自动加水.doc

被动式隔爆水棚动加水装置的研制 张 明 亮 李 星 坤 临 沂 矿 务 局 古 城 煤 矿 通 防 工 区 摘 要：介绍了隔爆水棚自动加水装置的工作原理、制作以及安装调试方法，实际运用中效果良好。 关键词：隔爆水槽 自动加水 研制 为防止瓦斯或煤尘爆炸火焰的传播，避免事故的扩大，《煤矿安全规程》第一百五十五条对水棚的安装、使用作了明确规定，各矿井都按规定安装了各种各样的隔爆设施。水棚安装后是否保持充足水量是水棚正常使用的关键。我矿井下隔爆水棚、水槽有60多组，仅-505m、-850m运输大巷安装的固定水棚有6组，每组每周要用人工加水一次，每次需要接近4小时，因巷道风速高，安装了架空线，人工加水即不安全，又影响提升运输。鉴于这种情况，经过研究试验，研制了隔爆水棚自动加水装置，解决了在给隔爆水槽加水时 既不安全又影响提升运输的难题。 1、自动加水设备的组成与工作原理： 1.1 组成 主要由127V电磁阀、透水传感器，控制主机、Φ15渡锌钢管、 喷雾头、连接软管和各种管件组成。原理图见附图一。 动作过程：水槽内水满时，透水传感器通过槽内水的电阻连接两电极导通，控制主机通过取样、放大，控制输出回路的继电器通断电，控制安装在水槽加水管的电磁阀通或断，主管的高压水根据状态决定是否给水槽加水。当水槽水量减少到透水传感器的电极断开时，控制主机内部电路通过转换，继电器吸合，常开触点闭合，接通电磁阀电源，电磁阀吸合，高压水通过电磁阀给水槽加水，经过5—30分钟延时，控制主机停止工作，如果水槽水量不满，则透水传感器不通，重复上一过程，直至水槽水位达到要求后，停止加水。　 1.2 电源电路： 127V交流电压经过隔离变压器B1输出15V交流电压，由D1-D4组成的桥式整流，C2光滑滤波，C1滤除高频干扰信号，经稳压集成电路TA7809稳压，C3、C4再次滤波，输出稳定的9V直流电压给整个装置供电。 1.3 取样、比较放大电路： 此部分电路由R1-R9、C5-C6、W1、IC2以及透水传感器T1组成。水槽内水满时，透水传感器T1内因有水，电阻值小（约为10-40KΩ），经过R1、R2分压，此时运算放大器IC2-1同相输入端③电压为3V，反相输入端②脚的电压来自R3、R4分压后稳定在4V，1脚输出低电位，运算放大器IC2-2反相输入端6同等为低电位，同相输入端5脚电压为R7、R8分压后4.5V。所以，IC2-2的输出端⑦脚输出高电位（7.8V）。当水槽内因某种原因水少时，透水传感器T1内因无水，阻值增大，A点电压升高（5V），IC2-1同相输入端3脚电压随着升高，V3＞V2，1脚输出高电位（7.8V），V6随之升高大于V5，IC2-2的输出端⑦脚输出低电位（0V）。有水时⑦脚输出高电位，无水时⑦脚输出低电位。R20为深度负反馈，保证开关性能稳定，W1用于调整透水传感器的灵敏度。 1.4 延时及控制电路： 此部分电路以555定时器IC3为中心，附带定时电容C7、C8和电阻R10、W2等组成RS触发器。正常工作时6脚外接电容C7、C8经过电阻W2R10充电，电位高于2/3VCC ，内部比较器A1输出高电位。当水槽有水时，IC3②脚输入电压因高于1/3VCC ，内部比较器输出低电平，故RS触发器Q端输出低电平，输出端③为低电平，继电器J不工作，其常开接点断开，电磁阀不通电，处于备用状态。当水槽无水时，IC3②脚输入低电位（电压必须小于1/3VCC），则比较器A2输出高电平，使RS触发器置位，③输出高电平，继电器J 吸合，127V电压通过J1常开接点带动电磁阀工作，水槽自动加水。与此同时，内部放电管截止，电容器C7、C8开始充电，充电时间决定水槽加水时间，可调电阻W2阻值大，电容器充电慢，充电时间长，决定水槽加水时间长短。电容器C7、C8 充电电压超过2/3VCC时，此时要看IC3 ②脚电压的变化情况，若此时水槽水未加满，②电压仍为低电位，RS触发器不发生翻转，水槽继续加水。 水槽水加满时，IC3 ②脚电压为高电位，RS触发器发生翻转，Q端输出低电位， IC3③脚输出低电平，水槽停止 加水。此时Q端为高电平，放电晶体管导通，电容器C7、C8放电，为下次加水延时作准备。与继电器并联的C10、D5为保护元件，防止继电器通断电时产生的感应电压损坏电子元件。 1.5 主要电子元件的配置： 变压器B1采用127V/15V、15W交流变压器，电磁阀采用9V小型继电器，整流管D1-D4采用IN4001， 2、隔爆水槽及加水设备的安装工艺 2.1安装前准备工作： 2.1.1 安装前，应根据巷道的断面、水槽棚的种类计算出需加水量，然后根据棚区的长度以及水槽的排间距确定水槽个数，按每个水槽安装一个喷头计算出所需喷雾头数量。根据水棚的