一种锚索失效气囊示警装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种锚索失效气囊示警装置，属于锚索失效示警装置技术领域。


背景技术：

2.煤矿井下进行采掘作业中，常常会遇到巷道交叉，在交叉口内，巷道空顶面积大，支护要求高，巷道顶板围岩不易控制，采用架设u型金属棚仍不能有效支撑巷道顶板，因此在巷道交叉口多采用补打锚索方式进行加固。锚索长度一般为6m，甚至更长。通过锚索可将围岩临空面附近应力向岩体深部转移，控制交叉口围岩变形，满足通风运输要求。在各种采动压力及围岩自身重力的叠加作用下，锚索周边围岩应力增加发生变形，锚索被拉伸变形以适应围岩变形，锚索自身长度被拉长。当锚索被拉伸长度超过自身允许最大变形长度后，锚索失去支护作用，随着时间的延长，围岩的下沉变形不断传递给锚索，直至锚索被拉细拉断。由于锚索支护位于围岩内部，日常安全巡视中能够发现围岩变形但无法判别锚索支护是否失效，一旦锚索支护大量失效无法及时发现采取措施进行补救，极易造成巷道交叉口顶板垮落，影响运输通风，甚至伤人。中国专利申请（申请号为201911203852.x）提到一种防止锚索失效弹射的缓冲保护装置，是一种被动锚索锁具失效弹射保护装置，不能够对锚索支护失效进行主动预警。
3.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种锚索支护失效气囊示警装置，可根据气囊大小判断锚索支护是否失效，避免因日常安全巡视中无法及时发现锚索支护失效造成巷道交叉口顶板垮落，影响运输通风，甚至伤人，此装置的结构简单、安装方便、成本低廉，可重复使用。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种锚索失效气囊示警装置，以解决现有技术中存在的问题。
5.本实用新型采取的技术方案为： 一种锚索失效气囊示警装置，包括外壳、定滑轮、内嵌圆筒、封口、弹簧、气囊和引线，外壳一侧设置支管，支管连接有气囊，内嵌圆筒上端固定连接在外壳内右侧顶部，下端内密封伸缩连接有封口，封口下端通过弹簧连接到外壳内底部且下端中部连接到引线一端，引线绕过封口下方安装的底部定滑轮、外壳内左侧安装的下定滑轮和上定滑轮后密封穿出外壳顶部，引线外端连接到钢丝一端，钢丝另一端活动穿过锚索盘后固定连接在钻孔内锚索内端固定的锚固剂上，外壳固定连接在锚索盘上或围岩上，内嵌圆筒用于存放产气的物料a组分，外壳用于存放与a组分作用后产气的物料b组分。
6.优选的，上述下定滑轮和上定滑轮之间安装有缠绕引线的绷紧装置，绷紧装置包括缓冲滚筒和扭簧，缓冲滚筒两端通过转轴旋转连接在两轴座上，两轴座上下固定连接在内嵌圆筒的外侧壁上，转轴上套接有确保缓冲滚筒复位的扭簧。
7.优选的，上述引线穿过挂环，挂环通过缠绕引线或直接固定连接在缓冲滚筒，引线
缠绕在缓冲滚筒上的缠绕长度不超过一周。
8.优选的，上述支管外端密封有弹性薄膜。
9.优选的，上述引线引出外壳顶部处安装阻气筒，阻气筒呈圆柱体形，引线密封穿过阻气筒两端中部开设的圆孔，阻气筒内存放有粘稠性润滑液。
10.本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型在使用时，通过将引线与钢丝相连，钢丝将锚索被拉长的长度传递给引线，引线被拉长以适应锚索变形。随着引线继续被拉伸，上下定滑轮之间的引线长度减少，通过挂环拉伸缓冲圆筒上的引线，缓冲圆筒发生转动，从而带动缓冲圆筒两侧的扭簧扭转，待挂环被拉至上下定滑轮之间时，引线通过底定滑轮拉动圆锥台型封口，圆锥台型封口下移压缩弹簧，圆锥台型封口与内嵌圆筒底部产生缝隙，内部的a组分原料进入到外壳，与内部的b组分原料混合发生化学反应产生无毒气体，在阻气筒的阻隔作用下（防止气体从外壳顶部引线出入口溢出），气体冲破弹性保护膜进入气囊，使气囊变大示警，工人巡视发现气囊变大即可判断锚索支护开始失效；取下外壳后，弹簧复位，封口将内嵌圆筒底部再次堵起，缓冲圆筒在扭簧作用下复位，引线再次被缠绕在缓冲圆筒表面，打开底部的放液口，放出反应后的溶液，同时气体跑出，气囊恢复原状，关闭底部的放液口，打开顶部的进液口分别加入a组分、b组分原料，更换弹性保护膜，可再次被使用。本装置结构简单，操作使用方便，安装快捷，效果灵敏，可重复使用，以解决现有锚索支护失效不易被发现，一旦锚索支护失效无法及时发现采取措施进行补救，极易造成局部冒顶，影响运输通风，甚至伤人等问题。
附图说明
11.图1为本实用新型的安装结构示意图；
12.图2为示警盒结构示意图。
具体实施方式
13.下面结合具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
14.实施例1：如图1-图2所示，一种锚索失效气囊示警装置，包括外壳2、下定滑轮3、内嵌圆筒4、封口6、弹簧7、气囊8和引线15，外壳2一侧设置支管9，支管9连接有气囊8，内嵌圆筒4上端固定连接在外壳2内右侧顶部，下端内密封伸缩连接有圆锥台型的封口6，封口6下端通过弹簧7连接到外壳2内底部且下端中部连接到引线15一端，引线15绕过封口6下方安装的底部定滑轮14、外壳2内左侧安装的下定滑轮3和上定滑轮12后密封穿出外壳2顶部，引线15外端连接到钢丝1一端，钢丝1另一端活动穿过锚索盘18后固定连接在钻孔20（钻机钻围岩23所得）内锚索21（锚索外端固定连接锁具22）内端固定的锚固剂19上，外壳2固定连接在锚索盘上或围岩上，内嵌圆筒4用于存放产气的物料a组分（如硫酸铝粉末），外壳2用于存放与a组分作用后产气的物料b组分（如碳酸氢钠溶液），外壳2、定滑轮3、内嵌圆筒4、缓冲滚筒5、封口6、弹簧7、气囊8、引线15、阻气筒17构成示警盒，钢丝1位于岩石孔内部，锚索21旁边，一端打结固定在锚固剂19上并随锚固剂一起被送入岩石孔顶部，另一端穿过锚索盘18外露，引线15竖直穿过外壳2顶部的阻气筒17。外壳2被塑料网兜兜住固定在锚索锚盘上，支管伸出塑料网兜。
15.外壳2作为b组分（如碳酸氢钠溶液）的储料罐，呈圆柱体形，两端封闭，其中外壳2
顶端开有1个圆孔11，该圆孔11作为b组分进液口（该圆孔进料口安装螺纹连接的密封盖），外壳2底端开有1个圆孔（该圆孔安装螺纹连接的密封盖），作为废液出液口，外壳2侧方中上部设置有支管9。
16.内嵌圆筒4作为a组分（如硫酸铝粉末）的储料罐，呈圆柱体形，两端开口，顶端与外壳2顶部的开孔处固定连接，开孔作为a组分进料口，加料后通过密封盖密封。
17.产气体的a组分（硫酸铝粉末）和b组分（碳酸氢钠溶液）具体原理如下：控制一定比例的量，使得产生的气体能够让气囊（采用较厚材质的气球即可）放大即可，利用二氧化碳灭火器原理相同：主要是利用碳酸氢钠溶液跟硫酸铝粉末混合后产生的二氧化碳气体，反应后的产物有部分沉淀在外壳内部，但不影响气囊变大；后期二次使用时只需要将外壳底部的圆孔打开将废液排出，然后在送外壳顶部加入新的碳酸氢钠溶液就可以，中间过程中即使水对外壳内部清洗，都不会对内嵌圆筒内部的硫酸铝产生影响。因为只要不压缩弹簧，封口不打开，内嵌圆筒中的硫酸铝就不能出来。内嵌圆筒中的硫酸铝粉末可以加一次的量即可，具体每次加入外壳内部碳酸氢钠溶液的量需要通过计算或实验确定。
18.圆锥台型的封口6底部对称安装4个弹簧7，弹簧7在原始状态下恰好将内嵌圆筒4底部堵住。弹簧7一端固定在圆锥台型封口6底部，另一端固定在外壳2底部内表面上。底定滑轮14位于弹簧7的中间。弹簧7的抗压强度大于扭簧24的抗扭强度。（确保引线15受拉后扭簧24扭转转动缓冲滚筒5以适应锚索长度变化，待缓冲滚筒5上的引线15被拉完以后，才会通过底定滑轮14拉伸封口6）。
19.优选的，上述下定滑轮3和上定滑轮12之间安装有缠绕引线15的绷紧装置，绷紧装置包括缓冲滚筒5和扭簧24，缓冲滚筒5两端通过转轴13旋转连接在两轴座上，两轴座上下固定连接在内嵌圆筒4的外侧壁上，转轴13上套接有确保缓冲滚筒5复位的扭簧24；引线15穿过挂环16，挂环16通过缠绕引线或直接固定连接在缓冲滚筒5，引线15缠绕在缓冲滚筒5的缠绕长度不到一周，避免覆盖后影响或阻碍引线拉动。缠绕引15线连接挂环16时，缠绕引线一端固定在缓冲滚筒5上，另一端缠绕缓冲滚筒5后，与挂环16相连。
20.优选的，上述支管9为圆管，作为气体通道，一端连接外壳2内部，另一端包裹有弹性保护膜10，保护膜10由弹性材料制成，可承受一定压力，超过承受压力后破损。气囊8固定在支管9上，并将弹性保护膜10置于气囊8内部。
21.优选的，上述引线15引出外壳顶部左侧开孔处密封固定安装阻气筒17，阻气筒17呈圆柱体形，引线15密封穿过阻气筒17两端中部开设的圆孔11，阻气筒17内存放有粘稠性润滑液。
22.本实用新型在使用时，通过将引线与钢丝相连，钢丝将锚索被拉长的长度传递给引线，引线被拉长以适应锚索变形。随着引线继续被拉伸，上下定滑轮之间的引线长度减少，通过挂环拉伸缓冲圆筒上的引线，缓冲圆筒发生转动，从而带动缓冲圆筒两侧的扭簧扭转，待挂环被拉至上下定滑轮之间时，引线通过底定滑轮拉动圆锥台型封口，圆锥台型封口下移压缩弹簧，圆锥台型封口与内嵌圆筒底部产生缝隙，内部的a组分原料进入到外壳，与内部的b组分原料混合发生化学反应产生无毒气体，在阻气筒的阻隔作用下（防止气体从外壳顶部引线出入口溢出），气体冲破弹性保护膜进入气囊，使气囊变大示警，工人巡视发现气囊变大即可判断锚索支护开始失效；取下外壳后，弹簧复位，封口将内嵌圆筒底部再次堵起，缓冲圆筒在扭簧作用下复位，引线再次被缠绕在缓冲圆筒表面，打开底部的放液口，放
出反应后的溶液，同时气体跑出，气囊恢复原状，关闭底部的放液口，打开顶部的进液口分别加入a组分、b组分原料，更换弹性保护膜，可再次被使用。本装置结构简单，操作使用方便，安装快捷，效果灵敏，可重复使用，以解决现有锚索支护失效不易被发现，一旦锚索支护失效无法及时发现采取措施进行补救，极易造成局部冒顶，影响运输通风，甚至伤人等问题。
23.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。