专利名称：瓦斯监测风电闭锁自控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井通风安全自控装置，特别是用于地方中小型煤矿掘进工作面的风电闭锁自动控制装置。
《煤矿安全规程》规定“局部扇风机和掘进工作面的电气设备，必须装有风电闭锁装置。”风电闭锁即先送风后送电，当局扇停转时，能自动切断电源。在现有技术中，人工风电闭锁没有可靠保障；自动电子延时风电闭锁仍没有根本解决风、电、瓦斯三者之间闭锁的问题，即在瓦斯未低于允许值而延时结束时，仍可送电；也有矿井微机监控设备，但一般都体积大、成本高、技术复杂、维修难度大，不适于在地方煤矿推广。
中国《实用新型专利公报》第5卷、第1号公开了“煤矿掘进工作面综合电控设备”的专利申请－－申请号87209282.8、申请日87.6.18、公告号CN2030258U，分类号E21F5／00、17／18。其发明目的是为替代分散式开关和多台瓦斯报警断电仪器；其构成是将多路开关和一种新型瓦斯、风速两参数监测、报警、断电装置组合，并增设延时启动闭锁电路；其缺点是需要附加交流接触器，故障率高；需附加电源变压器，体积大，成本高；瓦斯超限浓度定在1％，高于《煤矿安全规程》中0.5％的规定；新型瓦斯、风速单一探头和延时启动闭锁电路在说明书中都没有详述，仅有一电气方框图。
本实用新型的设计目的在于克服现有技术中的不足之处，而提供一种结构简单、成本低、体积小、容易安装调试、适于在广大地方煤矿掘进工作面和穿采工作面推广使用的、带有瓦斯检测系统的风电闭锁自动控制装置。
本实用新型的设计目的可以通过以下措施来达到在有隔爆外壳，外壳内的闭锁控制电路，通过电缆分别与局扇的磁力控制开关、掘进工作面电气设备的磁力控制开关、声光报警器相连接的掘进工作面风电闭锁自控装置，有通过电缆与该装置连接的瓦斯检测探头，探头中的气敏传感件是Sn02气敏传感件。
本实用新型的设计目的还可以通过以下措施来达到其闭锁控制电路的瓦斯检测回路执行继电器K1的常开接点K1－1，作为自保闭锁接点、接在局扇的控制开关的控制回路中。
其闭锁控制电路中有可随掘进巷道长短、瓦斯浓度变化连续调节延时控制闭锁的延时回路部分，它由单结晶体管V7和Rw5、R7、C7组成的RC充放电回路连接构成。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点①可对瓦斯浓度进行远方遥测，瓦斯超限报警，使掘进巷道内的电气设备自动停电，同时对局扇的控制开关实现自保闭锁，为矿井安全生产提供可靠保证，作到不安全不生产。
②闭锁的延迟时间可随掘进巷道长短或瓦斯浓度连续调节，旋钮位置可直接读出。
③体积小，重量轻，用一四通防爆接线盒即可放入，元件少，成本低，维修量少，维修方便，结构紧凑，安装调试方便。
附图的图面说明如下
图1本实用新型的安装示意图图2本实用新型电控箱的内部结构示意图图3电控箱的端盖示意图图4本实用新型探头的内部结构示意图图5探头端盖示意图图6本实用新型闭锁控制电路的电气原理图图7电控箱电路板示意图本实用新型下面将结合附图作进一步详述
图1示出了本实用新型的组成和安装示意图。它有电控箱1、瓦斯检测探头2、声光报警器3组成，探头2和声光报警器3由电控箱1引出电缆外接。电控箱1的1＃、2＃、8＃、di线通过控制电缆与掘进工作面电气设备5的控制磁力开关4的1＃、2＃、8＃、di线相连接，电控箱1的2′＃、8′＃线通过控制电缆与局扇7的控制开关6的2＃、8＃线相连接，并将局扇控制磁力开关6的13＃线接电气设备控制磁力开关4的9＃线，将9＃线接地去掉。磁力开关或称磁力启动器。
图2、3示出了电控箱1的结构。其隔爆外壳可采用抚顺产KBJ－660V／40A四通接线盒，隔爆外壳由端盖8和壳体9组成，外壳内的闭锁控制电路装在代号为FDW－3B的印刷电路板10上。外壳内还有绝缘板11、接线端子排12。
图4、5示出了瓦斯检测探头2的结构。它由端盖13、壳体14和壳内的电路板16、接线端子排17等组成。电路板16上装有气敏传感件15、电位器18。该外壳可采用宁阳县防爆电器厂的矿用声控水幕探头的外壳。
图6示出了本实用新型的电气原理。电路分a、b、c三部分说明。
a.瓦斯检测部分由局扇控制磁力开关6的2＃、8＃线获得36V交流电压，经V1整流，C1、R1、C2π型滤波，集成电路IC1稳压后，输出直流电压，V3经R2限流降压后，发出红光，指示该部分电路已在工作，即已对瓦斯浓度进行遥测控制。V2起整流、保护作用。
点划线框内为探头2的本安电路部分，其气敏传感件15即Rw2的f端经电位器18即Rw1接直流电源，A端接电源，f′端经电珠XD和R3接负，B端经Rw3接负、经R4接集成电路IC2的7脚输入端。RW3为浓度调整电位器，调其大小，可改变动作的最低浓度，即起调零作用。IC2作信号电平鉴别和放大驱动，其输出端2脚接继电器K1，RW4为灵敏度调整电位器，调其大小，可改变电路的翻转速度，即灵敏度的高低。
在静态时，即瓦斯浓度低于0.3％，探头2的B点电位不足以使IC2的2脚输出的高电位翻转，K1不动作，处于正常监视状态。
在动态时，即瓦斯浓度高于0.3％，探头1的B点电位高于整定值，升高的电压经R4送至IC2的7脚，使IC2翻转、2脚输出低电位，K1得电吸合，使串接在风电闭锁延时自动控制电路中的常闭接点K1－2断开，切断该控制电路的电源；同时，使串接在报警电路中的常开接点K1－3闭合、K1－1闭合，若此时没开局扇7，则开启局扇7，以降低瓦斯浓度；若此时已开局扇7，则进一步对局扇开关6自保，以防人为停局扇的可能；起到风电瓦斯闭锁自动控制的作用。瓦斯浓度低于规定值后，这种闭锁自动解除。
b.风电闭锁自动延时控制部分给掘进工作面电气设备供电的磁力开关4的2＃、8＃线，即电控箱1的2′＃、8′＃线获得36V交流电压经V5半波整流，C5电容滤波，而在C点得到直流电源电压，V6经R6限流降压发绿光，指示该电路投入工作。单结晶体管V7经R5接30V电压，经继电器K2接地，V7的发射极与由Rw5、R7、C7构成的RC充放电回路连接。并联电容C6是为保证K2可靠吸合所加，这样可使K2的释放有几秒钟的延缓，从而保证了闭锁开关的可靠吸合，改变C6容量可改变延缓时间。V4起整流、保护作用。
在静态时，磁力开关4的2＃、8＃线，即电控箱1的2′＃、8′＃线获得36V交流电压－－但这要在局扇送风后，否则无36V电压，闭锁开关借用了局扇控制开关6的一联锁接点接地的缘故。经V5、C5整流滤波，C点得直流电压，V6发出绿光，指示该电路已投入延时工作状态，准备为闭锁设备供电，当D点电压充到V7的峰点电压时，V7导通，延时结束，K2有电吸合，K2－1闭合，为被控闭锁设备送电。而送风后，为被控设备的送电时间长短，则通过调节电位器RW5的阻值来实现。
在动态时，即瓦斯浓度高于0.3％，K1－2断开，使风电闭锁回路断电，供电磁力开关4断电，这时局扇7仍继续运转，但被控设备5无电，起到了风电瓦斯闭锁自动控制的作用。
c.报警部分
外接的防爆信号灯RD、防爆电铃LD的回路由K1－1、K1－3控制。在静态时，K1－1、K1－3均处于断开状态，电铃灯光均不报警；而在动态时，K1－1、K1－3闭合，则发出声光报警信号。
图7示出了电控箱电路板的结构。电路元件IC1三端集成稳压器78系列 C1220～470μFIC2JEC－2 C2″K1JRX－13F型或JQX－4F型 C30.1～0.33μFK2″ C410～47μFRW2Sn02气敏元件 C5220～470μFRW151～200Ω C610～47μFRW31～4.7KΩ C7220～470μFRW44.7～5.1KΩ R130～60Ω三电阻串联V1二极管1N4004 R21～3KΩV2″ R339～82ΩV4″ R430～100KΩV5″ R520～300ΩV3φ3红色发光二极管 R62～10KΩV6φ3绿色发光二极管 RD36V防爆信号灯V7单结晶体管BT33 LDDKL型36V防爆电铃XD小电珠
权利要求1.一种矿井掘进工作面风电闭锁自控装置，有隔爆外壳，外壳内的闭锁控制电路，通过电缆分别与局扇的磁力控制开关、掘进工作面电气设备的磁力控制开关、声光报警器相连接，其特征在于有通过电缆与之连接的瓦斯检测探头，探头中的传感件是Sn02气敏传感件。
2.根据权利要求1所述的风电闭锁自控装置，其特征在于所说的闭锁控制电路，其瓦斯检测回路的执行继电器(K1)的常开接点(K1－1)，作为自保闭锁接点、接在局扇的控制开关的控制回路中。
3.根据权利要求1或2所述的风电闭锁自控装置，其特征在于所说的闭锁控制电路中有可随掘进巷道长短、瓦斯浓度变化连续调节延时控制闭锁的延时回路部分，它由单结晶体管(V7)和RC充放电回路(Rw5、R7、C7)连接构成。
专利摘要本实用新型涉及矿井通风安全装置，用于矿井掘进工作面的风电闭锁装置。它由瓦斯监测探头、风电瓦斯闭锁自控电路、防爆外壳、声光报警器等组成。能实现风电瓦斯三闭锁，可随掘进巷道长短或瓦斯浓度调节闭锁时间。结构简单，体积小，元件少，成本低，维修量小，组装调试方便。适合广大中小型地方煤矿掘进、穿采工作面推广使用。
文档编号E21F7/00GK2150336SQ9323010
公开日1993年12月22日 申请日期1993年1月19日 优先权日1993年1月19日
发明者李培顺, 王会成, 殷德学, 张峰华, 白茂欣 申请人:山东省宁阳县保安煤矿