一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构及其使用方法与流程

本发明涉及隔爆领域，尤其涉及到煤矿井下隔爆，具体是指一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构及其使用方法。

背景技术：

1、煤矿井内发生的瓦斯爆炸危害很大，因此需要对爆炸进行隔离，以防止爆炸扩大蔓延而引起二次爆炸。为了进行隔爆，出现了两种类型的隔爆装置，一种只能单向隔爆，另一种能够双向隔爆，无论是那种隔爆方式都需要释放高压气体，使高压气体带动灭火粉从隔爆装置中喷出，从而实现灭火。

2、在目前的自动隔爆装置中，井下隔爆装置触发机构包括储存高压气体的高压气筒、通过活塞杆连接的两个活塞，两个活塞分别密封滑接在高压气筒的两个开口内，一个活塞的一端连接有前接收板，当发生爆炸后，爆炸冲击带动第一活塞滑动，从而通过活塞杆带动第二活塞从第二开口中穿出，高压气筒内的高压气体得到释放。

3、但是目前对爆炸冲击的力度无法准确把握，当爆炸冲击较小或爆炸距离远时，导致爆炸的冲击不足通过第一活塞和活塞杆带动第二活塞穿出第二穿孔时，会导致高压气体不会释放，从而导致不能进行隔爆灭火，或者当出现由非爆炸而引起的小冲击时，由于隔爆装置过于灵敏，而快速喷射处高压气体，造成浪费。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构及其使用方法，便于充分利用高压气筒内的高压气体，在爆炸发生后，充分利用高压气体带动第二活塞离开第二开口，便于高压气体的快速喷射。

2、本发明是通过如下技术方案实现的，一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，包括后侧壁开设有第二开口的高压气筒，位于高压气筒前方且通过第一开口与高压气筒连的气箱，以及与第一开口和第二开口适配且分别密封滑接在第一开口和第二开口上的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞通过活塞杆连接，所述第一活塞的前端固接有位于气箱内的第三活塞，第一活塞、第二活塞、第三活塞的端面面积依次增大，位于气箱内且接受爆炸冲击的推板上固接有向高压气筒延伸的顶杆，所述气箱的后侧壁上开设有连通气箱内腔和高压气筒且直径大于所述顶杆的第一穿孔，第一穿孔内密封滑接有与所述顶杆对应且与对应顶杆连接的第四活塞。

3、本发明在使用时，由于第一活塞、第二活塞、第三活塞的端面面积依次增大，且第一活塞和第二活塞分别与第一开口和第二开口适配，因此在没有发生爆炸时，高压气体带动第一活塞、第二活塞、第三活塞、活塞杆向后方移动，第三活塞顶至第一开口的前端面上，即活塞的后侧壁限制了第三活塞的继续移动，因此限制了第一活塞、第二活塞、第三活塞、活塞杆继续向后移动；

4、而当爆炸发生时，爆炸产生的冲击会推动推板向后移动，顶杆在推板的作用下也向后移动，第四活塞在顶杆的推动下也向后移动，且第四活塞完全移动到高气压气筒内，由于顶杆的尺寸小于第四活塞的尺寸，因此高压气筒内的高压气体就通过第一穿孔进入到第一气腔内，且高压气体顶至第三活塞的后端面上，此时，高压气体顶着第一活塞和第三活塞向前移动，高压气体顶着第二活塞向后移动，由于高压气体与第一活塞、高压气体与第三活塞的接触面积之和大于第二活塞与高压气体的接触面积，因此高压气体带动第三活塞、第一活塞向前移动，在活塞杆的带动下，第二活塞向前移动完全进入到高压气筒内，此时高压气体就顺着第二开口从后方喷出，实现隔爆灭火；

5、本发明充分利用高压气筒内的高压气体，在爆炸发生后，爆炸的冲击大于高压气体给与顶杆的压力时，才能推动推板向后移动，因此通过限定顶杆与高压气体接触的面积，即可调节高压气体给与推板的力，因此实现对冲击力度的适应，避免冲击过下而不能隔爆灭火的同时，也避免冲击太小，而造成的浪费。

6、作为优选，所述第三活塞的端面面积与气箱内腔的截面面积适配，所述第三活塞上开设有供顶杆贯穿的第二穿孔。

7、本优选方案通过第三活塞截面面积的设置，便于高压气体快速推动第三活塞向后移动，通过第二穿孔的设置，避免顶杆与第三活塞在空间结构上的干涉。

8、作为优选，气箱内还设有位于气箱后侧壁和第三活塞之间的环形凸台，气箱后侧壁和第三活塞之间形成第一空腔。

9、本优选方案通过环形凸台的设置，限制第三活塞向后方继续移动，凸台和气箱的后侧壁形成两道限制第三活塞向后移动的屏障。

10、作为优选，所述气箱的前端面上设有有向前延伸且与气箱内腔连通的导向管，导向管的尺寸小于气箱内腔的尺寸，所述推板的前方固接有螺纹连接在导向管内的导向杆。

11、本优选方案在使用时，推板顶至气箱的前侧壁上，从而限制推板向前继续移动。

12、作为优选，所述顶杆至少设有两个，且至少两个顶杆相对设置。本优选方案通过若干个导向杆的设置，通过减少或增加导向杆的数量，从而方便调节高压气体对推板的压力。

13、作为优选，所述高压气筒上还开设有充气口。

14、本优选方案通过充气口的设置，便于大于高压气筒进行充气。

15、作为优选，所述第三活塞的端面面积为第二活塞端面面积的1.2-1.5倍。

16、煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构的使用方法，包括以下步骤：

17、在爆炸没有发生时，由于第二活塞的端面面积大于第一活塞的端面面积，即高压气体与第二活塞接触的面积大于高压气体与第一活塞接触的面积，因此在高压气体带动第一活塞、第二活塞、第三活塞、活塞杆向后方移动，而受凸台的限制，第三活塞顶至凸台的上，因此限制了第一活塞、第二活塞、第三活塞、活塞杆的移动，而此时，第二活塞完全位于第二开口内，第一活塞完全位于第一开口内，第四活塞完全位于第一穿孔内，推板顶至气箱的前侧壁上；

18、当爆炸发生时，爆炸产生的冲击会通过导向杆推动推板向后移动，顶杆在推板的作用下也向后移动，第四活塞在顶杆的推动下也向后移动，且第四活塞完全移动到高气压气筒内，由于顶杆的尺寸小于第四活塞的尺寸，因此高压气筒内的高压气体就通过第一穿孔进入到第一气腔内，且高压气体顶至第三活塞的后端面上，此时，高压气体顶着第一活塞和第三活塞向前移动，高压气体顶着第二活塞向后移动，由于高压气体与第一活塞、高压气体与第三活塞的接触面积之和大于第二活塞与高压气体的接触面积，因此高压气体带动第三活塞、第一活塞向前移动，在活塞杆的带动下，第二活塞向前移动完全进入到高压气筒内，此时高压气体就顺着第二开口从后方喷出，实现隔爆灭火。

19、本发明的有益效果为：充分利用高压气筒内的高压气体，在爆炸发生后，爆炸的冲击大于高压气体给与顶杆的压力时，才能推动推板向后移动，因此通过限定顶杆与高压气体接触的面积，即可调节高压气体给与推板的力，因此实现对冲击力度的适应，避免冲击过下而不能隔爆灭火的同时，也避免冲击太小，而造成的浪费。

技术特征：

1.一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，包括后侧壁开设有第二开口的高压气筒（6），位于高压气筒（6）前方且通过第一开口与高压气筒（6）连的气箱（8），以及与第一开口和第二开口适配且分别密封滑接在第一开口和第二开口上的第一活塞（1）和第二活塞（2），第一活塞（1）和第二活塞（2）通过活塞杆（5）连接，其特征在于：所述第一活塞（1）的前端固接有位于气箱（8）内的第三活塞（3），第一活塞（1）、第二活塞（2）、第三活塞（3）的端面面积依次增大，位于气箱（8）内且接受爆炸冲击的推板（9）上固接有向高压气筒（6）延伸的顶杆（10），所述气箱（8）的后侧壁上开设有连通气箱内腔和高压气筒（6）且直径大于所述顶杆（10）的第一穿孔，第一穿孔内密封滑接有与所述顶杆（10）对应且与对应顶杆（10）连接的第四活塞（4）。

2.根据权利要求1 所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：所述第三活塞（3）的端面面积与气箱内腔的截面面积适配，所述第三活塞（3）上开设有供顶杆（10）贯穿的第二穿孔。

3.根据权利要求2 所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：气箱（8）内还设有位于气箱（8）后侧壁和第三活塞（3）之间的环形凸台，气箱（8）后侧壁和第三活塞（3）之间形成第一空腔。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：所述气箱（8）的前端面上设有有向前延伸且与气箱内腔连通的导向管（11），导向管（11）的尺寸小于气箱内腔的尺寸，所述推板（9）的前方固接有螺纹连接在导向管（11）内的导向杆。

5.根据权利要求4 所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：所述顶杆（10）至少设有两个，且至少两个顶杆（10）相对设置。

6.根据权利要求4所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：所述高压气筒（6）上还开设有充气口（7）。

7.根据权利要求4 所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构，其特征在于：所述第三活塞（3）的端面面积为第二活塞（2）端面面积的1.2-1.5倍。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种煤矿井下隔爆装置高压气体喷射结构及其使用方法，第一活塞的前端固接有位于气箱内的第三活塞，第一活塞、第二活塞、第三活塞的端面面积依次增大，位于气箱内且接受爆炸冲击的推板上固接有向高压气筒延伸的顶杆，气箱的后侧壁上开设有连通气箱内腔和高压气筒的第一穿孔，第一穿孔内密封滑接有与所述顶杆对应且与对应顶杆连接的第四活塞。本发明充分利用高压气筒内的高压气体，在爆炸发生后，爆炸的冲击大于高压气体给与顶杆的压力时，才能推动推板向后移动，因此通过限定顶杆与高压气体接触的面积，即可调节高压气体给与推板的力，因此实现对冲击力度的适应，避免冲击过下而不能隔爆灭火的同时，也避免冲击太小，而造成的浪费。

技术研发人员：王强,王吉祥,徐翔
受保护的技术使用者：山东明信智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16