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原文传递一种煤井火灾自动处理测试装置及方法

专利名称：	一种煤井火灾自动处理测试装置及方法
摘要：	本发明提供一种煤井火灾自动处理测试装置及方法，属于煤矿安全的技术领域，该装置包括点火装置、灭火响应装置、观察装置和测试装置。点火装置人工模拟实现煤堆加速自燃，响应装置、电磁拔销器、滑块、滑块簧和上盖将灭火装置阻隔起来，并可远程驱动滑块运动到位，解除对灭火装置的约束，测试装置可远程监测滑块的状态，观察装置可观察其内部的状态变化。该装置不仅可以有效测试灭火响应装置的性能，还可以快速模拟煤堆自燃现象，并且上述过程均可远程操控，确保试验安全，整个过程全程可视化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原工业学院
发明人：	薛仲卿;魏华男;张俊;李响
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-08T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202111310719.1
公开号：	CN114137144A
代理机构：	太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	程小娟
分类号：	G01N31/12;A62C37/50;G;A;G01;A62;G01N;A62C;G01N31;A62C37;G01N31/12;A62C37/50
申请人地址：	030000 山西省太原市尖草坪区新兰路31号
主权项：	1.一种煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，包括点火装置（1）、灭火响应装置（2）和观察装置（4）；所述观察装置（4）包括本体（4-1），本体（4-1）的内部设置有空腔，顶部设置有与空腔贯通的开口，底部设置有与空腔贯通的气泵孔，本体（4-1）具有用于观察空腔内部情况的观察区域；所述点火装置（1）包括受热板（1-1）、加热板（1-2）和充气泵（1-3）；所述受热板（1-1）和加热板（1-2）设置在本体（4-1）的空腔内；所述受热板（1-1）为金属板材，用于放置煤堆（5）；所述加热板（1-2）为镂空结构，位于受热板（1-1）的下方，气泵孔的上方；所述充气泵（1-3）的出气口与气泵孔连接；所述灭火响应装置（2）包括灭火装置（2-1）、响应装置（2-2）、电磁拔销器（2-3）、滑块（2-4）、滑块簧（2-5）和上盖（2-6）；所述上盖（2-6）安装在本体（4-1）的开口上，上盖（2-6）的内部设置有两个独立的滑块腔，两个滑块腔的顶部和底部均设置有与滑块腔贯通的灭火剂进口和灭火剂出口，灭火剂进口和灭火剂出口相对设置，滑块腔Ⅰ的顶部设置有与滑块腔Ⅰ贯通的电磁拔销器插入孔，滑块腔Ⅱ的底部设置有与滑块腔Ⅱ贯通的限位销插入孔；所述灭火装置（2-1）包括用于存储灭火剂（6）的容器（2-1A），容器（2-1A）出口朝下且设置有两个相互独立的导管（2-1B），两个导管（2-1B）分别与灭火剂进口连接；两块滑块（2-4）分别滑动安装在滑块腔内，滑块腔和滑块（2-4）之间通过滑块簧（2-5）连接，滑块（2-4）上设置有贯穿顶部和底部的连接孔，连接孔用于连通灭火剂进口和灭火剂出口，滑块Ⅰ设置有顶部限位盲孔，滑块Ⅱ设置有底部限位盲孔；所述电磁拔销器（2-3）安装在上盖（2-6）的顶部，输出端穿过电磁拔销器插入孔插入顶部限位盲孔内，锁定滑块Ⅰ，压缩滑块Ⅰ对应的滑块簧（2-5），使连接孔与灭火剂进口和灭火剂出口错位；所述响应装置（2-2）包括热敏执行机构（2-2A）和拔销器控制机构；所述热敏执行机构（2-2A）安装在限位销插入孔的下方，包括易熔合金（2-2A-1）、驱动簧（2-2A-2）、限位销（2-2A-3）和外壳（2-2A-4）；所述限位销（2-2A-3）包括底座以及设置在底座上的销杆，销杆位于底座内部；所述外壳（2-2A-4）设置有贯穿顶面和底面的竖向孔，竖向孔由上到下依次分为孔Ⅰ和孔Ⅱ，孔Ⅰ的形状与销杆的横截面相适应，孔Ⅱ的形状与底座的横截面相适应，孔Ⅱ的底部设置有向内凸起的限位挡板；所述限位销（2-2A-3）的底座滑动设置在孔Ⅱ内，驱动簧（2-2A-2）套设在销杆上，驱动簧（2-2A-2）的两端与底座和孔Ⅱ的顶部相接；所述易熔合金（2-2A-1）位于限位销（2-2A-3）的底座和孔Ⅱ的限位挡板之间，压紧驱动簧（2-2A-2），使销杆穿过限位销插入孔插入底部限位盲孔内，锁定滑块Ⅱ，压缩滑块Ⅱ对应的滑块簧（2-5），使连接孔与灭火剂进口和灭火剂出口错位，易熔合金（2-2A-1）融化后驱动簧（2-2A-2）推动销杆脱离底部限位盲孔；所述拔销器控制机构包括传感器模块、与传感器模块连接的单片机（2-2B-4）以及为传感器模块和单片机提供电力的电源；所述传感器模块为温度传感器（2-2B-1）、烟雾传感器（2-2B-2）和语音传感器（2-2B-3）中的一种或两种或三种；所述温度传感器（2-2B-1）和/或烟雾传感器（2-2B-2）安装在本体（4-1）的空腔内，用于检测煤堆（5）自燃散发出高温和烟雾；所述语音传感器（2-2B-3）内置口令，当接收到口令时启动；所述单片机（2-2B-4）用于在接收温度传感器（2-2B-1）、烟雾传感器（2-2B-2）和语音传感器（2-2B-3）中的任一信号后，发送执行指令给电磁拔销器（2-3）使输出端缩回。 2.根据权利要求1所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，限位销（2-2A-3）为圆柱销；易熔合金（2-2A-1）为圆环状结构，材料为菲尔德合金；限位挡板为设置有中间孔的压螺（2-2A-5），孔Ⅱ的底部设置有与压螺（2-2A-5）配合的螺纹；外壳（2-2A-4）的侧壁上设置有与竖向孔连通的两个横向孔，易熔合金（2-2A-1）的顶面高于横向孔的最低位置。 3.根据权利要求2所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，所述滑块（2-4）由导电材料制成；上盖（2-6）与滑块簧（2-5）相对的侧面设置有与两个滑块腔贯通的测试装置安装口；煤井火灾自动处理测试装置还包括测试装置（3）；所述测试装置（3）包括开关体（3-2）和4个拱形弹片（3-1）；所述开关体（3-2）由绝缘材料制成，固定于测试装置安装口上将滑块（2-4）封闭于上盖（2-6）内，朝向滑块（2-4）的内侧设置有四个相互分开的凹槽，凹槽内设置有导线孔；每个滑块（2-4）对应两个凹槽；所述拱形弹片（3-1）由导电弹性材料制成，四个拱形弹片（3-1）分别置于凹槽内，每个拱形弹片（3-1）连接一根具有绝缘皮的导线，导线穿过凹槽上的导线孔。 4.根据权利要求3所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，滑块（2-4）由铝材料制成，每个滑块（2-4）对应的两个凹槽之间设置有通孔；测试装置安装口的两侧对称设置有螺纹孔，开关体（3-2）通过螺钉安装在测试装置安装口上。 5.根据权利要求4所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，受热板（1-1）包括平板上以及固定在平板顶部的多个侧板，多个侧板围合成的煤堆放置空间，平板的边缘设置有缺口；加热板（1-2）为PTC发热体，加热板（1-2）连接远程电缆；受热板（1-1）和加热板（1-2）在本体（4-1）内倾斜放置。 6.根据权利要求5所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，本体（4-1）的顶部设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔围合在开口外；灭火响应装置（2）还包括导销（2-7），导销（2-7）下部为螺纹圆柱，上部光滑圆柱，导销（2-7）与螺纹孔连接；上盖（2-6）的上设置有与螺纹孔一一对应的光滑孔，上盖（2-6）穿过光滑圆柱置于本体（4-1）的顶部。 7.根据权利要求6所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，上盖（2-6）与测试装置安装口相对的侧面以及滑块（2-4）上均设置有用于安装滑块簧（2-5）的盲孔；上盖（2-6）的顶部和底部均设置有安装筒，电磁拔销器（2-3）和热敏执行机构（2-2A）通过灌封胶固定在安装筒内；电源为可充电电池（2-2B-5）；温度传感器2-2B-1和/或烟雾传感器2-2B-2安装在上盖（2-6）的下方，与滑块Ⅰ对应。 8.根据权利要求7所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，灭火装置（2-1）还包括固定架（2-1C），容器（2-1A）放置在固定架（2-1C）上；上盖（2-6）的顶部还设置有固定架安装盲孔，固定架安装盲孔围绕灭火剂进口设置，固定架（2-1C）固定于固定架安装盲孔中。 9.根据权利要求8所述的煤井火灾自动处理测试装置，其特征在于，观察装置（4）还包括高度调节支架（4-2），本体（4-1）的底部设置有支架安装盲孔，高度调节支架（4-2）固定于支架安装盲孔中；所述本体（4-1）的侧面具有侧孔；所述本体（4-1）和上盖（2-6）均由透明材料制成。 10.一种煤井火灾自动处理测试方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的煤井火灾自动处理测试装置，包括下述步骤： S1，将煤堆（5）置于受热板（1-1）上，启动加热板（1-2）和充气泵（1-3）； S2，当煤堆（5）达到燃点自燃着火时，易熔合金（2-2A-1）融化，驱动簧（2-2A-2）推动限位销（2-2A-3）脱离滑块Ⅱ的底部限位盲孔，滑块Ⅱ对应的滑块簧（2-5）伸展，驱动滑块Ⅱ运动，滑块Ⅱ运动到位后，灭火剂进口、连接孔和灭火剂出口贯通，存储在容器（2-1A）中的灭火剂（6）通过与滑块腔Ⅱ连通的导管（2-1B）流到煤堆（5）上并将煤堆（5）覆盖，阻隔煤堆（5）的燃烧；同时，温度传感器（2-2B-1）、烟雾传感器（2-2B-2）和语音传感器（2-2B-3）中的一种或两种或三种检测到信号，传递给单片机（2-2B-4），单片机（2-2B-4）发送执行指令给电磁拔销器（2-3）使输出端缩回，解除对滑块Ⅰ的约束，滑块Ⅰ对应的滑块簧（2-5）伸展，驱动滑块Ⅰ运动，滑块Ⅰ运动到位后，灭火剂进口、连接孔和灭火剂出口贯通，存储在容器（2-1A）中的灭火剂（6）通过与滑块腔Ⅰ连通的导管（2-1B）流到煤堆（5）上并将煤堆（5）覆盖，阻隔煤堆（5）的燃烧。
所属类别：	发明专利