[發(fā)明專利]一種煤礦瓦斯抽采管路高效自動放水器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410198960.3
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103967520A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭正剛
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;E21F7/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 關(guān)慧貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦自動化領(lǐng)域，涉及一種瓦斯抽采管路高效自動放水裝置，用于瓦斯抽采管路存水的自動排放。

背景技術(shù)

煤礦井下各點存在較大的溫差，因此瓦斯抽采系統(tǒng)管路中會形成大量的冷凝水。另外，由于煤層和所在巖層不可避免的含有水分，在鉆孔過程中也會產(chǎn)生大量的鉆孔水進(jìn)入到瓦斯抽采系統(tǒng)管路中。存在于瓦斯抽采管路中的冷凝水和鉆孔水影響抽采系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增加抽采阻力，降低抽采效果。在其他工況不變的情況下，管路積水的增加使系統(tǒng)負(fù)壓增大、壓差降低、瓦斯?jié)舛仍龃蟆７e水嚴(yán)重時，甚至導(dǎo)致抽采中斷，造成瓦斯超限事故。因此，設(shè)計放水效率高、性能穩(wěn)定、安全的瓦斯抽采管路放水器對于瓦斯抽采系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行具有重要意義。

現(xiàn)有放水器多是利用浮球重力、浮力、磁力、抽采管路負(fù)壓作為動力源，結(jié)合一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)驅(qū)動進(jìn)水閥門和放水閥門的開閉，實現(xiàn)瓦斯抽采管路放水功能。這種方式主要有三點不足：①放水效率低。通常的放水效率在10L/min左右。②易堵塞。放水效率低，則放水過程中水的流速較慢，致使水中渣滓易于沉積，嚴(yán)重的會出現(xiàn)放水口堵塞、放水器失效的情況。③安全性較差。當(dāng)出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)失效的情況，會使進(jìn)水口和放水口同時打開，抽采管路與大氣聯(lián)通，造成抽采管路失壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明一種用于瓦斯抽采管路的自動放水器。本發(fā)明采用單作用氣動球閥和雙作用氣動球閥做為放水器進(jìn)水和放水的執(zhí)行元件來控制放水器的進(jìn)水和放水。在氣源壓力作用下實現(xiàn)快速放水。氣動球閥的開閉由氣閥、浮球、磁鐵等元件的動作實現(xiàn)。當(dāng)放水器動作異常或氣源壓力過低時，單作用氣動球閥內(nèi)的彈簧做為儲能環(huán)節(jié)動作以關(guān)閉放水器，保證瓦斯抽采管路的壓力安全。本發(fā)明的放水器具有放水效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、失壓自動關(guān)閉等特點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種煤礦瓦斯抽采管路高效自動放水器，其特征在于：放水器由放水器筒體組件Ⅰ、上蓋組件Ⅱ和扁浮球組件Ⅲ三部分組成；

放水器筒體組件Ⅰ由雙作用氣動球閥1、單作用氣動球閥2、筒體3、靜導(dǎo)桿19組成；雙作用氣動球閥1安裝于筒體3的放水口b處，單作用氣動球閥2安裝于筒體3的進(jìn)水口a處；靜導(dǎo)桿19下端通過其底部的外螺紋豎直安裝于帶有豎直螺紋孔的筒體3底部，靜導(dǎo)桿19上端插入中空的扁浮球?qū)U13內(nèi)；

上蓋組件Ⅱ由上蓋4、小上蓋5、上蓋磁鐵6、氣閥7、上蓋壓板8、壓板螺栓9、動導(dǎo)桿10、圓柱銷11、上蓋螺栓15、上蓋螺母16、上蓋墊片17、密封圈18組成；氣閥7通過上蓋壓板8和壓板螺栓9安裝于小上蓋5上；上蓋磁鐵6通過螺紋聯(lián)接安裝于小上蓋5的下部，動導(dǎo)桿10通過螺紋聯(lián)接安裝于氣閥7的下部，動導(dǎo)桿10上開有與其軸線方向垂直的圓柱銷孔；小上蓋5通過焊接的方式安裝于上蓋4的中心孔內(nèi)；密封圈18安裝在筒體3上表面的法蘭盤上，用上蓋螺栓15、上蓋螺母16和上蓋墊片17將上蓋4和筒體3固定連接并密封；

扁浮球組件Ⅲ由扁浮球12、扁浮球?qū)U13、扁浮球磁鐵14組成；扁浮球?qū)U13中空并開槽，上端通過螺紋聯(lián)接扁浮球磁鐵14，下端焊接于扁浮球12；上蓋磁鐵6和扁浮球磁鐵14極性相向安裝；扁浮球12由薄鋼板焊接形成封閉圓柱體；圓柱銷11插入動導(dǎo)桿10的圓柱銷孔中；動導(dǎo)桿10插進(jìn)扁浮球?qū)U13內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)限制動導(dǎo)桿10和扁浮球?qū)U13的相對運(yùn)動在其軸線方向上，相對位移極限為扁浮球?qū)U槽的長度。

本發(fā)明的有益效果是采用單作用氣動球閥和雙作用氣動球閥做為放水器進(jìn)水和放水的執(zhí)行元件來控制放水器的進(jìn)水和放水，氣動球閥的開閉由氣閥、浮球、磁鐵等元件的動作實現(xiàn)，在氣源壓力作用下實現(xiàn)快速放水。當(dāng)放水器動作異常或氣源壓力過低時，單作用氣動球閥內(nèi)的彈簧做為儲能環(huán)節(jié)動作以關(guān)閉放水器，保證瓦斯抽采管路的壓力安全。本發(fā)明的放水器用于瓦斯抽采管路積水高效排放的放水裝置，具有放水效率高、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、失壓自動關(guān)閉等特點，可以實現(xiàn)高效、安全、穩(wěn)定、自動的排放瓦斯抽采管路積水。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的放水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1雙作用氣動球閥，2單作用氣動球閥，3筒體，4上蓋，5小上蓋，6上蓋磁鐵，7氣閥，8上蓋壓板，9壓板螺栓，10動導(dǎo)桿，11圓柱銷，12扁浮球，13扁浮球?qū)U，14扁浮球磁鐵，15上蓋螺栓，16上蓋螺母，17上蓋墊片，18密封圈，19靜導(dǎo)桿，a進(jìn)水口，b放水口。

圖2是本發(fā)明在瓦斯抽采管路中的安裝示意圖。圖中：1平衡壓力管路，2平衡壓力閥門，3瓦斯管路，4進(jìn)水管路閥門，5進(jìn)水管路，6氣源。

具體實施方式