CN102808651B - 瓦斯抽采系统的自动放水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种瓦斯抽采系统的自动放水装置，该瓦斯抽采系统的自动放水装置包括集水箱、活塞开关装置、第一单向阀和第二单向阀。集水箱具有第一接口、第二接口、进水口和排水口。活塞开关装置设置在集水箱中，该活塞开关装置包括活塞缸体、活塞杆和浮球。活塞缸体中形成一腔体，活塞缸体具有第一开口、第二开口、第三开口第四开口，第一开口与第一接口相连，第二开口与第二接口相连。活塞杆的一端设置有第一阻挡部件和第二阻挡部件。浮球设置在活塞杆上。本发明提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置，避免机械传动部件多而造成的灵敏度低和故障率高的缺陷，提高自动放水装置的排水效果。

Description

瓦斯抽采系统的自动放水装置

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术，尤其涉及一种瓦斯抽采系统的自动放水装置。

背景技术

目前，在矿井负压抽采系统抽采瓦斯过程中，经常会把煤岩层中渗漏积水抽入瓦斯抽采系统的瓦斯抽采管道内，渗漏积水不仅给瓦斯抽采管增加了阻力，而且直接影响其连续抽采瓦斯效果，对矿井的安全生产很大威胁。在现有技术中，通常使用杠杆机械式自动放水器排出瓦斯抽采系统积水。杠杆机械式自动放水器利用水的浮力通过杠杆传动实现箱体的正负压转换，完成放水。但是，杠杆机械式自动放水器的机械传动部件多，灵敏度低，故障率高，排水效率低。

发明内容

本发明提供一种瓦斯抽采系统的自动放水装置，以避免机械传动部件多而造成的灵敏度低和故障率高的缺陷，提高自动放水装置的排水效果。

本发明提供一种瓦斯抽采系统的自动放水装置，包括：

集水箱，具有第一接口、第二接口、进水口和排水口，所述第一接口与外界大气连通，所述第二接口与所述瓦斯抽采系统连通，所述进水口开设在所述集水箱的上部，所述进水口与所述瓦斯抽采系统的排水口相连，所述排水口开设在所述集水箱的下部；

活塞开关装置，设置在所述集水箱中，所述活塞开关装置包括：

活塞缸体，所述活塞缸体中形成一腔体，所述活塞缸体具有第一开口、第二开口、第三开口第四开口，所述第一开口与所述第一接口相连，所述第二开口与所述第二接口相连，所述腔体通过所述第三开口与所述集水箱的内部空间相连通；

活塞杆，所述活塞杆的一端设置有用于关闭所述第一开口的第一阻挡部件和用于关闭所述第二开口和第四开口的第二阻挡部件，且所述第一阻挡部件与所述第二阻挡部件的距离大于所述第一开口与所述第二开口的距离，所述活塞杆的一端穿过所述第四开口设置在所述活塞缸体的所述腔体中；

浮球，设置在所述活塞杆上；

第一单向阀，设置在所述排水口处；

第二单向阀，设置在所述进水口处。

如上所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其中，所述集水箱包括：

箱体，所述箱体上开设有所述第一接口、所述第二接口、所述进水口和所述排水口；

盖，所述盖上设置有观察窗，所述盖与所述箱体法兰连接。

如上所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，还包括：

上支架，所述活塞开关装置通过所述上支架设置在所述集水箱中。

如上所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，还包括：

导向支架，具有一导向空间，所述导向支架设置在所述集水箱中，且设置在所述集水箱的底部，且所述活塞开关装置的活塞杆的另一端设置在所述导向空间中。

如上所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，还包括：

第一磁铁，设置在所述导向支架上；

第二磁铁，设置在所述活塞缸体的腔体中。

如上所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其中，所述第一单向阀为吸球排水装置。

本发明提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置，通过活塞开关装置的设置，通过浮球带动活塞杆的上下活塞运动，实现了集水箱内的正负压的转换，进而实现了对瓦斯抽采系统中积水的自动排放。活塞开关装置结构简单，且传动装置少，避免了机械传动部件多而造成的灵敏度低和故障率高的缺陷，大大提高了自动放水装置的排水效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种瓦斯抽采系统的自动放水装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种瓦斯抽采系统的自动放水装置结构示意图；

图3-图6为本发明实施例提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置自动排水过程示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种瓦斯抽采系统的自动放水装置结构示意图。如图1所示，本实施例的瓦斯抽采系统的自动放水装置具体包括集水箱1、活塞开关装置2、第一单向阀3和第二单向阀4。集水箱1具有第一接口5、第二接口6、进水口7和排水口8，第一接口5与外界大气连通，第二接口6与瓦斯抽采系统连通，进水口7开设在集水箱1的上部，进水口7与瓦斯抽采系统的排水口8相连，排水口8开设在集水箱1的下部。活塞开关装置2设置在集水箱1中，该活塞开关装置2包括活塞缸体9、活塞杆10和浮球11。活塞缸体9中形成一腔体，活塞缸体9具有第一开口12、第二开口13、第三开口14第四开口15，第一开口12与第一接口5相连，第二开口13与第二接口6相连，腔体通过第三开口14与集水箱1的内部空间相连通。活塞杆10的一端设置有用于关闭第一开口12的第一阻挡部件和用于关闭第二开口13和第四开口15的第二阻挡部件，且第一阻挡部件与第二阻挡部件的距离大于第一开口12与第二开口13的距离，活塞杆10的一端穿过第四开口15设置在活塞缸体9的腔体中。浮球11设置在活塞杆10上。第一单向阀3设置在排水口8处。第二单向阀4设置在进水口7处。

具体地，瓦斯抽采系统的自动放水装置可以设置在瓦斯抽采系统的易积水位置，该处设置有排水口8。该瓦斯抽采系统具体为一负压抽采系统。瓦斯抽采系统的自动放水装置的集水箱1上设置的进水口7与该瓦斯抽采系统的排水口8相连。该集水箱1的形状具体可以为筒状，也可以为长方体，集水箱1的形状具体可以根据实际的矿井下作业空间的需要来设置，不以本实施例为限。

活塞开关装置2具体可以通过支架设置在该集水箱1中，也可以吊设在该集水箱1中。活塞开关装置2的活塞缸体9的形状具体可以为圆柱体，该活塞缸体9中形成的腔体的形状也可以为圆柱体。相应地，活塞杆10的形状也为圆柱体，活塞杆10的横截面的半径小于该腔体的横截面的半径。活塞杆10的一端可以伸入该腔体中，并在腔体里做往复运动。活塞杆10上设置的第一阻挡部件和第二阻挡部件具体也可以为圆柱体形状的部件，第一阻挡部件和第二阻挡部件的横截面的半径可以与腔体的横截面的半径相同，以使得第一阻挡部件在运动到第一开口12时将第一开口12关闭，第二阻挡部件在运动到第二开口13时将第二开口13关闭。第一阻挡部件与第二阻挡部件的距离大于第一开口12与第二开口13的距离，当第一阻挡部件将第一开口12关闭时，第二开口13是打开的，此时，第二开口13通过腔体与第三开口14连通，第二开口13可以通过软管与第二接口6连接，负压通道打开，配气通道关闭，集水箱1的内部空间与瓦斯抽采系统内部连通，集水箱1中的气压处于负压状态。当第二阻挡部件将第二开口13关闭时，第一开口12是打开的，此时第一开口12通过腔体与第三开口14连通，第一开口12通过软管与第一接口5连接，配气通道打开，负压通道关闭，集水箱1的内部空间与大气连通，集水箱1中的气压为大气压。

浮球11具体可以为一中空的球体，在水中具有较大的浮力，该浮球11设置在活塞杆10上，浮球11在活塞杆10上的位置具体可以根据实际的排水需要来设置。当自动放水装置处于进水状态时，瓦斯抽采系统中的积水通过进水口7进入到集水箱1中，且水逐渐没过浮球11的底部，水对浮球11产生浮力，当浮球11产生的浮力大于自身的重力时，则浮球11推动活塞向上运动。当自动放水装置处于排水状态时，集水箱1中的水通过排水口8排除，浮球11的浮力减小，浮球11在重力的作用下带动活塞杆10向下运动。活塞杆10的上下往复运动，使得集水箱1内的气压进行正负压转换，进而实现了对集水箱1内水的自动排放。

本实施例提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置，通过活塞开关装置2的设置，通过浮球11带动活塞杆10的上下活塞运动，实现了集水箱1内的正负压的转换，进而实现了对瓦斯抽采系统中积水的自动排放。活塞开关装置2结构简单，且传动装置少，避免了机械传动部件多而造成的灵敏度低和故障率高的缺陷，大大提高了自动放水装置的排水效果。

图2为本发明实施例提供的另一种瓦斯抽采系统的自动放水装置结构示意图。如图2所示，在本实施例中，该集水箱1具体可以包括箱体16和盖17。箱体16上开设有第一接口5、第二接口6、进水口7和排水口8。盖17上设置有观察窗18，盖17与箱体16法兰连接。

具体地，箱体16法兰上可以设置有安装孔，盖17的相应位置上也设置有安装孔，通过螺栓将盖17安装在该箱体16上。在盖17的安装过程中，应保证集水箱1的密封性。通过盖17的设置，当集水箱1内部设置的活塞开关装置2损坏时，可以及时维修或更换。盖17上设置的观察窗18具体可以为玻璃材质，通过观察窗18的设置，可以方便地观察积水箱内的活塞开关装置2的运转情况，进一步提高了瓦斯抽采系统的自动放水装置可维护性。

在本实施例中，该瓦斯抽采系统的自动放水装置具体还可以包括上支架19，活塞开关装置2通过上支架19设置在集水箱1中。

具体地，活塞开关装置2可以通过螺栓等连接部件设置在该上支架19上，可以方便拆卸。

在本实施例中，该瓦斯抽采系统的自动放水装置还可以包括导向支架20，该导向支架20具有一导向空间，导向支架20设置在集水箱1中，且设置在集水箱1的底部，且活塞开关装置2的活塞杆10的另一端设置在导向空间中。通过导向空间的设置，活塞杆10的另一端可以在导向空间中沿活塞杆10方向的运动，而不能沿活塞杆10的垂直方向摆动，提高了活塞杆10往复运动过程中的稳定性。

在本实施例中，该瓦斯抽采系统的自动放水装置还可以包括第一磁铁21和第二磁铁22。第一磁铁21设置在导向支架20上，第二磁铁22设置在活塞缸体9的腔体中。

具体地，浮球11和活塞杆10的材质均可以为金属。第一磁铁21对浮球11产生向下的吸引力，第二磁铁22对活塞杆10产生向上的吸引力。初始状态下，第一磁铁21对浮球11的吸引力较大，集水箱1中处于负压状态，第一单向阀3关闭，第二单向阀4打开，瓦斯抽采系统中的积水通过进水口7进入集水箱1中，集水箱1中的水越来越多，浮球11在水的浮力和第二磁铁22的吸引力的作用下，克服自身重力和第一磁铁21的吸引力迅速上移，通过第一磁铁21的设置，可以延缓活塞杆10的上移时间，以便瓦斯抽采系统中进入更多的水。当浮球11的浮力和第二磁铁22的吸引力足以克服浮球11的重力和第一磁铁21的吸引力时，活塞杆10在第二磁铁22的吸引力的作用下迅速上移，瞬间关闭负压通道，打开配气通道，集水箱1中的气压与外界大气压相等，同时第一单向阀3打开，第二单向阀4关闭，集水箱1中的水通过排水口8排除，通过第二磁铁22的设置，可以使的第一开口12迅速打开，并使第二开口13迅速关闭，进一步提高了排水效率。随着集水箱1内水量的快速排放，浮球11随水位下沉，再加上第一磁铁21的吸引力，瞬间带动活塞杆10与第一磁铁21分离，瞬间关闭配气通道，打开负压通道，同时第一单向阀3关闭，第二单向阀4打开。

在本实施例中，该第一单向阀3为吸球排水装置。

具体地，该吸球排水装置具有一球罩，该球罩上设置有排水孔，球罩中设置有球，球可以再球罩中活动。当外部气压大于集水箱1的内部气压时，球堵住该排水口8，当外部气压不大于集水箱1的内部气压时，集水箱1内的水推动球离开排水口8以实现单向开关。

在本实施例中，集水箱1外部还可以设置有支撑架。支撑架可以避免集水箱1直接与地面接触，避免对集水箱1的锈蚀。

图3-图6为本发明实施例提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置自动排水过程示意图，请同时参照图2，以下对本实施例提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置对瓦斯抽采系统中的积水进行排放的过程进行详细说明。

瓦斯抽采系统的自动放水装置的集水箱1上的进水口7与瓦斯抽采系统的排水口8相连，第二接口6与瓦斯抽采系统相连通，第一接口5与外界大气相连通。在瓦斯抽采系统运行过程中，瓦斯抽采系统处于高负压状态。初始状态下，活塞开关装置2的活塞杆10上的第一阻挡部件将活塞缸体9上的第一开口12关闭，第二阻挡部件将活塞缸体9上的第四开口15关闭，活塞缸体9上的第二开口13和第三开口14处于打开状态，则集水箱1内部通过第三开口14、腔体、第二开口13和第二接口6形成的负压通道与瓦斯抽采系统内部连通，集水箱1内也处于负压状态，集水箱1的排水口8处的第一单向阀3处于关闭状态。瓦斯抽采系统中的积水和渣滓通过重力作用将进水口7处的第二单向阀4打开，流入到集水箱1中。浮球11的浮力随着集水箱1中的积水的水位增高而增加，浮球11带动活塞杆10向上移动，浮球11与第一磁铁21分离，同时，活塞杆10在第二磁铁22的吸引力的作用下，第一开口12打开，活塞杆10上的第二阻挡部件将第二开口13关闭，集水箱1内部通过第三开口14、腔体、第一开口12和第一接口5形成的配气通道与外部大气连通，集水箱1内的气压与外部大气相通，处于正压状态，集水箱1中的气压使得第二单向阀4关闭。集水箱1中的水在重力的作用下将排水口8处的第一单向阀3打开，集水箱1中的积水和渣滓从排水口8排除，完成了对瓦斯抽采系统中积水的排放和除渣。随着集水箱1内水量的快速排放，浮球11随水位下沉，带动活塞杆10下移，再加上第一磁铁21的吸引力，带动活塞杆10与第二磁铁22分离，关闭配气通道，打开负压通道，同时第一单向阀3关闭，第二单向阀4打开。该瓦斯抽采系统的自动放水装置回到初始状态，往复循环，实现了高负压状态下的全自动放水除渣。

本发明实施例提供的瓦斯抽采系统的自动放水装置，安装在负压抽采系统管路易积水位置处，通过浮球11、磁铁利用活塞杆10上下活塞运动，克服系统高负压，实现集水箱1的箱体16内正负压转换，来自动排放负压瓦斯抽采系统管路积水，避免了杠杆机械式自动放水器的缺点，可实现高负压系统全自动放水，并且具有结构简单、传动装置少、适用地点广泛和使用维护便捷可靠等优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于，包括：

集水箱，具有第一接口、第二接口、进水口和排水口，所述第一接口与外界大气连通，所述第二接口与所述瓦斯抽采系统连通，所述进水口开设在所述集水箱的上部，所述进水口与所述瓦斯抽采系统的排水口相连，所述排水口开设在所述集水箱的下部；

活塞开关装置，设置在所述集水箱中，所述活塞开关装置包括：

活塞缸体，所述活塞缸体中形成一腔体，所述活塞缸体具有第一开口、第二开口、第三开口、第四开口，所述第一开口与所述第一接口相连，所述第二开口与所述第二接口相连，所述腔体通过所述第三开口与所述集水箱的内部空间相连通；

活塞杆，所述活塞杆的一端设置有用于关闭所述第一开口的第一阻挡部件和用于关闭所述第二开口和第四开口的第二阻挡部件，且所述第一阻挡部件与所述第二阻挡部件的距离大于所述第一开口与所述第二开口的距离，所述活塞杆的一端穿过所述第四开口设置在所述活塞缸体的所述腔体中；

浮球，设置在所述活塞杆上；

第一单向阀，设置在所述排水口处；

第二单向阀，设置在所述进水口处。

2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于，所述集水箱包括：

箱体，所述箱体上开设有所述第一接口、所述第二接口、所述进水口和所述排水口；

盖，所述盖上设置有观察窗，所述盖与所述箱体法兰连接。

3.根据权利要求1所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于，还包括：

上支架，所述活塞开关装置通过所述上支架设置在所述集水箱中。

4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于，还包括：

导向支架，具有一导向空间，所述导向支架设置在所述集水箱中，且设置在所述集水箱的底部，且所述活塞开关装置的活塞杆的另一端设置在所述导向空间中。

5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于，还包括：

第一磁铁，设置在所述导向支架上；

第二磁铁，设置在所述活塞缸体的腔体中。

6.根据权利要求1所述的瓦斯抽采系统的自动放水装置，其特征在于：

所述第一单向阀为吸球排水装置。