杆9的通孔连接并固定在通孔内。

脱扣板16上端头有轴孔装有脱扣轴承8，下端头是一个凸形端面，脱扣板16的上中部中间有圆轴孔，与安装脱扣轴承8轴孔两者中间接近脱扣板16外侧边沿一定距离有一个圆孔；与圆孔中心线的对称面有一定距离的壳体15壁出有一个带有圆孔的固定座，拉簧20两端的钩分别钩在两个圆孔内；其作用给脱扣板16上端往外一定拉力，脱扣板16下端凸面给滚珠4一定推力，使滚珠4与活塞堵帽5壁紧接触。

凸轮10凸轮面与脱扣轴承8紧接触，脱扣板16下端凸面给滚珠4最大推力，使滚珠4的一侧面少部分进入活塞堵帽5凹槽内而另一部分与阀体1的活塞堵帽筒壁圆孔接触。其作用可靠锁住活塞堵帽5不能向上移动，控制进气口19与排气孔17密封隔开。

凸轮轴11通过凸轮拉杆9的左右旋转角度的大小，控制凸轮10两个凸面与两个脱扣板16上端头安装的脱扣轴承8接触与断开。

活塞堵帽5与阀体1配合的位置设置密封圈3，具体的，密封圈3采用O型密封圈。

本发明装置的具体工作原理：

进气口19连通有高压抑爆介质气体，正常情况下如图1所示，由于滚珠4同时卡在活塞堵帽5侧壁上的凹槽和阀体1上套置在活塞堵帽5外侧的圆筒上的圆孔内，所以活塞堵帽5被定位在堵住排气口17的位置。当冲击波感应装置受到瓦斯煤尘爆炸冲击波瞬间，冲击波感应装置的拉线14产生位移，拉动凸轮拉杆9，如图2所示，拉线14使凸轮拉杆9、凸轮轴11、凸轮10旋转过程中，脱扣板16、脱扣轴承8脱开凸轮10的凸面，到达凸轮10的凹面，脱扣板16释放滚珠4，同时活塞堵帽5在进气口19高压抑爆介质气体推动下向上移动，滚珠4脱离活塞堵帽5侧壁上的凹槽，活塞堵帽5离开排气口17进入堵帽滑套7内，进气口19内高压抑爆介质气体通过排气口17向外喷洒抑爆介质，实现自动抑爆。抑爆介质气体可采用惰性气体。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。