CN102444412A - 集成式智能矿压检测报警指示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压支护设备过欠压报警器，其特征在于：包括壳体，壳体内设有压力检测报警装置，所述的压力测量报警装置包括报警回路；所述的报警回路包括电源、报警器、以及检测液压支护设备内压力并控制回路状态的压力开关。本发明与现有技术相比，具有智能化程度高、功能完善、检测方便、直观可靠、成本及损耗低的优点。

Description

集成式智能矿压检测报警指示器

技术领域

本发明涉及一种井下液压支护设备用独立的集成式智能矿压检测报警指示器。 

背景技术

矿用液压支护设备（包括单体液压支柱，悬移支架、液压支架及各类千斤顶）是当前矿井工作面确保安全的重要设备。由于井下地质结构复杂，矿压压力的自然变化及液压介质的渗漏现象，导致液压支护设备工作阻力（失压和过压）不均衡现象，是造成顶板松动倒柱和超压塌方等事故发生的主要根源。例：根据煤炭行业标准MT/T548－1996《单体液压支柱使用规范》中的6.1.7条款要求：油缸直径为Φ80mm时，其工作阻力不小于60KN，油缸直径为Φ100mm时，其工作阻力不小于90KN工作阻力。 

但是，目前广泛使用的液压支护产品自身对工作阻力都不具备安全检测报警功能，经常因工作阻力过小或过大引起倒柱顶板坍塌或因过载引起断柱塌方等事故的不断发生，液压支护设备的失压或超压的现象的，这会造成支柱因失去支撑力而倒塌，或者因多个单体或支架受力不均匀分布，从而使得顶梁塌落，极易造成人身伤亡事故和财产损失。目前：井下安检人员为防止事故的发生，所采取的方法是：频繁对液压设备（例：单体液压支柱，悬移支架等）的支撑力进行巡回检查，通过晃动或敲打等非常落后的手段对支柱的工作阻力进行逐个检查，不仅不能及时有效的发现和解决问题，同时还浪费大量的时间和精力，根本无法及时的了解液压支护设备当前的工作状态是否正常，因此根本无法排除潜在的安全隐患。 

发明内容

本发明的目的提供一种无需人为主动监测液压支护设备初撑压力和工作阻力的集成式智能矿压检测报警指示器，它能够自动监测过压欠压情况并自动报警，无需人为操作检查、测量：工作阻力一旦低于规定值的工作压力，会立刻发出明显的色彩光亮报警，便捷和可靠的提示工作人员，该液压设备工作阻力过低或者过高，需要采取相应措施及时处理，以便避免事故的发生。 

为达到上述目的，本发明的采用以下技术手段： 

一种集成式智能矿压检测报警指示器，包括壳体，壳体内设有压力检测报警装置，所述的压力测量报警装置包括报警回路；所述的报警回路包括电源、报警器、以及检测液压支护设备内压力并控制回路状态的压力开关。

上述的报警器，所述的检测报警回路设有两套：并行连接的低压报警回路和高压报警回路。 

上述的报警器，所述的报警器还包括有与报警回路串联的控制整个回路通断的、液压介质的注入可直接使电源开关进入工作状态的液压开关。 

上述的报警器，所述的压力开关包括压力弹簧，压力弹簧的一端顶接柱塞、另一端顶接触通开关；所述柱塞端面与工作液接触、柱塞柱面外套设有封堵，封堵外套设有报警体，报警体的另一端与壳体连接；所述柱塞上固定有磁铁，触通开关为干簧管或液压开关。 

上述的报警器，所述压力开关包括调节螺栓、所述的干簧管设置于调节螺栓内部、调节螺栓螺纹固定在报警体内。 

上述的报警器，所述报警器为LED指示灯；所述检测报警回路还包括有验电开关，所述验点开关与电池和报警器串联，与压力开关的干簧管并联。 

上述的报警器，所述低压触通开关为常闭开关；所述高压触通开关为常开开关。 

本发明的工作原理及有益效果表现在： 

本发明主要由壳体及壳体内的压力测量报警装置检测组成，壳体的前端为压力测试端，其具体由柱体进行测试：柱体前端与工作液相通，工作液对液压支护设备形成一定压力，液压支护设备在压力工作液、压力弹簧的作用下可在封堵内来回移动，从而改变回路的通断状态，并由壳体的后端报警指示端上的报警灯进行报警。

在所述的电源开关压力及报警检测装置的高、低压，安装于报警器前端，所述的压力活塞的进液嘴与缸体的内腔液体贯通;所述的内腔分别安装电池和干簧管开关或液压开关，后端外壁安装两指示灯，指示灯可以是单色或多色，也可以是闪烁交替发光或长亮发光。 

工作时，本集成式智能矿压检测报警指示器，安装在液压支护设备管壁或柱头一侧，前端（压力检测端）与液体介质相互贯通，后端（报警指示端）暴露于管壳（柱头或活柱非工作区）外壁，高、低压报警器压力检测开关，随时监测缸体内介质的压力，当工作介质压力低于设定压力或高于最大负载压力值时，高、低压力开关分别接通电路，高低压发光二极管立刻向外发出闪烁并交替变换色彩的明显报警光亮，在井下较暗的环境下光彩亮度更为明显，此时的报警器主动提醒工作人员，该液压支护设备工作阻力不足或工作阻力过大，需要及时补充注液等处理或卸载等处理，极大方便了工作人员对工作阻力逐个巡检的繁琐劳动，有效、准确及时的提醒工作人员积极预防消除事故隐患。 

由此可见，本发明是一种具有检测液压支护设备初撑阻力或工作阻力是否欠压、过压或者正常状态的检测报警单元，可作为一个独立的检测报警器件安装于液压支护设备上，与支护设备形成一体，能够在工作阻力低于正常工作阻力区间值或高于正常工作阻力区间值时，及时发光提示报警功能的检测报警集成单元。 

同时，本报警器与以往工作阻力报警器不同，本发明无需人为操作，无需外接电源，安装在液压设备上即能够实时检测工作压力值，只有在非正常工作阻力区域范围（欠压区或超压区）内可以自动发光报警提示，因此无需人工操作、使用时自动接通电源、耗电省、在井下较暗的环境下发光闪烁报警明显，能够有效方便的发出提示，避免因支护设备工作阻力过低或过高造成的坍塌、倒柱或超载断柱、塌方等事故隐患，对支护事故发生起到非常重要的安全预警作用。 

综上，本发明的有益效果及优点表现在： 

1）传统的液压支护类设备的压力检测方法繁琐落后，没有压力检测功能和报警功能，并需要长期不断的人工巡回检查工作阻力是否欠压或者过压，而本发明的智能型集成式矿用支护设备过欠压报警器能够该液压设备具备自检功能，并可提示报警，无须人为操作检查。

2）集成式智能矿压检测报警指示器安装在液压支护设备后与液压设备为一体，适应井下采煤工作面不良环境下（炮采等）的应用环境，不宜损坏。 

3）智能型集成式矿用支护设备过欠压报警器安装了液压电源开关，当无液体压力时（压力位零时），即当液压设备处于非工作状态时，高、低压回路全部处于开路状态，不消耗电量。 

4）在井下较暗的特殊环境下采用LED（发光二极管）发光报警方式明显，容易被观察发现，且易耗电省，亮度高。 

5）结构简单，成本低廉，报警可靠，安装方便，不宜损坏，使用寿命长。 

附图说明

图1为本发明结构示意图； 

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明的电原理图；

图4为液压报警范围设定示意图。

具体实施方式

下述未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。 

如图1所示，一种液压支柱过欠压报警器，包括壳体14，壳体14内设有压力检测报警装置，所述的压力测量报警装置包括报警回路；所述的报警回路包括电源11、报警器、以及检测液压支柱内压力并改变回路状态的压力开关。本发明创造的报警器采用LED报警灯10。 

所述的检测报警回路设有两套：低压报警回路和高压报警回路，回路的电路图如图3所示，其中E为电源，R为电阻，KN-1和KN-2分别为验电开关，K1为整体回路开关，K2、K3为压力开关，L1、L2为报警灯，电源启动开关K1控制整个电路的电源通断，当液压设备缸体内注入液体介质微小的正压力时，K1闭合，报警电路进入工作状态，本K1可采用如本装置中压力开关的开启形式也可以采用其他开启形式。 

所述的压力开关包括压力弹簧7，压力弹簧7的一端顶接柱塞6、另一端顶接干簧管9；所述柱塞6端面与工作液接触、柱面外套设有封堵4，封堵4外套设有报警体1，所述壳体14与报警体1螺纹连接成为整体，其中柱塞6、封堵4、压力弹簧7和干簧管9位于报警体1内，电源11、验电开关12、报警灯10位于外壳14内。 

所述压力开关包括调节螺栓8，干簧管9位于调节螺栓8内。柱塞6的端部设有挡圈2，其通过密封圈3与封堵4密封，封堵4与报警体1内壁通过密封圈5密封。 

所述低压压力开关为常闭干簧管、高压压力开关为常开干簧管。为保证本装置的可靠性，本装置包含了两个验电开关KN1和KN2，便于对报警灯及回路进行检测。 

使用时，按照图2通过密封圈13将本报警器螺纹安装在液压设备的活柱或柱头管壁一侧，对于工作压力不同的液压支柱可通过调整调节螺栓8的位置和压力弹簧7压力取值实现满足不同工作压力的液压支柱高低压的准确要求。 

工作过程中，被测单体液压支柱的介质压力会随着泵站注液压力和矿层地址压力的不断打压而发生变化。如图4所示，首先设定被测介质的压力分段：0—P1为工作启动开关压力区域，P1—P2是为欠压，P2—P3是为正常状态，P3—P4是为过压状态；工作阻力P2、P3值要根据配套液压支护设备的具体要求出厂前设定调整。 

0—P1时工作启动；P1—P2欠压时，报警区域报警提示，可用闪烁的绿色发光二极管指示灯； P2—P3正常状态时，此时发光二极管熄灭，报警灯处于不报警状态，此时不消耗电量，当在正常工作阻力环境下工作时，由于无法确定报警器是否正常（是否电量不足等），可通过验电按钮KN测试，当按下KN按钮开关后，指示灯L1、L2发光，说明报警器电量正常，反之则电量过低，需更换电池；P3—P4压力时，发光二极管指示灯L2亮起报警提示，可用闪烁的红色发光二极管指示灯L2。 

首先设定压力开关K2的正常闭合点为：该单体标准中要求的工作阻力数置，例如：DW100缸径系列单体根据《煤炭行业标准MT/T548－1996》《单体液压支柱使用规范》中的6.1.7条款要求油缸直径Φ100mm时，其工作阻力不小于90KN，即：90KN＝9000kg，工作介质单位面积压强P＝90000÷（3.14×50²）＝11.46MPa，单体液压支柱工作时，当被测介质的压力P小于或等于11.46时，开关K1闭合，K2闭合，此时LED2发光二极管L2接通，欠压报警点亮并闪烁，表明液压支柱的介质压力P低（工作阻力不足），应提高压力需要补充注液或调整支柱。 

当被测介质的压力经补充注液后压力P大于P2欠压压力值时，此时，压力已进入正常工作区域，开关K2断开，此时，发光L1二极管熄灭，表明液压支柱的介质工作阻力P在正常工作范围，由于井下地质结构的不断变化因素，支护设备的工作阻力往往承受不断变化的压力影响，当液压支护设备的被测介质的压力大于P3超压压力值时，此时，压力已进入高压报警区域，开关K3接通，此时，发光L2发光二极管闪烁报警，表明液压支柱的介质工作阻力P在超压工作范围内支撑工作，此时需要增加支撑密度等处理，减轻工作阻力。 

可见，本发明的高、低压报警器压力检测开关，随时监测缸体内介质的压力，当工作介质压力低于设定压力或高于最大负载压力值时，高、低压力开关分别接通电路，高低压发光二极管立刻向外发出闪烁并交替变换色彩的明显报警光亮。 

Claims (10)

1.一种集成式智能矿压检测报警指示器，其特征在于：包括壳体，壳体内设有压力检测报警装置，所述的压力测量报警装置包括报警回路；所述的报警回路包括电源、报警器、以及检测液压支护设备内压力并控制回路状态的压力开关。

2.根据权利要求1所述的报警器，其特征在于，所述的检测报警回路设有两套：并行连接的低压报警回路和高压报警回路。

3.根据权利要求1或2所述的报警器，其特征在于：所述的报警器还包括有与报警回路串联的控制整个回路通断的、液压介质的注入可直接使电源开关进入工作状态的液压开关。

4.根据权利要求1或2所述的报警器，其特征在于，所述的压力开关包括压力弹簧，压力弹簧的一端顶接柱塞、另一端顶接触通开关；所述柱塞端面与工作液接触、柱塞柱面外套设有封堵，封堵外套设有报警体，报警体的另一端与壳体连接。

5.根据权利要求4所述的报警器，其特征在于，所述柱塞上固定有磁铁，触通开关为干簧管或液压开关。

6.根据权利要求3所述的报警器，其特征在于，所述压力开关包括调节螺栓、所述的干簧管设置于调节螺栓内部、调节螺栓螺纹固定在报警体内。

7.根据权利要求1或2所述的报警器，其特征在于，所述报警器为LED指示灯。

8.根据权利要求1所述的报警器，其特征在于，所述检测报警回路还包括有验电开关，所述验点开关与电池和报警器串联，与压力开关的干簧管并联。

9.根据权利要求4所述的报警器，其特征在于，所述低压报警回路的触通开关为常闭开关。

10.根据权利要求4所述的报警器，其特征在于，所述高压报警回路的触通开关为常开开关。

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