专利名称：基于pid调节的煤矿避难硐室或救生舱供氧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，具体涉及一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱供氧自控装置。
背景技术：
避难硐室是当灾害发生，人员无法撤出时，为防止有毒、有害气体的侵袭而设立的避难场所。矿工自救中，设置避难硐室是十分必要的。由于自救器有效时间较短，当佩戴自救器后，在其有效作用时间内不能到达安全地点或者撤退路线无法通过时，或者有自救器而有害气体含量又较高时，避难硐室可以发挥作用。避难硐室内的氧气供应是最为关键的，目前，现有煤矿避难硐室或救生舱氧气供应装置存在以下缺点1.井下氧气供应方式大部分是通过矿井压风系统进行的，需要电力驱动，当发生紧急情况时，一般电源会遭到坏损，这样供氧目的达不到；2.氧气供应装置供氧量没有进行精确测量，调节方式简单，供氧过程难免出现不足或浪费；3.供氧装置一般为单路控制，一旦单回路损坏，则无法达到供氧目的。
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结构简单，控制精度高，安全性高的基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱供氧自控装置。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氧气供应自控装置，包括压缩氧气瓶以及信号连接的供氧电磁阀、PID控制器和氧气浓度传感器， 所述压缩氧气瓶连接有供氧管路，供氧电磁阀设置在供氧管路上，所述氧气浓度传感器用于检测室内氧气浓度并将信号传送给PID控制器，所述PID控制器将氧气浓度信号计算处理后发送给供氧电磁阀开度控制信号。上述供氧管路在供氧电磁阀进气端和出气端之间连接有辅助控制管路，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，上述供氧管路末端设置有流量计和消音装置。为了能方便显示信息，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1.当煤矿井下发生紧急事情，无外界供电的情况下仍可以使用，保证了氧气供应，安全性高。2.通过PID调节供氧量可以精确控制，不会产生供氧不足或浪费。3.采用双回路控制，一旦一个回路损坏，还可以使用另外的控制回路，增加了可靠性。4.根据实际情况，可以随意调整压缩氧气瓶的数量。5.出气口处有消音装置，气体排出时的噪声达到人体接受要求。
图1为本实用新型的结构示意图。[0015]图中1.压缩氧气瓶、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.供氧电磁阀、9.单向阀、10.流量计、11.消音装置、12. PID控制器、 13.氧气浓度传感器、14.显示屏、15.截止阀IV、16.减压阀III。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱供氧自控装置，包括压缩氧气瓶1、供氧电磁阀8、PID控制器12和氧气浓度传感器13，其中供氧电磁阀8、PID控制器12和氧气浓度传感器13信号连接，压缩氧气瓶1连接有供氧管路，供氧电磁阀8设置在供氧管路上，供氧电磁阀8的开度大小控制供养管路的供氧量。氧气浓度传感器13用于检测室内氧气浓度并将信号传送给PID控制器12，PID控制器12将氧气浓度信号计算处理后发送给供氧电磁阀8开度控制信号。具体地，若干个压缩氧气瓶1出气口处设置减压阀I 2和截止阀I 3，供氧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，然后供氧管路上设置过滤器4， 过滤器4后方设置截止阀IV 15、减压阀III 16、供氧电磁阀8、单向阀9、流量计10，在供氧管路末端设置消音装置11。同时供氧管路在供氧电磁阀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。其工作原理为系统通过氧气浓度传感器13检测室(舱)内氧气实际浓度，根据通过在显示屏14中设定的氧气浓度值和检测的实际氧气浓度比较，利用PID控制器12对供氧电磁阀8进行调节；当检测值低于设定值时，增大电磁阀开度，较高流量的压缩空气中的氧气通过管路向避难硐室内供氧；当检测值达到或者高于设定值时，PID控制器12保持或者减小供氧电磁阀8的开度，以降低当前的供氧量。通过氧气浓度的闭环PID调节，即保证了氧气浓度控制的精度，又节省了氧气的用量，达到了良好的控制效果。当电动管路失效时，可以打开辅助控制管路，根据需要的供氧量调节出口流量计进行定量控制，达到供氧目的。该装置主供氧管路无需电源，氧气传感器、控制器由隔爆型本安电源供电，用电量很小， 自备蓄电池完全能够满足。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供氧自控装置，其特征在于包括压缩氧气瓶以及信号连接的供氧电磁阀、PID控制器和氧气浓度传感器，所述压缩氧气瓶连接有供氧管路，供氧电磁阀设置在供氧管路上，所述氧气浓度传感器用于检测室内氧气浓度并将信号传送给PID控制器，所述PID控制器将氧气浓度信号计算处理后发送给供氧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供氧自控装置，其特征在于所述供氧管路在供氧电磁阀进气端和出气端之间连接有辅助控制管路，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供氧自控装置，其特征在于所述供氧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供氧自控装置，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公开了一种基于PID调节的煤矿避难硐室或救生舱供氧自控装置，包括压缩氧气瓶以及信号连接的供氧电磁阀、PID控制器和氧气浓度传感器，所述压缩氧气瓶连接有供氧管路，供氧电磁阀设置在供氧管路上，所述氧气浓度传感器用于检测室内氧气浓度并将信号传送给PID控制器，所述PID控制器将氧气浓度信号计算处理后发送给供氧电磁阀开度控制信号。本实用新型的有益效果是当煤矿井下发生紧急事情，无外界供电的情况下仍可以使用，保证了氧气供应，安全性高，可以精确控制，不会产生供氧不足或浪费。
文档编号E21F11/00GK202152689SQ201120247048
公开日2012年2月29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, 张传志, 张建中 申请人:山东国泰科技有限公司