[实用新型]储能式巷道隔爆水幕装置

说明书

储能式巷道隔爆水幕装置属于煤矿安全设备，用于煤矿井下巷道隔爆，防止爆炸事故范围扩大。

煤矿井下巷道空气中的甲烷和煤尘达到一定含量时，容易引起爆炸，爆炸产生的高压炽热气流迅速沿着巷道扩散，可能再引起气流经过处的甲烷和煤尘爆炸而形成连锁爆炸，甚至会摧毁整个矿井。因此采取巷道隔爆措施防止连锁爆炸，是煤矿极重要的安全措施。

过去，巷道隔爆措施是架设隔爆棚，在巷道中用支柱和横梁搭几个棚子，在棚顶上存放一些容易撒开且吸热效果较好的材料，爆炸冲击可使这些材料撒布在巷道空间中吸收炽热气流的热量，使之降温而不能传爆。目前使用的隔爆棚有矿碴隔爆棚和水袋隔爆棚两种，安装时须扩高巷道，将矿碴粉或水袋安放在普通顶棚的横梁高度之上。隔爆棚的触发灵敏度较低，撒布速度较慢，对巷道断面的复盖率较低，持续时间短，同时，它在受干扰误动倾翻后便失去作用，如无人发现后及时再放矿碴粉或水袋，就会产生隐患。

本发明的任务是设计一种巷道隔爆水幕装置，使它吸热效果好、响应速度快、复盖率高、喷水持续时间长，且在受干扰误动后仍然具有隔爆功能，不产生隐患。

本装置由供水管路，单向阀、储能蓄水罐、控制阀、喷水管路、储能驱动机构和触发机构组成。供水管路从井下水源架设到巷道需隔爆的位置，水源须有2至50巴的压强，以保证利用它的压力储能和喷出形成水幕。储能蓄水罐由一个耐压力容器构成，进、出口设在底部，使用前放完水充满空气。水源经单向阀向储能蓄水罐注水，罐的出口经控制阀连接喷水管路。当控制阀关闭时，水源进入罐内使位于罐上部的空气压缩，罐内的空气或水的压强可接近水源压强，同时罐内蓄有占罐容积二分之一以上的水，因此，即使水源供水中断，控制阀开启后罐内所蓄的水也能从喷水管路喷出一部份形成水幕。罐的总容积可根据水源压强、喷水流量和水幕持续时间确定。控制阀关闭后如果水源供水不中断，则对罐自动进行储能蓄水，为下次喷水准备好条件。触发机构是为了利用爆炸振动或冲击来触发装置而设，它由对爆炸振动或冲击反应敏感的元件构成当装置附近发生气体爆炸时，它能将传播到来的振动或冲击变为触发动力或电力。由于触发机构输出的能量不一定能驱动控制阀开启，本装置还设置了一个储能驱动机构。储能驱动机构中设有储能器，事先利用外力为它储能，当储能驱动机构受到触发机构作用时，即使外力中断，也能释放出较大的能量驱动控制阀开启。储能器释能后再次加外力，又能使它储能待发。触发机构和储能驱动机构可以设计为机械式结构，也可以设计为电气式结构。

机械式结构的储能式巷道隔爆水幕装置的一个实施例的原理示意图见附图1，图中（1）为供水管，（2）为单向阀，（3）为储能蓄水罐，（4）为带有储能驱动机构的控制阀，（5）为触发机构，（6）为喷水管路，（7）为外力关闭控制阀并为储能器储能的手柄，（8）为触发板机。装置的工作原理是：装置安装好后先按下手柄（7）使控制阀关闭并使驱动机构储能且闭锁；水源从管路（1）经单向阀（2）进入储能蓄水罐（3），罐上部的空气被压缩使进入罐内的水压强接近水源压强；当装置附近发生气体爆炸时，空气膨胀压强增大，使触发机构（5）的撞针伸出撞击控制阀上的触发板机（8），储能驱动机构解锁释能驱动控制阀开启，水经控制阀到喷水管喷出形成水幕；如果发生爆炸时供水管中断，则喷水仅由罐内蓄水和储压维持，直到压强降到不能喷出为止，事故后检修人员关闭控制阀，接通供水管，装置便恢复到备喷状态；如果因干扰使装置误动作，但供水管不受到破坏，供水不间断，喷水将一直进行下去，直到有人发现后将控制阀关闭为止，在误喷水这段时间里装置不会失去隔爆作用。带有储能驱动机构的控制阀和触发机构的示意图见附图2，图中（1）为阀体，（2）为阀芯，（3）为储能弹簧，（4）为驱动轴，（5）为解锁辅助弹簧，（6）为阀盖，（7）为手柄，（8）为触发板机，（9）为撞针，（10）为活塞，（11）为气缸，（12）为薄膜气囊，（13）为气囊防护罩，图2中控制阀所示的状态为关闭和储能状态，此状态的维持依靠板机（8）的闭锁作用，当爆炸产生的高压空气压缩气囊（12）时，气囊向气缸排气推动活塞（10）使撞针（9）撞击板机（8），板机动作后驱动轴（4）在辅助弹簧（5）的作用下迅速脱离闭锁位置，阀芯（2）在储能弹簧（3）的推动下使阀门开启。控制阀的关闭需人工将手柄（7）压到闭锁位置，也可以设计一个液压机构，利用水源压力使控制阀开启后经一定延时再自动关闭和储能。触发机构也可以设计为其它形式，例如采用轻质帆形板和杠杆组成，利用爆炸时巷道中产生的高速风流吹动帆板触发驱动机构的板机。