一种具有冗余功能的局扇监控装置
技术领域
本实用新型涉及矿井局扇设备领域，具体为一种具有冗余功能的局扇监控装置。
背景技术
局扇风机是煤矿安全生产的关键设备，通过矿用防爆轴流风机将巷道空气压入掘进工作面，降低有害危险性气体的浓度，达到保证人员及设备安全生产的目的。煤矿生产在地下作业，环境条件比较复杂，而矿井局部通风机在这样恶劣的环境下，又长期处于连续运转的状态，很容易发生故障。传统的局部通风机系统存在着很多问题：无监控系统，由于人工亲自监视，工作时间长、效率低。一旦工作人员出现疏忽，极易造成重大事故；对于局部通风机来说，运行的安全和可靠性非常重要，这直接关系到整个矿井的生产效率，人员的安全，一旦发生故障，将会影响煤矿安全生产。随着煤矿技术的发展，要求实现无人值守技术的需求越来越迫切。
目前大多现场依靠局扇司机观察和监测局扇风机运行情况，手动操作、切换；少数矿井实现局扇简单集控，运行状态简单监测，无冗余控制功能；而且局扇监控装置所使用的电源模块，缺乏保护，而且，电源模块的散热效果不佳，长时间使用时容易受到高温影响，从而导致电源模块受损，因此，设计一种具有冗余功能的局扇监控装置是很有必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有冗余功能的局扇监控装置，通过冗余设计，使得电源切换时不影响系统工作，通讯网络配置冗余模块、控制器配置冗余，通讯链路独立、控制器独立，自动切换，确保数据采集可靠、控制可靠；同时，对电源模块具有防护和散热功能，能够对电源模块具有良好的保护效果，能够延长电源模块的使用寿命。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有冗余功能的局扇监控装置，包括摄像仪、拾音器、冗余控制器、采集模块、电源模块、通讯模块、交换机、传感器和声光报警器，所述摄像仪安装于巷道壁，方向对准风机、组合开关、馈电开关，所述拾音器安装于风机附近方便检修的位置；所述传感器安装于巷道的内部，所述声光报警器安装在掘进巷，风机故障或停机，提醒掘进司机尽快处理；所述摄像仪和拾音器通过交换机与冗余控制器连接，所述冗余控制器通过通讯模块与组合开关通讯，所述采集模块进行数据采集; 所述冗余控制器根据心跳，智能判断通讯故障，自动切换近控、远控，所述电源模块与冗余控制器连接；
所述电源模块包括防爆壳、安装槽、防爆顶板、手提扣、第一通风孔、安装组件、防护垫、蓄电池本体、散热组件、第二通风孔、电控板和基座，所述防爆壳的内部开设有安装槽，所述防爆壳的顶部端面通过螺钉固定安装有防爆顶板，所述安装槽的内部设置有安装组件，所述安装组件之间设置有蓄电池本体，且蓄电池本体的顶部与防爆顶板之间填充有防护垫，所述防爆壳的前端端面一侧通过螺钉固定安装有电控板，所述防爆壳的底部端面四周均通过焊接固定安装有基座，所述防爆壳的底部端面开设有第二通风孔，所述第二通风孔的底部通过螺钉固定安装有散热组件；
所述安装组件、包括限位板、调节螺杆、防滑垫圈、锁紧螺母、安装架、电动推杆和电动底座，所述安装架设置在安装槽的内侧底部，所述安装架的底部两端均固定安装有电动推杆，所述电动推杆的底部端面固定安装有电动底座，且电动底座的底部端面与安装槽的内壁固定连接，所述蓄电池本体安装在安装架的顶部端面，所述限位板分别贴合安装在蓄电池本体的两侧端面，且限位板为环形板结构，所述限位板的外侧端面安装有调节螺杆，所述调节螺杆的一端穿过防爆壳与外界连接，所述防滑垫圈贴合安装在防爆壳的两侧端面，且防滑垫圈的外侧设置有锁紧螺母。
作为本实用新型进一步的方案：所述摄像仪必须具有音频输入接口，具有音频读入功能，能够采集拾音器的声音信号；所述摄像仪、拾音器通过以太网方式接入到局扇监控装置，集成视频、声音信号到监控装置，为一体型设计。
作为本实用新型进一步的方案：所述冗余控制器和通讯模块均采用冗余方式，中间增加通讯切换链路，在任何一个冗余控制器故障时，自动通过另一个冗余控制器进行数据读取与控制，不影响系统远程控制功能；所述电源模块的电源输入为两路，供电电压AC127V，通过切换装置，供电自动切换，切换时不影响系统工作，通讯网络配置冗余模块、控制器配置冗余，通讯链路独立、控制器独立，自动切换，确保数据采集可靠、控制可靠。
作为本实用新型进一步的方案：所述防爆顶板的顶部端面两侧均开设有第一通风孔，且第一通风孔与安装槽连通，所述防爆顶板的顶部端面中央通过螺钉固定安装有手提扣。
作为本实用新型进一步的方案：所述防爆壳的两侧端面均开设有螺纹孔，且调节螺杆的一端穿过螺纹孔、防滑垫圈与锁紧螺母通过螺纹连接。
作为本实用新型进一步的方案：所述散热组件包括散热罩、马达架、高速马达、散热轴和螺旋扇叶，所述散热罩通过焊接固定安装在防爆壳的底部端面，且防爆壳的顶部与第二通风孔连通，所述散热罩的内侧底部通过螺钉固定安装有马达架，所述马达架的内侧底部通过螺钉固定安装有高速马达，所述高速马达的顶部一端设置有散热轴，且散热轴的外侧通过螺钉固定安装有若干个螺旋扇叶。
本实用新型的有益效果：该具有冗余功能的局扇监控装置，通过将电源模块采用冗余设计，使得电源切换时不影响系统工作，通讯网络配置冗余模块、控制器配置冗余，通讯链路独立、控制器独立，自动切换，确保数据采集可靠、控制可靠；通过冗余控制器分别控制两台主备风机，实现局扇风机故障自动切换，定时切换风机，联动视频，实现远程对局扇风机可靠控制与监测，达到局扇无人值守要求；同时，对电源模块具有防护和散热功能，能够对电源模块具有良好的保护效果，能够延长电源模块的使用寿命。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型的巷道设备布置安装示意图；
图3为本实用新型的电源模块的结构示意图；
图4为本实用新型的电源模块的剖示图；
图5为本实用新型的电源模块的散热组件的剖示图；
图中：1、摄像仪；2、拾音器；3、冗余控制器；4、采集模块；5、电源模块；6、通讯模块；7、交换机；8、传感器；9、声光报警器；51、防爆壳；52、安装槽；53、防爆顶板；54、手提扣；55、第一通风孔；56、安装组件；57、防护垫；58、蓄电池本体；59、散热组件；510、第二通风孔；511、电控板；512、基座；561、限位板；562、调节螺杆；563、防滑垫圈；564、锁紧螺母；565、安装架；566、电动推杆；567、电动底座；591、散热罩；592、马达架；593、高速马达；594、散热轴；595、螺旋扇叶。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-5所示，一种具有冗余功能的局扇监控装置，包括摄像仪1、拾音器2、冗余控制器3、采集模块4、电源模块5、通讯模块6、交换机7、传感器8和声光报警器9，摄像仪1安装于巷道壁，方向对准风机、组合开关、馈电开关，拾音器2安装于风机附近方便检修的位置；摄像仪1必须具有音频输入接口，具有音频读入功能，能够采集拾音器2的声音信号；摄像仪1、拾音器2通过以太网方式接入到局扇监控装置，集成视频、声音信号到监控装置，为一体型设计；传感器8安装于巷道的内部，声光报警器9安装在掘进巷，风机故障或停机，提醒掘进司机尽快处理；摄像仪1和拾音器2通过交换机7与冗余控制器3连接，冗余控制器3通过通讯模块6与组合开关通讯，冗余控制器3和通讯模块6均采用冗余方式，中间增加通讯切换链路，在任何一个冗余控制器3故障时，自动通过另一个冗余控制器3进行数据读取与控制，不影响系统远程控制功能；电源模块5的电源输入为两路，供电电压AC127V，通过切换装置，供电自动切换，切换时不影响系统工作，通讯网络配置冗余模块、控制器配置冗余，通讯链路独立、控制器独立，自动切换，确保数据采集可靠、控制可靠；采集模块4进行数据采集; 冗余控制器3根据心跳，智能判断通讯故障，自动切换近控、远控，电源模块5与冗余控制器3连接；电源模块5包括防爆壳51、安装槽52、防爆顶板53、手提扣54、第一通风孔55、安装组件56、防护垫57、蓄电池本体58、散热组件59、第二通风孔510、电控板511和基座512，防爆壳51的内部开设有安装槽52，防爆壳51的顶部端面通过螺钉固定安装有防爆顶板53，防爆顶板53的顶部端面两侧均开设有第一通风孔55，且第一通风孔55与安装槽52连通，防爆顶板53的顶部端面中央通过螺钉固定安装有手提扣54；安装槽52的内部设置有安装组件56，安装组件56之间设置有蓄电池本体58，且蓄电池本体58的顶部与防爆顶板53之间填充有防护垫57，安装组件56、包括限位板561、调节螺杆562、防滑垫圈563、锁紧螺母564、安装架565、电动推杆566和电动底座567，安装架565设置在安装槽52的内侧底部，安装架565的底部两端均固定安装有电动推杆566，电动推杆566的底部端面固定安装有电动底座567，且电动底座567的底部端面与安装槽52的内壁固定连接，蓄电池本体58安装在安装架565的顶部端面，限位板561分别贴合安装在蓄电池本体58的两侧端面，且限位板561为环形板结构，限位板561的外侧端面安装有调节螺杆562，调节螺杆562的一端穿过防爆壳51与外界连接，防滑垫圈563贴合安装在防爆壳51的两侧端面，且防滑垫圈563的外侧设置有锁紧螺母564，防爆壳51的两侧端面均开设有螺纹孔，且调节螺杆562的一端穿过螺纹孔、防滑垫圈563与锁紧螺母564通过螺纹连接；防爆壳51的前端端面一侧通过螺钉固定安装有电控板511，防爆壳51的底部端面四周均通过焊接固定安装有基座512，防爆壳51的底部端面开设有第二通风孔510，第二通风孔510的底部通过螺钉固定安装有散热组件59；散热组件59包括散热罩591、马达架592、高速马达593、散热轴594和螺旋扇叶595，散热罩591通过焊接固定安装在防爆壳51的底部端面，且防爆壳51的顶部与第二通风孔510连通，散热罩591的内侧底部通过螺钉固定安装有马达架592，马达架592的内侧底部通过螺钉固定安装有高速马达593，高速马达593的顶部一端设置有散热轴594，且散热轴594的外侧通过螺钉固定安装有若干个螺旋扇叶595。
本实用新型的工作原理：使用时，将电源模块5安装固定，通过安装组件56将蓄电池安装在防爆壳51的内侧的安装槽52内，基座512能够将防爆壳51支撑，通过防爆壳51外侧的电控板511使得电动底座567顶部的电动推杆566工作，从而将安装架565的高度进行调节，将蓄电池放置在安装架565的顶部端面，再拧动两个调节螺杆562，使得调节螺杆562在防爆壳51两侧的螺纹孔内转动，限位板561与蓄电池本体58的一侧端面贴合后，再将锁紧螺母564贴合在锁紧螺母564的一侧，拧动锁紧螺母564，直到锁紧螺母564的一侧与防滑垫圈563贴合，使得锁紧螺母564与调节螺杆562螺纹紧固连接，从而将蓄电池本体58安装固定在安装槽52的内部，再将防爆顶板53固定在防爆壳51的顶部端面，使得防护垫57的底部端面与蓄电池本体58的顶部端面贴合连接，通过手提扣54能够便于将防爆壳51提起；在电源模块5工作时，通过散热组件59能够对防爆壳51内部的蓄电池本体58进行散热，由于第二通风孔510与散热罩591的内部连通，通过防爆壳51外侧的电控板511使得马达架592底部的高速马达593工作，通过散热轴594能够带动螺旋扇叶595高速转动，从而能够使得防爆壳51内部通过第一通风孔55与外界进行空气流通，通过加速空气流速，能够提高散热效果，使得蓄电池本体58能够快速降温；由电源模块5供电，当局扇风机启动之后，局扇监控装置通过采集模块4连接现场传感器8，读取巷道风速、瓦斯、温度等境数据，读取风机温度、振动数据；通过与组合开关通讯，读取风机电机运行电流、电压；监控装置通过摄像仪1和拾音器2读取现场设备视频信息，现场声音信息，通过通讯模块6和交换机7统一将视频、数据、声音信息传到地面；通过声光报警器9能够进行声光预警；地面发送控制指令给局扇监控装置，通过冗余控制器3控制局扇风机单机运行，自动运行，排瓦斯运行，各种控制方式，满足无人值守需求。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
