一種煤礦用防爆無軌膠輪車的制作方法

本實用新型涉及煤礦領域，尤其涉及一種煤礦用防爆無軌膠輪車。

背景技術：

在煤炭開采過程中，需使用大量的輔助運輸車輛，傳統的輔助運輸手段為軌道運輸，在礦井大巷中利用架線電機車牽引礦車，在采區及工作面巷道中使用絞車或蓄電池機車牽引。傳統的輔助運輸手段中間環節多、效率低下，不適應高產高效礦井的需要。

近些年來，隨著煤礦開采現代化水平的提高，越來越多的煤礦輔助運輸采用柴油內燃機為動力的無軌膠輪車。由于煤礦井下使用的設備為防爆設備，需取得煤安認證，這就需要由輔助運輸車輛生產廠家對車輛進行防爆設計。煤礦井下輔助運輸車輛防爆的核心內容是發動機防爆，發動機防爆的主要內容是對發動機進排氣口進行防爆設計，即進氣口防口火設計和排氣口防高溫尾氣設計。

但是現有技術中的防爆發動機效率低，而且由于發動機系統復雜，在對發動機進行防爆改造后，整個防爆系統也相應更加復雜，維護成本很高且易發生失爆問題。

技術實現要素：

基于以上問題，本實用新型提出一種煤礦用防爆無軌膠輪車，解決了現有技術中防爆發動機效率低的問題，而且由于不需要對發動機進行防爆改造，使對發動機及煤礦用防爆無軌膠輪車的維護成本降低；當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，采用蓄電池給電動機供電解決了現有技術中防爆系統容易發生失爆的問題。

本實用新型提出一種煤礦用防爆無軌膠輪車，包括：

發動機、排氣管、進氣管、發電機、蓄電池、電動機、變速箱和車輪；

所述發動機的第一端與所述排氣管連接，所述發動機的第二端與所述進氣管連接，所述發動機的第三端與所述發電機的第一端連接，所述發電機的第二端與所述電動機的第一端電連接，所述電動機的第二端與所述蓄電池電連接，所述電動機的第三端與所述變速箱的第一端連接，所述變速箱的第二端與車輪連接；

所述發動機為具有防爆功能或不具有防爆功能的發動機，所述電動機和蓄電池為具有防爆功能的電動機和蓄電池。

此外，所述煤礦用防爆無軌膠輪車還包括變頻器,所述發電機的第二端與所述變頻器的第一端電連接，所述變頻器的第二端與所述蓄電池電連接，所述變頻器的第三端與所述電動機的第二端電連接。

此外，所述發電機為具有防爆功能或不具有防爆功能的發電機。

此外，所述煤礦用防爆無軌膠輪車還包括至少一個模式選擇按鈕，所述模式選擇按鈕安裝在所述煤礦用防爆無軌膠輪車的車體上或設置在所述煤礦用防爆無軌膠輪車的車輛控制臺內。

此外，所述模式選擇按鈕包括：防爆模式按鈕、效率優先模式按鈕和/或充電優先模式按鈕。

此外，所述煤礦用防爆無軌膠輪車還包括模式選擇旋鈕，所述模式選擇旋鈕安裝在所述煤礦用防爆無軌膠輪車的車體上或設置在所述煤礦用防爆無軌膠輪車的車輛控制臺內，所述模式選擇旋鈕包括至少一個模式檔位。

此外，所述模式檔位包括防爆模式檔位、效率優先模式檔位和/或充電優先模式檔位。

此外，所述煤礦用防爆無軌膠輪車還包括用于當所述蓄電池虧電時報警的蓄電池虧電報警裝置。

此外，所述煤礦用防爆無軌膠輪車還包括用于照明的照明系統。

通過采用上述技術方案，具有如下有益效果：

當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，采用蓄電池給電動機供電，當煤礦用防爆無軌膠輪車在非防爆場所中使用時，采用發電機向蓄電池充電以及采用發電機和/或蓄電池向電動機供電的方式，解決了現有技術中防爆發動機效率低的問題，而且由于不需要對發動機進行防爆改造，使對發動機及煤礦用防爆無軌膠輪車的維護成本降低；當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，采用蓄電池給電動機供電解決了現有技術中防爆系統容易發生失爆的問題。

附圖說明

圖1是現有技術中一種煤礦用防爆無軌膠輪車的示意圖；

圖2是本實用新型一個實施例提供的煤礦用防爆無軌膠輪車的示意圖。

具體實施方式

以下結合具體實施方案和附圖對本實用新型進行進一步的詳細描述。其只意在詳細闡述本實用新型的具體實施方案，并不對本實用新型產生任何限制，本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。

圖1所示為現有技術中煤礦用防爆無軌膠輪車的示意圖，現有技術中的煤礦用防爆無軌膠輪車包括發動機11、發動機進氣管12、阻火器13、水夾層排氣管14、阻火器15、排氣管16、變速箱17和車輪18。

煤礦井下防爆柴油車的發動機11防爆的一般做法是在進氣管12和排氣管16加裝阻火器13，以防止氣體中火焰穿過，還需外加循環水冷系統，水冷系統設置在排氣側的發動機11與阻火器13之間，以防止排氣溫度超過70℃。發動機11還有許多防爆要求，如防止外殼溫度超過150℃，電氣系統防爆等。

阻火器一般分欄柵型阻火器和珠型阻火器：

欄柵型阻火器必須使用耐高溫﹑防腐蝕﹑耐磨損材料制造。欄柵板的厚度不小于1mm，平面度不大于0.15mm，氣流方向的寬度不小于50mm，相鄰兩欄柵板之間的間隙不大于0.5mm。

珠型阻火器的框架及擋板﹑球型體，應使用耐高溫﹑耐腐蝕材料制造。裝配完整后的珠型阻火器，內部球形體不得有松動。采用直徑為5mm的球形體時，氣流方向的填充厚度不小于60mm，采用直徑為6mm的球形體時，氣流方向的填充厚度不小于90mm。

發動機11任一部分位表面溫度不得超過150℃，廢氣出口溫度不得超過70℃。目前多采用強化水冷卻循環，可使除排氣管外的其它零部件溫度低于150℃。排氣系統溫度一般為600℃左右，因此必須對排氣管16進行強制冷卻才能達到以上要求，一般采用水夾層排氣管14來實現。

為防止阻火器13持續受熱升溫，水冷系統一般還對阻火器13進行淋水降溫，并增加了阻火器13的阻火性能。

現有技術中煤礦用防爆無軌膠輪車的缺點有：

1)發動機效率低。因為在發動機進、排氣口的阻火器13增大了進排氣阻力，這就相當于在進、排氣口加裝了口罩，還有少量水分進入發動機11，對發動機11的性能影響很大，柴油也不容易充分燃燒。

2)由于煤礦井巷道狹窄，視線條件很差，車輛行駛容易發生安全事故，所以規定車輛行駛速度上限速度，絕大部分礦井井下車輛的上限行駛速度為35km/h左右，車輛長期處于低速行駛狀態，發動機11的效率低下。

3)對井下空氣污染嚴重。從已有的神華神東煤炭集團井下正在使用的防爆車情況來看，裝載量為4噸的礦用防爆柴油車油耗在85～100升/百公里之間，油耗相當驚人，已對企業的生產經營成本產生顯著影響，而且柴油車在行駛時，由于燃燒不充分，對井下污染很大。

4)車輛維護成本高。從維護成本上看，由于發動機系統復雜，在進行防爆改造后，防爆系統也相應復雜，維護成本很高且易發生失爆問題。

參照圖2，本實用新型提出一種煤礦用防爆無軌膠輪車，包括：

發動機1、排氣管2、進氣管3、發電機4、蓄電池5、電動機7、變速箱8和車輪9；

發動機1的第一端1A與排氣管2連接，發動機1的第二端1B與進氣管3連接，發動機1的第三端1C與發電機4的第一端4A連接，發電機4的第二端4B與電動機7的第一端7A電連接，電動機7的第二端7B與蓄電池5電連接，電動機7的第三端7C與變速箱8的第一端8A連接，變速箱8的第二端8B與車輪9連接；

發動機1為具有防爆功能或不具有防爆功能的發動機1，電動機7和蓄電池5為具有防爆功能的電動機7和蓄電池5。

煤礦用防爆無軌膠輪車需要在防爆場所和非防爆場所中不停轉換使用，所以發動機1可以選用不具有防爆功能的發動機1，能夠克服現有技術中防爆發動機效率低下的缺點。而由于電動機7和蓄電池5是否具有防爆功能對效率的影響幾乎沒有，所以電動機7和蓄電池5選用具有防爆功能的電動機7和蓄電池5。

當煤礦用防爆無軌膠輪車在非防爆場所中使用時，發動機1向發電機4輸出動力，發電機4向蓄電池5充電，由發電機4單獨向電動機7提供動力，或者由發電機4和蓄電池5一起給電動機7供電，或者由蓄電池5單獨給電動機7供電，電動機7通過變速箱控制車輪9。

當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，發動機1和發電機4此時停止工作，由蓄電池5給電動機7供電，電動機7通過變速箱控制車輪9。

本發明實施例中，當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，采用蓄電池5給電動機7供電，當煤礦用防爆無軌膠輪車在非防爆場所中使用時，采用發電機4向蓄電池5充電以及采用發電機4和/或蓄電池5向電動機7供電的方式，解決了現有技術中防爆發動機效率低的問題，而且由于不需要對發動機進行防爆改造，使對發動機及煤礦用防爆無軌膠輪車的維護成本降低；當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所中使用時，采用蓄電池5給電動機7供電解決了現有技術中防爆系統容易發生失爆的問題。

在其中的一個實施例中，煤礦用防爆無軌膠輪車還包括變頻器6,發電機4的第二端4B與變頻器6的第一端6A電連接，變頻器6的第二端6B與蓄電池5電連接，變頻器6的第三端6C與電動機7的第二端7B電連接。

通過變頻器6能夠使煤礦用防爆無軌膠輪車的加速平滑，而且損耗小、效率高。

在其中的一個實施例中，發電機4為具有防爆功能或不具有防爆功能的發電機4。

發電機4在采取可靠的放電及與蓄電池5進行隔離等防爆措施后，可采用具有非防爆功能的發電機4，但發電機4需達到礦用要求。

在其中的一個實施例中，煤礦用防爆無軌膠輪車還包括至少一個模式選擇按鈕，模式選擇按鈕安裝在煤礦用防爆無軌膠輪車的車體上或設置在煤礦用防爆無軌膠輪車的車輛控制臺內。

通過模式選擇按鈕去控制當前的煤礦用防爆無軌膠輪車的運行模式，使其在防爆場所中使用時和在非防爆場所中使用時，以不同的運行模式運行，從而使發動機1的效率提高，同時又達到了防爆要求。

模式選擇按鈕可以直接安裝在煤礦用防爆無軌膠輪車的車體上，使駕駛員或者車輛的外部人員都可以方便的轉換運行模式，或設置在煤礦用防爆無軌膠輪車的車輛控制臺內。

在其中的一個實施例中，模式選擇按鈕包括：防爆模式按鈕、效率優先模式按鈕和/或充電優先模式按鈕。

當煤礦用防爆無軌膠輪車被按動了防爆模式按鈕后，轉換為防爆模式，在防爆模式下，發動機1和發電機4此時都停止工作，由蓄電池5給電動機7供電。當煤礦用防爆無軌膠輪車在防爆場所使用時，轉為為防爆模式，如煤礦用防爆無軌膠輪車在采煤區及工作面巷道行駛時。

當煤礦用防爆無軌膠輪車被按動了效率優先模式按鈕時，此時若蓄電池5的電量低于預設百分比閾值，如60％時，發動機1自動啟動并以高效運轉方式帶動發電機4向蓄電池5充電，充滿后發動機1自動關閉。當煤礦用防爆無軌膠輪車在進入礦井進風大巷或在地面較長時間行駛時，應采用效率優先模式行駛。

當煤礦用防爆無軌膠輪車被按動了充電優先模式按鈕時，此時使發動機1始終滿負荷運轉，保證發電機4以最快速度向蓄電池5充電的同時，還直接向電動機7提供行駛動力。充電優先模式適用于當煤礦用防爆無軌膠輪車從地面等地點計劃駛向工作面時，此時需要將運行模式轉換為充電優先模式，這樣可以保證在車輛進入采區或工作面前，蓄電池5有盡可能多的電量，以滿足在轉換為防爆模式后，有足夠的電量維持煤礦用防爆無軌膠輪車在采區及工作面的使用。

可選地，可以設置防爆模式為默認模式，即當煤礦用防爆無軌膠輪車要啟動時，只有在防爆模式下，煤礦用防爆無軌膠輪車才能啟動，在充電優先模式下和在效率優先模式下，開啟煤礦用防爆無軌膠輪車的啟動按鈕或鑰匙時，煤礦用防爆無軌膠輪車將沒有反應；在煤礦用防爆無軌膠輪車啟動后，再根據車輛所處的位置和即將要去的區域選擇相應的運行模式。

通過防爆模式、充電優先模式和效率優先模式的多模式轉換設計，在滿足礦井各類場所安全要求、運距要求的同時，實現了煤礦用防爆無軌膠輪車對能源的高效利用。

在其中的一個實施例中，煤礦用防爆無軌膠輪車還包括模式選擇旋鈕10，模式選擇旋鈕10安裝在煤礦用防爆無軌膠輪車的車體上或設置在煤礦用防爆無軌膠輪車的車輛控制臺內。

模式選擇旋鈕10包括至少一個模式檔位。

也可以根據安裝空間，選擇安裝模式選擇旋鈕10，以節約安裝空間。

在其中的一個實施例中，模式檔位包括防爆模式檔位、效率優先模式檔位和/或充電優先模式檔位。

通過防爆模式、充電優先模式和效率優先模式的多模式轉換設計，在滿足礦井各類場所安全要求、運距要求的同時，實現了煤礦用防爆無軌膠輪車對能源的高效利用。

在其中的一個實施例中，煤礦用防爆無軌膠輪車還包括用于當蓄電池5虧電時報警的蓄電池虧電報警裝置。

為蓄電池5設置蓄電池虧電報警裝置，如當蓄電池5的電量低于額定容量的預設容量閾值時如30％時，應提示駕駛員盡快回到非防爆區域中啟動發動機1和發電機4為蓄電池5充電，也可到附近充電點充電或更換蓄電池5。

可選地，可以在礦井地面工業廣場車輛停放場所設置充電點，以盡可能地利用充電方法獲得能源，減少燃油消耗，降低燃料成本。可在采區或工作面內設置防爆充電點，當車輛較長時間在采區或工作面內轉運材料時，可到充電點更換蓄電池5或充電。

在其中的一個實施例中，煤礦用防爆無軌膠輪車還包括用于照明的照明系統。

照明系統需要采用具有防爆功能的照明系統。照明系統使煤礦用防爆無軌膠輪車能夠在霧天或者夜晚為煤礦用防爆無軌膠輪車照明。

以上所述的僅是本實用新型的原理和較佳的實施例。應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在本實用新型原理的基礎上，還可以做出若干其它變型，也應視為本實用新型的保護范圍。