CN114178992B - 一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法 - Google Patents

一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法，保护装置包括手持装置和保护支架，所述保护支架内设有压力传感器和红外线传感器，保护支架安装在冷切割机的喷头前，保护装置还包括第一单片机、第二单片机和主控制器，第一单片机的输入接口连接压力传感器，第一单片机的输出接口连接主控制器，第二单片机输入接口连接红外线传感器，第二单片机的输出接口连接主控制器。本发明保护装置首先通过伸长和缩短手持伸缩杆可以扩大适用范围；其次，通过顶板实现喷头前位置的有效保护，可以避免出现人员伤亡；最后，结合红外线传感器和压力传感器来实现切割的自动停止，实现了对冷切割装置的双重保护。

Description

一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法
技术领域
本发明涉及一种保护装置，具体是一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法。
背景技术
近年来，煤矿安全生产问题得到了人们的广泛关注，在煤矿井下生产中，经常遇到锚杆切割、巷道检修、路障清理等需要进行切割作业。目前，井下工人经常采用液压剪或者传统切割技术进行作业，这样会造成工人施工不便，工作效率低，并且传统切割技术在作业中产生的切割热效应以及切割火花会引起瓦斯(煤尘)***事故。
为解决以上问题，已发明一种适用在易燃易爆高瓦斯煤矿井下危险环境的安全冷切割技术，即水射流切割技术。但目前应用于井下的冷切割装置喷头压力(30～38MPa)较大，在切割完锚杆及设备后，由于喷头前没有保护装置，会造成人员伤亡，存在安全隐患，并且设备不能调节长度，适用范围有限，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置及使用方法，通过启动红外线传感器与压力传感器，两个传感器同时工作，红外线传感器的发射装置发出红外线，当压力传感器达到阈值或红外线传感器的接收装置接收到红外线传感器的发射装置发出的红外线时，自动关闭水阀开关，实现了对冷切割机切割的自动化控制，该保护装置整体结构上更为安全。首先通过伸长和缩短手持伸缩杆可以扩大适用范围；其次，通过顶板实现喷头前位置的有效保护，可以避免出现人员伤亡；最后，结合红外线传感器和压力传感器来实现切割的自动停止，实现了对冷切割装置的双重保护。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置，保护装置包括手持装置和保护支架，所述保护支架内设有压力传感器和红外线传感器，保护支架安装在冷切割机的喷头前，保护装置还包括第一单片机、第二单片机和主控制器。
所述第一单片机的输入接口连接压力传感器，第一单片机的输出接口连接主控制器，第二单片机输入接口连接红外线传感器，第二单片机的输出接口连接主控制器。
进一步的，所述手持装置包括手持伸缩杆，手持伸缩杆内部套装有软管，冷切割机的喷头连接软管，喷头的喷水口为喷嘴，冷切割机的喷头安装在手持伸缩杆的输出端。
进一步的，所述手持伸缩杆的一侧固定有手持把手，第一单片机、第二单片机和主控制器均安装在手持把手内。
进一步的，所述支架包括顶板，顶板的一侧设有底板，底板与顶板之间垂直连接有对称分布的支柱，压力传感器位于顶板上，红外线传感器的发射装置和接收装置分别位于两个支柱上。
一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置的使用方法，所述使用方法如下：
通过伸缩手持伸缩杆，使冷切割机的喷头到达合适位置，将待切割的锚杆***两个支柱之间，冷切割机开始工作，打开水阀开关，喷嘴产生高速水流，使得水流接触锚杆开始切割。
启动红外线传感器与压力传感器同时工作，红外线传感器的发射装置发出红外线，压力传感器达到阈值或红外线传感器的接收装置接收到红外线传感器的发射装置发出的红外线时，自动关闭水阀开关。
进一步的，切割完成前，红外线传感器的发射装置发射的红外线全部照在被切割的锚杆上，此时红外线传感器的接收装置未接收到信号并持续输出低电平信号。
当锚杆切割完成，红外线传感器的接收装置接收到信号，经过转换电路输出高电平信号给第二单片机，第二单片机发出信号给主控制器继而关闭水阀开关，实现切割的自动停止。
同时，由于喷头的压力较大，并且不能保证水流完全用于切割锚杆，会有喷到顶板的情况，所以在切割锚杆时，顶板上的压力传感器持续接收到压力信号，压力传感器会将信号传送给第一单片机。
当完成切割锚杆的工作时，喷头会持续喷到顶板，此时会到达压力传感器的阈值，并将信号输出到主控制器，从而关闭水阀开关。
进一步的，所述喷头7的压力为30-38MPa，压力传感器的阈值为33-37MPa。
本发明的有益效果：
1、本发明保护装置通过启动红外线传感器与压力传感器同时工作，红外线传感器的发射装置发出红外线，压力传感器达到阈值或红外线传感器的接收装置接收到红外线传感器的发射装置发出的红外线时，自动关闭水阀开关，实现了对冷切割机切割的自动化控制；
2、本发明保护装置整体结构上更为安全，首先通过伸长和缩短手持伸缩杆可以扩大适用范围；其次，通过顶板实现喷头前位置的有效保护，可以避免出现人员伤亡；最后，结合红外线传感器和压力传感器来实现切割的自动停止，实现了对冷切割装置的双重保护。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明保护装置结构示意图；
图2是本发明保护装置部分结构示意图；
图3是本发明保护装置剖面结构示意图；
图4是本发明把手内部结构示意图；
图5是本发明保护装置使用流程图；
图6是本发明保护装置使用示意图。
图中：1-保护支架、11-支柱、12-顶板、14-底板、2-压力传感器、4-红外线传感器、7-喷头、6-手持伸缩杆、8-把手、9-水阀开关、10-软管、60-喷嘴、20-第一单片机、20-第二单片机、40-为主控制器、50-锚杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置，保护装置包括手持装置和保护支架1，如图1、图3和图4所示，保护支架1内设有压力传感器2和红外线传感器4，保护支架1安装在冷切割机的喷头7前，保护装置还包括第一单片机20、第二单片机30和主控制器40。
第一单片机20的输入接口连接压力传感器2，第一单片机20的输出接口连接主控制器40，第二单片机30输入接口连接红外线传感器4，第二单片机30的输出接口连接主控制器40。
手持装置包括手持伸缩杆6，手持伸缩杆6的一侧固定有手持把手8，手持伸缩杆6内部套装有软管10，冷切割机的喷头7连接软管10，喷头7的喷水口为喷嘴60，冷切割机的喷头7安装在手持伸缩杆6的输出端。
第一单片机20、第二单片机30和主控制器40均安装在手持把手8内。
支架1包括顶板12，如图2所示，顶板12的一侧设有底板14，底板14与顶板12之间垂直连接有对称分布的支柱11，压力传感器2位于顶板12上，红外线传感器4的发射装置和接收装置分别位于两个支柱11上。
一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置的使用方法，如图5、图6所示，使用方法如下：
将待切割的锚杆50***两个支柱11之间，通过伸缩手持伸缩杆6，使冷切割机的喷头7到达合适位置，冷切割机开始工作，打开水阀开关9，喷嘴60产生高速水流，使得水流接触锚杆50开始切割。
启动红外线传感器4与压力传感器2同时工作，红外线传感器4的发射装置发出红外线，压力传感器2达到阈值或红外线传感器4的接收装置接收到红外线传感器4的发射装置发出的红外线时，自动关闭水阀开关9。
切割完成前，红外线全部照在被切割的锚杆50上，此时红外线传感器4的接收装置未接收到信号并持续输出低电平信号，当锚杆50切割完成，红外线传感器4的接收装置接收到信号，经过转换电路输出高电平信号给第二单片机30，第二单片机30发出信号给主控制器40继而关闭水阀开关9，实现切割的自动停止。
同时，由于喷头7的压力较大为(30～38MPa)，并且不能保证水流完全用于切割锚杆50，会有喷到顶板12的情况，所以在切割锚杆50时，顶板12上的压力传感器2持续接收到压力信号，压力传感器2会将信号传送给第一单片机20。
当完成切割锚杆50的工作时，喷头7会持续喷到顶板12，此时会到达压力传感器2的阈值(35MPa)，并将信号输出到主控制器40，从而关闭水阀开关9。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (2)

1.一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置的使用方法，保护装置包括手持装置和保护支架(1)，其特征在于，所述保护支架(1)内设有压力传感器(2)和红外线传感器(4)，保护支架(1)安装在冷切割机的喷头(7)前，保护装置还包括第一单片机(20)、第二单片机(30)和主控制器(40)；
所述第一单片机(20)的输入接口连接压力传感器(2)，第一单片机(20)的输出接口连接主控制器(40)，第二单片机(30)输入接口连接红外线传感器(4)，第二单片机(30)的输出接口连接主控制器(40)；
所述手持装置包括手持伸缩杆(6)，手持伸缩杆(6)内部套装有软管(10)，冷切割机的喷头(7)连接软管(10)，喷头(7)的喷水口为喷嘴(60)，冷切割机的喷头(7)安装在手持伸缩杆(6)的输出端；
所述手持伸缩杆(6)的一侧固定有手持把手(8)，第一单片机(20)、第二单片机(30)和主控制器(40)均安装在手持把手(8)内；
所述支架(1)包括顶板(12)，顶板(12)的一侧设有底板(14)，底板(14)与顶板(12)之间垂直连接有对称分布的支柱(11)，压力传感器(2)位于顶板(12)上，红外线传感器(4)的发射装置和接收装置分别位于两个支柱(11)上;
其中，所述使用方法如下：通过伸缩手持伸缩杆(6)，使冷切割机的喷头(7)到达合适位置，将待切割的锚杆(50)***两个支柱(11)之间，冷切割机开始工作，打开水阀开关(9)，喷嘴(60)产生高速水流，使得水流接触锚杆(50)开始切割；
启动红外线传感器(4)与压力传感器(2)，两个传感器同时工作，红外线传感器(4)的发射装置发出红外线，当压力传感器(2)达到阈值或红外线传感器(4)的接收装置接收到红外线传感器(4)的发射装置发出的红外线时，自动关闭水阀开关(9)；
切割完成前，红外线传感器(4)的发射装置发射的红外线全部照在被切割的锚杆(50)上，此时红外线传感器(4)的接收装置未接收到信号并持续输出低电平信号；
当锚杆(50)切割完成，红外线传感器(4)的接收装置接收到信号，经过转换电路输出高电平信号给第二单片机(30)，第二单片机(30)发出信号给主控制器(40)继而关闭水阀开关(9)，实现切割的自动停止；
同时，由于喷头(7)的压力较大，并且不能保证水流完全用于切割锚杆(50)，会有喷到顶板(12)的情况，所以在切割锚杆(50)时，顶板(12)上的压力传感器(2)持续接收到压力信号，压力传感器(2)会将信号传送给第一单片机(20)；
当完成切割锚杆(50)的工作时，喷头(7)会持续喷到顶板(12)，此时会到达压力传感器(2)的阈值，并将信号输出到主控制器(40)，从而关闭水阀开关(9)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用可伸缩冷切割机的保护装置的使用方法，其特征在于，所述喷头7的压力为30-38MPa，压力传感器的阈值为33-37MPa。
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