CN110500130A - 一种矿用负压排渣排水设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,所述负压排渣排水设备包括分离器和放水器,分离器用于收集钻孔处抽采的气、水和渣的混合物,放水器与分离器侧面设置的第一出水口相连接。由于水负压平衡管与分离器的上部连通,使得放水器内部的气压与分离器内部的气压平衡,分离器中的水在水压的作用下通过第一出水口离开,并进入放水器。放水器中的水位不断上升,水位控制浮漂随水位不断上升,直至接触到设置在放水器顶端的换气阀,换气阀在水位控制浮漂的推动下转换至放水泄压管,从而改变放水器中的气压,进水逆止阀在分离器一侧的负压作用下关闭,放水逆止阀在水的重力作用下打开,使得放水器中的水排出。
Description
技术领域
本申请涉及煤矿瓦斯抽采技术领域,具体涉及一种矿用负压排渣排水设备。
背景技术
目前,煤矿生产过程中,需要对瓦斯进行抽采,以解决煤矿中瓦斯大量溢出,危害煤矿井下环境安全的问题。在煤矿瓦斯抽采作业中,通常采用管路将抽采的瓦斯运输至煤矿外部。而瓦斯的抽采通常伴随着煤渣、淤泥等固态和液态混合物,如果这些固态和液态混合物进入管路,跟随管路中的瓦斯一同被运输,则容易导致管路被腐蚀和磨损,甚至造成管路堵塞,不利于瓦斯抽采作业的顺利进行。
为了去除抽采过程中的固态和液态混合物,现有技术通常在各个管路所在的位置设置有放水器,利用放水器将管路中的煤渣、淤泥等杂物排出。现有放水器在工作时,需要先将放水器手动调整至正压状态,使得放水器在正压状态下工作,然而,煤矿井下的管路包括主管、干管以及支管等错综复杂且数量众多的管路,手动操作不仅造成使用不便,还会导致排渣放水不及时的问题。因此,目前亟需一种能够自动排渣放水的排渣排水设备,以解决前述问题。
发明内容
本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,以解决现有放水器需要手动操作,导致排渣放水不及时的问题。
本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,所述排渣排水设备应用于瓦斯负压抽采系统的源头,所述排渣排水设备的输入端与钻孔处设置的第一管路的输出端相连接,所述第一管路用于将包含气、水和渣的混合物输送至所述排渣排水设备;所述排渣排水设备包括:依次连接的分离器和放水器,其中,
所述分离器为罐体结构,所述分离器的侧面分别开设有第一进水口和第一出水口;所述第一进水口位于所述分离器的中上部,所述第一进水口和所述第一管路的输出端相连接;所述第一出水口位于所述分离器的中下部,所述第一出水口的输出端与所述放水器的输入端相连接;
所述分离器的顶部开设有出气口,所述出气口和所述瓦斯负压抽采系统的输入端相连接;所述分离器的底部设置有出渣口,所述出渣口用于排渣;
所述放水器为密封的圆柱体空腔结构,所述放水器的侧面分别开设有第二进水口和第二出水口,所述第二进水口的输入端与所述第一出水口的输出端相连接,所述第二进水口与所述第一出水口之间设置有进水逆止阀;所述第二出水口的输出端设置有放水逆止阀;
所述放水器的顶端设置有换气阀,所述换气阀与设置在所述放水器内部的进水负压平衡管以及放水泄压管相连接,所述进水负压平衡管与所述分离器的内部连通,所述放水泄压管与大气连通;所述换气阀用于切换所述进水负压平衡管以及所述放水泄压管的连通状态;
所述放水器的内部设置有水位控制浮漂,所述水位控制浮漂用于跟随液面的高度而上下移动,在所述水位控制浮漂到达换气阀所在的位置时,推动所述换气阀,从而关闭进水负压平衡管,并打开所述放水泄压管,使得所述进水逆止阀关闭,放水逆止阀在重力作用下打开,以便所述放水器中的水排出。
可选的,所述放水器的内部还设置有导轨,所述导轨沿所述放水器的高度方向设置;
所述水位控制浮漂的侧面设置有连接杆,所述连接杆用于连接所述水位控制浮漂和所述导轨,所述导轨用于控制所述水位控制浮漂沿一个固定的方向移动。
可选的,所述分离器的内部设置有近似L型的第一弯管,所述第一弯管的输入端与所述第一进水口的输出端相连接,所述第一弯管的输出端向所述分离器的底部延伸,所述第一弯管用于将所述第一进水口流入的混合物导流至所述分离器的内部。
可选的,所述第一管路与所述第一进水口之间设置有缓冲罐,所述缓冲罐的输入端与所述第一管路的输出端相连接,所述缓冲罐的输出端与所述第一进水口的输入端相连接;
所述缓冲罐的截面直径大于所述第一管路的截面直径。
可选的,所述缓冲罐的中部开设有备用出口,所述备用出口用于在管路阻塞时,清理所述缓冲罐内部残留的混合物。
可选的,所述缓冲罐的底端高于所述第一进水口的高度,所述缓冲罐与所述第一进水口之间通过第二弯管连接。
可选的,所述第一进水口的输入端设置有阀门,所述阀门用于控制所述第一进水口的开闭。
可选的,所述放水器的直径至少为380mm,高度至少为400mm。
由以上技术方案可知,本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,所述负压排渣排水设备包括分离器和放水器,分离器用于收集钻孔处抽采的气、水和渣的混合物,放水器与分离器侧面设置的第一出水口相连接。由于水负压平衡管与分离器的上部连通,使得放水器内部的气压与分离器内部的气压平衡,分离器中的水在水压的作用下通过第一出水口离开,并进入放水器。放水器中的水位不断上升,水位控制浮漂随水位不断上升,直至接触到设置在放水器顶端的换气阀,换气阀在水位控制浮漂的推动下转换至放水泄压管,从而改变放水器中的气压,进水逆止阀在分离器一侧的负压作用下关闭,放水逆止阀在水的重力作用下打开,使得放水器中的水排出。
进一步地,待放水器中的水排空后,水位控制浮漂下落,换气阀重新换向,使得水负压平衡管再次被打开,放水器内进水逆止阀两端压力平衡,在水压的作用下再次打开进水逆止阀,进入下一工作状态,以此循环工作,以实现排渣排水设备的自动排水功能,从而解决现有放水器需要手动操作,导致排渣放水不及时的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种矿用负压排渣排水设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的又一种矿用负压排渣排水设备的结构示意图。
图示说明:1-分离器;2-放水器;3-缓冲罐;10-第一管路;11-第一进水口;12-第一出水口;13-出气口;14-出渣口;15-第一弯管;21-第二进水口;22-第二出水口;23-换气阀;24-进水负压平衡管;25-放水泄压管;26-水位控制浮漂;27-导轨;28-连接杆;31-备用出口;32-第二弯管;33-阀门;211-进水逆止阀;221-放水逆止阀。
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、完整的描述,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作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。
参考图1所示的结构示意图,本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,所述排渣排水设备应用于瓦斯负压抽采系统的源头,将源头处钻孔设备采集的气、水和渣的混合区直接通过排渣排水设备,排渣排水设备将混合物中的水和渣分离出来,使得瓦斯负压抽采系统能够采集混合物中的气,避免水和渣的混合物进入管道,则能够避免管道被腐蚀或损坏。
所述排渣排水设备的输入端与钻孔处设置的第一管路10的输出端相连接,所述第一管路10用于将包含气、水和渣的混合物输送至所述排渣排水设备;所述排渣排水设备包括:依次连接的分离器1和放水器2。
本申请中,分离器1用于收集气、水和渣的混合物,所述分离器1为罐体结构,所述分离器1的侧面分别开设有第一进水口11和第一出水口12;所述第一进水口11位于所述分离器1的中上部,所述第一进水口11和所述第一管路10的输出端相连接;所述第一出水口12位于所述分离器1的中下部,所述第一出水口12的输出端与所述放水器2的输入端相连接。
为了简化描述,除特殊说明外,本申请中的“混合物”均指气、水和渣的混合物。
混合物从第一进水口11进入分离器1之后,水和渣由于重力的作用向分离器1的底部移动,并逐渐聚集在分离器1的底部,气体聚集在分离器1的顶部,在所述分离器1的顶部开设有出气口13,所述出气口13和所述瓦斯负压抽采系统的输入端相连接,所述负压抽采系统用于在负压条件下抽采瓦斯。所述分离器1的底部设置有出渣口14,所述出渣口14用于排渣。
本申请中,第一进水口11处于常开状态,即分离器1中的水和渣不断聚集。在实际工作中,混合物中的水多于渣,因此分离器1中的水需要间歇式地被不断放出。渣处于分离器的最底层,只需要定期排放即可,且渣的排放在水的排放之后进行。
在一种可实现的方式中,所述分离器1的罐体为圆柱形,直径为DN800mm。
可选的,所述第一进水口11的输入端设置有阀门33,所述阀门33用于控制所述第一进水口11的开闭。
为了实现间歇式地自动排水的功能,在第一出水口12的输出端设置有放水器2,所述放水器2为密封的圆柱体空腔结构,所述放水器2的侧面分别开设有第二进水口21和第二出水口22,所述第二进水口21的输入端与所述第一出水口12的输出端相连接,所述第二进水口21与所述第一出水口12之间设置有进水逆止阀211;所述第二出水口22的输出端设置有放水逆止阀221。
本申请中,放水器2本身有存储的功能,分离器1中的水排放到放水器2中之后,放水器2的水再通过第二出水口22排出。在一种可实现的方式中,在放水逆止阀221的输出端设置出水管,利用在出水管的输出端可设置有水泵,利用水泵将放水器2中排出的水抽出。由此可知,放水器2在此作为一个“过渡”设备,短暂存储从分离器1中排出的水。
可选的,所述放水器2的直径至少为380mm,高度至少为400mm。
所述放水器2的顶端设置有换气阀23,所述换气阀23与设置在所述放水器2内部的进水负压平衡管24以及放水泄压管25相连接,所述进水负压平衡管24与所述分离器1的内部连通,所述放水泄压管25与大气连通;所述换气阀23用于切换所述进水负压平衡管24以及所述放水泄压管25的连通状态。
所述放水器2的内部设置有水位控制浮漂26,所述水位控制浮漂26用于跟随液面的高度而上下移动,在所述水位控制浮漂26到达换气阀23所在的位置时,推动所述换气阀23,从而关闭进水负压平衡管24,并打开所述放水泄压管25,使得所述进水逆止阀211关闭,放水逆止阀221在重力作用下打开,以便所述放水器2中的水排出。
由以上技术方案可知,本申请提供一种矿用负压排渣排水设备,所述负压排渣排水设备包括分离器1和放水器2,分离器1用于收集钻孔处抽采的气、水和渣的混合物,放水器2与分离器1侧面设置的第一出水口12相连接。由于水负压平衡管24与分离器1的上部连通,使得放水器2内部的气压与分离器1内部的气压平衡,分离器1中的水在水压的作用下通过第一出水口12离开,并进入放水器2。放水器2中的水位不断上升,水位控制浮漂26随水位不断上升,直至接触到设置在放水器2顶端的换气阀23,换气阀23在水位控制浮漂26的推动下转换至放水泄压管25,从而改变放水器2中的气压,进水逆止阀211在分离器1一侧的负压作用下关闭,放水逆止阀221在水的重力作用下打开,使得放水器2中的水排出。
待放水器2中的水排空后,水位控制浮漂26下落,换气阀23重新换向,使得水负压平衡管24再次被打开,放水器2内进水逆止阀211两端压力平衡,在水压的作用下再次打开进水逆止阀211,进入下一工作状态,以此循环工作,以实现排渣排水设备的自动排水功能。
由于换气阀23的位置固定,要求水位控制浮漂26每次上升到换气阀所在的位置时,均能触发换气阀23换向,即需要水位控制浮漂26沿一个特定的方向随水位的上升而上升,因此本申请在所述放水器2的内部还设置有导轨27,所述导轨27沿所述放水器2的高度方向设置;所述水位控制浮漂26的侧面设置有连接杆28,所述连接杆28用于连接所述水位控制浮漂26和所述导轨27,所述导轨27用于控制所述水位控制浮漂26沿一个固定的方向移动。
可选的,所述分离器1的内部设置有近似L型的第一弯管15,所述第一弯管15的输入端与所述第一进水口11的输出端相连接,所述第一弯管15的输出端向所述分离器1的底部延伸,所述第一弯管15用于将所述第一进水口11流入的混合物导流至所述分离器1的内部。
参考图2所示的结构示意图,所述第一管路10与所述第一进水口11之间设置有缓冲罐3,所述缓冲罐3的输入端与所述第一管路10的输出端相连接,所述缓冲罐3的输出端与所述第一进水口11的输入端相连接。由于所述缓冲罐3的截面直径大于所述第一管路10的截面直径,即使钻孔处收集的混合物以较大的冲力冲入缓冲罐3,缓冲罐3能够缓解这种较大的冲力,使管路更加稳定。同时,将缓冲罐3设置在第一进水口11之前,使得混合物更够以平稳的压力输入至分离器1,有利于排渣排水设备的稳定。
可选的,所述缓冲罐3的中部开设有备用出口31,所述备用出口31用于在管路阻塞时,清理所述缓冲罐3内部残留的混合物。
在一种可实现的方式中,所述缓冲罐的长度为800mm,规格为DN325*500mm。
可选的,所述缓冲罐3的底端高于所述第一进水口11的高度,所述缓冲罐3与所述第一进水口11之间通过第二弯管32连接。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本申请精神和范围的情况下,可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种矿用负压排渣排水设备,其特征在于,所述排渣排水设备应用于瓦斯负压抽采系统的源头,所述排渣排水设备的输入端与钻孔处设置的第一管路(10)的输出端相连接,所述第一管路(10)用于将包含气、水和渣的混合物输送至所述排渣排水设备;所述排渣排水设备包括:依次连接的分离器(1)和放水器(2),其中,
所述分离器(1)为罐体结构,所述分离器(1)的侧面分别开设有第一进水口(11)和第一出水口(12);所述第一进水口(11)位于所述分离器(1)的中上部,所述第一进水口(11)和所述第一管路(10)的输出端相连接;所述第一出水口(12)位于所述分离器(1)的中下部,所述第一出水口(12)的输出端与所述放水器(2)的输入端相连接;
所述分离器(1)的顶部开设有出气口(13),所述出气口(13)和所述瓦斯负压抽采系统的输入端相连接;所述分离器(1)的底部设置有出渣口(14),所述出渣口(14)用于排渣;
所述放水器(2)为密封的圆柱体空腔结构,所述放水器(2)的侧面分别开设有第二进水口(21)和第二出水口(22),所述第二进水口(21)的输入端与所述第一出水口(12)的输出端相连接,所述第二进水口(21)与所述第一出水口(12)之间设置有进水逆止阀(211);所述第二出水口(22)的输出端设置有防水逆止阀(221);
所述放水器(2)的顶端设置有换气阀(23),所述换气阀(23)与设置在所述放水器(2)内部的进水负压平衡管(24)以及放水泄压管(25)相连接,所述进水负压平衡管(24)与所述分离器(1)的内部连通,所述放水泄压管(25)与大气连通;所述换气阀(23)用于切换所述进水负压平衡管(24)以及所述放水泄压管(25)的连通状态;
所述放水器(2)的内部设置有水位控制浮漂(26),所述水位控制浮漂(26)用于跟随液面的高度而上下移动,在所述水位控制浮漂(26)到达换气阀(23)所在的位置时,推动所述换气阀(23),从而关闭进水负压平衡管(24),并打开所述放水泄压管(25),使得所述进水逆止阀(211)关闭,放水逆止阀(221)在重力作用下打开,以便所述放水器(2)中的水排出。
2.根据权利要求1所述的排渣排水设备,其特征在于,所述放水器(2)的内部还设置有导轨(27),所述导轨(27)沿所述放水器(2)的高度方向设置;
所述水位控制浮漂(26)的侧面设置有连接杆(28),所述连接杆(28)用于连接所述水位控制浮漂(26)和所述导轨(27),所述导轨(27)用于控制所述水位控制浮漂(26)沿一个固定的方向移动。
3.根据权利要求1所述的排渣排水设备,其特征在于,所述分离器(1)的内部设置有近似L型的第一弯管(15),所述第一弯管(15)的输入端与所述第一进水口(11)的输出端相连接,所述第一弯管(15)的输出端向所述分离器(1)的底部延伸,所述第一弯管(15)用于将所述第一进水口(11)流入的混合物导流至所述分离器(1)的内部。
4.根据权利要求1所述的排渣排水设备,其特征在于,所述第一管路(10)与所述第一进水口(11)之间设置有缓冲罐(3),所述缓冲罐(3)的输入端与所述第一管路(10)的输出端相连接,所述缓冲罐(3)的输出端与所述第一进水口(11)的输入端相连接;
所述缓冲罐(3)的截面直径大于所述第一管路(10)的截面直径。
5.根据权利要求4所述的排渣排水设备,其特征在于,所述缓冲罐(3)的中部开设有备用出口(31),所述备用出口(31)用于在管路阻塞时,清理所述缓冲罐(3)内部残留的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的排渣排水设备,其特征在于,所述缓冲罐(3)的底端高于所述第一进水口(11)的高度,所述缓冲罐(3)与所述第一进水口(11)之间通过第二弯管(32)连接。
7.根据权利要求1所述的排渣排水设备,其特征在于,所述第一进水口(11)的输入端设置有阀门(33),所述阀门(33)用于控制所述第一进水口(11)的开闭。
8.根据权利要求1所述的排渣排水设备,其特征在于,所述放水器(2)的直径至少为380mm,高度至少为400mm。
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