CN101290273A - 束管自动控制抽气采样、冲洗装置 - Google Patents

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本发明涉及一种束管自动控制抽气采样、冲洗装置，包括抽气束管、输气管、二位三通阀、采样装置和真空压缩机，抽气束管通过二位三通电磁阀组连通单路连接管、二位三通阀和取样管，各抽气束管分别经过二位三通电磁阀组，再通过汇总连通管连接至连接管，连接管上设有单向阀，其特征在于吸气管和排气管分别连接真空压缩机，吸气管和排气管的另一端、连接管和进出气管分别连通多通换向阀。既能利用气体加压输出直接冲洗管路，省去束管清洗机，又通过封闭降噪箱的隔离，完成近距离、无泵房安装，降低投资费用，还通过降温换热器的降温，保证了真空压缩机的低噪音长期稳定运行，用于束管色谱、束管红外、束管传感器气体分析的井下气体抽取。

Description

束管自动控制抽气采样、冲洗装置
技术领域
本发明涉及一种束管自动控制抽气采样、冲洗装置，用于束管色谱、束管红外、束管传感器气体分析的井下气体抽取。
背景技术
据统计，在我国开采的煤矿中，存在自然发火危险的矿井占总矿井数的70％左右，自然发火煤层占累计可采煤层数的80％，且自然火灾发生的次数占矿井火灾总数的94％以上。因此，自然发火事故的预防必然成为煤矿安全研究的重点。及时准确地发出火灾早期预报，不仅可以及时采取防灭火措施，将火灾事故消除于萌芽状态，而且还可以减少防灭火造成的经济损失，防止火灾事故的发生。
研究表明，煤的自燃发展，一般要经过三个时期，即潜伏期(也称准备期)、自热期、燃烧期。在潜伏期，煤体温度与周围环境温度基本没有什么变化，但煤的着火温度降低，化学活性增强。进入自燃期，煤的氧化速度增加，并分解出水、二氧化碳和一氧化碳。氧化生成热开始使煤体温度升高，当煤温超过自热的临界值(60～80℃)时，煤温将急剧上升，氧化速度加快，并出现煤的干馏，生成碳氢化合物(CmHn)、氢(H2)及一氧化碳(CO)等可燃气体。这时也是防火灭火最关键的时期。如果此时不及时采取一些防灭火措施，煤温将继续上升至着火温度而进入燃烧期。
煤在氧化自燃过程中，不仅放出一定的热量，而且还热解释放出CO、C2H4和C2H6等碳氢化合物，且分解的气体成分及其浓度与煤温之间有一定的对应关系。因此，直接检测煤的热解气体产物和空气中成分变化即可判断煤的自燃发展程度，以便进行火灾的早期预报。
目前，煤矿矿井安全束管监测系统已经开始在煤矿中得到越来越多的普及和应用。
矿井安全束管监测系统是借助束管及相应二位三通电磁阀组控制，将井下各处的空气抽取、汇总到指定的地点，再借助色谱检测装置对管束所采集的空气样本进行分析，实现对CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、O2、N2等气体含量的在线监测，其分析结果在以实时监测报告、分析日报两种方式提供数据的同时，亦可自动存入数据库中，以便今后对某种气体含量的变化趋势进行分析，从而实现了对矿井自燃火灾的早期预测。
在实际监测工作过程中，为了将井下的气体样本输送至指定的地点，需要借助各种抽气装置来进行气体样本的连续抽取工作。
现有的各种束管监测系统，大多采用抽气泵或真空泵来完成井下气体的连续抽取工作。目前存在的主要问题有两个，一个问题是，由于井下气体湿度较大，气体输送管路里很容易累积水分，会造成输气管路的堵塞，为此，需要经常对输气管路利用高压气体进行冲洗，现有的各种束管监测系统的输气管路的冲洗，大多采用束管清洗机，人工手动操作，将各束管一路一路的逐个进行，管路多，接口断开连接过程操作复杂，费工、费时、费力；另一个问题是，采用的抽气泵体积大，噪声高，所以必须在距离检测室较远的距离建设抽气泵房，但是其昂贵的建筑费用和较高的设备价格，大大增加了用户的一次性资金投入和实际运行成本，使其应用受到了很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种束管自动控制抽气采样、冲洗装置，既能利用气体加压输出直接冲洗管路，还可以保证抽气机组与控制柜装配在一起，完成近距离、无泵房安装，实现低噪音长期稳定运行。
本发明所述的束管自动控制抽气采样、冲洗装置，包括抽气束管、输气管、二位三通阀、采样装置和真空压缩机，抽气束管通过二位三通电磁阀组连通单路连接管、二位三通阀和取样管，各抽气束管分别经过二位三通电磁阀组，再通过汇总连通管连接至连接管，连接管上设有单向阀，其特征在于吸气管和排气管分别连接真空压缩机，吸气管和排气管的另一端、连接管和进出气管分别连通多通换向阀。
其中，真空压缩机的进气端与多通换向阀的中间吸气管连接，真空压缩机的排气管与多通换向阀的高压管连接，连接管和进出气管分别连接多通换向阀的另两个管口。
多通换向阀为实现气体流动方向进出切换的阀门，可以是一个整体的阀门，如四通阀(四通换向阀)、五通阀、六通阀等，也可以是多个三通阀的组合使用，以满足气流换向为原则。
通过采用多通换向阀，可实现对管路气体的流动换向，通过对二位三通电磁阀组的程序自动控制，选择抽气束管，直接完成对管路的自动冲洗，由于省去了束管清洗机，可以实现检测、管路冲洗的自动化切换运作，方便、快捷，省时、省工、省力。
将真空压缩机置于封闭降噪箱内，封闭降噪箱内壁上附设有吸音材料，实现真空压缩机的低噪音运行，可取消抽气泵房，将抽气泵房的功能移至控制柜内，将抽气机组与控制柜装配在一起，完成近距离、无泵房安装，大大节省投资费用。
真空压缩机与封闭降噪箱之间设置减震器，可进一步吸收真空压缩机运行噪音。
在封闭降噪箱内设降温换热器，通过热交换，将真空压缩机的散热及时置换到外界，保证在密闭环境下的真空压缩机能正常工作，实现低噪音长期稳定运行。降温换热器可以是水等介质换热、热管换热或制冷换热等。
本发明束管自动控制抽气采样、冲洗装置，既能利用气体加压输出直接冲洗管路，省去了束管清洗机，又通过封闭降噪箱的隔离，可以使抽气机组与控制柜装配在一起，完成近距离、无泵房安装，降低投资费用，还通过降温换热器的降温，保证了真空压缩机的低噪音长期稳定运行，用于束管色谱、束管红外、束管传感器气体分析的井下气体抽取。
附图说明
图1、本发明一实施例简易结构示意图。
图中：1、取样管  2、二位三通电磁阀  3、散热器  4、连接管  5、四通换向阀  6、排气管  7、真空压缩机  8、封闭降噪箱  9、降温换热器  10、进出气管  11、单向阀  12、汇总连通管  13、二位三通电磁阀组  14、抽气束管  15、单路连接管  16、吸气管  17、采样装置。
具体实施方式
结合上述实施例附图对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明所述的种束管自动控制抽气采样、冲洗装置，包括抽气束管14、吸气管16、排气管6、二位三通电磁阀2、采样装置17和真空压缩机7，真空压缩机7有并联的两台，也可以有多台，真空压缩机7置于封闭降噪箱8内，封闭降噪箱8内壁上附设有吸音材料，用于吸音降噪，真空压缩机7与封闭降噪箱8之间设置减震器，进一步吸收真空压缩机7的运行噪音，封闭降噪箱8内设有降温换热器9，抽气束管14通过二位三通电磁阀组13选通并通过单路连接管15和二位三通电磁阀2与散热器3及取样管1连通，各抽气束管14分别经过二位三通电磁阀组13，再通过汇总连通管12连接至连接管4，连接管4上设有单向阀11，连接管4连接四通换向阀5与散热器3的另一端，吸气管16和排气管6分别连接真空压缩机7，吸气管16和排气管6的另一端、连接管4和进出气管10分别连通四通换向阀5，真空压缩机7的进气端与四通换向阀5的中间吸气管连接，真空压缩机7的排气管与四通换向阀5的高压管连接，连接管4和进出气管10分别连接四通换向阀5的另两个管口。
工作原理：
当处于抽气检测工作状态时，取样管1与单路连接管15导通，单路连接管15与散热器3及连接管4截止。四通换向阀与连接管4和吸气管16导通，排气管6与进出气管10导通，设备进入束管抽气检测状态。抽气束管内气体依次经过二位三通电磁阀组13、汇总连通管12、单向阀11、连接管4、吸气管16和真空压缩机7，抽取后经排气管6和进出气管10排入大气，完成气体的抽取。同时，取样管1与单路连接管15连通，经二位三通电磁阀组13选通后的气体，此时通过单路连接管15、二位三通电磁阀2、取样管1进入采样装置17，实现采样气体的检测。
当需要进行束管冲洗时，二位三通电磁阀2与四通换向阀5同时动作，取样管1与单路连接管15截止，单路连接管15与散热器3及连接管4导通。四通换向阀与连接管4和排气管6导通，吸气管16与进出气管10导通，设备进入束管冲洗状态。大气依次经过进出气管10、吸气管16和真空压缩机7压缩后，经排气管6、连接管4、散热器3、二位三通电磁阀2、单路连接管15和二位三通电磁阀组13选通控制后进入抽气束管14完成束管冲洗。

Claims (5)

1、一种束管自动控制抽气采样、冲洗装置，包括抽气束管、输气管、二位三通阀、采样装置和真空压缩机，抽气束管通过二位三通电磁阀组连通单路连接管、二位三通阀和取样管，各抽气束管分别经过二位三通电磁阀组，再通过汇总连通管连接至连接管，连接管上设有单向阀，其特征在于吸气管和排气管分别连接真空压缩机，吸气管和排气管的另一端、连接管和进出气管分别连通多通换向阀。
2、根据权利要求1所述的束管自动控制抽气采样、冲洗装置，其特征在于真空压缩机的进气端与多通换向阀的中间吸气管连接，真空压缩机的排气管与多通换向阀的高压管连接，连接管和进出气管分别连接多通换向阀的另两个管口。
3、根据权利要求1或2所述的束管自动控制抽气采样、冲洗装置，其特征在于真空压缩机置于封闭降噪箱内，封闭降噪箱内壁上附设有吸音材料。
4、根据权利要求3所述的束管自动控制抽气采样、冲洗装置，其特征在于真空压缩机与封闭降噪箱之间设置减震器。
5、根据权利要求4所述的束管自动控制抽气采样、冲洗装置，其特征在于封闭降噪箱内设有降温换热器。
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