[發(fā)明專利]一種煤礦瓦斯抽采管道電液聯(lián)動(dòng)快速截止閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210118072.7
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN102829234A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝釗;孫凡;趙克濤;王國輝;馮智鵬;陳騁;王啟明;白雪
• 申請（專利權(quán)）人: 煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院
• 主分類號(hào): F16K31/122
• 分類號(hào): F16K31/122;F16K31/02;F16K1/226;E21F7/00
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦行業(yè)采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)的自動(dòng)控制裝置、安全保障裝置的設(shè)計(jì)，特別提供了一種煤礦瓦斯抽采管道電液聯(lián)動(dòng)快速截止閥。

背景技術(shù)

在煤礦瓦斯抽采利用的支管路中，時(shí)常會(huì)因運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、靜電、雷電等原因，引起管路中瓦斯氣體的燃燒與爆炸。由于抽采主管路及各分支管路之間是相互連通的，一旦某支路發(fā)生爆炸，勢必產(chǎn)生回火現(xiàn)象，引起整個(gè)抽采系統(tǒng)的燃燒與爆炸，造成重大危害和損失。

目前，我國煤礦采空區(qū)煤層氣的抽采系統(tǒng)設(shè)備比較簡單，技術(shù)措施較為落后，大多數(shù)煤礦缺乏瓦斯抽采安全保障系統(tǒng)，僅有的部分煤礦安裝了抽采保障系統(tǒng)，多為手動(dòng)控制裝置，方法簡單、措施落后，不能有效阻止瓦斯抽采回火爆炸現(xiàn)象的發(fā)生。瓦斯爆炸火焰在抽采管道中的傳播速度約為800m/s至1000m/s，在已安裝的少數(shù)阻爆系統(tǒng)中，主要使用了電動(dòng)閥門、彈力安全閥等。

(一)電動(dòng)閥：電動(dòng)閥通常由電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門連接起來，經(jīng)過安裝調(diào)試后成為電動(dòng)閥。電動(dòng)閥使用電能作為動(dòng)力來接通電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥門，實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)、調(diào)節(jié)動(dòng)作，從而達(dá)到對管道介質(zhì)的開關(guān)或是調(diào)節(jié)目的。電動(dòng)閥門的關(guān)閉速度一般在幾秒鐘或十幾秒鐘，且在電機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下，隨著管徑的增大，關(guān)閉速度更長，很難滿足瓦斯抽采、利用管道的阻火速度要求。

(二)彈力式安全閥：彈力式安全閥首先需要手動(dòng)將彈簧壓緊并通過電控銷將彈簧鎖住，當(dāng)電控銷通電時(shí)，瞬間釋放彈簧壓力，達(dá)到關(guān)閉閥門的效果。彈簧壓力在瞬時(shí)釋放的過程中存在著阻尼現(xiàn)象，無法快速緊密關(guān)斷；彈簧經(jīng)多次反復(fù)使用后，會(huì)出現(xiàn)維持壓力不足現(xiàn)象。

現(xiàn)有的煤礦瓦斯抽采管路中配備的安全監(jiān)控系統(tǒng)，主要存在以下技術(shù)問題：

(一)采用手動(dòng)阻爆閥來控制瓦斯回火和阻爆，措施落后、方法簡單，效果甚微。必須根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)立即更新?lián)Q代。

(二)目前在煤礦瓦斯抽采管路中也有少數(shù)應(yīng)用的電動(dòng)閥門(主要靠電力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng))，但閥門動(dòng)作較慢，存在著探測距離小、控制響應(yīng)時(shí)間長、時(shí)效性較差等問題，達(dá)不到國家和煤礦行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)中對阻爆系統(tǒng)的要求。電動(dòng)閥門的關(guān)閉速度一般在幾秒鐘或十幾秒鐘，且在電機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下，隨著管徑的增大，關(guān)閉速度更長，很難滿足瓦斯抽采、利用管道的阻火速度要求。

(三)另有彈力式安全閥也多為手動(dòng)操作閥門，且彈簧能量轉(zhuǎn)換過程導(dǎo)致閥體(10)左右擺動(dòng)，無法瞬時(shí)嚴(yán)密關(guān)斷；彈簧經(jīng)多次反復(fù)使用后，會(huì)出現(xiàn)維持壓力不足現(xiàn)象。

(四)煤礦及瓦斯抽采管路易燃易爆環(huán)境要求應(yīng)用到阻爆控制系統(tǒng)中的截止閥必須符合國家及煤炭行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，部分閥門很難達(dá)到要求。

隨著礦井集約化水平的提高、開采強(qiáng)度的增大，在煤層氣抽采量逐漸擴(kuò)大的情況下，抽采系統(tǒng)的相關(guān)安全裝置得不到優(yōu)化，同時(shí)也制約了采空區(qū)煤層氣抽采技術(shù)的發(fā)展，給礦井安全生產(chǎn)造成事故隱患。

因此設(shè)計(jì)一套具有快速響應(yīng)速度，又符合煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)要求的管道快速截止閥就顯得極為迫切，更是尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明特別提供一種煤礦瓦斯抽采管道電液聯(lián)動(dòng)快速截止閥，該電液聯(lián)動(dòng)快速截止閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人性化，通過快速液壓裝置儲(chǔ)蓄能量的急劇釋放，來推動(dòng)油缸帶動(dòng)閥們本體實(shí)現(xiàn)快速關(guān)閉，可以大大提高瓦斯抽采管路阻爆系統(tǒng)的安全性能，確保煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

本發(fā)明所述煤礦瓦斯抽采管道電液聯(lián)動(dòng)快速截止閥，主要包括閥門本體(1)、快速液壓裝置(2)、油箱蓄油裝置(3)、電氣控制箱(4)、本安控制箱(5)，其中，閥門本體(1)與快速液壓裝置(2)連接，快速液壓裝置(2)與油箱蓄油裝置(3)連接，油箱蓄油裝置(3)與電氣控制箱(4)連接，電氣控制箱(4)分別與快速液壓裝置(2)、本安控制箱(5)連接；當(dāng)電氣控制箱(4)接收到瓦斯抽采管道內(nèi)設(shè)置的火焰探測器發(fā)出的火焰檢測信號(hào)(9)后(即瓦斯抽采管道內(nèi)有火焰)，電氣控制箱(4)發(fā)出關(guān)閥指令、通過輸出接口(7)傳送到快速液壓裝置(2)的蓄能閥組(22)()，改變蓄能閥組(22)的閥門狀態(tài)，使蓄能器(23)內(nèi)的油液迅速排除，產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力，油液經(jīng)高壓軟管送到執(zhí)行油缸，油缸活塞推動(dòng)閥門本體的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)閥板關(guān)閉閥門；當(dāng)活塞觸碰到限位開關(guān)(21)時(shí)，證明閥門已經(jīng)處于完全關(guān)閉狀態(tài)，完全關(guān)閉信號(hào)傳輸至電氣控制箱(4)，電氣控制箱(4)發(fā)出停止關(guān)閥指令、通過輸出接口傳送到快速液壓裝置(2)的蓄能閥組(22)，將蓄能閥組(22)的閥門狀態(tài)改變?yōu)槌跏紶顟B(tài)，蓄能器(23)內(nèi)的油液停止排除。