专利名称：基于pid调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于煤矿用避险、生命救援的技术领域，特别涉及一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置。
背景技术：
煤矿避难硐室(救生舱内)保持正压，可保证舱外有害气体(如甲烷、硫化氢等)不易侵入舱内，煤矿避难硐室(救生舱内)设计规范中要求，室(舱)内高于室(舱)内外压力 100pa_500pa。国内现有的煤矿避难硐室(救生舱内)是利用压差传感器检测舱内外压差，当在某一设定压差值低限时开启充氮增压阀，在设定压差值高限时打开排气电磁阀进行泄压，这样即没有对室(舱)内压力进行精确控制，同时也浪费了压缩空气资源，另外，电磁阀的频繁开启不仅浪费电能，还减少了电磁阀的寿命，增大了故障率。
发明内容为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种能够对压差精确控制，节约资源，基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置。本实用新型是通过以下措施实现的本实用新型的一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，包括压缩氮气瓶以及信号连接的充氮电磁阀、PID控制器、排气电磁阀和压差传感器，所述压缩氮气瓶连接有充氮管路，充氮电磁阀设置在充氮管路上，排气电磁阀设置在室内通向室外的排气管路上，所述压差传感器用于检测室内外的气压差并将信号传送给PID控制器，所述 PID控制器将气压差信号计算处理后发送给充氮电磁阀和排气电磁阀开度控制信号。上述充氮管路上连接有辅助控制管路，所述辅助控制管路并联在充氮电磁阀两端，所述辅助控制管路上设置有截止阀和减压阀，能够双路控制，提高可靠性。优选的，上述充氮管路末端设置有流量计和消音装置。优选的，上述PID控制器信号连接有显示屏。本实用新型的有益效果是本实用新型通过对压差的PID调节，实现了充氮增压的精确控制，不会造成氮气浪费，同时极大减少了排气电磁阀的动作次数，即节省了电能，又降低了排气电磁阀的故障率。还提供手动调节，当自动控制系统或者电磁阀出现故障时可以通过手动调节实现室 (舱)内压力调节，提高了使用的可靠性。
图1为本实用新型的结构示意图。图中1.压缩氮气瓶、2.减压阀I、3.截止阀I、4.过滤器、5.截止阀II、6.截止阀III、7.减压阀ΙΙ、8.充氮电磁阀、9.单向阀、10.流量计、11.消音装置、12. PID控制器、 13.压差传感器、14.显示屏、15.截止阀IV、16.减压阀III、17.排气电磁阀。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置， 包括压缩氮气瓶1、充氮电磁阀8、PID控制器12、排气电磁阀17和压差传感器13，充氮电磁阀8、PID控制器12、排气电磁阀17和压差传感器13信号连接，压缩氮气瓶1连接有充氮管路，充氮电磁阀8设置在充氮管路上，排气电磁阀17设置在室内通向室外的排气管路上，压差传感器13用于检测室内外的气压差并将信号传送给PID控制器12，PID控制器12 将气压差信号计算处理后发送给充氮电磁阀8和排气电磁阀17开度控制信号。压缩氮气瓶1提供氮气，数量根据实际情况确定。充氮管路上连接有辅助控制管路，辅助控制管路并联在充氮电磁阀8两端，辅助控制管路上设置有截止阀和减压阀。充氮管路末端设置有流量计10和消音装置11。PID控制器12信号连接有显示屏14。具体地，若干个压缩氮气瓶1出气口处设置减压阀I 2和截止阀I 3，充氮管路通过三通接在减压阀I 2的出气口和截止阀I 3的进气口上，然后充氮管路上设置过滤器4， 过滤器4后方设置截止阀IV 15、减压阀III 16、充氮电磁阀8、单向阀9、流量计10，在充氮管路末端设置消音装置11。同时充氮管路在充氮电磁阀8进气端和出气端之间连接有辅助控制管路，辅助控制管路上设置有截止阀III6和减压阀II 7，能够双路控制，提高可靠性。为了能方便显示信息，上述PID控制器12信号连接有显示屏14。其工作原理为本装置通过压差传感器13来检测室(舱)内外压力变化，通过PID 控制器12控制，当当前压差值低于设定冲压压差值(此值我们通过设定为200pa)时调节充氮电磁阀8进行充氮增压；当当前压差值高于设定排压压差值(此值我们设定为500pa)时打开排气电磁阀17进行泄压。通过这种组合动作，确保舱内压力处于一个合理的水平，同时也解决了室(舱)内氧气分压与氮气分压的平衡问题，从而人工营造适合人体生存的空气环境。对压力实现闭环PID调节，即保证了控制精度，又节省了资源。各个设定值可通过显示屏14的触摸界面进行灵活设定，并可动态显示电磁阀的开关状态。气体管路采用双路控制，即自动装置失效后，可以马上进行手动调节，气体管路末端带流量计10及消音装置 11，气体排出时的噪声达到人体接受要求，保证了装置的可靠性。上述实施例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。
权利要求1.一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，其特征在于包括压缩氮气瓶以及信号连接的充氮电磁阀、PID控制器、排气电磁阀和压差传感器，所述压缩氮气瓶连接有充氮管路，充氮电磁阀设置在充氮管路上，排气电磁阀设置在室内通向室外的排气管路上，所述压差传感器用于检测室内外的气压差并将信号传送给PID控制器，所述PID 控制器将气压差信号计算处理后发送给充氮电磁阀和排气电磁阀开度控制信号。
2.根据权利要求1所述基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，其特征在于所述充氮管路上连接有辅助控制管路，所述辅助控制管路并联在充氮电磁阀两端，所述辅助控制管路上设置有截止阀和减压阀。
3.根据权利要求1所述基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，其特征在于所述充氮管路末端设置有流量计和消音装置。
4.根据权利要求1所述基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，其特征在于所述PID控制器信号连接有显示屏。
专利摘要本实用新型的一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱调压自控装置，包括压缩氮气瓶以及信号连接的充氮电磁阀、PID控制器、排气电磁阀和压差传感器，所述压缩氮气瓶连接有充氮管路，充氮电磁阀设置在充氮管路上，排气电磁阀设置在室内通向室外的排气管路上，所述压差传感器用于检测室内外的气压差并将信号传送给PID控制器，所述PID控制器将气压差信号计算处理后发送给充氮电磁阀和排气电磁阀开度控制信号。本实用新型的有益效果是实现了充氮增压的精确控制，不会造成氮气浪费，同时极大减少了排气电磁阀的动作次数，既节省了电能，又降低了排气电磁阀的故障率。
文档编号E21F11/00GK202140112SQ201120247050
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者周建民, 孙庆民, 宋庆军, 张建中, 郭秀荣 申请人:山东国泰科技有限公司