本發(fā)明設(shè)計(jì)一種礦井風(fēng)門自動(dòng)排水系統(tǒng)，更具體的說(shuō)尤其是應(yīng)用于礦井井下永久風(fēng)門之間的排水裝置。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)礦井大部分采用井工開采的方式，使用主通風(fēng)機(jī)下井下供風(fēng)。這種方式會(huì)使井下主要進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷之間產(chǎn)生較大的壓差，為滿足井下作業(yè)的需求，會(huì)在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷之間設(shè)計(jì)聯(lián)巷，并在聯(lián)巷施工正反雙向風(fēng)門兩道，設(shè)計(jì)相應(yīng)的管道和排水溝。

井下聯(lián)巷設(shè)計(jì)的排水溝為人工挖掘的明渠，在聯(lián)巷兩側(cè)壓差不大的情況下能夠滿足正常的排水要求。但是在主副井附近的聯(lián)巷間存在較大的壓差，且為優(yōu)化聯(lián)巷之間的運(yùn)輸條件，進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷之間的水平差難以克服因風(fēng)壓造成的聯(lián)巷之間的液位差產(chǎn)生的水壓，故人工挖掘的明渠難以滿足排水要求，易造成聯(lián)巷內(nèi)積水，給井下正常作業(yè)帶來(lái)不利的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，通過(guò)優(yōu)化聯(lián)巷排水渠結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)專用氣壓切換裝置，使回風(fēng)巷中的積水能夠正常流出到進(jìn)風(fēng)大巷的排水渠中，解決聯(lián)巷間積水的問題，保障煤礦的安全生產(chǎn)。

發(fā)明要解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：包括聯(lián)巷，排水渠，氣壓切換裝置，切換驅(qū)動(dòng)裝置；其特征在于：所述的聯(lián)巷內(nèi)設(shè)有與進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷連通的排水渠，進(jìn)風(fēng)巷地面水平低于回風(fēng)巷地面水平，聯(lián)巷兩側(cè)設(shè)有可以連接內(nèi)外的氣孔。

本發(fā)明的排水渠包括外U型排水渠、內(nèi)U型排水渠和封閉式排水渠。所述外U型排水渠位于進(jìn)風(fēng)巷和聯(lián)巷之間，深度一點(diǎn)二米，并在中間設(shè)計(jì)有隔板，隔板距離底部二十厘米；所述封閉式排水渠位于聯(lián)巷內(nèi)部，其上部設(shè)有安裝氣壓切換裝置和切換驅(qū)動(dòng)裝置的開孔；所述內(nèi)U型排水渠位于回風(fēng)巷和聯(lián)巷之間，深度零點(diǎn)六米，并在中間設(shè)計(jì)有隔板，隔板距離底部二十厘米。

本發(fā)明的氣壓切換裝置包括兩位三相閥、閥芯、滑槽、滑芯、殼體、彈簧、驅(qū)動(dòng)滑竿。所述的兩位三相閥與閥芯無(wú)縫接觸，一側(cè)有三個(gè)氣孔，上下部設(shè)有可限制閥芯運(yùn)動(dòng)的限位塊；所述閥芯為兩側(cè)凸中間凹的裝置，使得其可以完成開啟兩個(gè)氣孔關(guān)閉一個(gè)氣孔的作用，閥芯外端設(shè)有與滑槽無(wú)縫接觸，并設(shè)有與滑芯作用的凹槽。

所述的滑槽為兩個(gè)直角梯形結(jié)構(gòu)的凹槽，兩個(gè)凹槽之間的距離為兩位三相閥的一個(gè)氣孔的直徑；所述滑芯為圓柱形結(jié)構(gòu)，可沿著滑槽運(yùn)動(dòng)，并于彈簧相連。所述彈簧一端與滑芯相連，一側(cè)與驅(qū)動(dòng)滑竿上端相連。

所述殼體內(nèi)部設(shè)有固定兩位三相閥、閥芯和滑槽的裝置，并設(shè)有供驅(qū)動(dòng)滑竿運(yùn)動(dòng)的滑槽和限位塊。所述驅(qū)動(dòng)滑竿上端與彈簧相連，下端與切換驅(qū)動(dòng)裝置的滑竿相互作用。

所述的切換驅(qū)動(dòng)裝置包括限位桿、浮子、滑竿、內(nèi)氣路、外氣路和平衡氣路。其特征在于所述的限位桿固定于封閉式排水渠底部，并作用于滑竿內(nèi)部，所述的浮子為中空結(jié)構(gòu)，并可以沿著滑竿上下運(yùn)動(dòng)。所述的滑竿為環(huán)形圓柱體，放置于限位桿上，上端與氣壓切換裝置的驅(qū)動(dòng)滑竿相作用，并設(shè)有限制氣壓切換裝置的驅(qū)動(dòng)滑竿運(yùn)動(dòng)的限位塊。

所述的內(nèi)氣路一端連接氣壓切換裝置的下部氣孔，一端連接聯(lián)巷連接回風(fēng)巷的氣孔。所述的外氣路一端連接氣壓切換裝置的上部氣孔，一端連接聯(lián)巷連接進(jìn)風(fēng)巷的氣孔。所述的平衡氣路一端連接氣壓切換裝置的中部氣孔，一端連接聯(lián)巷連接封閉式排水渠的氣孔。

由上技術(shù)方案可知，本發(fā)明中設(shè)計(jì)的裝置通過(guò)封閉式排水渠內(nèi)的水位高低來(lái)驅(qū)動(dòng)切換驅(qū)動(dòng)裝置的浮子，儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)兩位三相閥門控制氣路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)排水工作。礦井風(fēng)門自動(dòng)排水系統(tǒng)通過(guò)平衡回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷和封閉式排水渠的氣壓，解決聯(lián)巷間高壓差造成的排水問題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的裝置總體布置示意圖。

圖2是本發(fā)明的氣路切換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示的礦井風(fēng)門自動(dòng)排水系統(tǒng)，包括聯(lián)巷1，聯(lián)巷1設(shè)計(jì)有正反雙向風(fēng)門，并有與回風(fēng)巷和進(jìn)風(fēng)巷相連的氣孔。聯(lián)巷1一側(cè)下部設(shè)計(jì)有排水渠2。本礦井風(fēng)門自動(dòng)排水系統(tǒng)還包括用于排放回風(fēng)巷積水的排水渠2，排水渠2為聯(lián)巷1一側(cè)的下部挖掘的排水渠。氣壓切換裝置3安裝在聯(lián)巷1內(nèi)部的排水渠2外上部，切換驅(qū)動(dòng)裝置4與氣壓切換裝置3相連，并布置在排水渠2內(nèi)部。

如圖2所示的排水渠由外U型排水渠2.1、封閉式排水渠2.2和內(nèi)U型排水渠2.3構(gòu)成。

進(jìn)一步的，外U型排水渠2.1布置于進(jìn)風(fēng)巷和聯(lián)巷1之間，深度為一點(diǎn)二米，中間由隔板隔開，形成U型排水渠結(jié)構(gòu)，其中進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)排水渠2的底面水平低于聯(lián)巷1中排水渠2底面水平。

進(jìn)一步的，封閉式排水渠2.2為聯(lián)巷1內(nèi)挖掘的排水渠2的中間一段，上部采用水泥密封，為上部封閉式結(jié)構(gòu)，封閉式排水渠2.2中間留設(shè)有安裝氣壓切換裝置3和切換驅(qū)動(dòng)裝置4的預(yù)留裝置，并在上部留設(shè)有和氣壓切換裝置3相連的氣孔，氣孔貫通上部水泥密封板。

進(jìn)一步的，內(nèi)U型排水渠2.3布置于回風(fēng)巷和聯(lián)巷1之間，深度為零點(diǎn)六米，中間由隔板隔開，形成U型排水渠結(jié)構(gòu)，其中回風(fēng)巷內(nèi)排水渠2的底面水平高于聯(lián)巷1中排水渠2底面水平。

如圖3所示的氣壓切換裝置3由兩位三相閥3.1、閥芯3.2、滑槽3.3、滑芯3.4、殼體3.5、彈簧3.6、驅(qū)動(dòng)滑竿3.7組成。

進(jìn)一步的，兩位三相閥3.1垂直固定于氣壓切換裝置3內(nèi)，內(nèi)部與閥芯3.2接觸，其上下有可限制閥芯3.2運(yùn)動(dòng)的限位塊。

進(jìn)一步的，閥芯3.2是在兩位三相閥3.1內(nèi)的部分兩側(cè)凸、中間凹的圓柱體，在兩位三相閥3.1外的部分是末端設(shè)計(jì)有和滑芯3.4相同大小的凹槽，閥芯3.2可沿著滑槽3.3一側(cè)滑動(dòng)。

進(jìn)一步的，滑槽3.3是兩個(gè)對(duì)稱排列的直角梯形凹槽，斜邊角度為六十度，兩個(gè)直角梯形凹槽間的水平滑槽長(zhǎng)度為兩位三相閥3.1氣孔的直徑減去滑芯3.4的直徑；

進(jìn)一步的，殼體3.5內(nèi)部設(shè)計(jì)有可固定兩位三相閥3.1、閥芯3.2和滑槽3.3的裝置，并設(shè)計(jì)有可供驅(qū)動(dòng)滑竿3.7上下運(yùn)動(dòng)的滑槽。

進(jìn)一步的，彈簧3.6一端固定于滑芯3.4，另一端固定于驅(qū)動(dòng)滑竿3.7上端，彈簧的初始狀態(tài)不受力，為水平狀態(tài)。

進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)滑竿3.7上端在殼體3.5內(nèi)部滑槽上下運(yùn)動(dòng)，下端與切換驅(qū)動(dòng)裝置4的滑竿4.3相連，并在下端設(shè)計(jì)有限位板。

如圖2所示切換驅(qū)動(dòng)裝置4包括限位桿4.1、浮子4.2、滑竿4.3、內(nèi)氣路4.4、外氣路4.6和平衡氣路4.5。

進(jìn)一步的，限位桿4.1固定于封閉式排水渠2.2底部，滑竿4.3套為環(huán)形柱體結(jié)構(gòu)，并套在限位桿4.1上，滑竿4.3上下兩端設(shè)計(jì)有限位塊，滑竿4.3的上端與驅(qū)動(dòng)滑竿3.7相連。

進(jìn)一步的，浮子4.2為密度小于水的中空結(jié)構(gòu)體，并可沿著滑竿4.3上下運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，內(nèi)氣路4.4連通回風(fēng)巷和封閉式排水渠2.2，平衡氣路4.5連通氣壓切換裝置3和氣壓切換裝置3，外氣路4.6分別連通進(jìn)風(fēng)巷和氣壓切換裝置3。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下。

1、初始狀態(tài)時(shí)，內(nèi)U型排水渠2.3水位較高、封閉式排水渠2.2水位較低、外U型排水渠2.1水位最低，因外U型排水渠2.2深度設(shè)計(jì)使得水位維持在隔離板上，使得外U型排水渠2.1和外U型排水渠2.1達(dá)到水封，保證系統(tǒng)不發(fā)生漏氣；氣壓切換裝置3中兩位三相閥3.1在閥芯3.2的作用下打開中、下氣孔，使得封閉式排水渠2.2與回風(fēng)巷連通；彈簧3.4未受力，處于水平狀態(tài)。

2、水位上升時(shí)，浮子4.2隨著水位上升并帶動(dòng)滑桿4.3一同上升，使得滑竿桿4.3觸及氣壓切換裝置3的驅(qū)動(dòng)滑竿3.7并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑竿3.7上升；驅(qū)動(dòng)滑竿3.7不斷拉動(dòng)彈簧3.6，當(dāng)彈簧拉升角大于六十度，大于滑槽3.3的斜邊的角度時(shí)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)滑竿3.7的上端位與滑槽3.3上端的直角梯形凹槽處于同一水平，滑芯3.4受到向上作用的分力，逐漸上升，滑入閥芯3.2底部的凹槽中并帶動(dòng)閥芯3.2向上運(yùn)動(dòng)直至滑芯3.4脫離凹槽進(jìn)入滑槽3.3上端的直角梯形凹槽中，此時(shí)閥芯3.2打開兩相三通閥3.1的上、中氣孔，關(guān)閉下氣孔，并在限位塊作用下靜止，在兩相三通閥3.1的作用下連通進(jìn)風(fēng)巷和封閉式排水渠2.2，使兩者氣壓達(dá)到平衡狀態(tài)，積水從封閉式排水渠2.2流出到進(jìn)風(fēng)巷排水渠中。

3、水位開始下降時(shí)，浮子4.2和滑桿4.3一同隨著水位下降，到一定距離時(shí)滑桿4.3與氣壓切換裝置3中的驅(qū)動(dòng)滑竿3.7下端限位板接觸在彈簧拉力的作用下滑桿4.3停止下落，浮子4.2繼續(xù)隨著水位下降。

4、水位繼續(xù)下降時(shí)候，浮子4.2與滑桿4.3下端的限位板接觸中，在重力的作用下帶動(dòng)滑桿4.3和驅(qū)動(dòng)滑桿3.7繼續(xù)下降，彈簧3.6在驅(qū)動(dòng)滑竿3.7的作用下繼續(xù)拉伸，滑芯3.4位于滑槽3.3上部的直角梯形凹槽中因受到向下和向內(nèi)的分力作用靜止于直角梯形凹槽中，直至彈簧拉伸角度與直角梯形凹槽的斜邊垂直時(shí)，再繼續(xù)向下移動(dòng)時(shí)，滑芯3.4在向下和向外的分力作用下開始移動(dòng)至閥芯3.2下端的凹槽中，此時(shí)驅(qū)動(dòng)滑竿3.7的上端與滑槽3.3下部的直角梯形凹槽處于同一水平。在彈簧拉力的作用力，閥芯3.2迅速向下運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉兩位三相閥上氣孔，同時(shí)打開下氣孔和中氣孔，氣體轉(zhuǎn)變?yōu)閺幕仫L(fēng)巷經(jīng)內(nèi)氣路4.4和平衡氣路4.5流入封閉式排水渠2.2中，實(shí)現(xiàn)回風(fēng)巷和封閉式排水渠2.2氣壓平衡，使積水從回風(fēng)巷流入封閉式排水渠2.2中。

5、定期檢查外U型排水渠2.1、封閉式排水渠2.2和內(nèi)U型排水渠2.3中沉積物的情況，并及時(shí)清理防止沉積物堵塞排水渠，影響積水的正常排放。

本發(fā)明的有益效果在于：設(shè)計(jì)了封閉式排水渠和U型排水渠，降低了風(fēng)門因排水渠產(chǎn)生漏風(fēng)的缺點(diǎn)；同時(shí)也設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的氣路切換裝置，能夠有效的完成氣路切換工作，保障了系統(tǒng)的可靠性；解決了因聯(lián)巷間風(fēng)門壓差過(guò)大造成了排水困難的問題，提高了井下作業(yè)的安全性。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)時(shí)方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。