一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置

一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置
【技术领域】
1.本技术涉及防煤堆自燃技术领域，尤其涉及一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置。


背景技术：

2.煤堆在运输和储存的过程中会与空气发生氧化反应从而放热，由于煤堆的导热能力较差，大部分热量都会累积在煤堆内部，使内部温度升高，从而发生储煤堆自燃；
3.现有技术的防煤堆自燃装置都会配备一个检测煤堆温度的传感器，传感器设于煤堆表面，当判断出煤堆有发生自燃的趋势时，防煤堆自燃装置开始工作，以对煤堆进行降温冷却，但是该传感器的测量结果会受环境干扰和测量物体表面特性的因素影响，容易发生误判，进而导致防煤堆自燃装置产生一定的资源浪费，给用户造成了不便之处，因此现在需要一种能准确判断煤堆自燃趋势的防煤堆自燃装置。


技术实现要素：

4.本实用新型公开了一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，以解决现有技术的防煤堆自燃装置会受环境干扰和测量物体表面特性的因素影响而发生误判，进而造成一定的资源浪费的问题。
5.为解决上述问题，本实用新型提出了如下方案：一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，包括：
6.重力热管，其插设在煤堆上；
7.冷却机构，与所述重力热管远离煤堆的一端连接，以用于液化因煤堆氧化而产生的挥发气体；
8.气体分析模块，其包括插设在煤堆上的吸气管，以及与所述吸气管连接的气体分析仪；
9.综合分析仪，其信号输入端与所述气体分析仪连接，且其信号输出端与所述冷却机构进行连接。
10.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述重力热管包括插设在煤堆上的蒸发段，和与所述冷却机构连接的冷凝段，所述蒸发段内侧设有导热工质，所述冷凝段与所述蒸发段相互连通，以液化冷却在所述蒸发段汽化后的所述导热工质。
11.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述冷却机构包括输水管和水箱，所述输水管一端与所述水箱的出水口连接，且其另一端依次与所述冷凝段和所述水箱的进水口连接，所述水箱的出水口与所述冷凝段之间设有水泵。
12.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述冷凝段上设有螺旋槽，所述输水管沿着所述螺旋槽的延伸方向绕设在所述冷凝段上。
13.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述输水管包括插设在煤堆上的分管道，所述分管道上设有开关，所述开关与所述综合分析仪电性连接。
14.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述水箱旁设有备用水箱，所述备用水箱连通设有高压水枪。
15.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述导热工质为乙醇，所述重力热管的材质为不与乙醇发生反应的合金管。
16.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述综合分析仪旁设有信号发送单元，所述信号发送单元的信号输入端与所述综合分析仪的信号输出端连接。
17.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述重力热管共设有多个，多个所述重力热管分布于煤堆的不同区域，所述吸气管共设有多个，且每个所述吸气管对应设置在所述重力热管的一侧。
18.如上所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，所述智能型防煤堆自燃装置还包括温度分析模块，其包括与所述重力热管连接的温度传感器，以及与所述温度传感器连接的温度分析仪；
19.本实用新型实施例通过设有气体分析模块测量气体成分和浓度，即通过吸气管传输能反映自燃趋势的气体至气体分析仪，并通过气体分析仪将整合好的气体数据发送至综合分析仪，在经过综合分析仪的处理后，发送信号至冷却机构，以使冷却机构开始对重力热管进行冷却，从而液化冷却在重力热管因煤堆氧化而产生的挥发气体，气体分析仪实时检测气体成分和浓度，并且可以精确地定量测量多种气体的浓度，进而能准确判断煤堆自燃趋势，防止防煤堆自燃装置产生一定的资源浪费，解决了现有技术的防煤堆自燃装置会受环境干扰和测量物体表面特性的因素影响而发生误判，进而造成一定的资源浪费的问题。
【附图说明】
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
21.图1是本实施例中一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置的结构示意图一；
22.图2是本实施例中一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置的结构示意图二。
【具体实施方式】
23.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.当本实用新型实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.如图1-2所示，一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，包括：
27.重力热管1，其插设在煤堆上；
28.冷却机构3，与所述重力热管1远离煤堆的一端连接，以用于液化因煤堆氧化而产生的挥发气体；
29.温度分析模块2，其包括与所述重力热管1连接的温度传感器21，以及与所述温度传感器21连接的温度分析仪22；
30.气体分析模块4，其包括插设在煤堆上的吸气管41，以及与所述吸气管41连接的气体分析仪42；
31.综合分析仪51，其信号输入端分别与所述温度分析仪22和所述气体分析仪42连接，且其信号输出端与所述冷却机构3进行连接。
32.在本实施例中，通过设有气体分析模块4测量气体成分和浓度，即通过吸气管41传输能反映自燃趋势的气体至气体分析仪42，并通过气体分析仪42将整合好的气体数据发送至综合分析仪51，在经过综合分析仪51的处理后，发送信号至冷却机构3，以使冷却机构3开始对重力热管1进行冷却，从而液化冷却在重力热管1因煤堆氧化而产生的挥发气体，气体分析仪42实时检测气体成分和浓度，并且可以精确地定量测量多种气体的浓度，进而能准确判断煤堆自燃趋势，防止防煤堆自燃装置产生一定的资源浪费，解决了现有技术的防煤堆自燃装置会受环境干扰和测量物体表面特性的因素影响而发生误判，进而造成一定的资源浪费的问题。
33.进一步地，所述重力热管1包括插设在煤堆上的蒸发段11，和与所述冷却机构3连接的冷凝段12，所述蒸发段11内侧设有导热工质13，所述冷凝段12与所述蒸发段11相互连通，以液化冷却在所述蒸发段11汽化后的所述导热工质13。
34.在本实施例中，所述导热工质13用于吸收煤堆自生进行氧化反应所产生的热量，吸收热量的工质变为气态将热量传导至冷凝段12，所述导热工质13液化回流至蒸发段11，以此为循坏；即当所述导热工质13因吸收煤堆热量而生成挥发气体时，挥发气体被导向至所述冷凝段12进行液化冷却，从而生成所述导热工质13重新流至所述蒸发段11内，本实用新型可以通过所述重力热管1将煤堆中的热量导出，使煤堆的温度达不到着火点，防止煤堆热量聚集，造成煤堆自燃的问题。
35.进一步地，所述冷却机构3包括输水管31和水箱32，所述输水管31一端与所述水箱32的出水口连接，且其另一端依次与所述冷凝段12和所述水箱32的进水口连接，所述水箱32的出水口与所述冷凝段12之间设有水泵33。
36.在本实施例中，所述的温度传感器21位于蒸发段11，所述温度传感器21将温度数据传递给温度分析仪22，所述温度分析仪22对每根重力热管1的蒸发段11温度进行分析，所述蒸发段11左侧设有一吸气管41，所述吸气管41将煤堆内部的气体输送至气体分析仪42，所述气体分析仪42对每根重力热管1所在区域煤堆内部产生的气体进行分析，如o2、co、co2等，所述温度分析仪22和气体分析仪42又将分析数据输送至综合分析仪51，所述综合分析仪51再对温度和各种气体所占的含量、浓度进行分析，看是否超出安全值，来判断某根重力热管1煤堆内部是否存在自燃的趋势，如果综合煤堆的气体以及温度参数判断煤堆有发生自燃的可能，就立即自动开启水泵33进行水循环，加速热管冷凝段12的降温。
37.所述冷凝段12上绕有输水管31，所述输水管31首端连接至水泵33，所述水泵33与水箱32进行连接，所述输水管31末端又连接回水箱32。所述水箱32的水会在水泵33的作用力下通过输水管31对重力热管1的冷凝段12进行供水，用于带走因导热工质13进行冷凝而
累积的热量，使冷凝效果达到最佳，进一步提高导热效率。
38.进一步地，所述冷凝段12上设有螺旋槽14，所述输水管31沿着所述螺旋槽14的延伸方向绕设在所述冷凝段12上。
39.在本实施例中，所述的冷凝段12上的螺旋槽14，可增大冷凝面积，提高导热效率。
40.进一步地，所述输水管31包括插设在煤堆上的分管道34，所述分管道34上设有开关35，所述开关35与所述综合分析仪51电性连接。
41.在本实施例中，所述分管道34可对煤堆直接进行冷却，当重力热管1还无法阻止煤堆自燃时，所述综合分析仪51控制开关35闭合，进而使冷却液进入分管道34进行降温冷却。
42.进一步地，所述水箱32旁设有备用水箱6，所述备用水箱6连通设有高压水枪7。
43.在本实施例中，所述水箱32和所述备用水箱6内存放有水，也可以选择导热系数较好的其他液体，但需要保证水箱32和所述备用水箱6与该液体不会发生反应，所述备用水箱6可以给水箱32缺水时提供水源，所述备用水箱6上设有高压水枪7可在煤堆出现明火时，及时的将火焰熄灭。
44.进一步地，所述导热工质13为乙醇，所述重力热管1的材质为不与乙醇发生反应的合金管。
45.在本实施例中，所述蒸发段11内的所述导热工质13为液态，所述导热工质13选用在较低温度下就能够蒸发的介质，如水、乙醇和甲醇等，所述重力热管1材质为金属管，最好是导热性能好而且与内部所述导热工质13不发生反应的合金管。
46.进一步地，所述综合分析仪51旁设有信号发送单元52，所述信号发送单元52的信号输入端与所述综合分析仪51的信号输出端连接。
47.再进一步地，所述所述信号发送单元52包括与所述综合分析仪51的信号输出端连接的无线信号发送子单元53，以至少发送无线信号至电脑终端。
48.在本实施例中，综合分析仪51分别与所述温度分析仪22和所述气体分析仪42进行连接，若仍控制不住煤堆的温度，所述综合分析仪51上的信号发射单元52，就立刻把综合分析仪51分析的数据汇总至公司消防应急办公室的电脑终端，并自动打开开关35进行注水，并把现场实时情况汇报至公司消防应急办公室，以供值班人员进行现场判断和后续的灭火工作，如果综合分析仪51上分析的温度和各种气体所占的含量、浓度等数据重新回到了安全值之内，将自动关闭智能开关35和水泵33。
49.进一步地，所述重力热管1共设有多个，多个所述重力热管1分布于煤堆的不同区域，所述吸气管41共设有多个，且每个所述吸气管41对应设置在所述重力热管1的一侧。
50.在本实施例中，所述水泵33能与多根重力热管1的输水管31进行连接，使多根重力热管1都得到供水，所述的温度分析仪22可接收多个温度传感器21测出的温度，所述气体分析仪42可同时分析多根吸气管41所传输来的气体
51.本实用新型的工作原理如下：
52.所述的温度传感器21位于蒸发段11，所述温度传感器21将温度数据传递给温度分析仪22，所述温度分析仪22对每根重力热管1的蒸发段11温度进行分析，所述蒸发段11左侧设有一吸气管41，所述吸气管41将煤堆内部的气体输送至气体分析仪42，所述气体分析仪42对每根重力热管1所在区域煤堆内部产生的气体进行分析，如o2、co、co2等，所述温度分析仪22和气体分析仪42又将分析数据输送至综合分析仪51，所述综合分析仪51再对温度和
各种气体所占的含量、浓度进行分析，看是否超出安全值，来判断某根重力热管1煤堆内部是否存在自燃的趋势，如果综合煤堆的气体以及温度参数判断煤堆有发生自燃的可能，就立即自动开启水泵33进行水循环，加速热管冷凝段12的降温。
53.如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本技术的具体实施只局限于这些说明。凡与本技术的方法、结构等近似、雷同，或是对于本技术构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，包括：重力热管(1)，其插设在煤堆上插设；冷却机构(3)，与所述重力热管(1)远离煤堆的一端连接，以用于液化因煤堆氧化而产生的挥发气体；气体分析模块(4)，其包括插设在煤堆上的吸气管(41)，以及与所述吸气管(41)连接的气体分析仪(42)；综合分析仪(51)，其信号输入端与所述气体分析仪(42)连接，且其信号输出端与所述冷却机构(3)进行连接。2.根据权利要求1所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述重力热管(1)包括插设在煤堆上的蒸发段(11)，和与所述冷却机构(3)连接的冷凝段(12)，所述蒸发段(11)内侧设有导热工质(13)，所述冷凝段(12)与所述蒸发段(11)相互连通，以液化冷却在所述蒸发段(11)汽化后的所述导热工质(13)。3.根据权利要求2所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述冷却机构(3)包括输水管(31)和水箱(32)，所述输水管(31)一端与所述水箱(32)的出水口连接，且其另一端依次与所述冷凝段(12)和所述水箱(32)的进水口连接，所述水箱(32)的出水口与所述冷凝段(12)之间设有水泵(33)。4.根据权利要求3所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述冷凝段(12)上设有螺旋槽(14)，所述输水管(31)沿着所述螺旋槽(14)的延伸方向绕设在所述冷凝段(12)上。5.根据权利要求3所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述输水管(31)包括插设在煤堆上的分管道(34)，所述分管道(34)上设有开关(35)，所述开关(35)与所述综合分析仪(51)电性连接。6.根据权利要求3所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述水箱(32)旁设有备用水箱(6)，所述备用水箱(6)连通设有高压水枪(7)。7.根据权利要求2所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述导热工质(13)为乙醇，所述重力热管(1)的材质为不与乙醇发生反应的合金管。8.根据权利要求1所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述综合分析仪(51)旁设有信号发送单元(52)，所述信号发送单元(52)的信号输入端与所述综合分析仪(51)的信号输出端连接。9.根据权利要求1所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述重力热管(1)共设有多个，多个所述重力热管(1)分布于煤堆的不同区域，所述吸气管(41)共设有多个，且每个所述吸气管(41)对应设置在所述重力热管(1)的一侧。10.根据权利要求1所述的一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，其特征在于，所述智能型防煤堆自燃装置还包括温度分析模块(2)，其包括与所述重力热管(1)连接的温度传感器(21)，以及与所述温度传感器(21)连接的温度分析仪(22)。

技术总结
本实用新型公开了一种基于重力热管的智能型防煤堆自燃装置，包括：重力热管，其插设在煤堆上；冷却机构，与重力热管远离煤堆的一端连接，以用于液化因煤堆氧化而产生的挥发气体，气体分析模块，其包括插设在煤堆上的吸气管，以及与吸气管连接的气体分析仪；综合分析仪，其信号输入端与气体分析仪连接，且其信号输出端与冷却机构进行连接，通即通过吸气管传输能反映自燃趋势的气体至气体分析仪，并通过气体分析仪将整合好的气体数据发送至综合分析仪，发送信号至冷却机构，从而液化冷却在重力热管因煤堆氧化而产生的挥发气体，可以精确地定量测量多种气体的浓度，进而能准确判断煤堆自燃趋势，防止防煤堆自燃装置产生一定的资源浪费。源浪费。源浪费。


技术研发人员：戴佳 田兆君 孙凯 杨轶涵 张艳 迟武龙 师新月 鲁义 李敏
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/8/17