CN109681261A - 多通道井下瓦斯快速抽取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道井下瓦斯快速抽取装置，包括电控箱、伸入到矿井深处的瓦斯仪表及传感器和瓦斯排出机构，瓦斯排出机构包括带有喷气管的气动喷射泵、输送管道、储气罐和连接到电控箱的空压机，气动喷射泵伸入到瓦斯仪表及传感器旁侧，输送管道与气动喷射泵连通，气动喷射泵的喷气管与储气罐之间具有连通的压缩空气管道，空压机与储气罐相连，气动喷射泵包括吸入管、泵体和输出管，输送管道由外管体、头部连接段和尾部连接段组成。本发明可大幅度提高抽取瓦斯的速度，提高了矿井的安全系数，安装使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为多通道井下瓦斯快速抽取装置。
背景技术
目前矿井下必须使用矿井瓦斯的抽取装置，以保证矿井下的瓦斯浓度在安全范围内，现有的矿井瓦斯的抽取装置包括电控箱、伸入到矿井深处的瓦斯仪表及传感器、瓦斯排出机构，当矿井下的瓦斯浓度达到或者超过允许值后，电控箱启动瓦斯抽取机构，但目前的矿井瓦斯的抽取装置抽取瓦斯的速度较慢，矿井的安全系数较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多通道井下瓦斯快速抽取装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多通道井下瓦斯快速抽取装置，包括电控箱、伸入到矿井深处的瓦斯仪表及传感器和瓦斯排出机构，所述的瓦斯排出机构包括带有喷气管的气动喷射泵、输送管道、储气罐和连接到电控箱的空压机，所述的气动喷射泵伸入到瓦斯仪表及传感器旁侧，所述的输送管道与气动喷射泵连通，所述的气动喷射泵的喷气管与储气罐之间具有连通的压缩空气管道，所述的空压机与储气罐相连；
所述的气动喷射泵包括吸入管、泵体和输出管，所述的泵体上按吸入管至输出管的顺序即物料输送方向，在吸入管和输出管之间的同一轴线上设置喷嘴外套、混合管、扩散增压管，套在吸入管上的喷嘴外套的内锥面与吸入管的端部之间形成锥状的环形喷嘴，其锥形的收缩方向由吸入管指向输出管，在喷嘴外套上设喷气管，所述的喷嘴外套、混合管、扩散增压管及输出管均为同轴线的管壁紧固联接，喷嘴外套与吸入管之间设置密封装置，所述的密封装置与喷嘴外套之间为永久性的紧固联接，密封装置与吸入管之间设螺纹调节机构，并由锁紧螺母锁紧，密封装置在朝向吸入管出口方向一端设置导向装置，与吸入管之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈；
所述的输送管道由外管体、头部连接段和尾部连接段组成，所述的外管体的内壁设置有内衬层，所述的内衬层设置有六根以上沿外管体长度方向的耐磨条，所述的每根耐磨条由与内衬层形成一体的矩形耐磨条本体和耐磨条本体内壁上的多个突起块组成，所述的每根耐磨条之间具有间隙。
进一步的，所述的每根耐磨条的形状相同，每根耐磨条之间的间隙也相同。
进一步的，所述的耐磨条的数量为六根。
进一步的，所述的密封装置与吸入管之间为永久性的紧固联接，密封装置与喷嘴外套之间设螺纹调节机构，并由锁紧螺母锁紧，密封装置在朝向吸入管出口方向一端设置导向装置，与喷嘴外套之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈。
进一步的，所述的喷气管为成对布置，其轴线在沿泵体的轴线纵切剖面上与环形喷嘴的锥形有相同方向的倾斜，在沿泵体轴线的横切剖面上吸入管与喷嘴外套之间形成圆环形空隙，喷气管与该圆环相切且每对喷气管相对圆环的圆心成旋转对称。
进一步的，所述的扩散增压管按物料输送方向，管的口径由小到大，管体呈锥形。
进一步的，由喷嘴外套的锥部构成环形喷嘴的锥套，吸入管的端部外圆制成锥形构成环形喷嘴锥芯。
进一步的，所述的环形喷嘴的锥套和环形喷嘴锥芯在沿泵体的轴线纵切剖面上的母线是平行的。
进一步的，所述的环形喷嘴的锥套和环形喷嘴锥芯在沿泵体的轴线纵切剖面上的母线是不平行的，母线收近方向与环形喷嘴锥形的收缩方向相同。
进一步的，所述的电控箱、储气罐和空压机设置于矿井的地面上。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1)、本发明采用的气动喷射泵既无运动部件，也无电源，仅有传感器使用弱电，避免产生电火花，使用安全。
2)、气动喷射泵置于矿井深处，通过压缩空气工作，而空压机及电控箱可布置于矿井地面上方，可实现远距离自动控制，操作安全。
3)、气动喷射泵工作时，石头、水、块状物和瓦斯都可以通过输送管道快速排离，提高了矿井的安全系数。
4)、气动喷射泵可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料、也可以泵送块状、颗粒状的干物料，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率。
5)、本发明采用的输送管道在气动喷射泵抽送块状、颗粒状的物料时，输送管道不易磨损，延长了输送管道的使用寿命，不需要频繁更换，降低了维护费用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中气动喷射泵的纵向结构剖视示意图；
图3为本发明中输送管道的结构示意图；
图4为图3所示的耐磨条的结构示意图。
图中：1、空压机，2、储气罐，3、压缩空气管道，4、输送管道，5、电缆，6、电控箱，7、瓦斯仪表及传感器，8、气动喷射泵，9、矿井，10、输出管，11、防护套，12、扩散增压管，13、混合管，14、喷嘴外套，15、吸入管，16、喷气管，17、螺纹调节机构，18、柔性密封圈，19、导向装置，20、环形喷嘴锥芯，21、环形喷嘴，22、锁紧螺母，23、泵体，24、密封装置，25、外管体，26、内衬层，27、耐磨条，28、尾部连接段，29、头部连接段，30、耐磨条本体，31、突起块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种多通道井下瓦斯快速抽取装置，包括气动喷射泵8、输送管道4、储气罐2、空压机1、电控箱6和瓦斯仪表及传感器7，气动喷射泵8伸入到矿井9深处，输送管道4与气动喷射泵8连通，气动喷射泵8与储气罐2通过压缩空气管道3连通，空压机1与储气罐2相连，空压机1通过电缆连接到电控箱6，瓦斯仪表及传感器伸入到气动喷射泵的旁侧，瓦斯仪表及传感器7通过导线连接到电控箱6，电控箱6、储气罐2和空压机1布置于矿井的地面上。
本实施例中，所述气动喷射泵8包括吸入管15、泵体23、输出管10，整个泵置于防护套11内，且与其连接为一个整体，泵体23上按吸入管15至输出管10的顺序即物料输送方向，在吸入管15和输出管10之间的同一轴线上设置喷嘴外套14、混合管13、扩散增压管12，套在吸入管15上的喷嘴外套14的内锥面与吸入管15的端部之间形成锥状的环形喷嘴21，其锥形的收缩方向由吸入管15指向输出管10，在喷嘴外套14上设喷气管16，喷嘴外套14、混合管13、扩散增压管12及输出管10均为同轴线的管壁紧固联接，喷嘴外套14与吸入管15之间设置密封装置24，喷气管16接入由高压气泵送来的高压气体，经过环形喷嘴21锥形导向喷出后进入扩散增压管12，并在混合管13的前端形成真空，其负压将吸入管15内的物料吸入，使物料通过扩散增压管12被压入输出管，其密封装置24的作用是防止将吸入管15外的气体或物料吸入，密封装置24与喷嘴外套14之间为永久性的紧固联接，密封装置24与吸入管15之间设螺纹调节机构17，并由锁紧螺母22锁紧，密封装置24在朝向吸入管15出口方向一端设置导向装置19，与吸入管15之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈18，密封装置24也可以与吸入管15之间为永久性的紧固联接，密封装置24与喷嘴外套14之间设螺纹调节机构17，并由锁紧螺母22锁紧，密封装置24在朝向吸入管15出口方向一端设置导向装置19，与喷嘴外套14之间为间隙配合，并在配合面之间设柔性密封圈18，由于环形喷嘴21在长时间使用后的磨损导致锥形环隙增大而气流速度下降，需要通过螺纹调节机构17来调节锥形环隙的大小，实现环形喷嘴21磨损的补偿，并通过导向装置19保持喷嘴外套14和吸入管15的同心，防止其产生相对偏移，使环形喷嘴21的各处的速度与压力保持均衡，吸入管15轴向位置调节适当后，用锁紧螺母22锁紧，由于吸入管15在调节位置时，吸入管15相对于密封装置24有相对运动，所以采用了间隙配合，因此需要在配合面之间设置环形橡胶质的柔性密封圈18，同理，密封装置24与吸入管15之间为永久性的紧固联接时，也采用同样的方式，喷气管16为成对布置，可以采用一对，也可以采用一对以上，其轴线在泵体23的纵切剖面上与环形喷嘴21的锥形有相同方向的倾斜，倾斜的角度一般在8°-15°之间，在泵体23的横切剖面上吸入管15与喷嘴外套14之间形成圆环形空隙，喷气管16与该圆环相切且每对喷气管相对圆环的圆心成旋转对称，采取这种方法，以减少气体阻力，气压损失小，提高了泵的效率，保证气体顺畅进入混合管13，扩散增压管12按物料输送方向，管的口径由小到大，管体呈锥形，其目的在于减慢气体与物料混合后的流动速度，增大其输送压力，由喷嘴外套14的锥部构成环形喷嘴21的锥套，吸入管15的端部外圆制成锥形构成环形喷嘴锥芯20，采取这种结构，使气体的导向性能更好，减少气体紊流的产生，提高效率，环形喷嘴21的锥套和环形喷嘴锥芯20的同一纵向剖面的母线是平行的，也可以是不平行的，即气体喷出口处的母线距离小于气体进口处，以增大气流速度。根据不同的物料选用，一般可以通过更换吸入管15来实现。
本实施例中，所述输送管道4由外管体25、内衬层26、耐磨条27、头部连接段29和尾部连接段28组成，外管体25的内壁具有内衬层26，内衬层26上布置有六根沿外管体25长度方向的耐磨条27，每根耐磨条27由与内衬层26形成一体的矩形耐磨条本体30和耐磨条本体30内壁上的多个突起块31组成，每根耐磨条27之间具有间隙，六根耐磨条27均匀布置于内衬层26的内壁，即每根耐磨条27的形状相同，每根耐磨条27之间的间隙也相同，每根耐磨条27之间留有间隙，是防止热胀冷缩引起管道开裂，这样结构的气动喷射泵的输送管道，与现有技术相比，气动喷射泵在抽送块状、颗粒状的物料时，输送管道不易磨损，延长了输送管道的使用寿命，不需要频繁更换，降低了维护费用。
本发明采用的气动喷射泵既无运动部件，也无电源，仅有传感器使用弱电，避免产生电火花，使用安全，气动喷射泵置于矿井深处，通过压缩空气工作，而空压机及电控箱可布置于矿井地面上方，可实现远距离自动控制，操作安全，气动喷射泵工作时，石头、水、块状物和瓦斯都可以通过输送管道快速排离，提高了矿井的安全系数，气动喷射泵可泵送含有固体物料的液体或粘稠状的湿料、也可以泵送块状、颗粒状的干物料，扩大了泵的使用范围，克服了深水作业的困难，避免了泵的堵塞、磨损和机件的损坏，提高了泵的使用效率，采用的输送管道在气动喷射泵抽送块状、颗粒状的物料时，输送管道不易磨损，延长了输送管道的使用寿命，不需要频繁更换，降低了维护费用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：包括电控箱、伸入到矿井深处的瓦斯仪表及传感器和瓦斯排出机构，所述的瓦斯排出机构包括带有喷气管的气动喷射泵、输送管道、储气罐和连接到电控箱的空压机，所述的气动喷射泵伸入到瓦斯仪表及传感器旁侧，所述的输送管道与气动喷射泵连通，所述的气动喷射泵的喷气管与储气罐之间具有连通的压缩空气管道，所述的空压机与储气罐相连；
所述的气动喷射泵包括吸入管、泵体和输出管，所述的泵体上按吸入管至输出管的顺序即物料输送方向，在吸入管和输出管之间的同一轴线上设置喷嘴外套、混合管、扩散增压管，套在吸入管上的喷嘴外套的内锥面与吸入管的端部之间形成锥状的环形喷嘴，其锥形的收缩方向由吸入管指向输出管，在喷嘴外套上设喷气管，所述的喷嘴外套、混合管、扩散增压管及输出管均为同轴线的管壁紧固联接，喷嘴外套与吸入管之间设置密封装置，所述的密封装置与喷嘴外套之间为永久性的紧固联接，密封装置与吸入管之间设螺纹调节机构，并由锁紧螺母锁紧，密封装置在朝向吸入管出口方向一端设置导向装置，与吸入管之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈；
所述的输送管道由外管体、头部连接段和尾部连接段组成，所述的外管体的内壁设置有内衬层，所述的内衬层设置有六根以上沿外管体长度方向的耐磨条，所述的每根耐磨条由与内衬层形成一体的矩形耐磨条本体和耐磨条本体内壁上的多个突起块组成，所述的每根耐磨条之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的每根耐磨条的形状相同，每根耐磨条之间的间隙也相同。
3.根据权利要求2所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的耐磨条的数量为六根。
4.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的密封装置与吸入管之间为永久性的紧固联接，密封装置与喷嘴外套之间设螺纹调节机构，并由锁紧螺母锁紧，密封装置在朝向吸入管出口方向一端设置导向装置，与喷嘴外套之间为间隙配合，并在配合面上设柔性密封圈。
5.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的喷气管为成对布置，其轴线在沿泵体的轴线纵切剖面上与环形喷嘴的锥形有相同方向的倾斜，在沿泵体轴线的横切剖面上吸入管与喷嘴外套之间形成圆环形空隙，喷气管与该圆环相切且每对喷气管相对圆环的圆心成旋转对称。
6.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的扩散增压管按物料输送方向，管的口径由小到大，管体呈锥形。
7.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：由喷嘴外套的锥部构成环形喷嘴的锥套，吸入管的端部外圆制成锥形构成环形喷嘴锥芯。
8.根据权利要求6所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的环形喷嘴的锥套和环形喷嘴锥芯在沿泵体的轴线纵切剖面上的母线是平行的。
9.根据权利要求6所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的环形喷嘴的锥套和环形喷嘴锥芯在沿泵体的轴线纵切剖面上的母线是不平行的，母线收近方向与环形喷嘴锥形的收缩方向相同。
10.根据权利要求1所述的多通道井下瓦斯快速抽取装置，其特征在于：所述的电控箱、储气罐和空压机设置于矿井的地面上。
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