煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法与流程

1.本发明属于防爆技术领域，主要涉及煤矿井下的防爆技术领域，具体涉及煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法。


背景技术：

2.在煤矿井下巡检机器人逐渐普及的现在，在煤矿井下对巡检机器人充电一直是一个重要的问题。为了解决煤矿井下机器人充电的问题，行业内的企业、从业人员设计出了多种充电方案，其中就有使机器人自动行走至防爆箱内进行充电的方案，此方案是当巡检机器人需要充电的时候，巡检机器人将自动的行走到一个具有自动快开门结构的隔爆充电箱内进行充电，当机器人行走至充电箱内部的时候，充电箱的门将自动关闭，形成一个封闭的具有隔爆性能的充电空间，将这个装置称为隔爆充电箱。隔爆充电箱的快开门需要满足隔爆结合面的相关设计标准，在快开门频繁开启关闭的时候隔爆结合面会存在磨损的风险，当磨损达到一定的程度之时隔爆箱就会有“失爆”的隐患。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法，用以解决当前防爆箱存在磨损失爆且不易检测等问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：公开了煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法，包括隔爆门体和隔爆箱体，且二者配合的结合面为隔爆结合面，隔爆门体紧贴隔爆箱体安装形成充电箱内部密闭的空腔，隔爆箱体的隔爆结合面上打有至少三个探测孔，三个探测孔在隔爆结合面上成三角形分布，三个探测孔分布于隔爆结合面的任意三边上；探测孔内设有绝缘壳，绝缘壳内的下部设有弹簧针，弹簧针远离隔爆结合面的一端安装引出线，引出线与外部的控制系统电气连接，弹簧针靠近隔爆箱体的一端设有磨损控制区，磨损控制区外侧紧贴隔爆箱体；磨损控制区磨损后，弹簧针弹出与所述箱体上的隔爆结合面短路接通，通过检测此电路中的接通信号或断开信号判定隔爆结合面是否磨损。
5.进一步的，磨损控制区填充的材料硬度在hrc20-30之间，且不导电，磨损控制区需要与隔爆结合面一起磨损，所以磨损控制区的材质不能过硬，否则磨损控制区的磨损程度小于隔爆结合面而无法实现出现失爆问题时传输报警信号，磨损控制区的材质也不能过软，否则当磨损控制区磨损没导致弹簧针弹出报警时，实际上隔爆结合面并没有磨损到失爆程度。
6.进一步的，磨损控制区厚度在0.08-0.2毫米之间，隔爆间隙的要求一般小于0.2毫米，由于本结构为煤矿井下的隔爆方法，将磨损程度控制在0.08-0.2毫米之间，能够保证磨损在安全范围内，不会因失爆造成安全事故，有效的预防了爆炸问题，提高安全性，同时在具体的使用中可以根据不同的防爆要求控制磨损控制区的厚度，对其进行加厚或减薄。
7.进一步的，隔爆结合面的表面粗糙度ra=6.3，隔爆结合面是隔爆外壳不同部件相
对应的表面配合在一起或外壳连接处且火焰或燃烧生成物可能会由此从外壳内部传到外壳外部的部位，一般情况经过机械加工的隔爆结合面都能够达到这个标准的要求，保证对磨损情况的控制。
8.进一步的，三个探测孔构成三角形的三个顶点确定一个平面，三个探测孔位于隔爆结合面任意三边的任意表面与另一隔爆结合面接触位置上，只要三个探测孔形成一个平面，就能够实现对磨损程度的控制，任意一个探测孔不在平面上时，证明隔爆结构出现磨损过度的问题，充电箱结构上存在失爆的风险。
9.进一步的，弹簧针为压缩弹簧针，弹簧针紧贴磨损控制区且被磨损控制区压紧，能够保证当磨损控制区损耗完后弹簧针能够及时弹出接触到隔爆门体上隔爆结合面的表面，从而发出隔爆结合面磨损可能导致失爆的报警信号。
10.进一步的，弹簧针弹出后，通过所述引出线电气连接检测端，检测端电气连接控制系统，控制上设有感知隔爆结合面磨损的报警器，实现了隔爆结合面出现磨损时能够及时发出预警提醒工作人员更换隔爆结合面，降低了人工成本，无需定期对隔爆结合面的磨损程度进行检测、测量，只需在磨损达到一定程度时系统自动发送信号后再进行更换或者维修即可。
11.本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本发明能够有效的检测出隔爆结合面的磨损情况，通过设定磨损控制区的厚度不同来检测不同程度的磨损，即检测的磨损程度可控制，同时本发明不引入更为复杂的程序，仅需在现有产品的技术系统中增加微小的成本。
12.2、本发明在不引入复杂仪器、仪表的情况下检测的厚度可控，系统利用了成熟的技术，且原理稳定可靠，本发明不但能够应用在巡检机器人用充电箱的快开门的隔爆结合面的检测当中，而且能够使用在煤矿井下任何隔爆结合面的检测当中，在现有的隔爆结合面上仅仅需要稍作改动就能增加隔爆结合面的检测功能。
附图说明
13.图1为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法的剖视结构示意图；图2为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法的隔爆门体的正视图；图3为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法的隔爆门体的结构示意图；图4为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法的隔爆箱体的结构示意图；图5为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法的检测端的结构示意图；图6为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法在充电箱上使用的结构示意图；图7为本发明煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法在充电箱上使用的结构示意图。
14.附图标记：
1、隔爆门体；2、隔爆箱体；3、隔爆结合面；4、探测孔；5、引出线；6、绝缘壳；7、弹簧针；8、磨损控制区；9、检测端。
具体实施方式
15.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
16.在本发明中，为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序和技术含义。本技术所说的“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接或间接连接。需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，只是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
17.当前关于磨损检测的技术方案有以下几种：1、使用超声波进行检测，其原理是利用超声波在不同物质的界面会发生反射，利用在物体两个界面的反射时差来计算物体的厚度。当发生磨损的时候，物体的厚度发生变化，反射的时差将变小，依次来检测物体的磨损程度。此方案对于较大的尺寸差可以很方便的进行检测，但是对于微小距离例如0.1mm级的尺寸变化则检测较为困难。2、变速箱齿轮常用的磨损检测方法，是定时、定期对于变速箱中的润滑油进行抽出检测油中的金属粉末含量，当金属粉末含量达到一定量的时候，则认为磨损严重到一定的程度。会对减速箱的齿轮进行维修。但是此种方法适用于具有密闭容器中的物体磨损检测。对于隔爆面的磨损检测并不适合。而且此种方法做不到实时检测，不能在即将达到失爆的情况下及时预警。3、定时人工使用工具、仪器进行隔爆面的测量，此种方法虽然能够检测到隔爆面的磨损情况，但是井下有着成千上万的设备需要进行隔爆面的检测。在带来巨大的人工成本的同时，对于检测人员提出更高的专业技术水品的要求。本专利使用跨行业的知识与理论完美的解决了以上种种方案的缺点与不足，并且不会给产品的使用带来额外的成本增加。
18.如图1-4所示，公开了煤矿井下隔爆充电箱隔爆结合面磨损检测方法，包括隔爆门体1和隔爆箱体2，且二者配合的结合面为隔爆结合面3，隔爆门体1紧贴隔爆箱体2安装形成充电箱内部密闭的空腔，隔爆箱体2的隔爆结合面3上打有至少三个探测孔4，三个探测孔4在隔爆结合面3上成三角形分布，三个探测孔4分布于隔爆结合面3的任意三边上；探测孔4内设有绝缘壳6，绝缘壳6内的下部设有弹簧针7，弹簧针7远离隔爆结合面3的一端安装引出线5，引出线5与外部的控制系统电气连接，弹簧针7靠近隔爆箱体2的一端设有磨损控制区8，磨损控制区8外侧紧贴隔爆箱体2；磨损控制区8磨损后，弹簧针7弹出与所述箱体上的隔爆结合面3短路接通，通过检测此电路中的接通信号或断开信号判定隔爆结合面3是否磨损。
19.如图5-7所示，磨损控制区8填充的材料硬度在hrc20-30之间，且不导电，磨损控制区8需要与隔爆结合面3一起磨损，所以磨损控制区8的材质不能过硬，否则磨损控制区8的磨损程度小于隔爆结合面3而无法实现出现失爆问题时传输报警信号，磨损控制区8的材质也不能过软，否则当磨损控制区8磨损没导致弹簧针7弹出报警时，实际上隔爆结合面3并没有磨损到失爆程度。
20.优选地，磨损控制区8厚度在0.08-0.2毫米之间，隔爆间隙的要求一般小于0.2毫米，由于本结构为煤矿井下的隔爆方法，将磨损程度控制在0.08-0.2毫米之间，能够保证磨损在安全范围内，不会因失爆造成安全事故，有效的预防了爆炸问题，提高安全性，同时在具体的使用中可以根据不同的防爆要求控制磨损控制区8的厚度，对其进行加厚或减薄。
21.优选地，隔爆结合面3的表面粗糙度ra=6.3，隔爆结合面3是隔爆外壳不同部件相对应的表面配合在一起或外壳连接处且火焰或燃烧生成物可能会由此从外壳内部传到外壳外部的部位，一般情况经过机械加工的隔爆结合面3都能够达到这个标准的要求，保证对磨损情况的控制。
22.优选地，三个探测孔4构成三角形的三个顶点确定一个平面，三个探测孔4位于隔爆结合面3任意三边的任意表面与另一隔爆结合面3接触位置上，只要三个探测孔4形成一个平面，就能够实现对磨损程度的控制，任意一个探测孔4不在平面上时，证明隔爆结构出现磨损过度的问题，充电箱结构上存在失爆的风险。
23.优选地，弹簧针7为压缩弹簧针7，弹簧针7紧贴磨损控制区8且被磨损控制区8压紧，能够保证当磨损控制区8损耗完后弹簧针7能够及时弹出接触到隔爆门体1上隔爆结合面3的表面，从而发出隔爆结合面3磨损可能导致失爆的报警信号。弹簧针7弹出后，通过引出线5电气连接检测端9，所述检测端9电气连接控制系统，控制上设有感知隔爆结合面3磨损的报警器，实现了隔爆结合面3出现磨损时能够及时发出预警提醒工作人员更换隔爆结合面3，降低了人工成本，无需定期对隔爆结合面3的磨损程度进行检测、测量，只需在磨损达到一定程度时系统自动发送信号后再进行更换或者维修即可。
24.当隔爆结合面3受到磨损，磨损控制区8由于磨损而消失时，磨损控制区8对于弹簧针7的支撑力不足，此时探测孔4里面的弹簧针7就会弹出，所述弹簧针7与隔爆结合面3短路连接，所述引出线5电气连接检测端9，当控制中心检测到这个信号的时候即可知道由于磨损而导致隔爆结合面3有失爆可能，将此接通信号进行检测作为隔爆结合面3失爆的报警信号，由于三个点确定一个平面，当任意探测点发出失爆报警信号时则代表整个隔爆结合面3失爆，因为隔爆门体1和隔爆箱体2两部分材质相同，故磨损有可能在相对应的两个隔爆结合面3同时发生，也可以用同样的方法在隔爆箱体2的隔爆结合面3上设计探测孔4，则可以检测隔爆箱体2和隔爆门体1两面的磨损，文中提到的电气连接代表电信号的传输，即电连接。
25.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。