CN103470299A - 一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，属于煤矿瓦斯抽采利用领域。该装置包括连接于瓦斯抽采管路的排水弯管、排水阀、喇叭口、轻质弹性球、弧形网筛及固定螺栓。其特征是在排水弯管的始端附近安装排水阀，在其末端连接喇叭口，当积水的重力作用大于抽采负压和大气压的共同作用时，轻质弹性球朝向弧形网筛运动并进行排水排渣，反之，轻质弹性球在抽采负压和大气压形成的旋涡气流作用下瞬间回吸至排水弯管和喇叭口的连接处。主要优点是实现了自动排水和自动排渣，且结构简易，制造和使用成本低，容易维修，易于煤矿技术人员掌握。

Description

一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采利用领域，尤其是涉及一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置。

背景技术

随着煤矿开采的深部化，瓦斯压力和瓦斯含量亦呈增加趋势。为了确保煤矿生产安全开展，如何安全高效地抽采瓦斯已成为一个重要的课题。然而，由于抽采管路中存在积水积渣，其会占据空间形成阻力，甚至还会损坏抽采设备，给瓦斯抽采效果和抽采成本造成了严重影响。

目前，在煤矿使用的用于瓦斯抽采管路的排水装置主要有水箱式、浮球式和传感式等几种，很多学者或技术人员已经做了很多探索和研究，但仍存在一定的不足，如刘本亮发明的瓦斯抽放管路放水器（申请号：CN200920024665.0），其不足在于没有实现自动放水功能；张纯如等发明的瓦斯抽采管道放水器（申请号：CN201210404774.1），虽实现了自动放水，但需设置水位传感器，且构造复杂；又如孙喜春发明的负压自动放水器（申请号：CN201220547236.3）以及沈刚等发明的负压自动放水器（申请号：CN201210244586.7）等均存在构造复杂、成本高、维修困难等不足；赵利辉等发明的排水器（申请号：CN201210312788.0）则没有充分考虑抽采管路中积存的矿渣，即没实现排渣功能，容易出现堵塞问题；陈洪波发明的一种用于瓦斯抽放管的负压自动放水器（申请号：CN201210582256.9），其不足在于放水后的挡盖难以长期实现自动吸紧，不能确保自动放水器的稳定工作。简言之，目前各种瓦斯抽采管路中排水装置的关键问题在于：1、是否能自动排水，实现及时排除积水，又能节省人力消耗；2、是否考虑了排渣问题，不至于堵塞排水装置，甚至导致装置不能正常使用；3、是否结构简易，一般技术人员是否能进行维护和维修。所以，有必要设计一个能自动排水、排渣，且结构简易、功能稳定的用于瓦斯抽采管路的排水装置。

发明内容

针对现有各种排水装置存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，以实现既能自动排水，又能自动排渣，且结构简易、功能稳定，可用于各种负压瓦斯抽采管路的积水积渣排放。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其中排水弯管连接于瓦斯抽采管路上，在排水弯管与瓦斯抽采管路的连接处以下一小段距离安装排水阀，在排水弯管末端连接喇叭口，在喇叭口上安装固定片，在排水弯管末端和喇叭口之间放置轻质弹性球，其可在抽采负压和大气压的共同作用下于排水弯管末端和弧形网筛之间的范围内往复运动，弧形网筛通过固定螺栓和固定片固定于喇叭口外侧。

进一步，所述排水弯管为类L状弯管，由垂直部分和类水平部分组成，两部分连接部位呈弧形，垂直部分的直径要大于近水平部分的直径；其中垂直部分的高度可根据抽采负压情况进行相应调整，但要保证排水阀以下垂直部分盛满水的重力势能（ρgh）要比抽采负压大；近水平部分的弯管可稍向喇叭口方向倾斜，但其角度要小于残渣在水中自然滑动的摩擦角，用以暂存部分残渣，并保证轻质弹性球工作的稳定性，待下一次排水时部分或全部排出，如此循环。

进一步，所述排水阀是常开阀门，仅在定期对排水装置的维护保养时进行关闭，关闭阀门期间出现的积水积渣暂存在排水阀与瓦斯抽采管路之间的那段排水弯管中；关闭阀门后可拧开固定螺栓，取下弧形网筛和轻质弹性球，对排水弯管的近水平部分进行清理和察看，完毕后，放回轻质弹性球和弧形网筛，再拧紧固定螺栓，之后再打开排水阀，保持常开状态。

进一步，所述轻质弹性球为空心的具有良好弹性的轻质塑料球，其直径要大于排水弯管近水平部分的直径，即大于喇叭口始端尺寸，以实现气密性；喇叭口呈锥形状，其锥角不能过大，以保证轻质弹性球在抽采负压和大气压作用下快速回吸至排水弯管和喇叭口的连接处。

进一步，所述弧形网筛呈弧形状，由筛框、横向筛丝及纵向筛丝组成，且横向筛丝为上部等小间距布置、中部大间距布置、中下部等小间距布置以及底部大间距布置，纵向筛丝为中部大间距布置、两边等小间距布置，其目的是为了形成在负压和大气压共同作用下的扰动漩涡气流，使轻质弹性球快速准确地回吸至喇叭口和排水弯管的连接处，同时也保证了在排水排渣时易于从网筛底部排出。

进一步，所述固定螺栓用于固定弧形网筛，防止其松动滑落或因人不小心而取下。

本发明的有益效果是：

1、本发明同时实现了自动排水和自动排渣功能，且能及时排放，排水率高，提高了瓦斯抽采效果。

2、本发明结构简易、功能稳定，制造和使用成本低。

3、本发明原理简单，易于煤矿技术人员掌握，出现问题能及时修复。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为弧形网筛立面投影图。

其中：1—瓦斯抽采管路，2—排水弯管，3—排水阀，4—喇叭口，5—轻质弹性球，6—弧形网筛，7—固定片，8—固定螺栓，61—筛框，62—横向筛丝，63—纵向筛丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

如图1为本发明一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置的结构示意图，图2为图1中弧形网筛6的立面投影图；结合图1和图2，本实施例提供了一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，主要包括排水弯管2、排水阀3、喇叭口4、轻质弹性球5、弧形网筛6、固定片7和固定螺栓8。

其中，排水弯管2连接于瓦斯抽采管路1上，抽采管路中的积水积渣从排水弯管2的上端口进入，排水弯管2为类L状弯管，由垂直部分和类水平部分组成，两部分连接部位呈弧形，且垂直部分的直径要大于近水平部分的直径；在排水弯管2与瓦斯抽采管路1的连接处以下一小段距离安装排水阀3，平常处于常开状态，仅在定期对排水装置的维护保养时进行关闭，关闭阀门期间出现的积水积渣暂存在排水阀3与瓦斯抽采管路1之间的那段排水弯管2中；排水弯管2的垂直部分的高度可根据抽采负压情况进行相应调整，但要保证排水阀3以下垂直部分盛满水的重力势能（ρgh）要比抽采负压大，其近水平部分可稍向喇叭口方向倾斜，但其角度要小于残渣在水中自然滑动的摩擦角，用以暂存部分残渣，并保证轻质弹性球工作的稳定性；喇叭口4连接于排水弯管2末端，其呈锥形状，且锥角不能过大以保证轻质弹性球5的回吸速度和准确度；轻质弹性球5为空心的具有良好弹性的轻质塑料球，可在抽采负压和大气压的共同作用下于排水弯管2末端和弧形网筛6之间的范围内往复运动，其直径要大于排水弯管近水平部分的直径，即大于喇叭口始端尺寸，故能保证回吸后的气密性；通过固定螺栓8和安装在喇叭口4上的固定片7固定于喇叭口4外侧，这样可防止其松动滑落或因人不小心而取下而导致排水装置失效，弧形网筛6由筛框61、横向筛丝62及纵向筛丝63组成，且横向筛丝62为上部等小间距布置、中部大间距布置、中下部等小间距布置以及底部大间距布置，纵向筛丝63为中部大间距布置、两边等小间距布置，这样是为了在负压和大气压工作作用下形成扰动漩涡气流，使轻质弹性球5快速准确地回吸至喇叭口4和排水弯管2的连接处，且在排水排渣时该弧形网筛6底部易于排出，不会出现筛孔堵塞现象；在定期的维护保养时，先关闭排水阀3，然后拧开固定螺栓8，取下弧形网筛6和轻质弹性球5，对排水弯管2的近水平部分进行清理和察看，完毕后，放回轻质弹性球5和弧形网筛6，再拧紧固定螺栓8，之后再打开排水阀3，保持常开状态。

在进行瓦斯抽采管路1的排水工作时，排水阀3处于开启状态，积水积渣从瓦斯抽采管路1进入排水弯管2，积渣暂存在近水平部分，当积水的重力势能大于抽采负压和大气压的共同作用时，轻质弹性球5朝向弧形网筛6运动，同时排出积水积渣，过程中水的重力势能在减小，当其小于抽采负压和大气压的共同作用时，轻质弹性球5会在扰动漩涡流中瞬间回吸至排水弯管2和喇叭口4的连接处，形成一次排水循环，如此往复。

最后应当说明的是，以上内容仅用于说明本发明的技术方案，而非对其保护范围进行限制，本领域普通技术人员对本发明技术方案进行一定的修改或等同替换，均不脱离本发明技术方案的有效范围。

Claims (6)

1.一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，该装置包括排水弯管（2）、排水阀（3）、喇叭口（4）、轻质弹性球（5）、弧形网筛（6）、固定片（7）和固定螺栓（8）。

所述排水弯管（2）连接于瓦斯抽采管路（1）上，并在排水弯管（2）与瓦斯抽采管路（1）连接处以下一小段距离安装排水阀（3）；所述喇叭口（4）连接于排水弯管（2）末端，在喇叭口（4）上安装固定片（7）；所述轻质弹性球（5）可在排水弯管（2）末端和喇叭口（4）之间往复运动；所述弧形网筛（6）通过固定螺栓（8）和固定片（7）固定于喇叭口（4）外侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，所述排水弯管（2）为类L状弯管，分为垂直部分和近水平部分，两部分连接部位呈弧形，其中垂直部分的直径要大于近水平部分的直径，近水平部分的直径要小于轻质弹性球（5）的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，所述排水阀（3）位于排水弯管（2）与瓦斯抽采管路（1）连接处以下一小段距离，此段排水弯管（2）用于排水阀（3）关闭时积水的暂存。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，所述喇叭口（4）的始端尺寸要小于轻质弹性球（5）的直径，且呈锥形状。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，所述轻质弹性球（5）为空心的具有良好弹性的轻质塑料球。

6.根据权利要求1或4所述的一种用于负压瓦斯抽采管路的排水装置，其特征在于，所述弧形网筛（6）由筛框（61）、横向筛丝（62）及纵向筛丝（63）组成，且横向筛丝（62）为上部等小间距布置、中部大间距布置、中下部等小间距布置以及底部大间距布置，纵向筛丝（63）为中部大间距布置、两边等小间距布置，整个网筛呈弧形状。

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