一种煤矿用自动化风窗.pdf

本实用新型提供一种煤矿用自动化风窗，包括：设有窗口的风窗支架，以及设置在所述窗口前的调节板，所述调节板的底部设有承重轮，所述风窗支架的底部开有容纳所述承重轮的风窗导槽，所述风窗支架上还固定有与压风系统连接的气缸，所述气缸的输入端与所述压风系统连接，所述气缸的输出端通过连接件与所述调节板连接，能够带动所述调节板沿所述风窗导槽滑动。本实用新型通过气缸带动调节板在风窗导槽内滑动，从而开启或遮蔽窗口，实现风窗调节自动化。

权利要求书
1.  一种煤矿用自动化风窗，其特征在于，包括：设有窗口的风窗支 架，以及设置在所述窗口前的调节板，所述调节板的底部设有承重轮， 所述风窗支架的底部开有容纳所述承重轮的风窗导槽，所述风窗支架上 还固定有与压风系统连接的气缸，所述气缸的输入端与所述压风系统连 接，所述气缸的输出端通过连接件与所述调节板连接，能够带动所述调 节板沿所述风窗导槽滑动。

2.  根据权利要求1所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，还包括 位移传感器、电磁阀和控制器，所述位移传感器设置在所述风窗导槽上 方且正对所述调节板，且所述位移传感器的输出端与所述控制器的输入 端连接，所述电磁阀的控制端与所述控制器的输出端连接，所述压风系 统通过所述电磁阀与所述气缸的输入端连接。

3.  根据权利要求2所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，所述控 制器的输出端通过电磁阀供电器与所述电磁阀的控制端连接。

4.  根据权利要求2所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，所述电 磁阀为三位五通电磁阀。

5.  根据权利要求2所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，还包括 设置在所述窗口的风速传感器和/或瓦斯传感器，所述风速传感器和/或 瓦斯传感器的输出端与所述控制器的输入端连接。

6.  根据权利要求2所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，所述控 制器还通过网络与上位机连接。

7.  根据权利要求2所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，所述控 制器的输出端还与报警器的输入端连接。

8.  根据权利要求1所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，还包括 设置在所述窗口的摄像头。

9.  根据权利要求1所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，所述调 节板包括左调节板和右调节板，且每个调节板与至少一个气缸连接。

10.  根据权利要求9所述的煤矿用自动化风窗，其特征在于，每个 调节板分别与两个气缸连接，其中一个气缸设置在所述调节板的上方， 另一个气缸设置在所述调节板的下方。

说明书一种煤矿用自动化风窗
技术领域
本实用新型涉及风窗相关技术，特别是一种煤矿用自动化风窗。
背景技术
煤炭作为我国的主要能源，在我国国民经济发展中占有重要的地位。 据不完全统计，我国煤炭矿山的数量超过1万座，其中80％左右的矿山为 井工开采。众所周知，井工开采离不开矿井通风，必须采用通风系统来 满足煤矿井下对空气的需求，保证煤矿井下的安全、高效开采。
煤矿通风系统在近代取得了长远的发展，随着先进的矿井通风技术 和监控技术的出现和使用，极大的提高了煤矿通风系统的管理水平。但 是，煤矿通风系统中的主要通风构筑物发展并不是很理想，甚至有些通 风构筑物阻碍着煤矿通风系统智能化的发展，其中调节风窗就是阻碍煤 矿通风系统的智能化发展的设备之一。目前，煤矿调节风窗主要采用人 工的方式控制和管理。在整个通风系统调节过程中，通风技术人员的劳 动量大，而且采集和处理数据不同时，不能准确的反映煤矿通风系统的 状态。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有技术风窗调节仍需要人工开启关闭的技术 问题，提供一种煤矿用自动化风窗。
一种煤矿用自动化风窗，包括：设有窗口的风窗支架，以及设置在 所述窗口前的调节板，所述调节板的底部设有承重轮，所述风窗支架的 底部开有容纳所述承重轮的风窗导槽，所述风窗支架上还固定有与压风 系统连接的气缸，所述气缸的输入端与所述压风系统连接，所述气缸的 输出端通过连接件与所述调节板连接，能够带动所述调节板沿所述风窗 导槽滑动。
进一步的，还包括位移传感器、电磁阀和控制器，所述位移传感器 设置在所述风窗导槽上方且正对所述调节板，且所述位移传感器的输出 端与所述控制器的输入端连接，所述电磁阀的控制端与所述控制器的输 出端连接，所述压风系统通过所述电磁阀与所述气缸的输入端连接。
更进一步的，所述控制器的输出端通过电磁阀供电器与所述电磁阀 的控制端连接。
更进一步的，所述电磁阀为三位五通电磁阀。
更进一步的，还包括设置在所述窗口的风速传感器和/或瓦斯传感 器，所述风速传感器和/或瓦斯传感器的输出端与所述控制器的输入端连 接。
更进一步的，所述控制器还通过网络与上位机连接。
更进一步的，所述控制器的输出端还与报警器的输入端连接。
进一步的，还包括设置在所述窗口的摄像头。
进一步的，所述调节板包括左调节板和右调节板，且每个调节板与 至少一个气缸连接。
进一步的，每个调节板分别与两个气缸连接，其中一个气缸设置在 所述调节板的上方，另一个气缸设置在所述调节板的下方。
本实用新型通过气缸带动调节板在风窗导槽内滑动，从而开启或遮 蔽窗口，实现风窗调节自动化。
附图说明
图1所示为本实用新型一种煤矿用自动化风窗的结构示意图；
图2所示为传感器与控制器的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示为本实用新型一种煤矿用自动化风窗的结构示意图，包 括：设有窗口的风窗支架1，以及设置在所述窗口前的调节板21、22， 所述调节板21、22的底部设有承重轮3，所述风窗支架1的底部开有容 纳所述承重轮3的风窗导槽4，所述风窗支架1上还固定有与压风系统连 接的气缸5，所述气缸5的输入端与所述压风系统连接，所述气缸51、 52、53、54的输出端通过连接件6与所述调节板2连接，能够带动所述 调节板21、22沿所述风窗导槽4滑动。
压风系统向气缸51、52、53、54提供动力，使得气缸51、52、53、 54伸出或回收，气缸51、52、53、54的伸出和回收，通过连接件6从而 带动调节板21、22沿风窗导槽4前后滑动，实现对窗口的开启或遮蔽。 可以通过操作按钮控制压风系统开启或者停止，从而实现窗口的开启或 遮蔽。然而，一种更加智能的方式，是通过对窗口的环境进行监测，自 动控制调节板21、22开启或遮蔽窗口。
在其中一个实施例中，还包括位移传感器、电磁阀和控制器，所述 位移传感器201、202设置在所述风窗导槽上方且正对所述调节板21、22， 且所述位移传感器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述电磁阀的 控制端与所述控制器的输出端连接，所述压风系统通过所述电磁阀与所 述气缸的输入端连接。
位移传感器监测调节板的位移，控制器接收位移传感器的信号，并 与预设的位移阈值进行比较，从而判断是否需要开启或者遮蔽窗口，并 进行控制电磁阀打开或关闭，从而使得压风系统向气缸5开始或停止输 送动力。
控制器可以是可编程逻辑控制器，也可以是通过简单的电路实现。 例如，通过比较器实现，比较器的第一输入端与位移传感器的输出端连 接，比较器的第二输入端与一个预设的阈值电压连接，比较器的输出端 与电磁阀的控制端连接。阈值电压可以采用稳压二极管实现，即通过稳 压二极管、电阻和电压配合的方式，提供一个稳定的阈值电压作为比较 器的第二输入端的输入。
在其中一个实施例中，所述控制器的输出端通过电磁阀供电器与所 述电磁阀的控制端连接。
优选地，所述电磁阀为三位五通电磁阀。
在其中一个实施例中，还包括设置在所述窗口的风速传感器和/或瓦 斯传感器，所述风速传感器和/或瓦斯传感器的输出端与所述控制器的输 入端连接。
风速传感器对窗口的通风风速进行测量，为风窗调节提供数据依据， 与位移传感器的使用方式相同，也可以设置一个预设的风速阈值或者风 速范围，根据所测量到的风速，判断开启或关闭调节板。
瓦斯传感器主要监测风窗周围的瓦斯分布情况，保证风窗运行环境 的安全，与位移传感器的使用方式相同，也可以设置一个预设的瓦斯阈 值或者瓦斯范围，根据所测量到的瓦斯值，判断开启或关闭调节板。
在其中一个实施例中，所述控制器还通过网络与上位机连接。
控制器与上位机通过网络连接，则可以实现对调节板的远程控制。
在其中一个实施例中，所述控制器的输出端还与报警器的输入端连 接。
在其中一个实施例中，还包括设置在所述窗口的摄像头。
通过摄像头，可以监测调节板的开启情况，以及是否有故障情况。
优选地，还可以将操作按钮的输出与控制器的输入连接，让控制器 统一管理手动控制和智能控制。
在其中一个实施例中，所述调节板2包括左调节板21和右调节板22， 且每个调节板与至少一个气缸连接。
优选地，每个调节板分别与两个气缸连接，其中一个气缸设置在所 述调节板的上方，另一个气缸设置在所述调节板的下方。
总共有两个调节板21、22和四个气缸51、52、53、54。其中左上气 缸51设置在左调节板21的上方，左下气缸52设置在左调节板21的下 方，右上气缸53设置在右调节板22的上方，右下气缸54设置在右调节 板22的下方。
作为本实用新型的最佳实施例：
风窗主体部分的结构示意图如图1所示，包括设有窗口的风窗支架 1，以及设置在所述窗口前的左调节板21和右调节板22，左调节板21 和右调节板22的底部均设有承重轮3，所述风窗支架1的底部开有容纳 所述承重轮3的风窗导槽4，所述风窗支架1上还固定有与压风系统连接 的左上气缸51、左下气缸52、右上气缸53和右下气缸54，分别通过气 缸固定件7固定在风窗支架1上，所述左上气缸51、左下气缸52、右上 气缸53和右下气缸54的输入端与所述压风系统连接，左上气缸51和左 下气缸52的输出端通过连接件6与左调节板21连接，右上气缸53和右 下气缸54的输出端通过连接件6与右调节板22连接，左上气缸51、左 下气缸52、右上气缸53和右下气缸54分别带动左调节板21和右调节板 22沿风窗导槽4滑动。
各种传感器与控制器的连接示意图如图2所示，其中，左位移传感 器201、右位移传感器202、视频探头203、风速传感器204、瓦斯传感 器205、手动操作按钮206均作为PLC控制器200的输入，而PLC控制器 200的输出通过电磁阀供电器207与四个三位五通电磁换向阀208连接， 压风系统209通过三位五通电磁换向阀208与左上气缸51和左下气缸52 连接，控制左调节板21，并通过三位五通电磁换向阀208与右上气缸53 和右下气缸54连接，控制右调节板22。同时，PLC控制器200的输出端 还与声光报警器210连接。PLC控制器200还通过光纤转换器211与上位 机212连接。
其实现方式如下：
自动化调节风窗的远程、实地、手动三种控制方式主要是通过自动 化调节风窗主体上部的气缸51、52、53、54和位移传感器201、202完 成精确控制的。位移传感器201、202是主要的监测工具，依位移传感器 201、202监测数据控制三道五通电磁阀208的开启形式，从而完成控制。
自动化调节风窗可以通过开关按钮控制，也可以通过手动把柄控制 开启，实现远程、实地和手动的三种方式控制自动调节风窗的开口大小。
依位移传感器监测到的数据为主要调节依据。对于风窗采用先调节 左调节板21、后调节右调节板22的方式。
实地调节：主要是通过张开和关闭两个按钮控制，此时主要是根据 通风技术人员观察安装在风窗上面的刻度尺实现对风窗的调节。在调节 过程中声光报警器210报警、位移传感器201、202记录最后的位置，并 将数据上传到PLC控制器200中，再上传地面调度室的上位机212。
远程调节：主要是地面对风窗的控制，主要的步骤是地面调度室的 上位机212设置风窗的位置，然后将指令数据下达给PLC控制器200。PLC 控制器200与现有的位移传感器201、202的数据进行比较，当指令数据 大于位移传感器201、202的数据时，PLC控制器200控制风窗调节板21、 22张开，并实时监测位移传感器201、202与指令数据的比值，相差小于 5％时，可以认定为已经调节到位，并反馈信号给地面调度室。反之指令 数据小于位移传感器201、202的数据时，PLC控制器控制调节板关闭， 并实时监测位移传感器与指令数据的比值，相差小于5％时，可以认定为 已经调节到位。在所有的调节过程中声光报警器210报警。
故障监测：主要监测的故障有风窗调节板21、22没有调节到位(主 要采用位移传感器监测，还可以使用风速传感器监测)、气缸联动失误(电 磁阀可以实现)、PLC控制器故障、声光报警器不报警、地面或实地调节 超出范围(位移传感器为主)、瓦斯含量过高报警(采用瓦斯传感器监测) 等。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为 具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应 当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构 思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保 护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。