CN105889752A - 一种阈值可调的精密泄压方法及装置 - Google Patents

一种阈值可调的精密泄压方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阈值可调的精密泄压方法及装置，属于煤矿安全技术领域，尤其适用于定压条件下瓦斯解吸规律测试与研究。阈值可调的精密泄压装置由充气系统和泄压系统两部分组成，充气系统包括氮气瓶、缓冲罐、精密压力表、阀门以及管路，泄压系统由密闭腔体、软胶管及管路组成。首先向密闭腔体中添加可淹没软胶管的水量，通过充气系统向密闭腔体中充入气体并调节至特定压力值P0，当容器中压力大于特定压力值P0时，软胶管张开，气体通过管路排出，当容器压力小于或等于特定压力值P0时，软胶管闭合，该方法与装置可以做到精密泄压，有效解决了在泄压过程中泄压不准确的问题。

Description

一种阈值可调的精密泄压方法及装置
技术领域
本发明涉及一种阈值可调的精密泄压方法及装置，属于煤矿安全技术领域，尤其适用于定压条件下解吸规律测试与研究。
背景技术
目前，煤体瓦斯解吸规律测试与研究是在一个大气压环境下进行的，然而煤体瓦斯赋存环境往往大于一个大气压，因此其解吸环境也大于一个大气压。如果在实验室模拟这个环境压力，采用目前市场上现有的单向泄压阀是不精确的，因为单向泄压阀的主要工作原理是：靠其内部的弹簧伸缩来泄压的，弹簧的阻尼过大会造成泄压过小，弹簧的阻尼过小会造成泄压过大，综合分析单向泄压阀存在着较大的误差，且不够灵敏。
因此，如果在实验室准确模拟煤层瓦斯赋存的压力，有必要建立一种阈值可调的精密泄压阀的方法与装置，其没有阻尼、非常灵敏，可以有效的解决泄压过大或过小的问题，做到精密泄压。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本文提供了一种能够阈值可调精密泄压的方法与装置，并可以保持容器31在一定的压力值P0条件下解吸。
本发明涉及一种阈值可调的精密泄压方法及装置，由充气系统和泄压系统两部分组成；所述的泄压系统通过位于密闭腔体23上端的腔体接口14与充气系统相连，泄压系统中的密闭腔体23内安装软胶管22一根，软胶管的长度为5~10cm，软胶管22上端与管路19相连接，软胶管22下端与管路24相连接，管路24下端安装变径装置28，变径装置28与管路30相连接，管路30上安装阀门29且管路30连通容器31。
进一步，所述的充气系统包括氮气瓶、缓冲罐、压力表、阀门以及管路，通过管路，氮气瓶1与阀门2相连，阀门2与缓冲罐3相连，缓冲罐3与阀门5相连，其中缓冲罐3与阀门5之间的管路上安装精密压力表4，阀门5与四通7相连，在四通7上端口安装压力表6，四通7下端口通过管路与腔体接口14相连接。
进一步，所述软胶管22外部由带孔眼的铁皮套管21包裹。
进一步，泄压系统中的管路19穿过腔体23上端的中心接口被腔体23外侧的六角螺母15紧固，六角螺母15通过螺纹与管路19连接，腔体23上盖有O形圈17和O形圈18，O形圈17和O形圈18位于六角螺母15下面。腔体23底部的中心接口被腔体23外侧的六角螺母27紧固，六角螺母27通过螺纹与管路24连接，腔体23底部有O形圈25和O形圈26，O形圈25和O形圈26位于六角螺母27上面。
利用阈值可调的精密泄压装置提供一种精密泄压方法，按照如下步骤进行：
步骤一，打开腔体上盖，向腔体23中加入一定量的水，水的高度达到淹没软胶管22即可，然后通过螺栓13和螺栓16紧固上盖；
步骤二，关闭装置中的所有阀门2、5、8、9、11、29，打开氮气瓶1的阀门，然后打开阀门2，向缓冲罐3冲入一定量的气体，充气完毕后关闭氮气瓶1的阀门和阀门2；打开阀门5和阀门9，向腔体23中充入一定量的气体，使精密压力表6示数值P与容器31设定的压力值P0相等，充气完毕后关闭阀门5和阀门9；
步骤三，打开阀门29和阀门11，随着时间的增大，容器31中的煤32解吸出的气体量越来越大，因此气体压力也越来越大；当容器31中的气体压力P1大于所设定的压力P0时，软胶管张开，气体通过管路排出，因此容器中的气体压力降低；当容器中的气体压力小于或等于腔体中的气体压力时，软胶管在水和气的作用下再次闭合。
本发明利用了软胶管管壁的弹性，使得软胶管在水和气的压力作用下闭合，该方法与装置无阻尼且反应灵敏，可以做到精密泄压，有效地解决了泄压不精确的问题。
附图说明
图1 为本发明一种阈值可调的精密泄压方法及装置的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施做进一步的详细说明。
本发明为一种阈值可调的精密泄压方法及装置，适用于对容器内要求保持恒定的压力系统。如图1所示，阈值可调的精密泄压装置，由充气系统和泄压系统两部分组成。
所述的充气系统通过管路将氮气瓶1、阀门2、缓冲罐3、压力表4、阀门5、四通7依次相连，在四通7上安装压力表6，四通7右端口通过管路与阀门8相连，四通7下端口通过管路与腔体接口14相连接；关闭装置中的所有阀门2、5、8、9、11、29，打开氮气瓶1的阀门，然后打开阀门2，向缓冲罐3冲入一定量的气体，充气完毕后关闭氮气瓶1的阀门和阀门2；打开阀门5和阀门9，向腔体23中充入一定量的气体，使精密压力表6示数值P与容器20设定的压力值P0相等，充气完毕后关闭阀门5和阀门9；充气系统是为了调节泄压系统中密闭腔体中的压力，使密闭腔体中的压力值P所连接的容器所需保持的恒定压力值P0一致。
所述的泄压系统通过位于密闭腔体23上端的腔体接口14与充气系统相连，泄压系统中的密闭腔体23内安装软胶管22一根，软胶管的长度为5~10cm，软胶管22上端与管路19相连接，软胶管22下端与管路24相连接，管路24下端安装变径装置28，变径装置28与管路30相连接，管路30上安装阀门29且管路30连通容器31；使用时，向密闭腔体中加入水使得水位高于软胶管顶端，然后通过充气系统调节密闭腔体内的压力，使得密闭腔体23内的压力值P与容器31所设定的压力值P0一致，泄压系统通过软胶管的闭合，使得所连接的容器31中的气体定量的泄出，从而保持了容器内压力值的恒定；软胶管21外部有带孔眼的铁皮套管14包裹，紧固了软胶管并且便于安装。
泄压系统中的压力必须恒定不变，才能起到对容器31的压力保持恒定不变的控制作用，因此泄压系统中的密闭腔体23必须保证密不透气，螺母13和螺母16紧固上盖，管路19穿过腔体23上端的中心接口被腔体23外侧的六角螺母15紧固，六角螺母15通过螺纹与管路19连接，腔体23上盖有O形圈17和O形圈18，O形圈17和O形圈18位于六角螺母15下面；管路24穿过腔体23底部的中心接口被腔体23外侧的六角螺母27紧固，六角螺母27通过螺纹与管路24连接，腔体23底部有O形圈25和O形圈26，O形圈25和O形圈26位于六角螺母27上面，通过螺母与O形圈的作用使得，管路在贯通密闭腔体时，连接处的密闭性良好，从而保证了密闭腔体的气密性。
本发明还包括一种阈值可调的精密泄压方法，利用上述阈值可调的精密泄压装置，按如下步骤进行：
步骤一，打开腔体上盖，向腔体23中加入一定量的水，水的高度达到淹没软胶管22即可，然后通过螺栓13和螺栓16紧固上盖；
步骤二，关闭装置中的所有阀门2、5、8、9、11、29，打开氮气瓶1的阀门，然后打开阀门2，向缓冲罐3冲入一定量的气体，充气完毕后关闭氮气瓶1的阀门和阀门2；打开阀门5和阀门9，向腔体23中充入一定量的气体，使精密压力表6示数值P与容器31设定的压力值P0相等，充气完毕后关闭阀门5和阀门9；
步骤三，打开阀门29和阀门11，随着时间的增大，容器31中的煤32解吸出的气体量越来越大，因此气体压力也越来越大。当容器31中的气体压力P1大于所设定的压力P0时，软胶管张开，气体通过管路排出，因此容器中的气体压力降低；当容器中的气体压力P1小于或等于腔体中的气体压力P时，软胶管在水和气的作用下再次闭合。

Claims (5)

1.一种阈值可调的精密泄压方法及装置，其特征在于，由充气系统和泄压系统两部分组成；所述的泄压系统通过位于密闭腔体（23）上端的腔体接口（14）与充气系统相连，泄压系统中的密闭腔体（23）内安装软胶管（22）一根，软胶管的长度为5~10cm，软胶管（22）上端与管路（19）相连接，软胶管（22）下端与管路（24）相连接，管路（24）下端安装变径装置（28），变径装置（28）与管路（30）相连接，管路（30）上安装阀门（29）且管路（30）连通容器（31）。
2.如权利要求1所述的一种阈值可调的精密泄压方法及装置，其特征在于，所述的充气系统包括氮气瓶、缓冲罐、压力表、阀门以及管路，通过管路，氮气瓶（1）与阀门（2）相连，阀门（2）与缓冲罐（3）相连，缓冲罐（3）与阀门（5）相连，其中缓冲罐（3）与阀门（5）之间的管路上安装精密压力表（4），阀门（5）与四通（7）相连，在四通（7）上端口安装压力表（6），四通（7）下端口通过管路与腔体接口（14）相连接。
3.如权利要求1所述的一种阈值可调的精密泄压方法及装置，其特征在于，所述软胶管（22）外部由带孔眼的铁皮套管（21）包裹。
4.如权利要求1所述的一种阈值可调的精密泄压方法及装置，其特征在于，所述泄压系统中的管路（19）穿过腔体（23）上端的中心接口被腔体（23）外侧的六角螺母（15）紧固，六角螺母（15）通过螺纹与管路（19）连接，腔体（23）上盖有O形圈（17）和O形圈（18），O形圈（17）和O形圈（18）位于六角螺母（15）下面；管路（24）穿过腔体（23）底部的中心接口被腔体（23）外侧的六角螺母（27）紧固，六角螺母（27）通过螺纹与管路（24）连接，腔体（23）底部有O形圈（25）和O形圈（26），O形圈（25）和O形圈（26）位于六角螺母（27）上面。
5.一种阈值可调的精密泄压方法，其特征在于，该方法利用权利要求1所述的精密泄压装置按照如下步骤进行：
步骤一，打开腔体上盖，向腔体（23）中加入一定量的水，水的高度达到淹没软胶管（22）即可，然后通过螺栓（13）和螺栓（16）紧固上盖；
步骤二，关闭装置中的所有阀门（2）、（5）、（8）、（9）、（11）、（29），打开氮气瓶（1）的阀门，然后打开阀门（2），向缓冲罐（3）冲入一定量的气体，充气完毕后关闭氮气瓶（1）的阀门和阀门（2）；打开阀门（5）和阀门（9），向腔体（23）中充入一定量的气体，使精密压力表（6）示数值P与容器（31）设定的压力值P0相等，充气完毕后关闭阀门（5）和阀门(9)；
步骤三，打开阀门（29）和阀门（11），随着时间的增大，容器（31）中的煤（32）解吸出的气体量越来越大，因此气体压力也越来越大；当容器（31）中的气体压力P1大于所设定的压力P0时，软胶管张开，气体通过管路排出，因此容器中的气体压力降低；当容器中的气体压力小于或等于腔体中的气体压力时，软胶管在水和气的作用下再次闭合。
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