一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置及方法与流程

本发明属于防爆车辆尾气处理箱补水，具体涉及一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置及方法。

背景技术：

1、煤矿生产中物料运输是不可短缺的一个环节，大到综采工作面的液压支架、综采机、刮板运输机等，小到锚杆、树脂药卷、水管法兰等都需要防爆车辆的运输。防爆车辆对发动机及电气元件进行防爆设计，使其符合煤矿安全标准，其中发动机的防爆设计中尾气的防爆设计尤为重要，普通发动机的尾气温度较高，还可能会排出明火，这些都是不符合煤矿井下的使用要求。对发动机进行防爆设计时针对尾气进行水浴处理，既能降低尾气温度又能熄灭明火，将尾气的温度控制在煤矿安全标准要求的范围内。

2、防爆车辆在使用时，仅有一个尾气处理箱内加水对尾气进行处理，不能满足车辆长时间、远距离运输的要求，车辆设计时增加体积较大的补水箱，通过增加补水箱的气压将水供给尾气处理箱。尾气处理箱内装有浮球，靠水对浮球的浮力控制补水阀的开启或关闭；加压补水，但是进入补水箱的气体只能是恒压控制，不能随动控制，补水箱与尾气处理箱之间用球阀连接，这些控制方式都没办法精确控制补水量，造成冷却水的浪费，特别是长距离运输时，煤矿井下一般仅有几个固定的加水点，由于不能及时、准确的补充冷却水，会导致车辆尾气处理箱在缺水的情况下进行运输作业，存在安全隐患。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有防爆车辆补水箱给尾气处理箱补水时，不能随动控制补水过程以及无法精准控制补水量的问题，提供了一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置及方法。

2、本发明采用如下的技术方案实现：一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，包括补水箱、控制器和设置于尾气处理箱内的水位水温传感器，补水箱的出水口和尾气处理箱进水口通过管路连接并设置控制元件，控制器信号输入端连接有水位水温传感器和防爆车辆的油门信号输出端，控制器信号输出端连接控制元件。

3、优选地，控制元件为防爆电磁比例控制阀，防爆电磁比例控制阀的控制端连接控制器信号输出端。

4、优选地，防爆车辆采用防爆电喷发动机，油门上安装角度传感器。

5、优选地，控制器具有报警信号输出端，报警信号输出端连接防爆车辆的总控制器。

6、优选地，补水箱顶部设置加压口，加压口通过气源加压，气源连接预减压阀的p口，预减压阀的a口连接气压表、溢流阀的a口和防爆比例减压阀的p口，防爆比例减压阀的a口通过单向阀连接补水箱的加压口，补水箱的出水口连接防爆电磁比例控制阀的p口，防爆电磁比例控制阀的a口连接尾气处理箱的进水口。

7、本发明还提供了一种防爆车辆尾气处理箱自动补水方法，包括以下步骤，

8、s1：防爆车辆启动后，水位水温传感器实时采集尾气处理箱内的水位信号和温度信号、角度传感器实时采集油门角度信号并传输至控制器；

9、s2：若检测到的尾气处理箱的水位小于水位上限值的20％时，控制器调节防爆电磁比例控制阀的开口度至最大；若检测到的尾气处理箱的水位大于等于水位上限值的20％，小于水位上限值的40％时，控制器调节防爆电磁比例控制阀的开口度至中间位置；若检测到的尾气处理箱的水位大于等于水位上限值的40％，小于水位上限值的80％时，控制器根据油门角度信号和尾气处理箱内的温度信号，控制防爆电磁比例控制阀和防爆比例减压阀的开口度；若检测到的尾气处理箱的水位大于等于水位上限值的80％时，控制器调节防爆电磁比例控制阀的开口度至最小；

10、s3：重复执行步骤s2，直至防爆车辆停止。

11、优选地，步骤s2中，当检测到的尾气处理箱的水位大于等于水位上限值的40％，小于水位上限值的80％时，油门角度与防爆电磁比例控制阀的开口度成线性关系，根据油门角度信号，发动机可分为怠速、部分负荷、全油门状态，其中怠速状态下，防爆电磁比例控制阀的开口度最小，全油门状态下，防爆电磁比例控制阀的开口度最大。

12、优选地，若检测到尾气处理箱的水温不高于预设温度，防爆电磁比例控制阀和防爆比例减压阀保持根据油门角度信号调节下的原状态；

13、若检测到的尾气处理箱的水温高于预设温度且防爆电磁比例控制阀的开口度小于最大值时，控制器控制防爆电磁比例控制阀增大开口度；

14、若检测到的尾气处理箱的水温高于预设温度且防爆电磁比例控制阀的开口度最大时，经过第一预设时间后，若温度依旧超标，控制器控制防爆比例减压阀增大进入补水箱的气压；若控制器控制防爆比例减压阀使进入补水箱的气压达到最大值且经过第二预设时间后，检测到的尾气处理箱的水温依旧高于预设温度值，控制器向防爆车辆的总控制器发出报警信号，同时防爆车辆的总控制器控制油门输出为最小值，使发动机处于怠速状态，防爆车辆停止。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明能够随着发动机油门角度的大小变化自动控制尾气处理箱的补水流量，同时尾气处理箱装有水位和水温传感器，能够将相关参数及时反馈给控制器，达到精确控制补水量的目的；既能满足尾气处理箱用水需求，同时也能节约补水箱内的水量，延长煤矿井下防爆车辆的运行时间。

技术特征：

1.一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：包括补水箱(1)、控制器(2)和设置于尾气处理箱内的水位水温传感器(3)，补水箱(1)的出水口和尾气处理箱进水口通过管路连接并设置控制元件，控制器信号输入端连接有水位水温传感器(3)和防爆车辆的油门信号输出端，控制器信号输出端连接控制元件。

2.根据权利要求1所述的防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：所述控制元件为防爆电磁比例控制阀(4)，防爆电磁比例控制阀(4)的控制端连接控制器(2)信号输出端。

3.根据权利要求1或2所述的防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：所述防爆车辆采用防爆电喷发动机，油门上安装角度传感器。

4.根据权利要求1或2所述的防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：所述控制器(2)具有报警信号输出端，报警信号输出端连接防爆车辆的总控制器。

5.根据权利要求2所述的防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：所述补水箱(1)顶部设置加压口，加压口通过气源加压，气源连接预减压阀(5)的p口，预减压阀(5)的a口连接气压表(6)、溢流阀(7)的a口和防爆比例减压阀(8)的p口，防爆比例减压阀(8)的a口通过单向阀(9)连接补水箱(1)的加压口，补水箱(1)的出水口连接防爆电磁比例控制阀(4)的p口，防爆电磁比例控制阀(4)的a口连接尾气处理箱的进水口。

6.一种防爆车辆尾气处理箱自动补水方法，基于如权利要求1至5任一项所述的防爆车辆尾气处理箱自动补水装置，其特征在于：包括以下步骤，

7.根据权利要求6所述的一种防爆车辆尾气处理箱自动补水方法，特征在于：所述步骤s2中，当检测到的尾气处理箱的水位大于等于水位上限值的40％，小于水位上限值的80％时，油门角度与防爆电磁比例控制阀(4)的开口度成线性关系，根据油门角度信号，发动机可分为怠速、部分负荷、全油门状态，其中怠速状态下，防爆电磁比例控制阀(4)的开口度最小，全油门状态下，防爆电磁比例控制阀(4)的开口度最大。

8.根据权利要求7所述的一种防爆车辆尾气处理箱自动补水方法，特征在于：若检测到尾气处理箱的水温不高于预设温度，防爆电磁比例控制阀(4)和防爆比例减压阀(8)保持根据油门角度信号调节下的原状态；

技术总结
本发明属于防爆车辆尾气处理箱补水技术领域，提供了一种防爆车辆尾气处理箱自动补水装置及方法，解决了现有防爆车辆补水箱给尾气处理箱补水时，不能随动控制补水过程以及无法精准控制补水量的问题。包括补水箱、控制器和设置于尾气处理箱内的水位水温传感器，补水箱的出水口和尾气处理箱进水口通过管路连接并设置控制元件，控制器信号输入端连接有水位水温传感器和防爆车辆的油门信号输出端，控制器信号输出端连接控制元件。本发明能够随着发动机油门角度的大小变化自动控制尾气处理箱的补水流量，同时尾气处理箱装有水位和水温传感器，能够将相关参数及时反馈给控制器，达到精确控制补水量的目的。

技术研发人员：马艳卫,仇博,王晓,范江鹏,赵瑞萍,贾二虎,陈利东,姚志功,王丽威,杨建勇,程玉军,田舒,闫晓刚,高东漓,张国栋
受保护的技术使用者：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15