煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置的製作方法

2023-06-03 14:04:01 1

專利名稱：煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置的製作方法
技術領域：
煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種礦山電氣技術領域，尤其涉及一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置。
背景技術：
[0002]煤礦安全規程規定，煤礦井下主要水倉必須有主倉和副倉，因此礦井必須至少有兩個水倉，當一個水倉清理時，另外的水倉能正常使用。礦井的排水形式是:水經過大巷水溝流入水倉至吸水井，通過主排水泵排至地面。水倉之間、吸水井與水倉之間、吸水井與吸水井之間是通過連接通道來進行疏導水，由於礦井水含有淤泥等雜物，礦井每年都需對水倉及吸水井進行定期的清挖，當水倉、吸水井進行清挖時，或礦井湧水量發生變化，加大影響礦井安全，需要調配水時，都需要用連接通道間的配水閘門進行調節水流的通斷。[0003]一般情況下的配水裝置採用現場手動操作，在主排水泵房吸水井上方安裝固定橫梁，橫梁上固定絲杆升降機，絲杆下方固定有配水閘板，採用人力轉動圓盤的方式調節閘板高度達到配水的目的。在這種方式下，閘板相對較重，人工操作比較費力，而且閘板下方經常會出現雜物堵塞造成到位情況不明，往往會造成操作不當帶來不便，且對人身安全造成一定的隱患，從而不能保證礦井的正常配水、排放水以及清挖工作。因此，對配水裝置的控制方式以及監測系統改造尤為重要。[0004]為滿足自動化監控系統在礦井各主要崗點的應用的要求，可實現配水裝置的就地、集控及遙控操作，以及遠程監控。[0005]目前，國內煤礦主排水泵房配水閘門在操作及監控上沒有採取可靠、完善的技術方案，也沒有成熟的電動配水裝置。發明內容[0006]本實用新型的目的是提供一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，製造一種電動配水裝置，並有遠程控制及監測功能，防止現場人員的誤操作，達到可靠配水的目的。[0007]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為:[0008]一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，包括吸水井、主井水倉、副井水倉、主排水泵，主井水倉、副井水倉分別連接到兩個吸水井，主排水泵分別連接在四個吸水井上，四個吸水井之間通過連接通道連接，主井水倉、副井水倉與兩個吸水井之間通過兩個連接通道連接，其特徵是:兩個連接通道的頭端安裝電動配水裝置，吸水井之間通過連接通道連接，每個連接通道上都安裝一個電動配水裝置。[0009]根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述連接通道上安裝配水閘板，升降絲杆的下端固定安裝在配水閘板，升降絲杆螺接在蝸輪減速機上，升降絲杆上安裝蝸輪減速機，蝸輪減速機位於基座的上面，蝸輪減速機上安裝電動機，升降絲杆的上端安裝在指示指針，升降絲杆的上端套接到位顯示器，升降絲杆的上端固定安裝探頭，上到位傳感器、下到位傳感器安裝在到位顯示器上，升降絲杆上安裝光電軸編碼器。[0010]根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述探頭通過感應上到位傳感器及下到位傳感器來發出到位指示信號，控制中間繼電器，由中間繼電器控制接觸器，實現電動機的正反轉，由電動機經過變速通過蝸輪蝸杆帶動配水閘門，從而實現配水閘門的自動開關。[0011]根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述光電軸編碼器連接可編程控制器，可編程控制器連接監控主機，提閘按鈕、落閘按鈕連接在可編程控制器上，正向接觸器、反向接觸器連接電動機，實現提閘和落閘，實現井下配水裝置信號數據的存儲、控制。[0012]本實用新型的優點效果在於:礦井主排水泵房擔負著整個礦井的排水任務，是防止礦井水災的主要保證。而電動配水裝置則是這個保證裡的重要環節，電動配水裝置的作用是礦井水的調度，是聯繫各環水倉和各臺主排水泵吸水井之間聯繫的樞紐，是水倉、吸水井清挖的重要安全保障。以往泵房的配水閘門是用人力進行操作，既費時又費力，且沒有可靠的顯示及監視功能，當連接通道內有雜物堵塞時容易造成配水裝置關閉不到位，給水倉及吸水井清挖帶來一定的安全隱患。同時，可編程控制器、信息技術及自動化控制等技術在各行業的推廣應用，我們需要改變人為的經驗轉變為科技指導生產的理念，建立包含從現場設備層到控制層、管理層等各個層次的綜合自動化網絡管控平臺，建立以工業控制網絡技術為基礎的企業信息化系統。該發明是利用電機正反轉實現配水閘門的就地控制及遠程控制，現場的顯示裝置及遠程的監測裝置能實時觀察閘門的到位情況，在減少現場操作人員勞動強度的同時，也為礦井的合理配水及日常工作提供了有力的技術保障。


[0013]圖1為本實用新型煤礦主排水系統水倉布置圖。[0014]圖2是本實用新型的電動配水裝置結構圖。[0015]圖3是本實用新型的電動配水裝置電氣原理圖。[0016]附圖中:1:主井水倉；2:副井水倉；3、3.1,3.2,3.3,3.4,3.5:電動配水裝置；4、4.1,4.2,4.3,4.4:吸水井;5、5.1,5.2,5.3,5.4:主排水泵，6、6.1,6.2,6.3,6.4,6.5:連接通道；7:配水閘板；8:電動機；9:升降絲杆；10:基座；11:蝸輪減速機；12:到位顯示器；13:指示指針；14:上到位傳感器；15:下到位傳感器；16:探頭；17:光電軸編碼器；18:交流變壓器；19:可編程控制器；20:正向接觸器；21:反向接觸器；22:提閘按鈕；23:落閘按鈕；24:正向中間繼電器；25:反向中間繼電器；26:提到位指示燈；27:落到位指示燈；28:電源指示燈；29:監控主機。
具體實施方式
[0017]
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明:[0018]本實用新型如圖1、2、3所示，一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，包括吸水井4、主井水倉1、副井水倉2、主排水泵5，主井水倉1、副井水倉2分別連接到兩個吸水井4.2,4.4，主排水泵5分別連接在四個吸水井4上，四個吸水井4之間通過連接通道6連接，主井水倉1、副井水倉2與兩個吸水井4.2,4.4之間通過兩個連接通道6.4,6.5連接，其特徵是:兩個連接通道6.4,6.5的頭端安裝電動配水裝置3.4,3.5，吸水井4之間通過連接通道6連接，每個連接通道6上都安裝一個電動配水裝置3。根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述連接通道6上安裝配水閘板7，升降絲杆9的下端固定安裝在配水閘板7，升降絲杆9螺接在蝸輪減速機11上，升降絲杆9上安裝蝸輪減速機11，蝸輪減速機11位於基座10的上面，蝸輪減速機11上安裝電動機8，升降絲杆9的上端安裝在指示指針13，升降絲杆9的上端套接到位顯示器12，升降絲杆9的上端固定安裝探頭16，上到位傳感器14、下到位傳感器15安裝在到位顯示器12上，升降絲杆9上安裝光電軸編碼器17。根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述探頭16通過感應上到位傳感器14及下到位傳感器15來發出到位指示信號，控制中間繼電器，由中間繼電器控制接觸器，實現電動機8的正反轉，由電動機8經過變速通過蝸輪蝸杆帶動配水閘門7，從而實現配水閘門7的自動開關。根據所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述光電軸編碼器17連接可編程控制器19，可編程控制器19連接監控主機29，提閘按鈕22、落閘按鈕23連接在可編程控制器19上，正向接觸器20、反向接觸器21連接電動機8，實現提閘和落閘，實現井下配水裝置信號數據的存儲、控制。[0019]本實用新型的工作原理如下:圖1是煤礦主排水系統水倉布置圖，圖中1、2分別為礦井的主、副水倉；3為電動配水裝置，其中3.1,3.2,3.3為連接吸水井4通斷的電動配水裝置，3.4、3.5為連接吸水井與水倉通斷的電動配水裝置；4為吸水井，4.1,4.2,4.3、4.4分別為1#、2#、3#、4#吸水井;5為主排水泵，5.1,5.2,5.3、5.4分別為1#、2#、3#、4#主排水泵，6為連接通道，其中6.1,6.2,6.3為連接吸水井與吸水井的連接通道，6.4,6.5為連接吸水井與水倉的連接通道。礦井的正常排放水及生產用水經大巷水溝匯入水倉1、2內，並流入吸水井4，水倉之間，吸水井與水倉之間時通過連接通道6來進行疏導水，並通過主排水泵5排至地面。礦井每年都需要對水倉及吸水井內的雜物、淤泥進行人工清理，或在水量較大時對水倉進行調節，因此，需要對清挖的地點進行封堵或調節水量時，必須利用電動配水裝置3對各水倉與吸水井之間的水流通斷進行控制。[0020]圖2是本發明的電動配水裝置結構圖，圖2中，6為連接通道，是聯繫各環水倉、各臺主排水泵吸水井之間以及水倉與吸水井之間的通道，7為配水閘板，負責各水倉之間水流的通斷，是配水的重要部件，絲杆升降機由升降絲杆9及蝸輪減速機11組成，安裝在基座10上，升降絲杆9的下端與配水閘板7固定牢固，利用蝸杆傳動的原理帶動蝸輪實現減速，蝸輪中心是內螺紋結構，相當於升降絲杆的螺母，和升降絲杆相匹配，從而帶動配水閘門的上下運動。電動機8為絲杆升降機提供動力來源。指示指針13固定在升降絲杆9上，隨著升降絲杆9的上下移動而移動，到位顯示器12採用深度指示器的原理，在刻度板上顯示上下到位位置，以及上下行程，達到現場實時顯示的目的。升降絲杆9上固定探頭16，通過感應上到位傳感器14及下到位傳感器15來發出到位指示信號，控制中間繼電器，由中間繼電器控制接觸器，實現電動機8的正反轉，由電動機8經過變速通過蝸輪蝸杆帶動配水閘門7，從而實現配水閘門的自動開關。在升降絲杆主軸上安裝光電軸編碼器17，與升降絲杆主軸連接，同步旋轉，監測配水裝置運行的速度差，速度差低於一定值時判斷為不到位，同時實現配水裝置的開度控制。[0021]圖3是本發明的電動配水裝置電氣原理圖，圖中18為交流變壓器，將交流660V電源變為交流Iiov控制電源，供PLC工作，19為可編程控制器，選用S7-200 (CPU222)型，本機集成8輸入/6輸出共14個數字量I/O點。可連接2個擴展模塊。其通訊採用RS485通訊/編程口。[0022]控制原理:送上交流660v電源，控制變壓器18帶電，可編程控制器19 (PLCS7-200)有電，開始執行輸入採樣及用戶程序。提閘過程:在「提到位」指示燈26不亮的情況下，按下「提閘」按鈕22，繼電器Jl通電，Jl繼電器常開點閉合，交流OV- — Jl- — CX- — CS-—交流IlOV，正向接觸器20 (CS)吸合，交流660v電動機8帶電工作，帶動蝸輪減速機11進行提閘操作，當升降絲杆9運行到接近頂端時，提到位磁控開關動作，繼電器Jl斷電，正向接觸器20斷電，繼電器J3動作，Jl繼電器常開點閉合「提至IJ位」指示燈26點亮，完成提閘過程。落閘過程:在「落到位」指示燈27不亮的情況下，按下「落閘」按鈕23，繼電器J2通電，J2繼電器常開點閉合，交流0V- —J2- —CS - — CX-—交流IlOV反向接觸器21 (CX)吸合，交流660v電動機8有電工作，帶動蝸輪減速機11進行落閘操作，當升降絲杆9運行到接近低端時，提到位磁控開關動作，繼電器J2斷電，反向接觸器21斷電，繼電器J4動作，J4繼電器常開點閉合「落到位」指示燈27點亮，完成提閘過程。圖中28為電源指示燈，當電動裝置帶點時，指示燈亮，顯示電動裝置的工作狀態。圖中29為地面集控中心的監控主機，實現井下配水裝置信號數據的存儲、控制等功能。通訊原理為:光電編碼器將配水裝置開關信號輸入到可編程控制器19 ( PLC S7-200)中進行處理，利用可編程控制器內部的30KHz高速計數器，由S7-200可編程控制器換算為配水裝置的提升行程與到位指示，通過可編程控制器通訊端子A ( + )B (_)，經485通訊電纜，經信號打包，並通過光端機轉換，經過光纖傳輸到地面集控中心的監控主機29裡面，通過編程，二者實現通訊，實時顯示電動配水裝置的開關狀況、並由監控主機發出信號對其進行提閘或者落閘操作。[0023]礦井主排水泵房擔負著整個礦井的排水任務，是防止礦井水災的主要保證。而電動配水裝置則是這個保證裡的重要環節，電動配水裝置的作用是礦井水的調度，是聯繫各環水倉和各臺主排水泵吸水井之間聯繫的樞紐，是水倉、吸水井清挖的重要安全保障。以往泵房的配水閘門是用人力進行操作，既費時又費力，且沒有可靠的顯示及監視功能，當連接通道內有雜物堵塞時容易造成配水裝置關閉不到位，給水倉及吸水井清挖帶來一定的安全隱患。同時，可編程控制器、信息技術及自動化控制等技術在各行業的推廣應用，我們需要改變人為的經驗轉變為科技指導生產的理念，建立包含從現場設備層到控制層、管理層等各個層次的綜合自動化網絡管控平臺，建立以工業控制網絡技術為基礎的企業信息化系統。該發明是利用電機正反轉實現配水閘門的就地控制及遠程控制，現場的顯示裝置及遠程的監測裝置能實時觀察閘門的到位情況，在減少現場操作人員勞動強度的同時，也為礦井的合理配水及日常工作提供了有力的技術保障。[0024]上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的構思和保護範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計構思的前提下，本領域中普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，包括吸水井(4)、主井水倉(I)、副井水倉(2)、主排水泵(5)，主井水倉(I)、副井水倉(2)分別連接到兩個吸水井(4.2、4.4)，主排水泵(5)分別連接在四個吸水井(4)上，四個吸水井(4)之間通過連接通道(6)連接，主井水倉(I)、副井水倉(2)與兩個吸水井(4.2,4.4)之間通過兩個連接通道(6.4,6.5)連接，其特徵是:兩個連接通道(6.4,6.5)的頭端安裝電動配水裝置(3.4,3.5)，吸水井(4)之間通過連接通道(6 )連接，每個連接通道(6 )上都安裝一個電動配水裝置(3 )。
2.根據權利要求1所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述連接通道(6)上安裝配水閘板(7)，升降絲杆(9)的下端固定安裝在配水閘板(7)，升降絲杆(9)螺接在蝸輪減速機(11)上，升降絲杆(9 )上安裝蝸輪減速機(11)，蝸輪減速機(11)位於基座(10)的上面，蝸輪減速機(11)上安裝電動機(8)，升降絲杆(9)的上端安裝在指示指針(13)，升降絲杆(9)的上端套接到位顯示器(12)，升降絲杆(9)的上端固定安裝探頭(16)，上到位傳感器(14)、下到位傳感器(15)安裝在到位顯示器(12)上，升降絲杆(9)上安裝光電軸編碼器(17)。
3.根據權利要求1或2所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述探頭(16 )通過感應上到位傳感器(14)及下到位傳感器(15)來發出到位指示信號，控制中間繼電器，由中間繼電器控制接觸器，實現電動機(8)的正反轉，由電動機(8)經過變速通過蝸輪蝸杆帶動配水閘門(7)，從而實現配水閘門(7)的自動開關。
4.根據權利要求2所述的煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，其特徵是:所述光電軸編碼器(17)連接可編程控制器(19)，可編程控制器(19)連接監控主機(29)，提閘按鈕(22)、落閘按鈕(23)連接在可編程控制器(19)上，正向接觸器(20)、反向接觸器(21)連接電動機(8)，實現提閘和落閘，實現井下配水裝置信號數據的存儲、控制。
專利摘要本實用新型公開了一種煤礦主排水泵房吸水井電動配水裝置，包括吸水井、主井水倉、副井水倉、主排水泵，主井水倉、副井水倉分別連接到兩個吸水井，主排水泵分別連接在四個吸水井上，四個吸水井之間通過連接通道連接，主井水倉、副井水倉與兩個吸水井之間通過兩個連接通道連接，兩個連接通道的頭端安裝電動配水裝置，吸水井之間通過連接通道連接，每個連接通道上都安裝一個電動配水裝置。製造一種電動配水裝置，並有遠程控制及監測功能，防止現場人員的誤操作，達到可靠配水的目的。
文檔編號E21F16/00GK202954850SQ20122066489
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月6日 優先權日2012年12月6日
發明者崔成寶, 趙強, 吳顯輝, 周磊, 高月奎, 張玉貞, 賀星銘, 馬志願, 王雨生, 楊淼, 趙連東 申請人:棗莊礦業(集團)有限責任公司蔣莊煤礦