一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置论文和设计-祁寒

全文摘要

本实用新型提供一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，包括局部通风机、定时模块和计时模块；所述局部通风机前端顶侧外壁上设置有一块所述监测壳体，且所述监测壳体内部设置有所述单片机及与所述单片机普通电性连接的所述定时模块和所述计时模块。使用时，甲烷传感器所监测的瓦斯浓度数据实时传输给单片机，单片机则将接受的瓦斯浓度数据在LED显示屏上显示，工作人员可通过观察LED显示屏上所显示的瓦斯浓度的数值，以实时知晓当前瓦斯浓度，且如果LED显示屏上所显示的瓦斯浓度的数值一直不变，没有上下波动时，工作人员可依此判断甲烷传感器出现故障，需要紧急更换。

主设计要求

1.一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，其特征在于：该防止煤矿瓦斯超限的通风装置包括局部通风机、监测壳体、矩形收纳凹槽、透明罩、电源线、LED显示屏、开关按键、甲烷传感器、导线、金属定型软管、有源蜂鸣器、LED灯珠、声音传感器、单片机、定时模块和计时模块；所述局部通风机前端顶侧外壁上设置有一块所述监测壳体，且所述监测壳体内部设置有所述单片机及与所述单片机普通电性连接的所述定时模块和所述计时模块；所述监测壳体顶端面下侧部位内嵌安装有一个与所述单片机普通电性连接的所述LED显示屏，且相邻所述LED显示屏左上端部位内嵌安装有一个与所述单片机普通电性连接的所述开关按键；所述监测壳体顶端面中心部位开设有一处所述矩形收纳凹槽，且所述矩形收纳凹槽内部设置有一个通过所述导线与所述单片机普通电性连接的所述甲烷传感器；所述监测壳体顶端面相邻所述矩形收纳凹槽上侧方部位分别内嵌安装有与所述单片机普通电性连接的所述有源蜂鸣器、所述LED灯珠和所述声音传感器；所述监测壳体顶端面相邻所述矩形收纳凹槽上侧方部位固定连接有一个所述透明罩，且所述透明罩将所述有源蜂鸣器、所述LED灯珠和所述声音传感器扣合在一起；所述监测壳体上设置有一根用于连接电源的所述电源线。

设计方案

2.如权利要求1所述防止煤矿瓦斯超限的通风装置，其特征在于：所述定时模块间隔定时参数值为30min。

3.如权利要求1所述防止煤矿瓦斯超限的通风装置，其特征在于：所述计时模块计时参数值为5s。

4.如权利要求1所述防止煤矿瓦斯超限的通风装置，其特征在于：所述甲烷传感器裸露在外部的所述导线上套接有一根与其长度相一致的所述金属定型软管，且所述金属定型软管的一端固定连接在所述矩形收纳凹槽内端面，其另一端固定连接在所述甲烷传感器上。

5.如权利要求1所述防止煤矿瓦斯超限的通风装置，其特征在于：所述金属定型软管总长度为三米，且所述金属定型软管普通状态下呈连续弯曲状态下收纳在所述矩形收纳凹槽内。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿施工技术领域，更具体地说，特别涉及一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置。

背景技术

瓦斯是赋存在地下煤层气中的气体，其主要成分是以液体薄膜状态赋存在煤层微孔隙表面的可燃性烃类气体，该烃类气体的主要成分是甲烷。瓦斯既是天然气清洁能源，又是导致煤矿瓦斯突出和爆炸的原因。很多煤矿是瓦斯矿井或高瓦斯矿井，瓦斯防治任务重。

基于上述，本发明人发现，煤矿瓦斯通过通风装置进行排放操作时，在局部通风机前方设置甲烷传感器，通过甲烷传感器，以实时监测瓦斯浓度，但由于工作环境复杂，潮湿、矿尘大、电磁干扰等因素，极易导致甲烷传感器自身出现故障(内部电子元器件发出损坏)，存在安全隐患，例如故障时，其所监测的瓦斯浓度数值一直不变，没有上下波动，导致如果瓦斯浓度一旦超过限值，但甲烷传感器却无法检测到，其检测还是处于正常瓦斯浓度数值下，其不会发出声光警报；例如，如果甲烷传感器自身的蜂鸣器发生损坏，当甲烷传感器检测瓦斯浓度超过限值，其无法发出声音警报，无法提醒工作人员。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，以解决现有瓦斯排放时，通过甲烷传感器，以实时监测瓦斯浓度，但由于工作环境复杂，潮湿、矿尘大、电磁干扰等因素，极易导致甲烷传感器自身出现故障(内部电子元器件发出损坏)，存在安全隐患的问题。

本实用新型防止煤矿瓦斯超限的通风装置的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，包括局部通风机、监测壳体、矩形收纳凹槽、透明罩、电源线、LED显示屏、开关按键、甲烷传感器、导线、金属定型软管、有源蜂鸣器、LED灯珠、声音传感器、单片机、定时模块和计时模块；所述局部通风机前端顶侧外壁上设置有一块所述监测壳体，且所述监测壳体内部设置有所述单片机及与所述单片机普通电性连接的所述定时模块和所述计时模块；所述监测壳体顶端面下侧部位内嵌安装有一个与所述单片机普通电性连接的所述LED显示屏，且相邻所述LED显示屏左上端部位内嵌安装有一个与所述单片机普通电性连接的所述开关按键；所述监测壳体顶端面中心部位开设有一处所述矩形收纳凹槽，且所述矩形收纳凹槽内部设置有一个通过所述导线与所述单片机普通电性连接的所述甲烷传感器；所述监测壳体顶端面相邻所述矩形收纳凹槽上侧方部位分别内嵌安装有与所述单片机普通电性连接的所述有源蜂鸣器、所述LED灯珠和所述声音传感器；所述监测壳体顶端面相邻所述矩形收纳凹槽上侧方部位固定连接有一个所述透明罩，且所述透明罩将所述有源蜂鸣器、所述LED灯珠和所述声音传感器扣合在一起；所述监测壳体上设置有一根用于连接电源的所述电源线。

进一步的，所述定时模块间隔定时参数值为30min。

进一步的，所述计时模块计时参数值为5s。

进一步的，所述甲烷传感器裸露在外部的所述导线上套接有一根与其长度相一致的所述金属定型软管，且所述金属定型软管的一端固定连接在所述矩形收纳凹槽内端面，其另一端固定连接在所述甲烷传感器上。

进一步的，所述金属定型软管总长度为三米，且所述金属定型软管普通状态下呈连续弯曲状态下收纳在所述矩形收纳凹槽内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

使用时，甲烷传感器所监测的瓦斯浓度数据实时传输给单片机，单片机则将接受的瓦斯浓度数据在LED显示屏上显示，工作人员可通过观察LED显示屏上所显示的瓦斯浓度的数值，以实时知晓当前瓦斯浓度，且如果LED显示屏上所显示的瓦斯浓度的数值一直不变，没有上下波动时，工作人员可依此判断甲烷传感器出现故障，需要紧急更换。

当甲烷传感器浓度超过或低于所设定的限值时，其自身发出警报，通过向单片机发出信号，单片机控制有源蜂鸣器和LED灯珠同时启动(这时有源蜂鸣器所发出的声音将会处于高分贝状态)，与甲烷传感器一同发出警报，以防止因甲烷传感器内部蜂鸣器故障，而导致无法起到应有警示功能情况的发生。

在使用时，每间隔30min到达定时模块所设定的定时参数值时，定时模块向单片机传输信号，单片机接收到信号后，控制有源蜂鸣器、声音传感器和计时模块一同启动，当声音传感器接收到有源蜂鸣器所发出的声波后，其向单片机传输信号，单片机控制有源蜂鸣器、声音传感器和计时模块一同关闭，但当声音传感器在计时模块所设定的5s计时参数值内未接收到有源蜂鸣器所发出的声波时，计时模块到达其所设定的5s计时参数值后，计时模块向单片机传输信号，单片机控制LED灯珠亮起，以提醒工作人员有源蜂鸣器出现故障，需要紧急更换维修。

附图说明

图1是本实用新型的局部通风机侧视结构示意图。

图2是本实用新型的局部通风机俯视结构示意图。

图3是本实用新型的图1中A-A局部剖视结构示意图。

图4是本实用新型的图3中B-B局部剖视结构示意图。

图5是本实用新型的系统框图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1-局部通风机，2-监测壳体，201-矩形收纳凹槽，3-透明罩，4-电源线，5-LED显示屏，6-开关按键，7-甲烷传感器，701-导线，8-金属定型软管，9-有源蜂鸣器，10-LED灯珠，11-声音传感器，12-单片机，13-定时模块，14-计时模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图5所示：

本实用新型提供一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置，包括局部通风机1、监测壳体2、矩形收纳凹槽201、透明罩3、电源线4、LED显示屏5、开关按键6、甲烷传感器7、导线701、金属定型软管8、有源蜂鸣器9、LED灯珠10、声音传感器11、单片机12、定时模块13和计时模块14；所述局部通风机1前端顶侧外壁上设置有一块所述监测壳体2，且所述监测壳体2内部设置有所述单片机12及与所述单片机12普通电性连接的所述定时模块13和所述计时模块14；所述监测壳体2顶端面下侧部位内嵌安装有一个与所述单片机12普通电性连接的所述LED显示屏5，且相邻所述LED显示屏5左上端部位内嵌安装有一个与所述单片机12普通电性连接的所述开关按键6；所述监测壳体2顶端面中心部位开设有一处所述矩形收纳凹槽201，且所述矩形收纳凹槽201内部设置有一个通过所述导线701与所述单片机12普通电性连接的所述甲烷传感器7；所述监测壳体2顶端面相邻所述矩形收纳凹槽201上侧方部位分别内嵌安装有与所述单片机12普通电性连接的所述有源蜂鸣器9、所述LED灯珠10和所述声音传感器11；所述监测壳体2顶端面相邻所述矩形收纳凹槽201上侧方部位固定连接有一个所述透明罩3，且所述透明罩3将所述有源蜂鸣器9、所述LED灯珠10和所述声音传感器11扣合在一起；所述监测壳体2上设置有一根用于连接电源的所述电源线4；声音传感器11型号采用H23222；甲烷传感器7型号采用GJC4。

其中，所述定时模块13间隔定时参数值为30min，当通过所述电源线4接通电源后，所述定时模块13启动，当每间隔30min到达所述定时模块13所设定的定时参数值时，所述定时模块13向所述单片机12传输信号。

其中，所述计时模块14计时参数值为5s，当所述声音传感器11在所述计时模块14所设定的5s计时参数值内未接收到所述有源蜂鸣器9所发出的声波时，所述计时模块14到达其所设定的5s计时参数值后，所述计时模块14向所述单片机12传输信号，所述单片机12控制所述LED灯珠10亮起，以提醒工作人员所述有源蜂鸣器9出现故障，需要紧急更换维修。

其中，所述甲烷传感器7裸露在外部的所述导线701上套接有一根与其长度相一致的所述金属定型软管8，且所述金属定型软管8的一端固定连接在所述矩形收纳凹槽201内端面，其另一端固定连接在所述甲烷传感器7上，通过所述金属定型软管8的特性，可防止所述甲烷传感器7自行从所述矩形收纳凹槽201内掉落。

其中，所述金属定型软管8总长度为三米，且所述金属定型软管8普通状态下呈连续弯曲状态下收纳在所述矩形收纳凹槽201内，保证有足够的长度，将所述甲烷传感器7放置到所述局部通风机1前方2-3m处。

本实施例的具体使用方式与作用：

煤矿在进行瓦斯排放工作前，将甲烷传感器7从矩形收纳凹槽201取出，使金属定型软管8伸展开，将甲烷传感器7放置到局部通风机1前方2-3m处；使用时，通过电源线4接通电源，甲烷传感器7所监测的瓦斯浓度数据实时传输给单片机12，单片机12则将接受的瓦斯浓度数据在LED显示屏5上显示，工作人员可通过观察LED显示屏5上所显示的瓦斯浓度的数值，以实时知晓当前瓦斯浓度，且如果LED显示屏5上所显示的瓦斯浓度的数值一直不变，没有上下波动时，工作人员可依此判断甲烷传感器7出现故障，需要紧急更换；

当通过电源线4接通电源后，定时模块13启动，当每间隔30min到达定时模块13所设定的定时参数值时，定时模块13向单片机12传输信号，同时定时模块13定时重置，单片机12接收到信号后，控制有源蜂鸣器9、声音传感器11和计时模块14一同启动，且单片机12通过调节PWM信号占空比控制有源蜂鸣器9声音降低至20-40db，当声音传感器11接收到有源蜂鸣器9所发出的声波后，其向单片机12传输信号，单片机12控制有源蜂鸣器9、声音传感器11和计时模块14一同关闭，但当声音传感器11在计时模块14所设定的5s计时参数值内未接收到有源蜂鸣器9所发出的声波时，计时模块14到达其所设定的5s计时参数值后，计时模块14向单片机12传输信号，单片机12控制LED灯珠10亮起，以提醒工作人员有源蜂鸣器9出现故障，需要紧急更换维修；

进一步的，有源蜂鸣器9和声音传感器11均被透明罩3扣在其内部，故当有源蜂鸣器9发出声音后，保证声音传感器11第一时间将会接收到有源蜂鸣器9所发出的声波，且有源蜂鸣器9经由单片机12通过调节PWM信号占空比控制将其声音降低至20-40db，可防止工作人员听到产生误报警；

当甲烷传感器7浓度超过或低于所设定的限值时，其自身发出警报，通过向单片机12发出信号，单片机12控制有源蜂鸣器9和LED灯珠10同时启动(这时有源蜂鸣器9所发出的声音将会处于高分贝状态)，与甲烷传感器7一同发出警报，以防止因甲烷传感器7内部蜂鸣器故障，而导致无法起到应有警示功能情况的发生。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

设计图

一种防止煤矿瓦斯超限的通风装置论文和设计

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主设计要求

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设计说明书

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