CN108049914A - 一种防止煤渣沉积的矿用放水器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放水器技术领域，尤其涉及矿用本安型瓦斯抽采管中的一种防止煤渣沉积的矿用放水器，包括筒体，筒体侧壁上部设有进水管，筒体另一侧壁底部设有排水管，筒体上部还设有密封上盖，上盖中心底部设有一个进气管道，进气管道上设有两个通气孔，进气管道外套设有一个机械阀，机械阀侧壁上设上进气孔和下进气孔，筒体侧壁上部还设有进气口和平衡管，进气口和平衡管分别通过气管与机械阀侧壁上的上、下进气孔相连通，位于机械阀底部的进气管道上设有一个限位螺母，进气管道出气口通过轴承与T型管相连通，T型管底部中心焊接有一个导杆，导杆底部安装有叶轮，限位螺母与轴承之间还设有自动控制开关，本发明可有效防止煤渣、淤泥沉积。
Description
技术领域
本发明属于放水器技术领域，尤其涉及矿用本安型瓦斯抽采管中的一种防止煤渣沉积的矿用放水器。
背景技术
煤矿井下负压抽采管路抽取瓦斯的同时，还会吸进大量煤层积水和一些小颗粒煤渣。为防治积水和残余煤渣堵塞抽采管道，常用的方法是，在管路较低易积水位置安装放水器。其中，自动防水器使用最多，且最为安全。矿用本安型瓦斯抽采管自动放水器是利用筒体内机械四通阀常开、常闭端的开启和关闭实现放水器储水和放水的状态。当筒体内水满时，机械阀与排气管连接的常闭端打开，这样放水器的水和煤渣就在重力作用下通过出水口，实现自动放水。该装置的安装和使用可实现瓦斯抽采管路无电源全自动放水。但受装置内部结构的影响，自动放水器在实际应用中尚存在以下不足：一些煤渣和淤泥长期积存在放水器筒体内的下部，可能会堵塞出水口，影响放水效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止煤渣沉积的矿用放水器，可以利用放水器内外压差，提高流体的流动速度，防止煤渣、淤泥沉积。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种防止煤渣沉积的矿用放水器，包括筒体，所述筒体侧壁上部设有进水管，筒体另一侧壁底部设有排水管，所述筒体上部还设有密封上盖，上盖中心底部设有一个进气管道，所述进气管道上设有两个通气孔，分别为上通气孔和下通气孔，进气管道外套设有一个机械阀，机械阀侧壁上分别设有上进气孔和下进气孔，筒体侧壁上部还分别设有进气口和平衡管，所述进气口和平衡管分别通过气管与机械阀侧壁上的上、下进气孔相连通，位于机械阀底部的进气管道上设有一个限位螺母，进气管道出气口通过轴承与T型管相连通，所述T型管倒置设置且能水平旋转，T型管底部中心焊接有一个导杆，导杆底部安装有叶轮，所述限位螺母与轴承之间还设有自动控制开关。
进一步的，所述自动控制开关包括压力杆，所述压力杆水平活动套设于进气管道上，压力杆两端分别设有弹性体，弹性体底部分别设有一个浮球。
进一步的，所述T型管包括一个水平管和一个竖直管，水平管和竖直管相互连通，竖直管位于水平管中部上方并与进气管道相连通，水平管两端分别垂直水平管设有一个圆锥收敛型喷嘴，且两喷嘴出口沿水平相反方向设置。
进一步的，所述机械阀包括截面为门字形的外壳和活动设于门字形外壳内的活动体，所述外壳和活动体中心位置均设有供进气管道通过的空腔，所述活动体的长度小于外壳的长度，活动体底部两端分别通过弹簧和外壳连接，活动体右侧设有两个平行的上气管支管和下气管支管，两个支管之间的垂直距离小于机械阀侧壁上两个进气孔之间的垂直距离，进气管道上的上通气孔、上气管支管、上进气孔和进气口连通形成一个常闭端，进气管道上的下通气孔、下气管支管、下进气孔、平衡管和负压抽采管道连通形成一个常开端，常开端一直处于打开状态，只有当活动体顶部与外壳接触时，即放水器内水位达到筒体2/3时，机械阀常开端自动关闭，常闭端打开，从而使进气管道与进气口连通。
进一步的，所述叶轮包括位于导杆上的轮盘以及位于轮盘周边的叶片，所述叶片沿着轮盘周边均匀设置，所述导杆底部延伸至筒体底部上方。
进一步的，所述限位螺母位于活动体与外壳之间的底部空腔处，限位螺母的截面为倒置的等腰梯形，限位螺母顶部的宽度小于两个弹簧之间的水平距离，限位螺母可以沿着进气管道上下移动。
进一步的，所述进水管的进水口与负压抽采管路连接且进水口位置低于负压抽采管路设置，所述平衡管也与负压抽采管路相连通，所述进气口与大气相连通。
本发明具有的优点是：本发明的放水器安装好以后，开启放水器机械阀常开端，使平衡管与负压抽采管道连通，待筒体内部和抽采管路压力平衡后，即筒体内部压力近似为负压抽采管路压力，压力范围为-0.75MPa到-0.85MPa，水、煤渣淤泥等在重力作用下从进水口自动进入到筒体；放水器内水位达到筒体2/3时，机械阀常开端自动关闭，常闭端自动打开，进气口与外界大气连通，外界大气相对压力为0MPa，即在内外压差作用下，外部空气从进气口进入，沿着进气管流动，到达T型管的两末端，从圆锥收敛型喷嘴喷出。T型管道由于受到两个气流的反推作用在水平面内开始旋转，同时带动下部的叶轮旋转；沉积在筒体底部的煤渣在叶轮不断旋转搅动的作用下，与水混合均匀，从出水口排出。其中，T型管道末端出口设置为圆锥收敛型，有利于形成高速气流，加速叶轮叶片转动，方便沉积煤渣与水混合。该装置可有效解决煤渣淤泥沉积筒体底部造成的放水器堵塞问题，且结构简单，易操作，没有电气装置，系统工作稳定性和耐用性高，具有广泛的应用性。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明中T形管的结构示意图。
图3是本发明中叶轮的结构示意图。
图4是本发明中机械阀的结构示意图。
1、进水管；2、上盖；3、机械阀；31、外壳；32、活动体；33、上进气孔；34、下进气孔；35、弹簧；4、气管；5、进气口；6、进气管道；61、喷嘴；7、平衡管；8、限位螺母；9、轴承；10、T型管；11、排水管；12、导杆；13、浮球；14、筒体；15、弹性体；16、压力杆；17、叶轮；171、轮盘；172、叶片；。
具体实施方式
如图所示，一种防止煤渣沉积的矿用放水器，包括筒体14，所述筒体14侧壁上部设有进水管1，进水管1上设有进水口，筒体14另一侧壁底部设有排水管11，排水管11上设有出水口，进水口和出水口上均设有单向阀，所述筒体14上部还设有密封上盖2，上盖2中心底部设有一个进气管道6，所述进气管道6上设有两个通气孔，分别为上通气孔和下通气孔，进气管道6外套设有一个机械阀3，机械阀3侧壁上分别设有上进气孔和下进气孔，所述机械阀3包括截面为门字形的外壳31和活动设于门字形外壳31内的活动体32，所述外壳31和活动体32中心位置均设有供进气管道6通过的空腔，所述活动体32的长度小于外壳31的长度，活动体32底部两端分别通过弹簧35和外壳31连接，活动体32右侧设有两个平行的上气管支管和下气管支管，两个支管之间的垂直距离小于机械阀3侧壁上两个进气孔之间的垂直距离，进气管道6上的上通气孔、上气管支管、上进气孔33和进气口5连通形成一个常闭端，进气管道6上的下通气孔、下气管支管、下进气孔34、平衡管7和负压抽采管道连通形成一个常开端，当活动体32顶部与外壳31接触时，即放水器内水位达到筒体2/3时，机械阀3常开端自动关闭常闭端打开，从而使进气管道6与进气口5连通，筒体14侧壁上部还分别设有进气口5和平衡管7，所述进气口5和平衡管7分别通过气管4与机械阀3侧壁上的上、下进气孔相连通，位于机械阀3底部的进气管道6上设有一个限位螺母8，进气管道6出气口通过轴承9与T型管10相连通，所述T型管10倒置设置且能水平旋转，所述T型管10包括一个水平管和一个竖直管，水平管和竖直管相互连通，竖直管位于水平管中部上方并与进气管道6相连通，水平管两端分别垂直水平管设有一个喷嘴61，且两喷嘴61出口沿水平相反方向设置，且每个喷嘴61为圆锥收敛形喷嘴，T型管10底部中心焊接有一个导杆12，导杆12底部安装有叶轮17，所述叶轮17包括位于导杆12上的轮盘171以及位于轮盘171周边的叶片172，所述叶片172沿着轮盘171周边均匀设置，所述导杆12底部延伸至筒体14底部上方，所述限位螺母8与轴承9之间还设有自动控制开关；所述限位螺母8位于活动体32与外壳31之间的底部空腔处，限位螺母8的截面为倒置的等腰梯形，限位螺母8顶部的宽度小于两个弹簧35之间的水平距离，限位螺母8可以沿着进气管道6上下移动；所述自动控制开关包括压力杆16，所述压力杆16水平活动套设于进气管道6上，压力杆16两端分别设有弹性体15，弹性体15底部分别设有一个浮球13，当筒体14内的积水到达浮球13的位置时，浮球13由于浮力作用到弹性体15上带动压力杆16从而推动限位螺母8向上移动，再带动活动体32从而使常闭端打开，叶轮17旋转，排水管11放水口打开，在使用时，进水管1的进水口与负压抽采管路连接且进水口位置低于负压抽采管路设置，所述平衡管7也与负压抽采管路相连通，所述进气口5与大气相连通。
具体使用时，首先，工作前进行仪器设备检查，该设备进行工作前，需检查整套装置的气密性。先将抽采管路易积水位置与自动放水器的进水口对接，然后在安装时，应将放水器放在水平位置，确保负压抽采管路的出水口高于进水管进水口，用密封垫和螺丝压紧密封抽采管路与进水管1的连接处，严禁有漏气；放水器轴线应尽量与水平面垂直，以便减少浮球13升降过程中摩擦阻力，最后确定放水器系统设备连接可靠后，准备工作。
其次，放水器工作的具体操作步骤：第一步，放水器进水口和抽采管路容易积水的位置连接好，当机械阀3常开端打开，筒体14内部与负压抽彩管路内的压力相同，均为-0.75MPa到-0.85MPa之间，积水由于重力原因将进水口处单向阀顶开，此时放水器处于储水状态；第二步，经过一段时间的进水，筒体14内水达到筒体14高度的2/3时，浮球13由于浮力作用到弹性体15上带动压力杆16从而推动限位螺母8向上移动，再带动活动体32从而使常闭端打开，由于常闭端与外界大气相连通，由于筒体14内压力变大，进水口阀门关闭，出水口阀门打开，即进气口5和出水口打开，开始放水。
最后，放水器工作过程中排出煤渣的具体步骤，当进气口5和出水口打开时，此时外部空气流沿着进气口5进入到放水器内部，沿着进气管道6流动，最后流到T型管10道的末端，从圆锥收敛型喷嘴61喷出，两管道在气流的反向推动作用下旋转，同时带动下方的叶轮17旋转。在叶片172的搅动作用下，煤渣和水混合均匀，这样放水器的水在重力作用下通过出水口就可以自动放水，减少了煤渣堵塞出水口和筒体14下部的情况。放水1.5min后，弹性体15完全恢复形变，压力杆16离开限位螺母8，机械阀3常闭端关闭，进入储水状态。其中，放水器的气压适用范围为-0.1MPa到1MPa，煤矿井下负压抽采管路的压力范围为-0.75MPa到-0.85MPa，放水器能够满足煤矿井下应用要求经过一段时间的放水作业，进行仪器清理；定期检查放水器的工作情况，发现问题及时处理。
Claims (7)
1.一种防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：包括筒体，所述筒体侧壁上部设有进水管，筒体另一侧壁底部设有排水管，所述筒体上部还设有密封上盖，上盖中心底部设有一个进气管道，所述进气管道上设有两个通气孔，分别为上通气孔和下通气孔，进气管道外套设有一个机械阀，机械阀侧壁上分别设有上进气孔和下进气孔，筒体侧壁上部还分别设有进气口和平衡管，所述进气口和平衡管分别通过气管与机械阀侧壁上的上、下进气孔相连通，位于机械阀底部的进气管道上设有一个限位螺母，进气管道出气口通过轴承与T型管相连通，所述T型管倒置设置且能水平旋转，T型管底部中心焊接有一个导杆，导杆底部安装有叶轮，所述限位螺母与轴承之间还设有自动控制开关。
2.如权利要求1所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述自动控制开关包括压力杆，所述压力杆水平活动套设于进气管道上，压力杆两端分别设有弹性体，弹性体底部分别设有一个浮球。
3.如权利要求2所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述T型管包括一个水平管和一个竖直管，水平管和竖直管相互连通，竖直管位于水平管中部上方并与进气管道相连通，水平管两端垂直水平管分别设有一个圆锥收敛型喷嘴，且两喷嘴出口沿水平相反方向。
4.如权利要求3所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述机械阀包括截面为门字形的外壳和活动设于门字形外壳内的活动体，所述外壳和活动体中心位置均设有供进气管道通过的空腔，所述活动体的长度小于外壳的长度，活动体底部两端分别通过弹簧和外壳连接，活动体右侧设有两个平行的上气管支管和下气管支管，两个支管之间的垂直距离小于机械阀侧壁上两个进气孔之间的垂直距离，进气管道上的上通气孔、上气管支管、上进气孔和进气口连通形成一个常闭端，进气管道上的下通气孔、下气管支管、下进气孔、平衡管和负压抽采管道连通形成一个常开端，当活动体顶部与外壳接触时，放水器内水位达到筒体2/3时，机械阀常开端自动关闭常闭端打开，从而使进气管道与进气口连通。
5.如权利要求4所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述叶轮包括位于导杆上的轮盘以及位于轮盘周边的叶片，所述叶片沿着轮盘周边均匀设置，所述导杆底部延伸至筒体底部上方。
6.如权利要求5所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述限位螺母位于活动体与外壳之间的底部空腔处，限位螺母的截面为倒置的等腰梯形，限位螺母顶部的宽度小于两个弹簧之间的水平距离，限位螺母可以沿着进气管道上下移动。
7.如权利要求6所述的防止煤渣沉积的矿用放水器，其特征在于：所述进水管的进水口与负压抽采管路连接且进水口位置低于负压抽采管路设置，所述平衡管也与负压抽采管路相连通，所述进气口与大气相连通。
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