专利名称：瓦斯超限开盖闭锁方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于煤矿井下安全技术领域，具体涉及一种防止瓦斯超限时打开电 气设备接线盖板的装置，同时也可防止其他易燃、易爆气体和液体浓度超限时 打开紧固螺栓的超限开盖闭锁方法及装置。 技术背景
煤矿井下是瓦斯、煤尘积聚的高危场所，如果带电检修井下的电气设备， 产生的电火花，在瓦斯浓度、煤尘浓度处于爆炸点时，极易引起爆炸事故。《煤 矿安全规程》第445条要求"井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆和电
线，检修或搬迁前，必须切断电源，检査瓦斯，在其巷道风流中瓦斯浓度低于
1.0%时，再用与电源相适应的验电笔检验，检验无电后，方可进行导体对地放 电"。但由于没有技术装备上的保证，违章带电操作造成瓦斯爆炸事故时有发 生。为解决这一问题，中国专利申请号为00264154.2公开的安全锁， 200620024380.3公开的一种安全锁，200810079442. 4公开的滞后型开盖断电 传感器和200810055240. 6公开的一种超前开盖断电方法及其装置等，已有几 种解决方案，但是都不能在煤矿井下瓦斯超限时有效防止工作人员开盖检修， 这样仍有可能引发瓦斯爆炸。
发明内容
本发明的目的针对现用煤矿井下电气设备的安全装置所存在的不足和缺 点，提供只有专职电气人员才能打开电气设备接线盖板，瓦斯超限时任何人不 能打开电气设备接线盖板带电开盖检修的瓦斯超限开盖闭锁方法及装置。
本发明的目的是这样实现的
瓦斯超限开盖闭锁方法，将锁定对象用锁壳锁定；其特征在于由监测探 头接收到周围环境的瓦斯浓度检测信号，检测信号传送给信号处理模块，经信 号处理模块的信号处理，若周围环境的瓦斯浓度超限，则发出声光报警及断电信号，并由信号处理模块控制电动机构动作，使电动机构的闭锁头伸出，将锁 定对象处于自动锁定状态，实现瓦斯超限开盖闭锁。
自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁钥通道，挡住锁钥，无法 开锁芯，将锁定对象处于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁的。
自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁芯槽，使锁芯不能转动， 锁钥操作锁芯失灵，将锁定对象处于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁 的。
自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁定对象的螺栓套环形锁 口，将锁定对象置于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁的。
瓦斯超限开盖闭锁装置，包括锁壳102、锁定对象107，其特征在于还
包括装于锁壳内的电动机构104、信号处理模块IIO、及装在锁壳上的监测探 头113与报警器114;所述的电动机构设有伸縮的闭锁头103，电动机构与信 号处理模块连接，信号处理模块与监测探头、报警器连接。所述的监测探头是 瓦斯监测探头，还可以是煤尘浓度传感器、振动传感器等模拟信号传感器，也 可以是按钮、继电器等开关量元器件。所述的电动机构可以选择带手动复位的 电动机构。
所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于还包括安装在锁壳102内
与信号处理模块104连接的动作传感器108、并设有连接煤矿安全监控系统109 的接口。
所述的锁定对象是带环形锁口的紧固螺栓套106及弹簧垫圈115，或者是 矿用开关闭锁杆119。
所述的锁壳是带锁螺栓的锁壳102，或者是无锁螺栓的锁壳218，或者是 闭锁杆的罩123。
本发明提供的瓦斯超限开盖闭锁方法及装置与现有技术相比较，其突出的 实质性特点和显著效果是解决了煤矿井下是瓦斯、煤尘积聚的高危场所，长 期以来一直无法和有效进行对煤矿井下电气设备的自动闭锁的问题，本发明带有瓦斯浓度监测器，在瓦斯浓度超限时发出声光警报并向煤矿安全监控系统或 漏电保护系统发出断电请求信号，切断该设备电源，并起动带手动复位的电动 机构将本装置闭锁。可与煤矿安全监控系统连接，当有人擅自开锁时，锁壳与
锁定对象分离，动作传感器动作，向煤矿安全监控系统发出信号，煤矿安全监
控系统可将机电设备断电；从而有效地预防由带电检修造成的瓦斯爆炸，确保
煤矿井下的安全生产，保障工作人员安全。
图1是瓦斯超限开盖闭锁装置锁定机电设备盖板安装示意图； 图2是阻挡锁钥的瓦斯超限开盖闭锁装置A-A剖面图； 图3是锁定锁芯的瓦斯超限开盖闭锁装置A-A剖面图； 图4是锁定带环形锁口螺栓套的瓦斯超限开盖闭锁装置A-A剖面图； 图5是不带锁的瓦斯超限开盖闭锁装置A-A剖面图； 图6是锁定矿用开关闭锁杆的瓦斯超限开盖闭锁装置剖面图。 图中瓦斯超限开盖闭锁装置99、锁钥通道100、锁钥IOI、带锁螺栓罩 102、电动机构的闭锁头103、电动机构104、锁芯105、带环形锁口的螺栓套 106、紧固螺栓107、动作传感器108、煤矿安全监控系统109、信号处理模块 110、闭锁装置盖板111、螺钉112、监测探头113、报警器114、弹簧垫圈115、 机电设备盖板116、锁芯槽117、矿用开关闭锁杆119、闭锁杆罩123、不带锁 螺栓罩218、固定螺钉219、闭锁杆锁口 220。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施做进一步详述。
如图1所示，是瓦斯超限开盖闭锁装置99，相对安装在机电设备盖板116 上，锁定紧固螺栓107，也可以每个螺栓用一个开盖闭锁装置锁定。
如图2所示，瓦斯超限开盖闭锁装置包括锁壳(带锁螺栓罩)102、锁定 对象(紧固螺栓)107，装于锁壳(带锁螺栓罩)102内的手动复位电动机构 104、信号处理模块110、及装在锁壳(带锁螺栓罩)102上的监测探头113与声光报警器114;所述的电动机构104设有伸縮的闭锁头103，电动机构104 与信号处理模块110连接，信号处理模块104与监测探头113、报警器114连 接。所述的监测探头是瓦斯监测探头，还可以是煤尘浓度传感器、振动传感器 等模拟信号传感器，也可以是按钮、继电器等开关量元器件。本实施方式中所 述的电动机构选择带手动复位的电动机构。
监测探头113、信号处理模块、瓦斯超限断电电路采用煤矿监控系统、便 携式瓦斯报警器及瓦斯报警矿灯中的公知技术。带手动复位的电动机构参照公 知的电动门锁、能作直线运动的微电机制作。
监测探头113进行检测瓦斯浓度，将检测瓦斯浓度转换为电信号并传送给 信号处理模块110，当瓦斯超限时，经信号处理，声光报警器114发出报警信 号，还可以与煤矿监控系统及漏电保护系统连接，向该系统发出断电信号。通 过手动复位电动机构104的闭锁头伸入锁钥通道，挡住锁钥，无法操作锁芯， 将锁定对象(紧固螺栓)107处于自动锁定状态，也就是说使锁定对象(紧固 螺栓)不能由锁定状态转化为解锁状态，锁定对象(紧固螺栓)107不能被开 锁工具有效操作，锁定对象(紧固螺栓)107固定的电气设备盖板116不能打 开，从而实现了瓦斯超限开盖闭锁。闭锁后，瓦斯浓度降不到规定值，带手动 复位的电动机构不能动作解除闭锁，检测瓦斯浓度低于规定作值时，按带手动 复位的电动机构，手动复位解锁。也可用自动复位解锁。
在锁壳(带锁螺栓罩)102内，信号处理模块110还可连接动作传感器 108、连接煤矿安全监控系统109。锁芯105安装在锁壳内，锁钥操作锁芯可 置于解锁状态，螺栓松动前，通过煤矿安全监控系统109超前开盖报警断电， 其具体技术采用专利"一种超前开盖断电方法及其装置"。
如图3所示，所述的使带手动复位的电动机构的闭锁头103伸出，伸入锁 芯槽117，锁钥操作锁芯失灵，锁芯不能转动，将锁定对象置于自动锁定状态， 而实现瓦斯超限开盖闭锁。锁壳内可以不安装动作传感器，不实现超前开盖断 电。其他同。如图4所示，带手动复位的电动机构的闭锁头103伸入锁定对象的螺栓套
环形锁口，将锁定对象置于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁。其他同。 如图5所示，锁壳为不带锁螺栓罩218，锁芯用固定螺钉代替，没有防止
非专职人员擅自开盖操作功能。其他同。
如图6所示，锁壳是闭锁杆罩123，锁定对象是闭锁杆119，瓦斯超限开 盖闭锁装置安装在矿用开关闭锁杆119上，锁芯进入闭锁杆锁口 220，将闭锁 杆置于锁定状态，锁芯退出闭锁杆锁口 220，将闭锁杆置于解锁状态。其他同。
为了便于理解，再分述三种方法如下
带锁瓦斯超限开盖闭锁方法
1、 带锁瓦斯超限开盖装置99安装在机电设备盖板116上时，如图l、图 2、图3、图4，用锁钥101操作对应锁芯105，锁芯105进入带环形锁口螺栓 套106的环形锁口，锁壳(带锁螺栓罩)102被固定在机电设备盖板116上， 机电设备盖板116被锁定，非专职人员不能打开；
2、 需检修电气设备时，由专职电气人员，用专用锁钥101操作锁芯105， 将锁芯105退出锁口，取下锁壳(带锁螺栓罩)102，可松动螺栓，进行开盖 操作；如果安装有动作传感器，则开盖前通过监控系统切断电源，实现超前开 盖断电。
3、 当瓦斯超限时，监测探头113通知信号处理模块110，信号处理模块 IIO通知带手动复位的电动机构104动作，电机机构闭锁头103伸出，实现瓦 斯超限开盖闭锁，同时声光报警系统114发出报警信号或断电信号，工作人员 不能用锁钥操作解锁，也就打不开电气设备接线盖板。
所述的监测探头113及报警器114还可以安装锁壳外面而实现监察及报 警。瓦斯超限开盖闭锁装置也可兼作煤矿监察系统的瓦斯探头与其联网。
不带锁瓦斯超限开盖闭锁方法
1、不带锁瓦斯超限开盖装置99安装在机电设备盖板116上时，，如图5 所示。用螺钉拧入锁壳，螺钉头进入带环形锁口螺栓套106的环形锁口，锁壳(不带锁螺栓罩218)被固定在机电设备盖板116上，机电设备盖板116被锁 定；
2、 需检修电气设备时，由电气人员，将螺钉退出锁壳102，取下不带锁 螺栓罩218，工作人员可进行开盖操作；
3、 当瓦斯超限时，监测探头113通知信号处理模块110，信号处理模块 110通知带手动复位的电动机构动作，电机机构闭锁头103伸出，实现瓦斯超 限开盖闭锁，同时声光报警系统114发出报警信号或断电信号，工作人员不能 打开机电设备接线盖板。
锁定矿用开关闭锁杆的瓦斯超限开盖闭锁方法
1、 瓦斯超限开盖闭锁装置99安装在矿用开关闭锁杆119上，如图6所示。
2、 用专用锁钥101操作对应锁芯105，使锁芯105头部进入闭锁杆上的 锁口，闭锁杆119被锁定，非专职人员不能打开；
3、 需检修电气设备时，由专职电气人员，用专用锁钥101操作锁芯105， 将锁芯105退出闭锁杆119上的锁口，闭锁杆119被解锁，工作人员可进行送
电操作及开盖操作；
4、 当瓦斯超限时，监测探头113通知信号处理模块110，信号处理模块 110通知带手动复位的电动机构104动作，电机机构闭锁头103伸出，实现瓦 斯超限开盖闭锁，同时，声光报警系统114发出报警信号，工作人员不能用锁 钥给本装置解锁，也不能进行送电操作和开盖操作。
瓦斯超限开盖闭锁装置安装在矿用开关闭锁杆119上是通过以下方式实 现在矿用开关闭锁杆119上加工闭锁杆锁口 220，将锁壳(闭锁杆罩123) 固定在闭锁杆上。
本发明可广泛应用于煤矿井下电气设备及其它场所的电气设备上，实现瓦 斯超限开盖闭锁、超前开盖断电，保证非专职人员不能开盖操作、专职人员不 能带电作业。
权利要求
1、一种瓦斯超限开盖闭锁方法，将锁定对象用锁壳锁定；其特征在于由监测探头接收到周围环境的瓦斯浓度检测信号，检测信号传送给信号处理模块，经信号处理模块的信号处理，若周围环境的瓦斯浓度超限，则发出声光报警或断电信号，并由信号处理模块控制电动机构动作，使电动机构的闭锁头伸出，将锁定对象置于自动锁定状态，实现瓦斯超限开盖闭锁。
2、 根据权利要求书1所述的瓦斯超限开盖闭锁方法，其特征在于所述的使电动机构的闭锁头伸出，将锁定对象置于自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁钥通道，挡住锁钥，无法操作锁芯，将锁定对象置于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁的。
3、 根据权利要求书1所述的瓦斯超限开盖闭锁方法，其特征在于所述的使电动机构的闭锁头伸出，将锁定对象置于自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁芯槽，使锁芯不能转动，锁钥操作锁芯失灵，将锁定对象置于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁的。
4、 根据权利要求书1所述的瓦斯超限开盖闭锁方法，其特征在于所述的使电动机构的闭锁头伸出，将锁定对象置于自动锁定状态，是通过电动机构的闭锁头伸入锁定对象的螺栓套环形锁口，将锁定对象置于自动锁定状态，而实现瓦斯超限开盖闭锁的。
5、 一种瓦斯超限开盖闭锁装置，包括锁壳(102)、锁定对象(107)，其特征在于还包括装于锁壳内的电动机构(104)、信号处理模块(110)、及装在锁壳上的监测探头(113)与报警器(114);所述的电动机构设有伸縮的电动机构闭锁头(103)，电动机构与信号处理模块连接，信号处理模块与监测探头、报警器连接。
6、根据权利要求书5所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于还包括安装在锁壳(102)内与信号处理模块(110)连接的动作传感器(108)、并设有连接煤矿安全监控系统(109)的接口。
7、 根据权利要求书5所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于所述的锁定对象是带环形锁口的紧固螺栓套(106)及弹簧垫圈(115)，或者是矿用开关闭锁杆(119)。
8、 根据权利要求书5所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于所述的锁壳是带锁螺栓罩(102)，或者是不带锁螺栓罩(218)，或者是闭锁杆罩(123)。
9、 根据权利要求书5所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于所述的装于锁壳(102)内的电动机构(104)安装方式如下-(1) 、电动机构装在锁钥通道(100)旁，电动机构的闭锁头(103)伸出后进入锁钥通道中；(2) 、所述的电动机构装在锁芯(105)旁，电动机构的闭锁头(103)伸出后进入锁芯的锁芯槽(117)中；(3) 、所述的电动机构装在带环形锁口距离套的环形锁口旁，电动机构的闭锁头(103)伸出后进入带环形锁口距离套的环形锁口中。
10、 根据权利要求书5所述的瓦斯超限开盖闭锁装置，其特征在于所述的监测探头(113)及报警器(114)安装锁壳外面。
全文摘要
本发明涉及瓦斯超限开盖闭锁方法及装置，将锁定对象用锁壳锁定；其特征在于由监测探头接收到周围环境的瓦斯浓度检测信号，检测信号传送给信号处理模块，经信号处理模块的信号处理，若周围环境的瓦斯浓度超限，则发出声光报警及断电信号，并由信号处理模块控制电动机构动作，使电动机构的闭锁头伸出，将锁定对象处于自动锁定状态，不能打开电气盖板，实现瓦斯超限开盖闭锁。本发明实现了煤矿井下等瓦斯、煤尘积聚的高危场所，瓦斯、煤尘超限时，任何人不能打开电气设备接线盖板进行带电作业，通过技术手段有效地预防带电作业引发瓦斯爆炸。
文档编号E21F17/00GK101603385SQ20091007493
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者郭春平 申请人:山西全安新技术开发有限公司