CN210603641U - 一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，包括传热棒、温差发电片、无线测温装置、数据记录仪以及计算机，传热棒为封闭空心的柱形结构体，传热棒内部设有水，上端的外壁上设有散热翅片；无线测温装置包括主机、温度传感器以及无线发射器，主机以及温差发电片分别设于传热棒的外侧壁上，温度传感器设于传热棒底端的外壁上，无线发射器设于主机上；主机的供电端与蓄电池电性连接，温差发电片与蓄电池电性连接，数据记录仪与无线测温装置之间实现无线连接，数据记录仪与计算机电性连接，本实用新型通过在传热棒内部设置低沸点的低压水来降低煤矸石内部温度，同时能实时监测煤矸石内部的温度，防止煤矸石发生自燃。
Description
技术领域
本实用新型涉及防煤矸石自燃领域，特别是一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置。
背景技术
煤矸石是采煤过程中排出的固体废弃物，我国已堆存的煤矸石已达30亿吨以上。露天堆积的煤矸石常年经受外界环境的侵蚀，内部的化学成分分解生成大量重金属离子。当内部热量积聚发生自燃后会产生了大量的有毒气体(如SO2、CO2、H2S等)，严重破坏到当地及其周边地区的环境，污染当地的大气、水体、土壤和植被，因此，煤矸石的自燃预防成为目前我们亟需解决的问题，如采用“覆盖隔氧”和“注水散热”等方式进行散热，难以有效消除煤矸石内部热量，因此，现目前对煤矸石散热主要利用传热棒来进行散热，但现有的传热棒存在以下弊端：传热棒内部液体主要由液氨组成，其造价较为昂贵，而且单一的传热棒不能监测其底端的温度，随着时间的推移，传热棒可能无法正常的工作，以及传统热棒对其传出的热量也无法有效的利用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，以解决上述技术背景中提出的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，包括传热棒、温差发电片、无线测温装置、数据记录仪以及计算机，所述传热棒为封闭空心的柱形结构，传热棒内部设有水，传热棒上端的外壁上设有散热翅片；
所述无线测温装置包括主机、温度传感器以及无线发射器，所述主机以及温差发电片分别设于传热棒的外侧壁上，所述温度传感器设于传热棒底端的外壁上，温度传感器与主机电性连接，所述无线发射器设于主机上并与主机电性连接；主机的供电端与蓄电池电性连接，温差发电片与蓄电池电性连接，所述数据记录仪上设有无线接收器，数据记录仪通过无线发射器和无线接收器与无线测温装置之间实现无线连接，数据记录仪与计算机电性连接。
进一步的，传热棒内部的压强为7000pa。
进一步的，散热翅片为圆形散热翅片。
进一步的，记录仪为T3数据记录仪，T3记录仪通过RS232接口与计算机电性连接。
进一步的，温度传感器为热敏电阻型温度传感器。
进一步的，传热棒的长度为500-15000mm、管径为25-150mm、壁厚为1-10mm。
进一步的，传热棒为碳钢材质。
进一步的，温差发电片为SP184827145SA温差发电片。
进一步的，主机为YGWT-2000A型无线测温主机。
进一步的，传热棒内壁顶端具有尖刺部。
进一步的，传热棒(1)内壁的圆周上具有凹槽结构(12)。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的传热棒采用碳钢材质，其内部的压强为7000pa，此压强下水的沸点降低到40℃，相对于采用液氨为工作介质的传热棒，本实用新型成本更低，水在低压状态下的传热效率更高，更利于煤矸石的散热。
(2)本实用新型传热棒的内壁圆周上具有凹槽结构，能加快换热移热，且传热棒内壁顶端具有尖刺部，能加快冷凝水滴的落下，使得热传导效率更高。
(3)由于传热棒表面和外部空气之间的温差较大，本实用新型在传热棒的表面设有温差发电片，利用温差发电片提供的电能为无线测温装置供电，使得煤矸石内部的热量得到了有效的利用，降低了本实用新型的运行成本。
(4)本实用新型在传热棒底端设有无线测温装置、数据记录仪以及计算机，能实时监控煤矸石内部的温度，进一步防止煤矸石发生自燃。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型传热棒尖刺部结构示意图；
图3为本实用新型传热棒凹槽结构示意图；
图4为本实用新型温差发电片结构示意图。
图中，1-传热棒，2-温差发电片，3-数据记录仪，4-计算机，5-散热片，6-主机，7-温度传感器，8-无线发射器，11-尖刺部，12-凹槽结构，31-无线接收器。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例：
一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，请参阅附图1-附图4所示，包括传热棒1、温差发电片2、无线测温装置、数据记录仪3以及计算机4，所述传热棒1为封闭空心的柱形结构体，传热棒1内部设有水，传热棒1内部的压强为7000pa，传热棒1内壁顶端具有尖刺部11，传热棒1内壁的圆周上具有凹槽结构12，传热棒1上端的外壁上设有散热翅片5；所述无线测温装置包括主机6、温度传感器7以及无线发射器8，温度传感器8为热敏电阻型温度传感器，所述主机6以及温差发电片2分别设于传热棒1的外侧壁上，所述温度传感器7设于传热棒1底端的外壁上，温度传感器7与主机6电性连接，所述无线发射器8设于主机6上并与主机6电性连接；主机6的供电端与蓄电池电性连接，温差发电片2与蓄电池电性连接，所述数据记录仪3上设有无线接收器31，数据记录仪3通过无线发射器8和无线接收器31与无线测温装置之间实现无线连接，数据记录仪3与计算机4电性连接。
作为优选，散热翅片5为圆形散热翅片，加大了传热棒1圆周表面的散热面积，使得传热棒1的散热效果更佳。
作为优选，所述记录仪为T3数据记录仪，所述T3记录仪通过RS232接口与计算机4电性连接。
作为优选，传热棒1的长度为500-15000mm、管径为25-150mm、壁厚为1-10mm，传热棒1的高度具体视煤矸石堆的高度而定，以传热棒1一半的高度能垂直***煤矸石堆中心处为准。
作为优选，传热棒1采用碳钢材质制成。
作为优选，温差发电片为SP184827145SA温差发电片。
作为优选，主机6选用型号为YGWT-2000A型无线测温主机。
如图1所示，本实用新型具体在实施时，将传热棒1垂直***煤矸石堆并使传热棒1上半部分裸露在外，传热棒1之间的左右间距为30-50CM，由于传热棒1内部设有水且传热棒1内部的压强为7000pa，此时传热棒1内部水的沸点仅为40℃，煤矸石内部的温度将传热棒1底部的水加热至沸腾，沸腾的水形成水蒸气并上升到传热棒1的顶端，由于传热棒1顶端的外壁上设有圆形翅片5，水蒸气在传热棒1内部顶端与传热棒1进行热交换，交换的热量通过圆形翅片5散发，进行了热交换的水蒸气由于温度降低，从而在传热棒1内部顶端凝结成水滴，请参阅附图2和附图3所示，由于传热棒1顶端内部具有尖刺部11，凝结的水滴通过尖刺部11又重新滴入到传热棒1的内部底端，从而实现了传热棒1循环散热的目的，需要说明的是，由于传热棒1的内壁圆周上具有凹槽结构12，凹槽结构12的设计增大了水蒸气和传热棒1内部的接触面积，能加快换热移热，使得传热棒1热传导效率更高。
需要对实施例说明的是，在传热棒1对煤矸石降温过程中，温度传感器7会一直感知煤矸石的温度，由于温度传感器7为热敏电阻型温度传感器且与主机电性连接，温度传感器7会把感知到的电阻信号传送给主机6，主机6通过与主机6电性连接的无线发射器8将电阻信号以无线传送的方式传送给无线接收器31，无线接收器31在将电阻信号传送给数据记录仪3，数据记录仪3将电阻信号转换成温度信号，数据记录仪3采用T3数据记录仪，T3记录仪通过RS232或RS485接口将温度信号传送给计算机4，计算机4则通过预装MATLAB和Simulink数学图像软件将接收到的温度数值生成温度曲线，通过温度曲线来判断出传热棒1的降温效果，同时也可以根据温度曲线来判断传热棒1的工作状态，当温度曲线随着时间的变化有所下降，则代表传热棒1可以正常的进行工作，如温度曲线出现大幅度的升高或随时间的变化保持不变，则表明传热棒1失效需要及时更换传热棒1。需要说明的是，MATLAB和Simulink是一款是动态***建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性***、非线性***、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
需要对实施进一步说明的是，数据记录仪为T3数据记录仪，T3数据记录仪是64路高精度智能温度记录仪，可通过无线发射器8和无线接收器31同时与64个主机6实现无线连接，进而可以最多记录64个温度传感器7的温度数据，从而达到了同时监测多个传热棒1底部温度的效果，提高了监测煤矸石内部温度的监测效率。
需要对实施例再进一步说明的是，传热棒1表面设有温差发电片2，通过传热棒1表面和外界空气的温差让温差发电片产生电能，电能通过蓄电池(图中为示出)储存，并为主机6供电，使得煤矸石内部的热量得到了有效的利用，降低了本装置的运行成本。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，包括传热棒(1)、温差发电片(2)、无线测温装置、数据记录仪(3)以及计算机(4)，所述传热棒(1)为封闭空心的柱形结构体，传热棒(1)内部设有水，传热棒(1)上端的外壁上设有散热翅片(5)；
所述无线测温装置包括主机(6)、温度传感器(7)以及无线发射器(8)，所述主机(6)以及温差发电片(2)分别设于传热棒(1)的外侧壁上，所述温度传感器(7)设于传热棒(1)底端的外壁上，温度传感器(7)与主机(6)电性连接，所述无线发射器(8)设于主机(6)上并与主机(6)电性连接；主机(6)的内部设有蓄电池，温差发电片(2)与蓄电池电性连接；
所述数据记录仪(3)上设有无线接收器(31)，数据记录仪(3)通过无线发射器(8)和无线接收器(31)与无线测温装置之间实现无线连接，数据记录仪(3)与所述计算机(4)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述传热棒(1)内部的压强为7000pa。
3.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述散热翅片(5)为圆形散热翅片。
4.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述记录仪(3)为T3数据记录仪，所述T3记录仪通过RS232接口与计算机(4)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述温度传感器(7)为热敏电阻型温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述传热棒(1)的长度为500-15000mm、管径为25-150mm、壁厚为1-10mm。
7.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述传热棒(1)为碳钢材质。
8.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述温差发电片(2)为SP184827145SA温差发电片。
9.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述主机(6)为YGWT-2000A型无线测温主机。
10.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述传热棒(1)内壁顶端具有尖刺部(11)。
11.根据权利要求1所述的一种防煤矸石自燃及煤矸石温度监测装置，其特征在于，所述传热棒(1)内壁的圆周上具有凹槽结构(12)。
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