CN108519304A - 一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，包括动态调压充气系统、真空脱气系统、瓦斯吸附和解吸系统、恒温系统、计量系统、数据处理系统，动态调压充气系统设置有高压瓦斯钢瓶、调压阀门、高压阀门、压力表、动态调压充气罐、三通接口，真空脱气系统设置有真空泵、电机、真空隔膜阀、真空规管、真空计、真空罐路、高压阀门、三通接口，瓦斯吸附和解吸系统设置有吸附解吸罐、压力表、高压阀门，恒温系统设置有超级恒温水浴槽，计量系统设置有流量计、水准瓶、量筒、玻璃活塞、取样袋、升降器，数据处理系统设置有压力传感器、数据采集器、计算机、打印机。本发明操作简便、实验精度高、结果准确，实现瓦斯的吸附和解吸实验。
Description
技术领域
本发明涉及煤层瓦斯基础参数测定技术领域，尤其涉及一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置。
背景技术
煤的瓦斯含量直接影响煤层含瓦斯的多少和矿井瓦斯涌出量的大小，对于正确设计矿井通风，进行瓦斯抽放，以及生产矿井的正常通风瓦斯管理都有很大意义。因此，煤中瓦斯含量是瓦斯矿井生产和科研的重要基础资料。煤的瓦斯含量通常只包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分。游离瓦斯可以根据煤的孔隙率与瓦斯压力进行计算，吸附瓦斯根据煤的吸附常数进行计算。由于煤结构的强烈非均质性，关于煤在不同瓦斯压力下瓦斯解吸初期阶段的系统性研究较少，使用的实验装置也多数为自行研制，结果也相差较大。在不同瓦斯压力条件下，系统研究煤在不同瓦斯压力条件下的瓦斯解吸初期速度和解吸量，分析煤在不同瓦斯压力环境中的瓦斯解吸规律，为进一步对煤矿瓦斯抽采技术的研究奠定基础，对预测煤与瓦斯突出也具有重要意义。
上述两种实验都是基于高压容量法进行的，实验主要装置基本相同，然而目前这两类实验还在使用不同装置进行，步骤繁琐，操作复杂，缺少一种设计合理、操作简便、实验精度高、结果准确，可通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力，能同时实现瓦斯的吸附和解吸实验的实验装置。
发明内容
针对现有煤吸附解吸实验装置的缺陷，本发明提供一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其设计合理、操作简便、实验精度高、结果准确，能通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力，可同时实现瓦斯的吸附和解吸实验，减少了实验步骤，简化了实验系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征在于包括：由作为所述实验气源的高压瓦斯钢瓶、动态调整瓦斯充气压力的调压阀门、在压力动态变化的条件下向吸附解吸罐填充瓦斯的动态调压充气罐、显示所述实验充气瓦斯压力的压力表、作为所述动态调压充气系统的气路开关的高压阀门、用来连接各气路的三通接口组成的所述实验装置动态调压充气系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由真空泵、电机、真空隔膜阀、真空规管、用来显示充气罐脱气时真空度的真空计、用来连接脱气机组和吸附解吸罐的真空罐路、作为所述实验装置脱气系统气路开关的高压阀门、用来连接各气路的三通接口组成的所述实验装置真空脱气系统，其中真空泵、电机、真空隔膜、真空规管组成真空脱气机组，为所述脱气系统核心部件，用来为吸附解吸罐中的煤样作脱气处理，真空规管和真空计之间用信号线连接，真空隔膜阀、真空罐路、高压阀门、三通接口之间用铜制气管作为气路进行连接；由作为所述实验装置反应容器的吸附解吸罐、显示吸附解吸罐瓦斯压力的压力表、作为气路开关的高压阀门组成的所述实验装置瓦斯吸附和解吸系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由为吸附解吸罐提供恒温条件的超级恒温水浴槽组成的所述实验装置恒温系统；由显示所述实验瓦斯流量的流量计、连接和转换气路的玻璃活塞、测量所述实验瓦斯吸附解吸体积的量筒、控制量筒液面的水准瓶、抽取瓦斯的取样袋、作为气路开关的玻璃活塞、控制水准瓶高度的升降器组成的所述实验装置计量系统，其中流量计、玻璃活塞、量筒、水准瓶、取样袋、玻璃活塞之间采用胶管作为气路进行连接；由识别吸附解吸罐内瓦斯压力的压力传感器、转换并传输压力传感器信号的数据采集器、记录并处理数据采集器所得数据的计算机、打印计算机数据处理结果的打印机组成的所述实验装置数据处理系统，其中压力传感器插入并固定于吸附解吸罐内，数据处理系统的各部件之间采用数据线连接。
上述一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征是：所述实验装置通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力。
上述一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征是：可同时实现瓦斯的吸附和解吸实验，减少了实验步骤，简化了实验系统。
本发明的有益效果：与现有技术相比具有以下优点。
1、设计合理，操作简便，实验步骤简单。
2、实验误差小，精度高，结果准确，可靠度高。
3、可同时实现瓦斯的吸附和解吸实验，节约实验成本和时间。
4、能通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力，在不同瓦斯压力条件下，系统研究煤在不同瓦斯压力条件下的瓦斯解吸初期速度和解吸量，分析煤在不同瓦斯压力环境中的瓦斯解吸规律，为进一步对煤矿瓦斯抽采技术的研究奠定基础，对预测煤与瓦斯突出也具有重要意义。
综上所述，本发明设计合理、操作简便、实验精度高、结果准确，能通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力，可同时实现瓦斯的吸附和解吸实验，减少了实验步骤，简化了实验系统。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的装置结构图。
附图标记说明：
1—高压瓦斯钢瓶；2—调压阀门；3—动态调压充气罐；
4、17—压力表；5、13、18—高压阀门；6、14—三通接口；
7—真空泵；8—电机；9—真空隔膜阀；
10—真空规管；11—真空计；12——真空罐路；
15—超级恒温水浴槽；16—吸附解吸罐；19—流量计；
20、24—玻璃活塞；21—量筒；22—水准瓶；
23—取样袋；25—升降器；26—压力传感器；
27—数据采集器；28—计算机；29—打印机。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括由作为所述实验气源的高压瓦斯钢瓶1、动态调整瓦斯充气压力的调压阀门2、在压力动态变化的条件下向吸附解吸罐16填充瓦斯的动态调压充气罐3、显示所述实验充气瓦斯压力的压力表4、作为所述动态调压充气系统的气路开关的高压阀门5、用来连接各气路的三通接口6组成的所述实验装置动态调压充气系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由真空泵7、电机8、真空隔膜阀9、真空规管10、用来显示充气罐16脱气时真空度的真空计11、用来连接脱气机组和吸附解吸罐16的真空罐路12、作为所述实验装置脱气系统气路开关的高压阀门13、用来连接各气路的三通接口14组成的所述实验装置真空脱气系统，其中真空泵7、电机8、真空隔膜9、真空规管10组成真空脱气机组，为所述脱气系统核心部件，用来为吸附解吸罐16中的煤样作脱气处理，真空规管10和真空计11之间用信号线连接，真空隔膜阀9、真空罐路12、高压阀门13、三通接口14之间用铜制气管作为气路进行连接；由作为所述实验装置反应容器的吸附解吸罐16、显示吸附解吸罐16瓦斯压力的压力表17、作为气路开关的高压阀门18组成的所述实验装置瓦斯吸附和解吸系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由为吸附解吸罐16提供恒温条件的超级恒温水浴槽15组成的所述实验装置恒温系统；由显示所述实验瓦斯流量的流量计19、连接和转换气路的玻璃活塞20、测量所述实验瓦斯吸附解吸体积的量筒21、控制量筒21液面的水准瓶22、抽取瓦斯的取样袋23、作为气路开关的玻璃活塞24、控制水准瓶22高度的升降器25组成的所述实验装置计量系统，其中流量计19、玻璃活塞20、量筒21、水准瓶22、取样袋23、玻璃活塞24之间采用胶管作为气路进行连接；由识别吸附解吸罐16内瓦斯压力的压力传感器26、转换并传输压力传感器26信号的数据采集器27、记录并处理数据采集器27所得数据的计算机28、打印计算机28数据处理结果的打印机29组成的所述实验装置数据处理系统，其中压力传感器26插入并固定于吸附解吸罐16内，数据处理系统的各部件之间采用数据线连接。
本实施例中，所述真空泵7为罗茨真空泵，也可采用其他类型真空泵。
本实施例中，所述流量计19为转子流量计，实际使用时也可换成其他流量计。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征在于包括：由作为所述实验气源的高压瓦斯钢瓶（1）、动态调整瓦斯充气压力的调压阀门（2）、在压力动态变化的条件下向吸附解吸罐（16）填充瓦斯的动态调压充气罐（3）、显示所述实验充气瓦斯压力的压力表（4）、作为所述动态调压充气系统的气路开关的高压阀门（5）、用来连接各气路的三通接口（6）组成的所述实验装置动态调压充气系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由真空泵（7）、电机（8）、真空隔膜阀（9）、真空规管（10）、用来显示充气罐（16）脱气时真空度的真空计（11）、用来连接脱气机组和吸附解吸罐（16）的真空罐路（12）、作为所述实验装置脱气系统气路开关的高压阀门（13）、用来连接各气路的三通接口（14）组成的所述实验装置真空脱气系统，其中真空泵（7）、电机（8）、真空隔膜（9）、真空规管（10）组成真空脱气机组，为所述脱气系统核心部件，用来为吸附解吸罐（16）中的煤样作脱气处理，真空规管（10）和真空计（11）之间用信号线连接，真空隔膜阀（9）、真空罐路（12）、高压阀门（13）、三通接口（14）之间用铜制气管作为气路进行连接；由作为所述实验装置反应容器的吸附解吸罐（16）、显示吸附解吸罐（16）瓦斯压力的压力表（17）、作为气路开关的高压阀门（18）组成的所述实验装置瓦斯吸附和解吸系统，该系统各部件之间用铜制气管作为气路进行连接；由为吸附解吸罐（16）提供恒温条件的超级恒温水浴槽（15）组成的所述实验装置恒温系统；由显示所述实验瓦斯流量的流量计（19）、连接和转换气路的玻璃活塞（20）、测量所述实验瓦斯吸附解吸体积的量筒（21）、控制量筒（21）液面的水准瓶（22）、抽取瓦斯的取样袋（23）、作为气路开关的玻璃活塞（24）、控制水准瓶（22）高度的升降器（25）组成的所述实验装置计量系统，其中流量计（19）、玻璃活塞（20）、量筒（21）、水准瓶（22）、取样袋（23）、玻璃活塞（24）之间采用胶管作为气路进行连接；由识别吸附解吸罐（16）内瓦斯压力的压力传感器（26）、转换并传输压力传感器（26）信号的数据采集器（27）、记录并处理数据采集器（27）所得数据的计算机（28）、打印计算机（28）数据处理结果的打印机（29）组成的所述实验装置数据处理系统，其中压力传感器（26）插入并固定于吸附解吸罐（16）内，数据处理系统的各部件之间采用数据线连接。
2.按照权利要求1所述的一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征在于：所述实验装置通过动态调压充气系统能动态调整吸附解吸罐内的瓦斯压力。
3.按照权利1或2所述的一种基于高压容量法的动态调压瓦斯吸附解吸实验装置，其特征在于：可同时实现瓦斯的吸附和解吸实验，减少了实验步骤，简化了实验系统。
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