一种气动自动控制排水装置的制作方法

本实用新型涉及一种气动自动控制排水装置，是一种机械装置，是一种应用于矿井中排水设施的自动控制装置。

背景技术：

矿山井下巷道时有积水情况发生，需要安装排水设备将这些积水排出，通常采用电泵或气动排水泵排水，电泵自动排水装置已经应用非常广泛，技术也已经相当成熟。但是电控在井下这种特殊环境中有一定的风险。在充斥易燃易爆气体的环境下，不宜使用任何电器和电控设备，以避免发生爆炸事故。在这种特殊的环境中使用全气动设施是一个不错的选择。全气动设施的含义是：驱动和控制部分完全使用气动，不使用任何带电器具，免除了因带电引起的火花之类的安全隐患。全气动的驱动部分可以采用气动马达带动水泵运转，但缺乏一种可靠的全气动自动排水控制装置。现有的启动控制装置或多或少的还有一些电控部分，不能达到完全的无电状态，即还不能达到完全消除安全隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种气动自动控制排水装置。所述的装置完全避免使用任何电控和电器，完全使用气动化的自动控制，排出了任何由于电所引起的安全隐患。

本实用新型的目的是这样实现的：一种气动自动控制排水装置，包括：与风动排水泵上的气动马达管道连接的换向气路，所述的换向气路安装在气动水位计中，所述的气动水位计包括：竖直安装的圆杆，所述的圆杆上设有能够沿圆杆上下移动的浮球，所述浮球的上下移动范围受到安装在圆杆上的高水位调节块和低水位调节块的限制，所述的圆杆上端与接近水平的杠杆铰链连接，所述圆杆能够随杠杆的摆动上下移动，所述的杠杆的支点通过铰链固定，所述杠杆能够触发或带动所述的换向气路。

进一步的，所述的换向气路包括分别安装所述杠杆两端低水位阀和高水位阀。

进一步的，所述的低水位阀和高水位阀通过管道与气动控制阀的控制端连接，所述气动控制阀的开关端与所述的气动马达管道连接。

进一步的，所述的杠杆的支点两侧分别为长臂端和短臂段，所述的长臂端触发高水位阀，所述的短臂端触发低水位阀。

进一步的，所述的圆杆与杠杆连接的铰链设在杠杆的长臂端。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型采用驱动和控制部分完全气动自动控制，实现了气动排水泵的自动控制。无人值守的自动化排水的控制方式，可以极大节省排水的用工量，避免排水点不及时出现积水情况的发生。由于不使用电源，当矿山井下环境有易燃易爆气体时，本实用新型可实现本质安全，提高了自动排水的安全性。所使用的零件均为常见的产品，制造成本低廉，使用和操作都十分简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的实施例一所述装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例二所述换向气路结构示意图；

图3是本实用新型的实施例三所述气路的原理示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种气动自动控制排水装置，如图1所示。本实施例包括：与风动排水泵1上的气动马达2管道连接的换向气路3，所述的换向气路安装在气动水位计4中，所述的气动水位计包括：竖直安装的圆杆401，所述的圆杆上设有能够沿圆杆上下移动的浮球402，所述浮球的上下移动范围受到安装在圆杆上的高水位调节块403和低水位调节块404的限制，所述的圆杆上端与接近水平的杠杆405铰链连接，所述圆杆能够随杠杆的摆动上下移动，所述的杠杆的支点通过铰链固定，所述杠杆能够带动或触发所述的换向气路。

本实施例所述的气动水位计，通过随水位上下移动的浮球（图1中箭头A所述表示的方向）的上下位置变化，带动圆杆上下移动（图1中箭头B所表示的方向），带动杠杆动作（图1中箭头C所代表的摆动），从而使换向气路中的换向阀动作，控制气动马达（风动排水泵）的运转和停止。具体过程如下：

当水坑水位在高水位6时（如图1所示），浮球沿圆杆上升达到高水位调节块，之后随着浮球的继续上升，浮球带动高水位调节块和圆杆一同上升，这时圆杆带动杠杆动作（图1中箭头C逆时针摆动），杠杆带动或触发换向气路的换向阀，启动气动马达，是风动抽水泵开始工作。当水位下降时，浮球随之下降，由于重力的作用，圆杆也随之下降，圆杆带动杠杆下降（图1中箭头C顺时针摆动），也可以使用一定阻尼，在浮球下降时，使圆杆和杠杆维持原位。不论是圆杆和杠杆动作，还是维持原位，都要使换向阀保持敞开，使风动水泵继续保持抽水的状态。当由于水被抽走，水位下降到低水位使，浮球下降到低水位调节块的位置，并带动低水位调节块向下运动，低水位调节块带动圆杆向下运动，圆杆带动杠杆动作（图1中箭头C逆时针转动），这时触发换向阀换向，使风动水泵停止抽水。

本实施例所述的气动水位计完全依靠重力和水的浮力，不使用任何电控，即可以实现启动或关闭风动水泵，保证了井下的安全。

所述的换向气路可以有多种选择。可以使用单个三位三通阀，通过杠杆的带动，形成启动-维持-关闭三个状态。使用三位三通阀的时候，可以将杠杆通过一个可以摆动的铰链与三位三通阀的阀芯连接，使杠杆在动作时能够拖动阀芯动作。也可以在杠杆的一端的上下两侧个设置一个两位三通阀，在杠杆上下运动中分别触发（而不是拖动）上下的阀门，形成启动-维持-关闭三个状态。或者在杠杆的两端分别设置一个两位三通阀，形成杠杆一端触发启动，另一端触发关闭，中间位置维持，形成三个状态。

所述换向气路可以直接与动力气路连接，直接控制气动马达的起停，或者换向阀通过一个专门的控制阀启停气动马达。前者适用于功率较小的气动马达，而后者适用于功率较大的气动马达和较为灵敏的控制。

所述杠杆的作用是放大圆杆上下动作的幅度，以适应与启动和关闭换向阀，因此，圆杆与杠杆的连接位置实际上是杠杆动力臂的位置。为正确有效的应用浮球和圆杆的上下运动，应当精心的选择圆杆与杠杆的连接位置，以达到既要动作灵敏，又要动作准确，防止错误的动作，同时兼顾安装调整的方便。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于换向气路的细化。本实施例所述的换向气路包括分别安装所述杠杆两端的低水位阀301和高水位阀302。低水位阀和高水位阀的安装位置如图2所示。

使用低水位阀和高水位阀可以使用两位三通常闭阀。使用两个两位三通阀有多种连接方式。

可以使用两个两位三通阀，而不附加其他的阀门，其中一个两位三通阀应当由弹簧自动复位的，另一个两位三通阀由第一个两位三通控制，将两个两位三通阀连接为相互制约的形式，就可以实现开启-保持-关闭的三种状态。

也可以再增加一个气动控制阀的方式：这其中使用的是两个由弹簧自动复位的两位三通阀。使用两个两位三通阀控制气动控制阀的开闭，再利用气动控制阀控制气动马达的开闭。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，上述实施例关于换向气路的细化。本实施例所述的换向气路中的低水位阀和高水位阀通过管道与气动控制阀303的控制端3031连接，所述气动控制阀的开关端3032与所述的气动马达管道连接，如图3所示。

本实施例的换向气路采用三个阀门，两个控制两位三通阀控制一个气动控制阀，利用气动控制阀控制气动马达的启动和关闭。

所述的气动控制阀是一种利用气压控制开闭的阀门，通常使用较小的气流量控制较大的气流量，因此，这种阀门有控制端和开关端，控制端是利用气压控制阀门的开闭，而开关端则用于开闭大流量气流。本实施例所述的气动控制阀可以使用气动旋转球阀，一种利用球型阀芯的旋转打开和关闭通气通道的阀门。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，上述实施例关于杠杆的细化。本实施例所述的杠杆的支点两侧分别为长臂端和短臂段，所述的长臂端触发高水位阀，所述的短臂端触发低水位阀。

杠杆的两臂可以选择一样长，也可以选择不一样长，由于浮球在下落的时候有重力作用，只要浮球的质量足够大，就可以触发低水位阀，因此，杠杆可以选择短一点。反之，浮球要触发高水位阀完全使用浮力，并要克服重力，因此，杠杆略微长一点，有助于推动杠杆触发高水位阀。

实施例五：

本实施例是上述实施例的改进，上述实施例关于杠杆的细化。本实施例所述的圆杆与杠杆连接的铰链设在杠杆的长臂端。

将圆杆与杠杆的连接铰链设置在长臂一端，相当于增加动力臂的长度，以便增加推动力，使触发高、低水位阀更加牢靠、稳定。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如气路的连接方式、气动水位计的形式、各个连接关系等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。