基於pid調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置的製作方法
2023-06-13 12:50:06
專利名稱：基於pid調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於煤礦用避險、生命救援的技術領域，具體涉及一種基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置。
背景技術：
避難硐室是當災害發生，人員無法撤出時，為防止有毒、有害氣體的侵襲而設立的避難場所。礦工自救中，設置避難硐室是十分必要的。由於自救器有效時間較短，當佩戴自救器後，在其有效作用時間內不能到達安全地點或者撤退路線無法通過時，或者有自救器而有害氣體含量又較高時，避難硐室可以發揮作用。避難硐室內的氧氣供應是最為關鍵的，目前，現有煤礦避難硐室或救生艙氧氣供應裝置存在以下缺點1.井下氧氣供應方式大部分是通過礦井壓風系統進行的，需要電力驅動，當發生緊急情況時，一般電源會遭到壞損，這樣供氧目的達不到；2.氧氣供應裝置供氧量沒有進行精確測量，調節方式簡單，供氧過程難免出現不足或浪費；3.供氧裝置一般為單路控制，一旦單迴路損壞，則無法達到供氧目的。
發明內容為解決以上技術上的不足，本實用新型提供了一種結構簡單，控制精度高，安全性高的基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置。本實用新型是通過以下措施實現的本實用新型的一種基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙氧氣供應自控裝置，包括壓縮氧氣瓶以及信號連接的供氧電磁閥、PID控制器和氧氣濃度傳感器， 所述壓縮氧氣瓶連接有供氧管路，供氧電磁閥設置在供氧管路上，所述氧氣濃度傳感器用於檢測室內氧氣濃度並將信號傳送給PID控制器，所述PID控制器將氧氣濃度信號計算處理後發送給供氧電磁閥開度控制信號。上述供氧管路在供氧電磁閥進氣端和出氣端之間連接有輔助控制管路，所述輔助控制管路上設置有截止閥和減壓閥，能夠雙路控制，提高可靠性。優選的，上述供氧管路末端設置有流量計和消音裝置。為了能方便顯示信息，上述PID控制器信號連接有顯示屏。本實用新型的有益效果是1.當煤礦井下發生緊急事情，無外界供電的情況下仍可以使用，保證了氧氣供應，安全性高。2.通過PID調節供氧量可以精確控制，不會產生供氧不足或浪費。3.採用雙迴路控制，一旦一個迴路損壞，還可以使用另外的控制迴路，增加了可靠性。4.根據實際情況，可以隨意調整壓縮氧氣瓶的數量。5.出氣口處有消音裝置，氣體排出時的噪聲達到人體接受要求。
圖1為本實用新型的結構示意圖。[0015]圖中1.壓縮氧氣瓶、2.減壓閥I、3.截止閥I、4.過濾器、5.截止閥II、6.截止閥III、7.減壓閥ΙΙ、8.供氧電磁閥、9.單向閥、10.流量計、11.消音裝置、12. PID控制器、 13.氧氣濃度傳感器、14.顯示屏、15.截止閥IV、16.減壓閥III。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的一種基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，包括壓縮氧氣瓶1、供氧電磁閥8、PID控制器12和氧氣濃度傳感器13，其中供氧電磁閥8、PID控制器12和氧氣濃度傳感器13信號連接，壓縮氧氣瓶1連接有供氧管路，供氧電磁閥8設置在供氧管路上，供氧電磁閥8的開度大小控制供養管路的供氧量。氧氣濃度傳感器13用於檢測室內氧氣濃度並將信號傳送給PID控制器12，PID控制器12將氧氣濃度信號計算處理後發送給供氧電磁閥8開度控制信號。具體地，若干個壓縮氧氣瓶1出氣口處設置減壓閥I 2和截止閥I 3，供氧管路通過三通接在減壓閥I 2的出氣口和截止閥I 3的進氣口上，然後供氧管路上設置過濾器4， 過濾器4後方設置截止閥IV 15、減壓閥III 16、供氧電磁閥8、單向閥9、流量計10，在供氧管路末端設置消音裝置11。同時供氧管路在供氧電磁閥8進氣端和出氣端之間連接有輔助控制管路，輔助控制管路上設置有截止閥III6和減壓閥II 7，能夠雙路控制，提高可靠性。為了能方便顯示信息，上述PID控制器12信號連接有顯示屏14。其工作原理為系統通過氧氣濃度傳感器13檢測室(艙)內氧氣實際濃度，根據通過在顯示屏14中設定的氧氣濃度值和檢測的實際氧氣濃度比較，利用PID控制器12對供氧電磁閥8進行調節；當檢測值低於設定值時，增大電磁閥開度，較高流量的壓縮空氣中的氧氣通過管路向避難硐室內供氧；當檢測值達到或者高於設定值時，PID控制器12保持或者減小供氧電磁閥8的開度，以降低當前的供氧量。通過氧氣濃度的閉環PID調節，即保證了氧氣濃度控制的精度，又節省了氧氣的用量，達到了良好的控制效果。當電動管路失效時，可以打開輔助控制管路，根據需要的供氧量調節出口流量計進行定量控制，達到供氧目的。該裝置主供氧管路無需電源，氧氣傳感器、控制器由隔爆型本安電源供電，用電量很小， 自備蓄電池完全能夠滿足。上述實施例所述是用以具體說明本專利，文中雖通過特定的術語進行說明，但不能以此限定本專利的保護範圍，熟悉此技術領域的人士可在了解本專利的精神與原則後對其進行變更或修改而達到等效目的，而此等效變更和修改，皆應涵蓋於權利要求範圍所界定範疇內。
權利要求1.一種基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，其特徵在於包括壓縮氧氣瓶以及信號連接的供氧電磁閥、PID控制器和氧氣濃度傳感器，所述壓縮氧氣瓶連接有供氧管路，供氧電磁閥設置在供氧管路上，所述氧氣濃度傳感器用於檢測室內氧氣濃度並將信號傳送給PID控制器，所述PID控制器將氧氣濃度信號計算處理後發送給供氧電磁閥開度控制信號。
2.根據權利要求1所述基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，其特徵在於所述供氧管路在供氧電磁閥進氣端和出氣端之間連接有輔助控制管路，所述輔助控制管路上設置有截止閥和減壓閥。
3.根據權利要求1所述基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，其特徵在於所述供氧管路末端設置有流量計和消音裝置。
4.根據權利要求1所述基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，其特徵在於所述PID控制器信號連接有顯示屏。
專利摘要本實用新型公開了一種基於PID調節的煤礦避難硐室或救生艙供氧自控裝置，包括壓縮氧氣瓶以及信號連接的供氧電磁閥、PID控制器和氧氣濃度傳感器，所述壓縮氧氣瓶連接有供氧管路，供氧電磁閥設置在供氧管路上，所述氧氣濃度傳感器用於檢測室內氧氣濃度並將信號傳送給PID控制器，所述PID控制器將氧氣濃度信號計算處理後發送給供氧電磁閥開度控制信號。本實用新型的有益效果是當煤礦井下發生緊急事情，無外界供電的情況下仍可以使用，保證了氧氣供應，安全性高，可以精確控制，不會產生供氧不足或浪費。
文檔編號E21F11/00GK202152689SQ201120247048
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者周建民, 孫慶民, 張傳志, 張建中 申請人:山東國泰科技有限公司