CN104597209A - 原位整体式瓦斯样气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原位整体式瓦斯样气处理装置，包括连接座，连接座的座腔中设置过滤膜，过滤膜座腔分为上、下座腔，连接座的下端设有外筒、疏水滤芯，疏水滤芯位于外筒筒腔中，疏水滤芯的过滤腔与下座腔连通，外筒的下端设置下连接管、采样管，采样管位于连接管的管孔中，采样管的管孔与外筒的筒腔连通；连接座的上端设有上连接管、样气导管，样气导管位于上连接管的管孔中，样气导管的管孔与上座腔连通；还包括循环泵，循环泵的进气端与上连接管连通，出气端与下连接管连通。本装置结构简单，生产成本低，安装更为容易，而且过滤能力强，使瓦斯分析仪检测结果可靠，维护较少，使用寿命更长。

Description

原位整体式瓦斯样气处理装置
技术领域
本发明属于在线气体分析技术领域，尤其涉及一种原位整体式瓦斯样气处理装置。
背景技术
煤炭行业的安全生产和瓦斯利用，都需要在线连续监测瓦斯浓度，其主要成分是甲烷(CH4)。目前采用的设备是瓦斯在线分析系统，通常安装在煤气管道上设计有尾锥流量计的位置，利用尾锥上下游的低差压(300～500Pa)进行采样和分析，在煤气管上有取样口和排放口两个连接点，取样口和排放口之间还需要设置有连接管道，结构比较复杂，瓦斯在线分析系统均为分体式结构，各部分之间需要通过管道连接，安装过程困难。
煤炭行业现用的瓦斯在线分析系统的数量很大，技术水平却很低，样气处理的粉尘过滤能力差，过滤精度大于10μm，没有除细小液雾的处理能力。煤气中带有很多液态水，水雾严重，设备的维护量很大。湿度很大的样气常使瓦斯分析仪的传感器失效，瓦斯分析仪损坏的严重故障很容易发生，寿命周期很短，有的甚至只有几个月。制造商和工程用户都不堪重负，煤炭行业和城市地下管网监测都要求有简单、可靠和少维护、长寿命周期技术优势的产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种原位整体式瓦斯样气处理装置，本装置与煤气管之间只有一个连接口，不需要连接管道，结构更为简单，降低了生产成本，采用整体式结构，安装更为容易，而且过滤能力强，过滤精度高，可以滤除细小液雾，最终达到0.05μm，防止杂质进入瓦斯分析仪，使瓦斯分析仪检测结果可靠，维护较少，使用寿命更长。
本发明的目的是这样实现的：
一种原位整体式瓦斯样气处理装置，包括一空心的连接座，所述连接座的座腔中设置过滤膜，所述过滤膜将连接座的座腔分隔为上座腔、下座腔，
所述连接座的下端设有向下延伸的外筒、疏水滤芯，所述疏水滤芯位于外筒的筒腔中，疏水滤芯的过滤腔与下座腔连通，外筒的下端设置向下延伸的下连接管、采样管，所述采样管位于连接管的管孔中，采样管的管孔与外筒的筒腔连通，下连接管的下端用于与煤气管连接，采样管的下端延伸过下连接管的下端，用于伸入煤气管的管孔中采样；
所述连接座的上端设有向上延伸的上连接管、样气导管，所述样气导管位于上连接管的管孔中，样气导管的管孔与上座腔连通，上连接管的上端用于与瓦斯分析仪连接，样气导管的上端位于上连接管上端的下方，用于将样气输送至瓦斯分析仪进气口；
还包括一循环泵，所述循环泵的进气端通过管道与上连接管连通，循环泵的出气端通过管道与下连接管连通。
所述连接座包括底座、上盖，底座、上盖固定连接，形成分体式结构的连接座。
所述上盖与上连接管、样气导管成型为一体。
所述底座分别与外筒、疏水滤芯螺纹配合固定。
所述外筒与下连接管、采样管成型为一体。
所述采样管下端设有粉尘分离罩。
所述循环泵采用真空泵。
所述疏水滤芯的过滤精度为1μm，所述过滤膜的过滤精度为0.05μm。
所述上连接管上设有用于与循环泵的进气端连接的样气流出接头，下连接管上设有用于与循环泵的出气端连接的样气流入接头。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明能够适应煤气样气中水多、雾重、粉尘多的恶劣条件，向瓦斯分析仪提供高品质样气，使其实现近于免维护的、本质安全、零排放的原位取样、处理和分析，使瓦斯分析仪长寿命周期地协调运行，适用于煤炭行业、城市地下管网的沼气监测。
在已经生产的煤气管上增加尾锥流量计非常困难，将大为增加生产成本。而本装置突破煤气管上必须要有尾锥流量计的限制，在零差压的条件进行采样、处理和分析，尾气从下连接管内重新流回到煤气管中，高效除去的液雾成为冷凝水，和过滤除去的粉尘，靠自重落下，以及从样气中分离出的液态水一起，从采样管自动流回煤气管道中，从而实现单点管式安装和零排放，以及本质安全的瓦斯在线分析。
本装置为整体式结构，从取样和安装连接再到瓦斯分析仪之间没有任何分离状态的独立部件和连接管道，安装更为简单。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记
附图中，1为粉尘分离罩，2为采样管，3为下连接管，4为样气流入接头，5为疏水滤芯，6为外筒，7为循环泵，8为底座，9为过滤膜，10为上盖，11为上连接管，12为样气流出接头，13为样气导管，14为煤气管，15为瓦斯分析仪。
具体实施方式
参见图1，为原位整体式瓦斯样气处理装置的一种较佳的实施例，包括一空心的连接座，所述连接座的座腔中设置过滤膜9，所述过滤膜9将连接座的座腔分隔为上座腔、下座腔，本实施例中，所述连接座包括底座8、上盖10，底座8、上盖10螺纹配合，形成可拆卸的分体式结构的连接座，便于打开连接座，装、取过滤膜9。本实施例中，所述过滤膜的过滤精度为0.05μm，使本装置可以向瓦斯分析仪提供高品质样气，使其实现近于免维护的、本质安全、零排放的原位取样、处理和分析。
所述连接座的下端设有向下延伸的外筒6、疏水滤芯5，所述底座8分别与外筒6、疏水滤芯5螺纹配合固定，形成可拆卸结构，便于打开外筒，装、取和清晰维护疏水滤芯5。所述疏水滤芯5位于外筒6的筒腔中，疏水滤芯5的过滤腔与下座腔连通，本实施例中，所述疏水滤芯5的过滤精度为1μm，向过滤膜9提供较为干净的样气，提升过滤效果。外筒6的下端设置向下延伸的下连接管3、采样管2，本实施例中，所述外筒6与下连接管3、采样管2成型为一体，连接更为牢固。所述采样管2位于连接管3的管孔中，采样管2的管孔与外筒6的筒腔连通，下连接管3的下端用于与煤气管14连接，采样管2的下端延伸过下连接管3的下端，用于伸入煤气管14的管孔中采样。本实施例中，所述采样管2下端设有粉尘分离罩1，经粉尘分离罩1粗过滤后，进入采样管的粉尘和液滴会大比例的减少，提升后续的过滤效果。
所述连接座的上端设有向上延伸的上连接管11、样气导管13，本实施例中，所述上盖10与上连接管11、样气导管13成型为一体，连接更为牢固。所述样气导管13位于上连接管11的管孔中，样气导管13的管孔与上座腔连通，上连接管11的上端用于与瓦斯分析仪15连接，样气导管13的上端位于上连接管11上端的下方，用于将样气输送至瓦斯分析仪15进气口。
还包括一循环泵7，所述循环泵7的进气端通过管道与上连接管11连通，循环泵7的出气端通过管道与下连接管3连通。本实施例中，所述循环泵7采用真空泵，其驱动力采用12VDC供电的小功率直流电，实现本质安全，防止引爆瓦斯，带来安全隐患。所述上连接管11上设有用于与循环泵7的进气端连接的样气流出接头12，下连接管3上设有用于与循环泵7的出气端连接的样气流入接头4，便于上连接管11、下连接管3通过抱箍与循环泵7的连接管道连接。
瓦斯样气的超高效样气处理和分析过程详细说明如下：
煤气管中的煤气含有液态水和大量的雾滴，粉尘，经粉尘分离罩的物理分离后，已经大比例减少，在循环泵的抽吸驱动下，进入采样管并上升到外筒内，自然实现气水分离；液雾和粉尘经1μm过滤精度的高精度疏水滤芯高效除雾和除尘，粉尘随冷凝水靠自重落下，随外筒筒腔分离出来的液态水一起从采样管自动流回煤气管中。样气再往上经过0.05μm过滤精度的过滤膜过滤除尘，洁净样气以＜2L/min的流量从样气导管往上流动，以扩散方式由瓦斯分析仪检测出甲烷(CH4)含量，能有效保障长寿命周期地连续稳定、协调运行。分析后的尾气从样气流出接头流出，经循环泵和样气流入接头流入下连接管内，重新流回到煤气管中。
本发明的具体实施例最大限度地体现了“整体优化设计”的原则，具有显著的结构简单、少维护、可靠性高，能长寿命周期协调运行等技术特点。除煤矿瓦斯监测之外，同样运用于城市地下管网沼气的在线连续监测。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：包括一空心的连接座，所述连接座的座腔中设置过滤膜，所述过滤膜将连接座的座腔分隔为上座腔、下座腔，
所述连接座的下端设有向下延伸的外筒、疏水滤芯，所述疏水滤芯位于外筒的筒腔中，疏水滤芯的过滤腔与下座腔连通，外筒的下端设置向下延伸的下连接管、采样管，所述采样管位于连接管的管孔中，采样管的管孔与外筒的筒腔连通，下连接管的下端用于与煤气管连接，采样管的下端延伸过下连接管的下端，用于伸入煤气管的管孔中采样；
所述连接座的上端设有向上延伸的上连接管、样气导管，所述样气导管位于上连接管的管孔中，样气导管的管孔与上座腔连通，上连接管的上端用于与瓦斯分析仪连接，样气导管的上端位于上连接管上端的下方，用于将样气输送至瓦斯分析仪进气口；
还包括一循环泵，所述循环泵的进气端通过管道与上连接管连通，循环泵的出气端通过管道与下连接管连通。
2.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述连接座包括底座、上盖，底座、上盖固定连接，形成分体式结构的连接座。
3.根据权利要求2所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述上盖与上连接管、样气导管成型为一体。
4.根据权利要求2所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述底座分别与外筒、疏水滤芯螺纹配合固定。
5.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述外筒与下连接管、采样管成型为一体。
6.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述采样管下端设有粉尘分离罩。
7.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述循环泵采用真空泵。
8.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述疏水滤芯的过滤精度为1μm，所述过滤膜的过滤精度为0.05μm。
9.根据权利要求1所述的原位整体式瓦斯样气处理装置，其特征在于：所述上连接管上设有用于与循环泵的进气端连接的样气流出接头，下连接管上设有用于与循环泵的出气端连接的样气流入接头。
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