隔爆水棚水位监测及自动补水装置的制作方法

本发明涉及一种井下隔爆水棚实时监测及维护装置。

背景技术：

隔爆水袋是用于煤矿井下的安装容器。按安装技术要求组成的水袋棚不仅能有效地隔绝瓦斯、煤尘爆炸的传播，还可以减小灾害发生时所造成的损失。制作水袋的材料具有阻燃、防静电等安全性能。

隔爆设施能否正常使用关系到矿井的安全生产。如果人员巡查维护不到位或者出现人为损坏的现象，可能导致隔爆设施出现无法正常使用的情况。现有的隔爆水袋棚不具备自动补水功能，当水袋蒸发损失液位出现下降，就需要人工加水，不仅需要定期人工查看，还需要人工加水，人工看守。

这就需要一种隔爆水棚水位监测及自动补水装置，保证井下隔爆设施能够实时有充足的水量、满足隔爆需求，能够实现自动监测水槽水量并实现自动补水功能。

技术实现要素：

为提供一种隔爆水袋水位监测、自动补水装置，确保隔爆水棚的储水量达到设计要求，避免了因人为原因导致隔爆水棚缺水的问题，为矿井安全生产提供保障。

本发明采用如下技术方案。

一种隔爆水棚水位监测及自动补水装置，包括：安装电磁阀的补水主管、液位传感器、控制主机，补水主管分出多个用于向隔爆水袋供水的补水支管，

所述用于监测液位的液位传感器位于隔爆水袋内，补水主管供水范围内隔爆水袋中的一个或者多个安装有液位传感器；所述液位传感器与控制主机的plc输入接口连接，所述plc输出接口与电磁阀连接。

根据所述隔爆水棚水位监测及自动补水装置，所述隔爆水袋带有用于与连通管连接的水袋接头，连通管分出的支管通过管接头与水袋接头连接。

根据所述隔爆水棚水位监测及自动补水装置，所述电磁阀采用型号为dfb4/16的防爆矿用电磁阀。

根据所述隔爆水棚水位监测及自动补水装置，每一个补水主管向两侧分出10-30个补水支管，补水支管末端带有位于隔爆水袋正上方的出水口。

根据所述隔爆水棚水位监测及自动补水装置，所述液位传感器采用通用型液位变送器，液位传感器投入放置在隔爆水袋底部。

本发明技术方案具有以下特点：

本装置自动化程度高。现有的隔爆水袋棚不具备自动补水功能，当水袋蒸发损失液位出现下降，就需要人工加水，不仅需要定期人工查看，还需要人工加水，人工看守。本隔爆水棚水位监测及自动补水装置，通过将巷道顶部悬挂的隔爆水袋每10-30个分为一组，采用补水主管集中供水。每一组的隔爆水袋中的一个或者多个安装液位传感器。当组内的任何一个传感器检测液位低于设定值，plc通过输出接口控制该组内的电磁阀打开供水，直至所有隔爆水袋液位达标。

本套装置实现了隔爆设施的水位监测和自动补水功能，有效的保证了隔爆水棚的水量。系统结构简单，便于加工安装，技术要求低。系统易于维护，可靠性强。

本装置可以直观反应液位情况。控制主机的plc通过rs485通讯接口与显示装置连接，（专用于plc的显示屏，非电脑显示器），可以很直观的反应每一组的隔爆水袋的液位情况，人机界面友好。

附图说明

图1为隔爆水棚水位监测及自动补水整体结构示意图。

图2为隔爆水棚支撑和供水部分结构示意图。

图3为隔爆水棚自动补水电气控制原理方框图。

附图中：1、巷道顶板；2、隔爆水棚；201、隔爆水棚支架；202、挂钩；203、隔爆水袋；204、补水支架；205、补水主管；3、补水装置；301、液位传感器；302、电磁阀；303、传感器线缆；4、连通管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1和2所示，两列沿着巷道纵向分布的隔爆水袋通过挂钩悬挂在隔爆水棚支架201上，构成了巷道隔爆水棚。隔爆水棚支架201固定于巷道顶板上。上述隔爆水袋连接方式属于本领域常规技术。

本隔爆水棚水位监测及自动补水装置包括：补水管路、液位传感器、控制主机、电磁阀。如图2所示，补水主管205的两侧分布有补水支管204，每一个补水支管末端带有出水口。补水支管末端的直角管接头作为出水口，位于隔爆水袋正上方。补水主管与补水支管204通过四通或者三通进行连接。补水主管上带有电磁阀。作为优选，电磁阀采用dfb4/16防爆矿用电磁阀，为市面上常规的电磁阀。

液位传感器301采用通用型液位变送器，属于常规容易获取的液位传感器。当传感器投入到待测液体底部，传感器输出模拟量电压信号，经由plc自带的模拟量输入模块进行信号转化，传递电信号给plc。作为最佳实施方式，传感器选用江苏华海测控技术有限公司hh319压力变送器。控制器采用符合防爆要求的控制主机，其控制器kxp127采用的plc为西门子s7-200做控制单元，传感器采用本安型微压水位检测传感器，精度率为0.1cm。

控制主机采用符合防爆要求的控制主机，作为优选，控制主机采用的是西门子s7-200plc作为核心控制单元。液位传感器301与控制主机plc连接，它们之间采用4-20ma电流模拟信号通讯，实时传回当前水位转化成的电信号。补水主管的电磁阀与控制主机plc输出端串联，然后接入井下专用的ac127v电源。

每一组隔爆水袋安装一个或者多个液位传感器。当安装多个液位传感器时候，补水主管路范围内的第一、最后一个补水支管正下方隔爆水袋安装有液位传感器。中间的隔爆水袋可以安装，也可不安装上述传感器。plc控制电磁阀的打开或关闭。管路连接方式为：补水主管路安装有一个电磁阀，主管路向左右两侧分出若干通向隔爆水袋正上方补水支管。

作为最佳实施方式，为了防止隔爆水袋内部液位不准确或者加水流量不一导致的液位不同时。如图1所示，在每排隔爆水袋底部安装有连通管，确保每个补水主管供水范围隔爆水袋相互连通，可保持水袋内液位一致。就像是如图2所示那样，一根连通主管向两侧发出若干直接与隔爆水袋连接的支管。水袋底部的水袋接头通过直角管接头与连通支管连接，连通支管然后再通过管接头与连通主管连接。

当补水主管补水范围内任意一个水位传感器感应到缺水信息（低于设定值）时，将信息发送至控制主机，控制主机将供水电磁阀打开，对隔爆水棚进行加水。当水量加至设定水位时，液位传感器将信号发送至控制主机，控制主机控制关闭阀门，停止加水。

矿用隔爆水槽自动补水装置用于煤矿井下隔爆水槽水位保持，当隔爆水槽水位因时间过长下降时，液位传感器探测到后，给控制主机plc传递信号，控制主机plc输出端就会驱动电磁阀打开供水管路，给隔爆水槽加水；当水位达到要求时停止供水，实现无人值守水位控制。

控制主机的plc还可以通过rs485通讯接口与触摸显示器连接，用于实时的显示隔爆水袋液位，使用起来更加方便直观。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种隔爆水棚水位监测及自动补水装置，包括：安装电磁阀的补水主管、液位传感器、控制主机，补水主管分出多个用于向隔爆水袋供水的补水支管，所述用于监测液位的液位传感器位于隔爆水袋内，补水主管供水范围内隔爆水袋中的一个或者多个安装有液位传感器；所述液位传感器与控制主机的PLC输入接口连接，所述PLC输出接口与电磁阀连接。本发明技术方案具有以下特点：本装置自动化程度高。本套装置实现了隔爆设施的水位监测和自动补水功能，有效的保证了隔爆水棚的水量。系统结构简单，便于加工安装，技术要求低。系统易于维护，可靠性强。

技术研发人员：赵桂阳;徐洪泽;高化军;时彬;于志淼;武广涛;张兵兵;毛守君;许开泉;单长剑;刘欢;王奇
受保护的技术使用者：刘娟
技术研发日：2018.11.16
技术公布日：2019.02.12