一种矿用隔爆水棚自动加水装置及其自动加水方法

技术领域

本发明涉及采矿安全设备技术领域，尤其涉及一种矿用隔爆水棚自动加水装置及其自动加水方法。

背景技术

煤矿，是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。而在挖矿作业时，尤为重要的一点就是做好防爆措施，而隔爆水棚起到了很好的防爆灭火作用。

在井下进行煤矿作业时，由于需要供氧或稀释有毒气体，通常需要进行通风，而这导致隔爆水棚的水袋中的水分大量蒸发而减少，需要人工对多个水袋中进行补水，但是由于水袋悬挂在高空，人工补水时需要爬高爬下，不但补水效率低，而且作业很危险。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中由于需要供氧或稀释有毒气体，通常需要进行通风，而这导致隔爆水棚的水袋中的水分大量蒸发而减少，需要人工对多个水袋中进行补水，但是由于水袋悬挂在高空，人工补水时需要爬高爬下，不但补水效率低，而且作业很危险的问题，而提出的一种矿用隔爆水棚自动加水装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种矿用隔爆水棚自动加水装置，包括水平设置的挂架、与挂架连接的挂钩、挂钩底端连接的主水袋，所述主水袋的侧壁连接有主水管，所述主水管的管道中设有阀板，挂架一侧的底端固定连接有垂直于挂架的固定架，所述固定架上设有垂直方向的滑轨；所述挂架上设有垂直方向的滑道，且滑动连接有第一滑杆；所述第一滑杆的顶端固定连接有限位块，第一滑杆的底端固定连接有水平方向的承重杆；所述承重杆贯穿滑轨并与固定架滑动连接，可沿滑轨上下移动；所述承重杆两侧的底端分别垂直固定连接有第一固定轴和第二固定轴，第一固定轴的长度短于第二固定轴；所述第一固定轴伸入主水袋中且其底端固定连接有浮块；所述第二固定轴在主水袋的外侧且其底端固定连接有第一顶块；所述固定架下部设有水平滑道且滑动连接有第二滑杆；固定架在水平滑道上方的侧壁固定连接有安装块，安装块连接有垂直向下的转轴，所述转轴上从上到下依次套设有齿轮、限位环和扭力弹簧，转轴的底端与阀板固定连接，所述阀板呈圆形结构，所述阀板与主水管的管道相匹配；所述第二滑杆的前端设有第二顶块，第二滑杆在在第二顶块和固定架之间的部位还套有复位弹簧，第二滑杆的后端固定连接有齿板，所述齿板与所述齿轮啮合；浮块下移时，使第一顶块下移并挤压第二顶块，齿板后移带动齿轮转动，齿轮使转轴转动，转轴使阀板转动，主水管的输水管道被打开；浮块上移并复位，第一顶块上移并与第二顶块脱离，复位弹簧的弹性作用下，第二滑杆带动齿板前移并复位，在扭力弹簧的弹性作用下，阀板回转并复位，将主水管的输水管道关闭。

进一步的优化方案，所述主水袋的一侧还设置有至少一个副水袋，所述副水袋通过挂钩与挂架连接，主水袋与副水袋之间通过导水管连通，相邻的副水袋之间也通过导水管连通，所述导水管上设有单向阀。

进一步的，所述挂钩与挂架的底端固定连接，多个所述挂钩在挂架上呈均匀对称分布。

进一步的，所述第一顶块和第二顶块均呈圆弧形结构，所述第一顶块与第二顶块点接触连接。

进一步的，所述齿轮过盈配合在转轴上，所述限位环过盈配合在转轴上，所述扭力弹簧套设在转轴上，所述扭力弹簧的一端与主水管的顶端固定连接，所述扭力弹簧的另一端与限位环固定连接，所述转轴与安装块转动连接，转轴上端与安装块之间设置有轴承，转轴下端主水管的管壁之间设置有直线轴承。

进一步的，所述复位弹簧套设在第二滑杆上，所述复位弹簧的一端与第二顶块固定连接，所述复位弹簧的另一端固定连接在固定架上。

使用所述的矿用隔爆水棚自动加水装置自动加水的方法，包括以下步骤：

1）水袋加水，通过挂钩固定在挂架上，安装好主水管；

2)当水袋内腔中清水发生蒸发时，水量减少，此时浮块随着水位下移，承重杆在重力作用下下移，带动使第二固定轴下移，第二固定轴使第一顶块下移，第一顶块挤压第二顶块，复位弹簧收缩，第二滑杆后移，带动齿板后移，齿板带动齿轮转动，齿轮使转轴转动，转轴使阀板转动，主水管的输水管道被打开，自来水从主水管进入到各水袋中，浮块随水位上移；承重杆随浮块上移而上移，进而使第一顶块上移；

3）当浮块复位时， 第一顶块与第二顶块脱离，在复位弹簧的弹性作用下，齿板前移并复位，在扭力弹簧的弹性作用下，阀板回转并复位，从而将主水管的输水管道关闭。

进一步的，矿用隔爆水棚自动加水装置中所述主水袋的一侧还设置有至少一个副水袋，所述副水袋通过挂钩与挂架连接，主水袋与副水袋之间通过导水管连通，相邻的副水袋之间也通过导水管连通，所述导水管上设有单向阀；主水袋与副水袋设置有相同高度的导水口，不同水袋相邻导水口之间连接有导水管；

而当主水袋中水位上升到导水口位置时，主水袋中清水从导水管流至副水袋中，单向阀使清水只能在导水管中单向流动，清水在各个副水袋之间相互输送，并最终将清水补给到每个副水袋中，直至主水袋和各个副水袋中的水位再次达到持平。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明通过设置浮块、导水管和阀板，当主水袋或者副水袋中的清水发生蒸发时，浮块随水位下移，进而使第一顶块下移并挤压第二顶块，齿板右移并使齿轮转动，齿轮使转轴转动，转轴使阀板转动，主水管的输水管道被打开，自来水从注水管输送至主水袋中，再有导水管依次输送至各个副水袋，当主水袋和副水袋中的清水再次注满，主水袋和副水袋中的水位平行，浮块上移并复位，阀板再次将主水管的输水管道关闭，进而实现自动多个水袋进行加水。

2、本发明通过设置复位弹簧和扭力弹簧，当第一顶块上移并与第二顶块脱离时，在复位弹簧的弹性作用下，第二滑杆能够带动齿板左移并复位，在扭力弹簧的弹性作用下，阀板能够回转并复位，进而将主水管的输水管道自动关闭。

3、综上，本发明能够解决隔爆水棚的水袋自动加水、自动关闭的问题，且无需用电，不需要额外的动力，杜绝安全隐患，安全可靠。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1中A部分结构放大示意图。

图中：1挂架、2挂钩、3主水袋、4副水袋、5导水管、6滑轨、7固定架、8单向阀、9水袋内腔、10导水口、11第一固定轴、12浮块、13承重杆、14第一滑杆、15限位块、16齿板、17扭力弹簧、18主水管、19阀板、20第一顶块、21第二顶块、22复位弹簧、23第二滑杆、24安装块、25转轴、26齿轮、27限位环、28第二固定轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

实施例1

参照图1-2，一种矿用隔爆水棚自动加水装置，包括水平设置的挂架1、垂直向下的挂钩2、主水袋3和两个副水袋4，挂钩2与挂架1的底端固定连接，多个挂钩2在挂架1上呈均匀对称分布，挂架1的底端固定连接有垂直的固定架7，挂架1上设置有垂直方向的滑道，滑动连接有第一滑杆14，第一滑杆14的顶端固定连接有限位块15，第一滑杆14的底端固定连接有水平方向的承重杆13，固定架7上开设有垂直方向的滑轨6，承重杆13贯穿滑轨6并与固定架7滑动连接，承重杆13可以沿滑轨6上下滑动。滑轨6与承重杆13之间存在有一定摩擦力可以对承重杆有一定的支撑作用。

承重杆13的两侧底端分别固定连接有第一固定轴11和第二固定轴28，第一固定轴的长度短于第二固定轴；第一固定轴11伸入主水袋3中且其底端固定连接有浮块12；第二固定轴28在主水袋3的外侧且其底端固定连接有第一顶块20。

固定架7下部设有水平滑道且滑动连接有第二滑杆23；固定架7在水平滑道上方的侧壁固定连接有安装块24，安装块连接有垂直向下的转轴25，转轴25上从上到下依次套设有齿轮26、限位环27和扭力弹簧17，转轴25的底端与阀板19固定连接，阀板19呈圆形结构，阀板19与主水管18的管道相匹配。主水袋3的侧壁贯穿设置有主水管18，主水管18与自来水的总输出端相连通，主水管18的管道中设置阀板19。其中，齿轮26过盈配合在转轴25上，限位环27过盈配合在转轴25上，扭力弹簧17套设在转轴25上，扭力弹簧17的一端与主水管18的顶端固定连接，扭力弹簧17的另一端与限位环27固定连接，转轴25与安装块24转动连接，转轴25上端与安装块24之间设置有轴承，转轴25下端主水管18的管壁之间设置有直线轴承。

第二滑杆23的前端设有第二顶块21，在第二顶块21和固定架7之间的部位还套有复位弹簧22，第二滑杆23的底部固定连接有齿板16，所述齿板16与所述齿轮26啮合。其中，复位弹簧22套设在第二滑杆23上，复位弹簧22的一端与第二顶块21固定连接，复位弹簧22的另一端固定连接在固定架7上。

主水袋3和副水袋4上均开设有相同高度的导水口10。每两个导水口10之间设有同一个导水管5，主水袋3和副水袋4均与导水管5固定连接，导水管5上设有单向阀8，主水袋3和副水袋4的水袋内腔9、导水管5和导水口10相互连通。

浮块12下移时，使第一顶块20下移并挤压第二顶块21，齿板16后移带动齿轮26转动，齿轮26使转轴25转动，转轴25使阀板19转动，主水管18的输水管道被打开。其中，第一顶块20和第二顶块21均呈圆弧形结构，第一顶块20与第二顶块21点接触连接。

浮块12上移并复位，第一顶块20上移并与第二顶块21脱离，复位弹簧22的弹性作用下，第二滑杆23带动齿板16前移并复位，在扭力弹簧17的弹性作用下，阀板19回转并复位，将主水管18的输水管道关闭。

实施例2

使用实施例1所述的矿用隔爆水棚自动加水装置自动加水的方法，包括以下步骤：

1）水袋加水，通过挂钩固定在挂架上，安装好主水管；使用时，如图1，主水袋3和副水袋4的水槽9中均盛装有清水，此时主水管3和2个副水管4中的水位平行，且水位高于导水口10，在水的浮力作用下，浮块12位于水面上，此时承重杆13位于滑轨6的顶端，第一顶块20与第二顶块21未接触；

2）当主水袋3或者副水袋4中的清水发生蒸发时，由于水袋内腔9中清水的量减少了，此时浮块12随着水位下移，在承重杆13的重力作用下，承重杆13下移，承重杆13使第二固定轴28下移，第二固定轴28使第一顶块20下移，第一顶块20挤压第二顶块21，复位弹簧22收缩，第二滑杆23后移，第二滑杆23使齿板16后移，齿板16带动齿轮26转动，齿轮26使转轴25转动，转轴25使阀板19转动，主水管18的输水管道被打开，自来水从主水管18进入到主水袋3中，而当主水袋3中水位上升到导水口10位置时，主水袋3中清水从导水管5流至副水袋4中，单向阀8能够确保清水只能在导水管5中单向流动，进而避免清水回流造成主水袋3中的水位波动较大，清水在各个副水袋4之间相互输送，并最终将清水补给到每个副水袋4中，直至主水袋3和各个副水袋4中的水位再次达到平行时，此时浮块12随水位上移，承重杆13上移，进而使第一顶块20上移；

3）当浮球12复位时，第一顶块20与第二顶块21脱离；在复位弹簧22的弹性作用下，齿板16前移并复位，在扭力弹簧17的弹性作用下，阀板19回转并复位，从而将主水管18的输水管道关闭。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。