[實用新型]正壓束管輸氣泵

有效

• 申請號: 201320420725.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203384015U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 白光星;白念祥
• 申請（專利權）人: 淄博祥龍測控技術有限公司
• 主分類號: F04B45/047
• 分類號: F04B45/047
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本實用新型涉及一種礦井井下氣體采樣及輸送設備，特別涉及一種正壓束管輸氣泵。

背景技術

據統計，在我國開采的煤礦中，存在自燃發火危險的礦井占總礦井數的70%左右，自燃發火煤層占累計可采煤層數的80%，且自燃火災發生的次數占礦井火災總數的94%以上。因此，自燃發火事故的預防必然成為煤礦安全研究的重點。及時準確地發出火災早期預報，不僅可以及時采取防滅火措施，將火災事故消除于萌芽狀態，而且還可以減少防滅火造成的經濟損失，防止火災事故的發生。

研究表明，煤的自燃發展，一般要經過三個時期，即潛伏期（也稱準備期）、自熱期、燃燒期。在潛伏期，煤體溫度與周圍環境溫度基本沒有什么變化，但煤的著火溫度降低，化學活性增強。進入自燃期，煤的氧化速度增加，并分解出水、二氧化碳和一氧化碳。氧化生成熱開始使煤體溫度升高，當煤溫超過自熱的臨界值（60-80℃）時，煤溫將急劇上升，氧化速度加快，并出現煤的干餾，生成碳氫化合物（C_mH_n）、氫氣（H₂）及一氧化碳（CO）等可燃氣體。這時也是防火滅火最關鍵的時期。如果此時不及時采取一些防滅火措施，煤溫將繼續上升至著火溫度而進入燃燒期。

煤在氧化自燃過程中，不僅放出一定的熱量，而且還會發生熱反應釋放出CO、C₂H₄和C₂H₆等碳氫化合物，且分解的氣體成分及其濃度與煤溫之間有一定的對應關系。因此直接檢測煤的熱解氣體產物在空氣中成分濃度變化即可判斷煤的自燃發展程度，以便進行火災的早期預報。

目前，煤礦礦井安全束管監測系統已經開始在煤礦中得到越來越多的普及和應用。

礦井安全束管監測系統是借助束管將井下各處的空氣抽取、匯總到指定地點，再借助色譜監測裝置對管束所采集的空氣樣本進行分析，實現對CO、CO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、O₂、N₂等氣體含量的在線監測，其分析結果在以實時監測報告、分析日報兩種方式提供數據的同時，亦可自動存入數據庫中，以便今后對某種氣體含量的變化趨勢進行分析，從而實現了對礦井自燃火災的早期預報。

在實際監測采樣工作過程中，為了將井下的氣體樣本輸送至指定地點，需要借助各種抽氣裝置來實現氣體樣本的連續抽取工作。

現有的各種束管監測系統都是采用負壓抽氣采樣的方式，即使用抽氣泵或者真空泵來完成井下氣體連續抽取采樣的工作，這也是目前國內外束管監測系統采用的主要氣體采樣方案。但無論是在理論上還是實際應用中，負壓抽氣采樣都存在幾個難以克服的困難：1、氣體輸送速度緩慢：當采用負壓抽取井下氣體樣本時，因為氣體輸送壓力不會超過一個大氣壓，所以當輸送距離變長時，增加的管道阻力會極大的減緩氣體輸送速度。2、氣體輸送距離受限：負壓抽氣壓力的極限是一個大氣壓，這就導致了氣體管束輸送距離的極限。這對于深層煤井中的氣體采樣工作造成了很大困難。3、采樣氣體易被沿途氣體污染：如果管束的某些部位發生破損或者泄漏時，于束管內部是負壓狀態，導致外界環境氣體很容易被吸入束管內，從而造成了檢測地點樣本氣體與泄漏處氣體的混合，污染了樣本氣體，進而影響氣體的分析結果。4、束管的損壞與泄露難以被發現：因為是地上負壓抽氣，即使束管上某處破損或者泄露，負壓泵依然能正常工作，地面工作人員難以覺察到束管的損壞進而導致檢測人員對井下情況產生誤判。

專利號為CN202348627U的專利申請提出了一種束管輸氣泵，包括底座，底座上配裝防爆電機和機箱，機箱的兩端接有泵頭，其中，機箱內設置有曲軸和連桿，泵頭內有進氣門、排氣門和隔膜，隔膜與連桿相連接。該專利雖然解決了氣體輸送速度過慢的問題，有效避免輸送過程中環境氣體的混入，能容易的判斷出束管的損壞漏氣部分，提高了維護效率，同時保證了檢測結果的及時有效，但是泵頭的運轉穩定性得不到保證，且電流過大，工作溫度過高，導致連桿軸承的正常工作溫度過高，嚴重影響設備的使用壽命。在研發過程中，也通過在曲軸末端增加飛輪用以降低電流和負荷，但是由于溫度過高導致軸承燒壞。因此，功率負載不穩和散熱不良一直是發展這種泵機的兩大難題。

實用新型內容