井下轨道智能抽水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种井下轨道智能抽水系统，包括两组平行的轨道,其特征在于：该轨道截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道，每根所述轨道下方的枕木为钢质枕木，钢质枕木内开有空心通道，该空心通道与所述输送管道相通，相邻两根钢质枕木之间设置有传输柜，传输柜内设有轨间管道，轨间管道连通所述空心通道。该方案的显著效果是，采用以上技术方案的井下轨道智能抽水系统，利用矿井内都具备的轨道进行搭设抽水系统，隐蔽不占空间，高效利用轨道系统，能时刻对矿井底部是否有积液进行检测，当有积液时立刻自动开启抽水泵，并将信号向外传输，依次开启抽水泵，进行及时的排水，反应时间短，不用人为搬运抽水设备，节省时间。
【专利说明】井下轨道智能抽水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及井下轨道运输领域，具体涉及一种井下轨道智能抽水系统。
【背景技术】
[0002]轨道运输是目前我国各种矿山井下运输的主要方式。几乎所有的矿井都带有铁轨，轨道运输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。铺设轨道是为了减小车辆运行的阻力，方便运输井内物品。为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕或金属轨枕。根据计算，每铺一公里单轨线路就可节约木材30?40m3。钢筋混凝土轨枕或金属轨枕的优点是:强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。
[0003]地下水害是矿井五大灾害之一，我国是煤矿水害的多发国家，水害一般有以下几种情况:1.井下作业打穿地下含水层。2.打穿蓄水较多的溶洞。3.地面水的侵入，如洪水、地面河流、蓄水较多的坑洞等。4.打穿已废弃的封闭的巷道采煤工作面。
[0004]矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水通过裂隙、断层、塌陷区等各种通道涌入矿井，当矿井涌水超过正常排水能力时，就造成矿井水灾，通常也称为透水。当遇到水害时，往往需要发现并报警后，人工搬运大型器械，从矿井外，逐步向内抽水。现有技术的缺点是:时间耽搁较长，营救不及时；只有灾后救援，无法提前预防；搬运麻烦，且费时费力。
实用新型内容
[0005]为解决以上技术问题，本实用新型提供一种集成在铁轨中发现蓄水后立刻自动抽水的井下轨道智能抽水系统。
[0006]具体技术方案如下:
[0007]—种井下轨道智能抽水系统，包括两组平行的轨道，其关键是:该轨道截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道，每根所述轨道的端头下方的枕木为钢质枕木，钢质枕木内开有空心通道，该空心通道与所述输送管道相通，相邻两根钢质枕木之间设置有传输柜，传输柜内设有轨间管道，轨间管道连通所述空心通道；
[0008]所述轨间管道内还设有抽水管，抽水管开口朝下，该抽水管中安装有抽水电磁阀，所述抽水管旁还设有液体检测装置，所述轨间管道中设有抽水泵，所述抽水电磁阀、液体检测装置、抽水泵均连接有控制电路。
[0009]采用上述结构，使实心枕木变为空心钢质枕木，其空心部分作为抽水的通道，轨道也带有抽水的通道，且设有液体检测装置，当检测到有液体积聚时，立刻启动抽水泵，进行抽水作业。主动检测，自动在第一时间抽水，不用人为搬运抽水机械，节省人力物力。
[0010]更进一步技术方案是所述液体检测装置是电容式接近开关，所述抽水电磁阀是常闭电磁阀，所述抽水泵是直流抽水泵。
[0011]采用上述结构，电容式接近开关检测液体精确，灵敏，且绝缘；抽水泵为直流方便矿下电力供给；抽水电磁阀通常情况下是关闭的当需要抽水时，才将相应抽水管的抽水电磁阀打开。
[0012]更进一步技术方案是控制电路包括电容式接近开关SW、比较器Ul、三极管Dl、继电器JKl、抽水电磁阀控制线圈L，其中电容式接近开关SW —端经电阻Rl接电源VCC，另一端接比较器Ul正向输入端，比较器Ul正向输入端还经电阻R2接地；比较器Ul反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器Ul反向输入端还经电阻R4接地；比较器Ul的输出端和三极管Dl的基极相连，三极管Dl的发射极接地，三极管Dl的集电极串联继电器JKl的线圈后电源VCC，继电器JKl常开开关的一端接电源VCC，另一端经抽水电磁阀控制线圈L接地。
[0013]通过此电路，由电容式接近开关SW即液体检测装置来控制继电器JKl的通断，从而控制抽水电磁阀的打开和关闭。
[0014]更进一步技术方案是所述比较器Ul的输出端连接有二极管D5，二极管阴极和三极管D3的基极相连，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵M的供电回路中。
[0015]通过此电路，由电容式接近开关SW即液体检测装置来控制继电器JK2的通断，从而控制抽水泵的打开和关闭。
[0016]更进一步技术方案是相邻传输柜中，后一级控制电路的所述三极管D4的发射极为后级信号输出端V0UT2，前一级控制电路设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为前级信号输入端VIN1，与所述后级信号输出端V0UT2连接，放大器U2的反向输入端经电阻RlO接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端和三极管D3的基极相连，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。
[0017]通过此电路，实现整条铁轨之中的联动，后一级信号往前一级传输，当后一级出现漏水时，后一级的抽水泵启动，信号同时传给前一级，前一级收到信号后，也控制抽水泵启动，由一级传一级直至终点。动力大，传输速度快，不会因为距离远而衰减。
[0018]更进一步技术方案是所述控制电路的前级信号输入端VINl连接有射频接收器，控制电路的后级信号输出端V0UT2连接有射频发射器。
[0019]采用上述结构，两个控制电路之间采用无线方式连接，传输更简洁、方便。
[0020]更进一步技术方案是所述钢质枕木上端开有一组定位孔与所述输送管道相通，定位孔处设置有弹簧挡块，该弹簧挡块，经弹簧与所述输送管道相连接，弹簧推动弹簧挡块封闭住所述定位孔；
[0021]所述输送管道安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管，该立管上端与输送管道相通，立管下端经支柱焊接有推板，所述推板伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块；
[0022]轨间管道安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管，该立管上端与轨间管道相通，立管下端经支柱焊接有推板，所述推板伸入所述定位孔后，推开所述弹簧挡块。
[0023]采用上述结构，使钢质枕木和输送管道、轨间管道紧密对接，且未插入轨道前，钢质枕木可以密闭完好。
[0024]更进一步技术方案是所述定位孔的上端安装有密封圈。
[0025]采用上述结构，利用密封圈增强钢质枕木的密封效果。
[0026]有益效果:采用以上技术方案的井下轨道智能抽水系统，利用矿井内都具备的轨道进行搭设抽水系统，隐蔽不占空间，高效利用轨道系统，能时刻对矿井底部是否有积液进行检测，当有积液时立刻自动开启抽水泵，并将信号向外传输，依次开启抽水泵，进行及时的排水，反应时间短，不用人为搬运抽水设备，节省时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的结构示意图；
[0028]图2为图1的A-A面的剖视图；
[0029]图3为图2中B部分的局部放大示意图；
[0030]图4为图3中钢质枕木(I)的结构示意图；
[0031]图5为图1的仰视图；
[0032]图6为控制电路(13)的电路原理图。
[0033]其中I—钢质枕木、2—密封圈、3—空心通道、4—轨道、5—弹簧、6—输送管道、7—立管、8—传输柜、9—轨间管道、10—定位孔、11—抽水管、12—抽水电磁阀、13—控制电路、14—液体检测装置、15—推板、18—弹簧挡块、19—抽水泵。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0035]如图1至图5所示，一种井下轨道智能抽水系统，包括两组平行的轨道4，其特征在于:该轨道4截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道6，每根所述轨道4下方的枕木为钢质枕木1，钢质枕木I内开有空心通道3，该空心通道3与所述输送管道6相通，相邻两根钢质枕木I之间设置有传输柜8,传输柜8内设有轨间管道9,轨间管道9连通所述空心通道3 ;对传统轨道结构稍加改动，将实心轨道和实心枕木，改为了带有可传输物体的通道，在矿井中，所有铺设有该轨道的地方，即可进行传输，抽水。方便隐蔽，节省空间。
[0036]所述轨间管道9内还设有抽水管11，抽水管11开口朝下，该抽水管11中安装有抽水电磁阀12，所述抽水管11旁还设有液体检测装置14，所述轨间管道9中设有抽水泵19，所述抽水电磁阀12、液体检测装置14、抽水泵19均连接有控制电路13。本实施例中控制电路13固定在传输柜8内壁上。
[0037]相邻两个传输柜8中，轨间管道9上还安装有与后一段轨道连接的电磁总阀，当前一段传输柜8抽水运行时，需要关闭该电磁总阀，提高本级抽水泵19抽水效率。因为积水总是出现在最低处，所以，液体检测装置14放置在井下的低洼地段。
[0038]所述液体检测装置14是电容式接近开关，电容式接近开关属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的测量头是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可以控制开关的接通和关断。而且测量对象不仅限于水，还可以是其他的液体。所述抽水电磁阀12是常闭电磁阀，当抽水管11旁的液体检测装置14没有检测到有漏水积液时，是不会打开抽水电磁阀12，在其他位置发生漏水以后不会影响另外未发生漏水的抽水电磁阀12，即不会又重其他未发生漏水位置的抽水管中排出。所述抽水泵19是直流抽水泵，矿井下用直流电更加安全。
[0039]所述钢质枕木I上端开有一组定位孔10与所述输送管道6相通，定位孔10处设置有弹簧挡块18，该弹簧挡块18，经弹簧5与所述输送管道6相连接，弹簧5推动弹簧挡块18封闭住所述定位孔10，所述定位孔10的上端安装有密封圈2。
[0040]所述输送管道6安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管7，该立管7上端与输送管道6相通，立管7下端经支柱焊接有推板15，所述推板15伸入所述定位孔10后，推开所述弹簧挡块18 ；
[0041]轨间管道9安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管7，该立管7上端与轨间管道9相通，立管7下端经支柱焊接有推板15，所述推板15伸入所述定位孔10后，推开所述弹簧挡块18。
[0042]输送管道6的推块机构和轨间管道9的推块机构，结构相同。
[0043]如图6所示，一种井下轨道智能抽水系统的控制电路13的电路原理图。控制电路13包括三个部分，分别为抽水电磁阀控制部分、抽水泵控制部分、多级联动控制部分。
[0044]其中抽水电磁阀控制部分主要包括电容式接近开关SW、比较器U1、三极管D1、继电器JKl、抽水电磁阀控制线圈L，其中电容式接近开关SW —端经电阻Rl接电源VCC，另一端接比较器Ul正向输入端，比较器Ul正向输入端还经电阻R2接地；比较器Ul反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器Ul反向输入端还经电阻R4接地；未收到信号时，比较器Ul输出端电压为低电平，当电容式接触传感器采集信号闭合后，比较器Ul输出端的电压变成高电平。比较器Ul的输出端和三极管Dl的基极相连，三极管Dl的发射极接地，三极管Dl的集电极串联继电器JKl的线圈后电源VCC，继电器JKl常开开关的一端接电源VCC，另一端经抽水电磁阀控制线圈L接地。当比较器Ul输出端电压为低电平时三极管Dl截止，当比较器Ul输出端的电压变成高电平触发三极管D1，三极管Dl的集电极和发射极导通，因此继电器JKl开始工作，常开开关闭合，从而使常闭的抽水电磁阀开始工作。继电器JKl旁还可以并联二极管D2，保护电路。继电器JKl的常闭开关可以控制轨间管道9上的电磁总阀，电磁总阀与抽水电磁阀的工作状态相反。
[0045]抽水泵控制部分主要电路接在所述比较器Ul的输出端之后，比较器Ul的输出端连接有二极管D5，二极管阴极和三极管D3的基极相连，三极管D3的集电极接电源VCC，三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的集电极与电源VCC之间还可串联电阻R8，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵M的供电回路中；三极管D3的基极还接有二极管D6的阳极，二极管D6的阴极接电源VCC，三极管D4基极还经电容C3接地。信号来源于比较器Ul，当液体检测装置14未检测到液体时，比较器Ul的输出端为低电平，三极管D3截止，三极管D4同样截止，因此继电器JK2常开开关不导通，抽水泵19不工作；当液体检测装置14检测到液体时，比较器Ul的输出端为高电平，三极管D3导通，三极管D4同样导通，因此继电器JK2常开开关也导通，抽水泵19开始工作。
[0046]多级联动控制部分实现电路是，后一级控制电路13的所述三极管D4的发射极为后级信号输出端V0UT2，前一级控制电路13设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为前级信号输入端VIN1，与所述后级信号输出端V0UT2连接，放大器U2的反向输入端经电阻RlO接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，电阻R9两端并联电容Cl，放大器U2的输出端和三极管D3的基极相连，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。
[0047]有后一级的信号输出前一级，前一级接受信号后，用放大器U3进行信号防止，防止在传输过程中的信号衰减。放大后，进入抽水泵控制部分。在本实施例中，抽水电磁阀需要在相应检测位置有漏水才打开，所以不需要进行联动，抽水泵19则需要在整条水路的传输线上都配备，才能提供更好的抽水效果，可以记性联动。液体从后一级的抽水管11吸入，经抽水泵19提供动力走向前一级，前一级的抽水泵19由于多级联动控制部分电路，也被开启，提供持续的传输动力。
[0048]所述控制电路13的前级信号输入端VINl连接有射频接收器，控制电路13的后级信号输出端V0UT2连接有射频发射器。射频接收器和射频发射器均是现有成熟技术，在此不赘述。信号可通过有线或无线方式，逐级上传到井口报警。
[0049]最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种井下轨道智能抽水系统，包括两组平行的轨道(4)，其特征在于:该轨道(4)截面成“山”形，其中间为滚轮滑轨，左右两边是输送管道出)，每根所述轨道(4)端头下方的枕木为钢质枕木(I)，钢质枕木⑴内开有空心通道(3)，该空心通道(3)与所述输送管道(6)相通，相邻两根钢质枕木⑴之间设置有传输柜(8)，传输柜⑶内设有轨间管道(9)，轨间管道(9)连通所述空心通道(3)； 所述轨间管道(9)内还设有抽水管(11)，抽水管(11)开口朝下，该抽水管(11)中安装有抽水电磁阀(12)，所述抽水管(11)旁还设有液体检测装置(14)，所述轨间管道(9)中设有抽水泵(19)，所述抽水电磁阀(12)、液体检测装置(14)、抽水泵(19)均连接有控制电路(13)。
2.根据权利要求1所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:所述液体检测装置(14)是电容式接近开关，所述抽水电磁阀(12)是常闭电磁阀，所述抽水泵(19)是直流抽水泵。
3.根据权利要求2所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:控制电路(13)包括电容式接近开关SW、比较器Ul、三极管Dl、继电器JKl、抽水电磁阀控制线圈L，其中电容式接近开关SW —端经电阻Rl接电源VCC，另一端接比较器Ul正向输入端，比较器Ul正向输入端还经电阻R2接地；比较器Ul反向输入端经电阻R3接电源VCC，比较器Ul反向输入端还经电阻R4接地；比较器Ul的输出端和三极管Dl的基极相连，三极管Dl的发射极接地，三极管Dl的集电极串联继电器JKl的线圈后电源VCC，继电器JKl常开开关的一端接电源VCC，另一端经抽水电磁阀控制线圈L接地。
4.根据权利要求3所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:所述比较器Ul的输出端连接有二极管D5，二极管D5的阴极和三极管D3的基极相连，三极管D3的集电极接电源VCC,三极管D3的发射极依次经过电阻R6、电阻R7接地，电阻R6和电阻R7的公共端连接有三极管D4的基极，三极管D4的集电极接电源VCC，三极管D4的发射极串继电器JK2的线圈后接地，继电器JK2的常开开关串接在抽水泵M的供电回路中。
5.根据权利要求4所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:相邻传输柜(8)中，后一级控制电路(13)的所述三极管D4的发射极为后级信号输出端V0UT2，前一级控制电路(13)设置有放大器U2，该放大器U2的正向输入端为前级信号输入端VIN1，与所述后级信号输出端V0UT2连接，放大器U2的反向输入端经电阻RlO接地，放大器U2的反向输入端与输出端之间连有电阻R9，放大器U2的输出端和三极管D3的基极相连，该放大器U2的输出端还经电容C2接地。
6.根据权利要求5所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:所述控制电路(13)的前级信号输入端VINl连接有射频接收器，控制电路(13)的后级信号输出端VOUT2连接有射频发射器。
7.根据权利要求1所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:所述钢质枕木(I)上端开有一组定位孔(10)与所述输送管道(6)相通，定位孔(10)处设置有弹簧挡块(18)，该弹簧挡块(18)经弹簧(5)与所述输送管道(6)相连接，弹簧(5)推动弹簧挡块(18)封闭住所述定位孔(10)； 所述输送管道(6)安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管(7)，该立管(7)上端与输送管道(6)相通，立管(7)下端经支柱焊接有推板(15)，所述推板(15)伸入所述定位孔(10)后，推开所述弹簧挡块(18)； 轨间管道(9)安装有方向向下的推块机构，推块机构包括立管(7)，该立管(7)上端与轨间管道(9)相通，立管(7)下端经支柱焊接有推板(15)，所述推板(15)伸入所述定位孔(10)后，推开所述弹簧挡块(18)。
8.根据权利要求7所述井下轨道智能抽水系统，其特征在于:所述定位孔(10)的上端安装有密封圈(2)。
【文档编号】F04B49/06GK204002921SQ201420373775
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】代红英, 王泽芳, 刘陈 申请人:重庆工程学院