煤礦透水自救器的製作方法

2023-09-22 04:35:20

專利名稱：煤礦透水自救器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及平面多連杆機構運動原理、自動控制及淨化技術領域。
背景技術：
煤礦礦難在我國時有發生，其中許多礦難，如果能及時被發現並報警是完全可以減少人員傷亡與財產損失的，如井下透水事故。根據井下透水時現場實際狀況，需要解決以下技術1)能及時準確地自動報警；2)利於井下作業工人方便快捷地取用救生設備；3)能維持受困人員的生命安全；4)提供給求救人員逃離現場時有足夠的氧氣等生存資源。而目前針對煤礦透水事故發生的救生設備主要是大型救生艙，但該設備存在投資大，移動、安裝不方便等缺點，一般煤礦難以承受，本設備是在現代設計技術理論指導下，採用平面多連杆機構運動原理，利用水的浮力作為動力，並結合接觸式報警電路控制系統及二氧化碳淨化技術，最後利用計算機對所設計的設備進行仿真而完成的，具有結構簡單、投資少、操作簡單、不受環境限制、適用範圍廣等特點。
發明內容為了克服當前煤礦透水設備缺點存在投資大，移動、安裝不方便等缺點，本實用新型不僅能滿足當煤礦透水時井下作業工人能及時方便自救功能外，還能提供一種自動報警功能、方便其他井下作業人員快速逃離現場。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種煤礦透水自救器，它包括自動展開機構、手動開啟機構、自動報警系統、自動伸出機構以及氧氣供應系統，機構主要由多連杆機構聯接，結構緊湊，安裝、移動方便。所述自動展開機構包括與驅動頂杆19 連接的浮塊15、驅動頂杆19與槓桿17，通過活動鉸鏈連接，槓桿17與撥動杆6連接，構成所述自動開啟機構。驅動頂杆19與豎立連杆連接，豎立連杆2與橫拉杆16通過活動鉸鏈連接，橫拉杆16通過鋼鏈21與手動開關1連接，構成所述手動開啟機構。所述自動報警系統由微動開關9和聲光報警器10及其電源部分組成，同時在箱體上裝上一個撥動擋片4使微動開關9處於常開開關位置，當箱門因水或者人為的打開時，常開開關閉合，由3V電池供電的聲光報警器通電啟動報警，報警器10發出報警聲與燈光。所述自動伸出機構支撐座12 固定在箱體底面上，等長平行支撐杆13、14通過鉸連聯接與支撐座和伸縮平臺7相連，同時在支撐座上裝有銷釘以限定伸縮盒的起始位置與拉出時的終點位置，圓弧連杆8上開有導向槽，一端與伸縮盒活動鉸接，一端與箱門11鉸接，當箱門打開和關閉時，通過圓弧連杆帶動自動拉出和推回伸縮平臺，伸縮平臺上放有救生挎包，內置有專用氧氣供應設備、水、防護眼鏡、礦燈、食品等生存物資，為避難人員提供逃生的條件。所述氧氣供應系統由有供儲氧作用的氧氣瓶、有控制瓶內氧氣壓力作用的安全閥、二氣化碳淨化罐和緩衝氣囊四大部
3分組成，系統採用不鏽鋼高壓氧氣瓶四保存氧氣30，瓶的頂部裝有壓力表觀，瓶內可充入壓力達30MPa的氧氣。本實用新型的有益效果在於1)自救器的可攜式結構設計整套設備採用多連杆機構，結構緊湊，解決同類產品體積過大，佔地面積較大的問題，使設備的安裝和移動都較為方便。2)自動報警系統通過EVA材料浮塊的上頂部分驅動箱體內多連杆機構從而控制門鎖打開箱門並實現報警，通過箱門的開啟來控制救生器報警裝置的開啟，使報警機構能及時報警、且由於系統完全採用機械結構式樣，性能可靠。3)自動伸出機構在箱體門打開時通過連杆機構，把裝載有救生包的盒子自動推至箱外，方便拿取救生設備。4)設計自動和手動兩種開啟方式通過設計自動和手動兩種開啟箱體方式來確保受難礦工在不同環境下能順利拿取救生設備進行自救和互救。5)設計結構緊湊、簡單、實用的氧氣供應系統，系統由有供儲氧作用的氧氣瓶、有控制瓶內氧氣壓力作用的安全閥、二氣化碳淨化罐和緩衝氣囊四大部分組成，並通過箱體固成一體，結構緊湊，攜帶方便。

圖1為本實用新型煤礦透水自救器結構示意圖。圖2為本實用新型煤礦透水自救器的自動展開機構結構示意圖。圖3為本實用新型煤礦透水自救器的手動展開機構示意圖。圖4為本實用新型煤礦透水自救器的自動報警系統示意圖。圖5為本實用新型煤礦透水自救器的自動伸出機構示意圖。圖6為本實用新型煤礦透水自救器的氧氣呼吸系統示意圖。
具體實施方式
本實用新型煤礦透水自救器是用於當入井人員遇到透水等突發事件時防止因缺氧而窒息的一種防護設備，供井下人員自救或相互救助使用的。該裝置具有自救與報警雙重功能，更重要的是此裝置結構簡單、實用，是純機械設計，可以有效防止電子設備長期在礦井中受潮失效。圖1為本實用新型煤礦透水自救器結構示意圖。本實用新型煤礦透水自救器包括 1-手動開關2-豎立連杆3-鎖緊機構4-撥動擋片5-救生系統6-撥動杆7-伸縮平臺 8-圓弧連杆9-微動開關10-警報器11-箱門12-支架座13-右平行支撐杆14-左平行支撐杆15-浮塊。下面結合圖2詳述本實用新型煤礦透水自救器的自動開啟系統。當煤礦發生透水時，利用水產生的浮力，使機構內由EVA材料製作的浮塊15在水的浮力作用下驅動頂杆19向上移動，驅動頂杆19與固定在機箱上的導軌組成移動副，同時驅動頂杆19與槓桿17通過活動鉸鏈連接，由驅動頂杆19帶動槓桿17繞0點按逆時針方向轉動，槓桿17轉動向下帶動撥動杆6拉下撥動擋片4使之繞其定位銷轉動，彈出彈簧柱 18，從而打開自救器箱體門，接觸傳感器發出信號，接通電流，開啟報警系統，如圖2所示，自動開啟箱門的機械裝置。下面結合圖3詳述本實用新型煤礦透水自救器的手動開啟機構。考慮到井下情況的複雜性，本設備還設置了手動開啟機構。手動開啟機構如圖3所示，通過手拉開關1向上拉啟，拉手通過鋼鏈21與橫拉杆 16連接，橫拉杆16向上移動，橫拉杆16與豎立連杆2通過活動鉸鏈連接，這樣橫拉杆向上運動帶動豎立連杆向上移動，豎立連杆2在導軌20的定位作用下向上移動，而豎立2下端又與自動展開機構合併，通過豎立杆2給力使其達到與自動展開方式同樣的效果來開啟箱體，獲得救生系統5，同時打開報警系統，實現報警。下面結合圖4詳述本實用新型煤礦透水自救器的自動報警系統。自動報警系統由微動開關9和聲光報警器10及其電源部分組成。同時在箱體上裝上一個撥動擋片4使微動開關9處於常開開關位置，當箱門因水或者人為的打開時，常開開關閉合，由3V電池供電的聲光報警器通電啟動報警，報警器10發出報警聲與燈光。下面結合圖5詳述本實用新型煤礦透水自救器的自動伸出機構。為了進一步便於求救人員快速取出設施，實施自救，我們設計了自動伸出機構，自動伸出機構由伸縮平臺、平行支撐杆、圓弧連杆，支撐座等部分組成，如圖4所示。支撐座12固定在箱體底面上，等長平行支撐杆13、14通過鉸連聯接與支撐座和伸縮平臺7相連，這樣可以保持伸縮平臺7在運動過程中始終處於平動狀態。同時在支撐座上裝有銷釘以限定伸縮盒的起始位置與拉出時的終點位置，圓弧連杆8上開有導向槽，一端與伸縮盒活動鉸接，一端與箱門11鉸接，當箱門打開和關閉時，通過圓弧連杆帶動自動拉出和推回伸縮平臺。伸縮平臺上放有救生挎包，內置有專用氧氣供應設備、水、防護眼鏡、礦燈、食品等生存物資，為避難人員提供逃生的條件。下面結合圖6詳述本實用新型煤礦透水自救器的氧氣供應系統。氧氣供應系統由有供儲氧作用的氧氣瓶、有控制瓶內氧氣壓力作用的安全閥、二氣化碳淨化罐和緩衝氣囊四大部分組成。採用不鏽鋼高壓氧氣瓶四保存氧氣30，瓶的頂部裝有壓力表觀，瓶內可充入壓力達30MPa的氧氣，使用時，打開瓶閥27，氣瓶中的高壓氧氣經過減壓閥和手動供氣閥26，以 ^ 1. 2L/min的流量向氣囊M供氣，同時受難礦工咬住口具管25、夾上鼻夾，這樣被困人員就和自救器組成了 「人-機」呼吸系統。呼氣時，氣流通過呼氣閥經內氣囊M進入淨化罐 23，其中的(X)2與淨化罐23中的二氧化碳吸收劑22發生化學反應而被吸收，餘下的氧氣就進入外氣囊。注意在整個使用過程中，需要完全用嘴進行呼吸，這樣保持與外界隔絕，避免窒息或吸入有毒氣體。
權利要求1.一種煤礦透水自救器，其特徵在於所述煤礦透水自救器包括自動展開機構、手動開啟機構、自動報警系統、自動伸出機構以及氧氣供應系統，機構主要由多連杆機構聯接， 結構緊湊，安裝、移動方便。
2.如權利要求1所述的煤礦透水自救器，其特徵在於所述自動展開機構包括與驅動頂杆(19)連接的浮塊(15)、驅動頂杆(19)與槓桿(17)，通過活動鉸鏈連接，槓桿(17)與撥動杆(6)連接，構成所述自動開啟機構。
3.如權利要求2所述的煤礦透水自救器，其特徵在於驅動頂杆(19)與豎立連杆O) 連接，豎立連杆( 與橫拉杆(16)通過活動鉸鏈連接，橫拉杆(16)通過鋼鏈與手動開關(1)連接，構成所述手動開啟機構。
4.如權利要求1所述的煤礦透水自救器，其特徵在於所述自動報警系統由微動開關 (9)和聲光報警器(10)及其電源部分組成，同時在箱體上裝上一個撥動擋片(4)使微動開關(9)處於常開開關位置，當箱門因水或者人為的打開時，常開開關閉合，由3V電池供電的聲光報警器通電啟動報警，報警器(10)發出報警聲與燈光。
5.如權利要求1所述的煤礦透水自救器，其特徵在於所述自動伸出機構支撐座(12) 固定在箱體底面上，等長平行支撐杆(1 、(14)通過鉸連聯接與支撐座和伸縮平臺(7)相連，同時在支撐座上裝有銷釘以限定伸縮盒的起始位置與拉出時的終點位置，圓弧連杆(8) 上開有導向槽，一端與伸縮盒活動鉸接，一端與箱門(11)鉸接，當箱門打開和關閉時，通過圓弧連杆帶動自動拉出和推回伸縮平臺，伸縮平臺上放有救生挎包，內置有專用氧氣供應設備、水、防護眼鏡、礦燈、食品等生存物資，為避難人員提供逃生的條件。
6.如權利要求1所述的煤礦透水自救器，其特徵在於所述氧氣供應系統由有供儲氧作用的氧氣瓶、有控制瓶內氧氣壓力作用的安全閥、二氣化碳淨化罐和緩衝氣囊四大部分組成，系統採用不鏽鋼高壓氧氣瓶09)保存氧氣(30)，瓶的頂部裝有壓力表(觀)，瓶內可充入壓力達30MPa的氧氣。
專利摘要本實用新型涉及一種煤礦透水自救器，當煤礦透水時它能為井下作業人員提供救生所需要的工具，並具有自動報警功能。煤礦透水自救器包括自動展開機構、手動開啟機構、自動報警系統、自動伸出機構以及氧氣供應系統，機構主要由多連杆機構聯接，結構緊湊，安裝、移動方便。
文檔編號E21F17/18GK202220618SQ201120092138
公開日2012年5月16日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者唐峰 申請人:湖南師範大學