專利名稱：一種煤礦用防爆式發電車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦用防爆式發電車，屬煤礦井下發電設備的 技術領域。
背景技術：
在大中型煤礦井下使用著大量的重型設備，例如掘進機、連續采 煤機、給料破碎機、錨桿鉆車、行走支架、梭車等，它們使用的電能大
都依靠井上的輸電電纜供給，使用電壓在660-1140V，由于采掘的延伸， 設備的移動，設備的下井、升井、吊裝，輸電電纜必須進行收放、拖拽， 勞動強度大，時間浪費多，隨著輸電電纜的距離延長，電纜芯線本身阻 值加大，線路壓降大，大功率負載輸電距離達1000米時，線路壓降損耗 率可達30%，極大的影響了設備的正常工作，煤礦井下供電網絡為樹形結 構，由主干向支脈延伸，主干發生故障時會造成所有供電回路癱瘓；由 于高壓輸電線纜經常處于井下浸泡、牽拉、磨損狀態，也容易造成漏電 而引發事故。
在煤礦井下也有的使用蓄電池裝置，例如小功率運煤車、電機車 等，但蓄電池容量有限，連續工作時間短，電池經常充電，電池的容量 大都偏小，由于蓄電池采用直流供電模式，其控制較復雜，充電中交一 直流轉換較麻煩，使用蓄電池對井下的空氣濕度、通風條件、瓦斯濃度 等要求較高，要經常維護，使蓄電池的使用受到很大限制。
如何在煤礦井下的惡劣環境中發電、輸電、用電、實現設備的快速 調動、升井、下井、吊裝已成了十分重要的研究課題。發明內容
發明目的
本實用新型的目的就是針對背景技術的不足，設計一種煤礦井下使 用的能適宜惡劣環境作業的防爆移動式發電車，采用大功率柴油發動機， 帶動交流同步無刷勵磁發電機，使用軟起動器進行控制，使發電機直接
發出交流660-1140V、 160kw-200kw電能，以滿足煤礦井下大中型設備使 用，解決煤礦井下安全用電的難題。
技術方案
本實用新型主要結構由拖車、車座、車罩、前輪、后輪、柴油發 動機、燃油箱、補水箱、空氣濾清器、氣體增壓器、廢氣處理箱、儲氣 罐、散熱器、發電機、聯軸器、軟起動器、液晶顯示屏、操縱盤、接線
盒、管路、電路板組成；在拖車l的下部設有前輪5、 6、后輪7、 8，拖 車l的下中部設有車軸架34，車軸架34前部聯接牽引架2，拖車l的上 部為車座3，車座3上部安裝發電設備并由車罩4蓋住；在車座3的中后 部設有柴油發動機9，柴油發動機9的前部通過聯軸器13聯接發電機10、 后部為散熱器14;發電機10的左前部為軟起動器11、左后部為儲氣罐 12，發電機10的右部為補水箱21;柴油發動機9的左前部為廢氣處理箱 22、左后部為左油箱19，柴油發動機9的右前部為空氣濾清器30、右后 部為右油箱20;空氣濾清器30前部聯接輸氣管23，輸氣管23聯接氣體 增壓器29，氣體增壓器29下部通過管路聯接空氣冷卻器26，空氣冷卻 器26聯通柴油發動機9的燃燒氣缸，燃燒后排出的廢氣經排氣管24聯 接廢氣處理箱22，廢氣處理箱22上設有排氣柵欄35并聯接排氣管25排 出廢氣；補水箱21通過補水管33聯接廢氣處理箱22;儲氣罐12通過管 路聯接柴油發動機9的氣馬達并做起動使用；左右油箱19、 20通過管路 與柴油發動機9聯接；柴油發動機9后部通過皮帶輪31帶動風扇32，并 與后部的散熱器14配合使用并散熱；發電機10上的主、副接線盒27、28聯接軟起動器11，軟起動器11變換電壓后與被帶動的設備聯接并完
成起動；拖車1的前后地腳15、 16、 17、 18工作或停止狀態時放下與地
面接觸并支撐。
所述的柴油發動機及周邊布置，柴油發動機9的左前部為儲氣罐12、 左中部為廢氣處理箱22、左后部為左油箱19、右前部為補水箱21、右中 部為空氣濾清器30、右后部為右油箱20、前中部為氣體增壓器29、后部 為風扇皮帶輪31、風扇32、散熱器14、空氣冷卻器26;空氣濾清器30 聯接輸氣管23，輸氣管23聯接氣體增壓器29，氣體增壓器29通過管路 聯接空氣冷卻器26，空氣冷卻器26通過管路聯接柴油發動機9的燃燒氣 缸，燃燒后的廢氣經排氣管24排入廢氣處理箱22，同時補水箱21經輸 水管33聯接廢氣處理箱22并輸入冷卻水，廢氣處理箱22內的廢氣冷卻 后經排氣柵欄35、排氣管25排出車外；柴油發動機9后部設有皮帶輪 31、風扇32，柴油發動機9的熱量由風扇32、散熱管36、 37、散熱器 14排出車外;儲氣罐12經管路聯接柴油發動機9上的氣馬達做起動使用； 左右油箱19、 20聯通柴油發動機9的燃燒氣缸。
所述的發電機IO，前部為電機罩38、后部為輸出軸39、外部為散熱 管40、上部為主接線盒27、副接線盒28、下部為電機座41，發電機IO 內部為定子、轉子、勵磁線圈、內風扇，發電機10右端部設有護蓋42、 散熱片43，主、副接線盒27、 28與軟起動器11內的高壓接線柱61、 62 聯接，輸出軸39通過聯軸器13與柴油發動機9的輸出軸聯接。
所述的軟起動器11，底部為起動器座44，起動器座44上部為主腔 體45，主腔體45上部為接線腔46，接線腔46上部為上蓋47;接線腔 46左部為線纜口54、右部為線纜口55、中部為接線柱79;主腔體45正 面上部為液晶顯示屏52、下部為操縱板53、左側部為開合門機構48、拉手49、右側部為隔離換向開關50、操縱桿51，周邊設有數個固定板56; 接線腔46內并排設有高壓接線柱61、 62、九星接線柱63;主腔體45內 設有隔離換向開關50、接線板59、雙回路可控硅60、接觸器57、驅動 板58、電路板64，并通過導線互相聯接。
所述的聯軸器13，由法蘭盤70、齒輪軸75組成；法蘭盤70為圓環 形，內部為內齒圈71、齒圈孔72，外部為螺孔73、端部為螺孔74;齒 輪軸75為圓柱體，左外端部為齒輪76，內部為軸孔77、鍵78;法蘭盤 70的內齒圈71與齒輪軸75的齒輪76嚙合聯接；法蘭盤70通過螺孔73 與柴油發動機固定，齒輪軸75的軸孔77、鍵78與發電機10的輸出軸 39聯接；內齒圈71與齒輪76的齒形規格相同。
所述的拖車l，上部為車體80，車體80為矩形，中間由橫梁83、 84、 支架87、 88、 89、 90交叉組合，在橫梁83、 84前部聯接前輪軸85、后 部聯接后輪軸86，前輪軸85兩側設有前輪5、 6、后輪軸86兩側設有后 輪7、 8;車體80前部為牽引架2，車體80四角下部設有可伸縮的地腳 15、 16、 17、 18;在車體80中下部設有車軸架34，在車體80、前輪軸 85、后輪軸86、車軸架34下部設有前輪防震簧81、后輪防震簧82。
所述的車座3，呈矩形，中間分左右設有橫梁9K 92，橫梁91、 92 下部設有四個托板93、 94、 95、 96，托板下部均設有彈性墊98，橫梁91、 92之間設有四個筋板66、 67、 68、 69，車座3后部設有支板101、左右 散熱器座99、 100。
所述的發電車電路板64，由中心控制電路IC1、軟起動顯示模塊電 路IC2、驅動控制電路IC3、旁路控制電路IC4、電源電路IC5、換向隔 離開關電路IC6、可控硅電路IC7、電流傳感器電路IC8、發電機電路IC9、負載輸出電路IC10組成整體控制電路，各分電路之間由導線聯接。
有益效果
本實用新型與背景技術相比具有明顯的先進性，它是針對煤礦井下 采掘、支護、運輸設備用電的實際情況，設計的一種可移動的大功率防 爆發電車，采用大功率柴油發動機做動力、并進行周邊布置，配置油箱、 補水箱、廢氣處理箱、儲氣罐、氣馬達、空氣冷卻器、空氣濾清器、氣 體加壓器、散熱器、風扇，柴油發動機轉動后通過聯軸器帶動隔爆式無 刷勵磁同步交流發電機進行發電，柴油發動機、發電機轉數均為
1500r/min，輸出電壓660-1140V，功率為160-200kw，發電機發電后由 軟起動器變換減小電壓，然后輸入井下設備，軟起動器由可控硅進行調 壓，調壓范圍可為額定發電電壓的30-85°/。，調壓減壓后帶動井下設備起 動，以減小起動沖擊力矩，增加起動能力，起動后恢復正常電壓，增加 了設備起動運行的安全性，本發電車設計合理，結構緊湊，發電能力強、 電壓高、功率大，并進行了防爆設計，可供煤礦井下多種大、中型設備 用電，安全、穩定、可靠，可在煤礦井下的惡劣環境中使用，是十分理 想的煤礦用防爆式發電車。
圖1為整體結構主視圖
圖2為整體結構俯視圖
圖3為整體結構側視圖
圖4為柴油發動機及周邊布置主視圖
圖5為柴油發動機及周邊布置俯視圖
圖6為發電機主視圖
圖7為發電機右側視圖
圖8為軟起動器主視圖圖9為圖8的B-B剖面圖 圖IO為聯軸器法蘭盤結構圖 圖11為聯軸器齒輪軸結構圖
圖12為拖車主視圖
圖13為拖車俯視圖
圖14為機座結構圖
圖15為發電車電路板電路圖
圖中所示，附圖標記清單如下
1、拖車，2、牽引架，3、車座，4、車罩，5、前輪，6、前輪，7、 后輪，8、后輪，9、柴油發動機，10、發電機，11、軟起動器，12、儲 氣罐，13、聯軸器，14、散熱器，15、地腳，16、地腳，17、地腳，18、 地腳，19、左油箱，20、右油箱，21、補水箱，22、廢氣處理箱，23、 輸氣管，24、排氣管，25、排氣管，26、空氣冷卻器，27、主接線盒， 28、副接線盒，29、氣體增壓器，30、空氣濾清器，31、風扇皮帶輪， 32、風扇，33、水管，34、車軸架，35、排氣柵欄，36、散熱管，37、 散熱管，38、電機罩，39、輸出軸，40、散熱管，41、電機座，42、護 蓋，43、散熱片，44、起動器座，45、主腔體，46、接線腔，47、上蓋， 48、開合門機構，49、拉手，50、隔離換向開關，51、操縱桿，52、液 晶顯示屏，53，操縱板，54、線纜口， 55、線纜口， 56、固定板，57、 接觸器，58、驅動板，59、接線板，60、雙回路可控硅，61、高壓接線 柱，62、高壓接線柱，63、九星接線柱，64、電路板，66、筋板，67、 筋板，68、筋板，69、筋板，70、法蘭盤，71、內齒圈，72、齒圈孔， 73、螺孔，74、螺孔，75、齒輪軸，76、齒輪，77、軸孔，78、鍵，79、 接線柱，80、車體，81、防震簧，82、防震簧，83、橫梁，84、橫梁， 85、前輪軸，86、后輪軸，87、支架，88、支架，89、支架，90、支架， 91、橫梁，92、橫梁，93、托板，94、托板，95、托板，96、托板，98、 彈性墊，99、散熱器座，100、散熱器座，101、支板。IC1、中心控制電路，IC2、軟起動顯示模塊電路，IC3、驅動控制電
路，IC4、旁路控制電路，IC5、電源電路，IC6、換向隔離開關電路，IC7、 可控硅電路，IC8、電流傳感器電路，IC9、發電機電路，ICIO、負載輸
出電路。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明
圖1、 2、 3所示，為整體結構圖，柴油發動機9為大功率160kw、 轉數為1500r/min，合理配置的周邊布置保證了發動機的正常運轉，左右 油箱19、 20供柴油發動機燃燒和潤滑使用，儲氣罐及氣馬達進行壓縮空 氣起動，補水箱21可供廢氣處理箱22做冷卻使用，空氣濾清器30可使 進入空氣冷卻器26的空氣保持潔凈，氣體增壓器29可保證有足夠的氣 量供給，廢氣處理箱22可把柴油發動機9排出的廢氣進行冷卻并由排氣 管25排出，風扇32、散熱器14配合使用，可把發動機的熱量排出。
柴油發動機9通過聯軸器13與發電機10等轉數聯接，轉數均為 1500r/min，發電機額定電壓可為660-1140V，功率可達160-200kw，發電 機為三相交流無刷勵磁同步發電機。
軟起動器11為本發電車的整體控制器，可用可控硅進行降壓 30-85%,然后輸入被起動設備，起動后再恢復正常電壓，減小了起動力 矩，使起動更加安全、可靠、穩定。
拖車l、牽引架2、車座3、前、后輪5、 6、 7、 8、地腳15、 16、 17、 18對稱設置，可保證發電車的移動、穩定。
圖4、 5所示，為柴油發動機及周邊布置圖，柴油發動機9是發電車 的主體之一，合理的周邊布置及完善的配套設施可保證柴油發動機正常 運轉，各聯接關系要正確、合理，按序操作，注意調試檢査維護。
圖6、 7所示，為發電機結構圖，發電機9為三相交流無刷勵磁同步 發電機，電壓高、功率大，為660-1140V、 160-200kw，主腔體、接線腔45、 46聯接關系要正確，發電機10主要由定子、轉子、勵磁線圈、機座、 內風扇、端蓋、散熱器組成，要注意維護，保證運行正常。
圖8、 9所示，為軟起動器結構圖，軟起動器11是發電車的整體控 制器，前面板設有液晶顯示屏52、操縱板53、左部為快速開合門機構48、 拉手49、右部為隔離換向開關50、操縱桿51，上部為接線腔46、并設 置高壓接線柱61、 62、九星接線柱63、下部為主腔體45、其內配置雙回 路可控硅60、接線板59、隔離換向開關50、驅動板58、接觸器57、電 路板64，可變換并降低輸出電壓，可輸出額定電壓660-1140V的30-85%， 供被帶動設備起動使用，可減小起動沖擊力矩，增加安全性。
圖10、 11所示，為聯軸器13的法蘭盤70、齒輪軸75結構圖，法蘭 盤70為內齒，齒輪軸75為外齒，內齒圈71與齒輪76嚙合聯接，齒形 規格相同，傳動力量大、穩定可靠。
圖12、 13所示，為拖車結構圖，車體80與車軸架34、牽引架2、 前后輪5、 6、 7、 8、地腳15、 16、 17、 18合理配置，承載力強，前后輪 均為實心輪胎，耐磨耐用，各部要強度好，要用合金結構鋼制作。
圖14所示，為車座結構圖，車座3呈矩形，是發電車零部件的承接 部位，要強度好，要用合金結構鋼制作，彈性墊98可起防震作用。
圖15所示，為發電車控制電路圖，由10個分電路且成整體電路， 中心控制電路IC1、驅動控制電路IC3均采用微計算機處理器程序控制， 各分電路要協調一致，各聯接關系要正確，協調配置。
權利要求1、一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于主要結構由拖車、車座、車罩、前輪、后輪、柴油發動機、燃油箱、補水箱、空氣濾清器、氣體增壓器、廢氣處理箱、儲氣罐、散熱器、發電機、聯軸器、軟起動器、液晶顯示屏、操縱盤、接線盒、管路、電路板組成；在拖車(1)的下部設有前輪(5、6)、后輪(7、8)，拖車(1)的下中部設有車軸架(34)，車軸架(34)前部聯接牽引架(2)，拖車(1)的上部為車座(3)，車座(3)上部安裝發電設備并由車罩(4)蓋住；在車座(3)的中后部設有柴油發動機(9)，柴油發動機(9)的前部通過聯軸器(13)聯接發電機(10)、后部為散熱器(14)；發電機(10)的左前部為軟起動器(11)、左后部為儲氣罐(12)，發電機(10)的右部為補水箱(21)；柴油發動機(9)的左前部為廢氣處理箱(22)、左后部為左油箱(19)，柴油發動機(9)的右前部為空氣濾清器(30)、右后部為右油箱(20)；空氣濾清器(30)前部聯接輸氣管(23)，輸氣管(23)聯接氣體增壓器(29)，氣體增壓器(29)下部通過管路聯接空氣冷卻器(26)，空氣冷卻器(26)聯通柴油發動機(9)的燃燒氣缸，燃燒后排出的廢氣經排氣管(24)聯接廢氣處理箱(22)，廢氣處理箱(22)上設有排氣柵欄(35)并聯接排氣管(25)排出廢氣；補水箱(21)通過補水管(33)聯接廢氣處理箱(22)；儲氣罐(12)通過管路聯接柴油發動機(9)的氣馬達并做起動使用；左右油箱(19、20)通過管路與柴油發動機(9)聯接；柴油發動機(9)后部通過皮帶輪(31)帶動風扇(32)，并與后部的散熱器(14)配合使用并散熱；發電機(10)上的主、副接線盒(27、28)聯接軟起動器(11)，軟起動器(11)變換電壓后與被帶動的設備聯接并完成起動；拖車(1)的前后地腳(15、16、17、18)工作或停止狀態時放下與地面接觸并支撐。
2、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的柴油發動機及周邊布置，柴油發動機(9)的左前部為儲氣罐(12)、左中部為廢氣處理箱(22)、左后部為左油箱(19)、右前部為補水箱(21)、右中部為空氣濾清器(30)、右后部為右油箱(20)、 前中部為氣體增壓器(29)、后部為風扇皮帶輪(31)、風扇(32)、散熱 器(14)、空氣冷卻器(26);空氣濾清器(30)聯接輸氣管(23)，輸氣 管(23)聯接氣體增壓器(29)，氣體增壓器(29)通過管路聯接空氣冷 卻器(26)，空氣冷卻器(26)通過管路聯接柴油發動機(9)的燃燒氣 缸，燃燒后的廢氣經排氣管(24)排入廢氣處理箱(22)，同時補水箱(21) 經輸水管(33)聯接廢氣處理箱(22)并輸入冷卻水，廢氣處理箱(22) 內的廢氣冷卻后經排氣柵欄(35)、排氣管(25)排出車外；柴油發動機 (9)后部設有皮帶輪(31)、風扇(32)，柴油發動機(9)的熱量由風 扇(32)、散熱管(36、 37)、散熱器(14)排出車外；儲氣罐(12)經 管路聯接柴油發動機(9)上的氣馬達做起動使用；左右油箱(19、 20) 聯通柴油發動機(9)的燃燒氣缸。
3、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的發電機(10)，前部為電機罩(38)、后部為輸出軸(39)、外部為散熱管(40)、上部為主接線盒(27)、副接線盒(28)、 下部為電機座(41)，發電機(10)內部為定子、轉子、勵磁線圈、內風 扇，發電機(10)右端部設有護蓋(42)、散熱片(43)，主、副接線盒 (27、 28)與軟起動器(11)內的高壓接線柱(61、 62)聯接，輸出軸 (39)通過聯軸器(13)與柴油發動機(9)的輸出軸聯接。
4、 根據權利要求1所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的軟起動器(11)，底部為起動器座(44)，起動器座(44)上部為主腔體(45)，主腔體(45)上部為接線腔(46)，接線腔 (46)上部為上蓋(47);接線腔(46)左部為線纜口 (54)、右部為線纜口 (55)、中部為接線柱(79);主腔體(45)正面上部為液晶顯示屏 (52)、下部為操縱板(53)、左側部為開合門機構(48)、拉手(49)、右側部為隔離換向開關(50)、操縱桿(51)，周邊設有數個固定板(56);接線腔(46)內并排設有高壓接線柱(61、 62)、九星接線柱(63);主腔體(45)內設有隔離換向開關(50)、接線板(59)、雙回路可控硅(60)、接觸器(57)、驅動板(58)、電路板(64)，并通過導線互相聯接。
5、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的聯軸器(13)，由法蘭盤(70)、齒輪軸(75)組成; 法蘭盤(70)為圓環形，內部為內齒圈(71)、齒圈孔(72)，外部為螺 孔(73)、端部為螺孔(74);齒輪軸(75)為圓柱體，左外端部為齒輪(76)，內部為軸孔(77)、鍵(78);法蘭盤(70)的內齒圈(71)與齒 輪軸(75)的齒輪(76)嚙合聯接；法蘭盤(70)通過螺孔(73)與柴 油發動機固定，齒輪軸(75)的軸孔(77)、鍵(78)與發電機(10)的 輸出軸(39)聯接；內齒圈(71)與齒輪(76)的齒形規格相同。
6、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的拖車(1)，上部為車體(80),車體(80)為矩形， 中間由橫梁(83、 84)、支架(87、 88、 89、 90)交叉組合，在橫梁(83、 84)前部聯接前輪軸(85)、后部聯接后輪軸(86)，前輪軸(85)兩側 設有前輪(5、 6)、后輪軸(86)兩側設有后輪(7、 8);車體(80)前 部為牽引架(2)，車體(80)四角下部設有可伸縮的地腳(15、 16、 17、 18);在車體(80)中下部設有車軸架(34)，在車體(80)、前輪軸(85)、 后輪軸(86)、車軸架(34)下部設有前輪防震簧(81)、后輪防震簧(82)。
7、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的車座(3)，呈矩形，中間分左右設有橫梁(91、 92)， 橫梁(91、 92)下部設有四個托板(93、 94、 95、 96)，托板下部均設有 彈性墊(98)，橫梁(91、 92)之間設有四個筋板(66、 67、 68、 69)， 車座(3)后部設有支板(101)、左右散熱器座(99、 100)。
8、 根據權利要求l所述的一種煤礦用防爆式發電車，其特征在于 主要結構由所述的發電車電路板(64)，由中心控制電路(IC1)、軟起 動顯示模塊電路(IC2)、驅動控制電路(IC3)、旁路控制電路(IC4)、 電源電路(IC5)、換向隔離開關電路(IC6)、可控硅電路(IC7)、電流 傳感器電路(IC8)、發電機電路(IC9)、負載輸出電路(IC10)組成整 體控制電路，各分電路之間由導線聯接。
專利摘要本實用新型涉及一種煤礦用防爆式發電車，主要結構由拖車、車座、前輪、后輪、柴油發動機、油箱、補水箱、空氣濾清器、空氣冷卻器、氣體增壓器、廢氣處理箱、儲氣罐、散熱器、風扇、發電機、聯軸器、軟起動器、液晶顯示屏、操縱板、管路、電路板、導線組成，采用大功率柴油發動機做動力，并進行周邊布置，帶動發電機發電，發電機轉數為1500r/min，發電電壓660-1140V、功率為160-200kw，發電后由軟起動器調壓降壓后向被帶動設備輸入并起動，調壓范圍可為額定電壓的30-85％，調壓減壓后可減小起動沖擊力矩，增加起動能力，起動后恢復正常電壓，本發電車設計合理，結構緊湊，發電能力強，電壓高，功率大，安全、穩定、可靠，可供煤礦井下多種大中型設備使用。
文檔編號F01N5/00GK201343083SQ20082024089
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者丁永成, 博 仇, 蘭春亮, 旭 周, 張小剛, 張福祥, 晏偉光, 柳玉龍, 濤 梁, 申進杰, 賈二虎, 趙明崗, 煌 雷, 韓曉強, 馬艷衛 申請人:煤炭科學研究總院太原研究院