CN110726640B - 一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置 - Google Patents

一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置 Download PDF

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    • G01N7/04Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by absorption, adsorption, or combustion of components and measurement of the change in pressure or volume of the remainder by absorption or adsorption alone

Abstract

本发明公开了一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,该装置包括解析装置柜和中央控制台等;解析装置柜包括柜体和解析装置,解析装置的水箱设置在柜体底部,其余部分设置在柜体内,2个量管的底部伸入至水箱内,每个激光位移传感器设置在对应的一个量管顶部,微型真空泵与对应的量管顶部抽气口连接;中央控制台通过PLC及吸附罐上压力传感器,进行真空泵的启停动作及吸附罐电动针阀的开闭动作,同时通过温度传感器、大气压力传感器记录量管环境数据;本发明通过激光测距检测量管内液体体积变化并通过中央控制台换算成瓦斯吸附、解吸量,通过PLC实现自动测定及处理,及时准确的读取并记录数据,并准确的获取瓦斯含量数据。

Description

一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置
技术领域
本发明属于煤层瓦斯含量测定技术领域,具体涉及一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置。
背景技术
煤与瓦斯突出是煤矿井下最严重的灾害之一,且我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家。由于煤矿生产对井下煤层瓦斯赋存分布规律不明,瓦斯防治针对性不强,所以造成了多起瓦斯事故,因此对煤层瓦斯参数测定,了解并掌握一定区域范围瓦斯的赋存分布规律,是有效防范瓦斯事故的基础性工作。瓦斯防治需对煤层瓦斯含量进行有效测定,煤层瓦斯总含量为损失瓦斯量、现场解吸瓦斯量、残存瓦斯含量的总值,而煤层瓦斯压力和煤体吸附常数 a、b值等变量会影响损失量、解吸量和残存量的取值,对煤层瓦斯含量值有间接影响,因此煤层瓦斯吸附能力的及时准确测量直接影响到矿井瓦斯灾害的预防与处理的有效性。
目前我国采用的瓦斯吸附常数测定装置,普遍存在结构不稳定、自动化程度低、数据读取误差大、阀门易损、人工操作困难等缺点。
因此为了提高煤层瓦斯吸附常数测定装置的自动化程度,减少实验工作量、工作难度及人为误差,亟需建立一套煤样瓦斯吸附常数自动测定装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有的技术上存在的不足,提供了一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特别适用目前现代化实验室的使用,该系统可以对煤样进行自动化的测定,实现自动操作、自动上传记录并处理数据,测试全过程数字可视化,仿真模型显示流程进度。本发明具有人为干扰因素小、准确性高、操作简单、易于观察、便于维护等特点,其结构设计简单、设计合理,降低了测定成本,适用于各类工程现场及实验室,实用性强、使用效果好,便于推广使用。
本发明采用如下技术方案来实现的:
一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,包括高压吸附罐、高压电动针阀、中央控制台、可调节恒温水浴、真空泵电控箱、真空泵、吸附解吸装置柜、玻璃导通阀、气样袋和止水夹,吸附解吸装置柜包括解吸装置、1个大气压力传感器和1个环境温度传感器,解吸装置包括柜体、2个激光位移传感器、2个量管、2个微型真空泵和1个水箱;其中,
高压吸附罐顶部内置有压力传感器,高压电动针阀设置在高压吸附罐的出入口处,低压吸附实验前,真空泵的抽气口通过高压电动针阀与高压吸附罐连接,并通过真空泵电控箱控制实现对高压吸附罐进行常压恒温脱气实验,待高压吸附罐检漏合格后,高压吸附罐放置于可调节恒温水浴中;
解吸装置的柜体设置在水箱上,2个激光位移传感器、2个量管、2个微型真空泵、大气压力传感器和环境温度传感器均设置在柜体内,2个量管分别为第一量管和第二量管,第一量管顶部侧壁上设置有第一抽气口和第二抽气口,第二量管顶部侧壁上设置有抽气口,第一量管和第二量管底部侧壁上均设置有进气口,且进气口一端均位于水箱液位下;2个激光位移传感器分别为第一激光位移传感器和第二激光位移传感器,其分别设置在第一量管和第二量管的顶部;
2个微型真空泵分别为第一微型真空泵和第二微型真空泵,第一量管的第二抽气口与第一微型真空泵连接;第二量管抽气口与第二微型真空泵连接;玻璃导通阀一端与气样袋连接,另一端与第一量管进气口连接;
自动低压吸附实验前,第一量管的第一抽气口通过止水夹与高压电动针阀连接;自动高压解吸实验前,高压电动针阀与第二量管进气口连接;
中央控制台分别与真空泵电控箱、第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、大气压力传感器、1个环境温度传感器和第二微型真空泵采用RS485连接;高压吸附罐气密性检查完成后,中央控制台分别与高压吸附罐的压力传感器端口和高压电动针阀采用RS485连接。
本发明进一步的改进在于,解吸装置还包括2个浮片,分别为设置在第一量管内的第一浮片和设置在第二量管内的第二浮片。
本发明进一步的改进在于,第一浮片和第二浮片均采用耐腐蚀反光浮片。
本发明进一步的改进在于,第一量管和第二量管均采用玻璃量管。
本发明进一步的改进在于,第一量管和第二量管上均设置有刻度。
本发明进一步的改进在于,第一微型真空泵通过第一微型真空泵启停按钮手动启动。
本发明进一步的改进在于,在进行煤样自动化低压吸附前,第一量管清洗及实验气体准备过程为:气样袋采集适量甲烷气体,第一量管下端进气口通过玻璃导通阀与气样袋连接,第一量管的第一抽气口与吸附罐高压电动针阀连接的橡胶管采用止水夹封堵使其保持气路不通,旋转玻璃导通阀将气样袋与第一量管导通使甲烷气体进入第一量管,水位下降到一定位置后,旋转玻璃导通阀将此气路断开,随后手动启动第一微型真空泵将第一量管内气体抽取至0刻度,循环往复进行多次清洗,最后一次将气样袋内纯甲烷充入第一量管一定量后结束,等待自动化低压吸附实验进行。
本发明进一步的改进在于,煤样高压解吸实验前,将高压吸附罐内充入高压甲烷气体,其压力≥4.0MPa。
本发明进一步的改进在于,高压电动针阀,其耐压等级≥6MPa,精度0.001MPa,防护等级IP67。
本发明进一步的改进在于,中央控制台包括PLC控制系统、中央处理器、触控液晶显示屏和仿真测试流程模型,其中,PLC控制系统,用于采集数据并传输至CPU模块,通过程序计算,进行高压电动针阀、第二微型真空泵的启停动作及各个传感器数据的采集;中央处理器,用于进行数据的整合计算及处理,可输出信号至PLC控制系统,进而控制设备动作;触屏液晶显示屏,用于人工录入煤样其他基本信息及数据图像的观测;仿真测试流程模型,用于模拟实验过程,方便操作人员掌握实验进度等信息;各个传感器采集信号均通过RS485通讯与PLC控制系统实现信号传输,中央处理器通过RS485通讯与PLC控制系统的数据传输,自动录入数据与设备的启停动作;中央处理器采用触控液晶显示屏,进行数据录入及图像、数据监控。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
1、本发明充分考虑到人工记录误差、操作误差及时间成本等多种因素,此次发明使该装置可以自动监测数据并进行比对得出吸附罐内平衡点,依据人工设置的平均降低压力值,通过PLC进行高压电动针阀开闭动作,实现高精度自动放气。
2、本发明将实验测定整套装置的控制和显示集成一个中央控制台的触摸屏上,提高了实验设备的集成度。
3、本发明充分考虑到人工读取数据误差,根据倒置量筒法通过激光测距配合量管进行瓦斯气体的体积计量,且依靠传感器进行其他数据的统计,实现数据快速准确记录。
4、本发明结构稳定、安全性高,结构简单、设备固定在实验室中使用,保证了实验测定过程中的环境稳定。
综上所述,与现有技术相比,本发明的煤样瓦斯吸附常数自动测定装置具有以下优点:通过激光测距检测量管内液体液位变化,并通过中央控制台换算成瓦斯吸附、解吸量;通过PLC实现自动操作测定及处理,及时准确的读取、记录并计算数据,有效地降低误差,并准确的获取最终数据,测试全过程数字可视化,仿真模型显示流程进度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是自动化低压吸附实验结构示意图;
图3是自动化高压解吸结构示意图;
图4是激光位移传感器监测原理示意图;
图5是高压吸附罐的结构示意图;
图6是PLC控制器的结构示意图。
附图标记说明:
1:高压吸附罐 2:高压电动针阀 3:中央控制台
4:可调节恒温水浴 5:真空泵电控箱 6:真空泵
7-1:第一激光位移传感器 7-2:第二激光位移传感器 8-1:第一量管
8-2:第二量管 9-1:第一浮片 9-2:第二浮片
10:大气压力传感器 11:环境温度传感器 12-1:第一微型真空泵
12-2:第二微型真空泵 13:吸附解吸装置柜 14:水箱
15:玻璃导通阀 16:气样袋 17:止水夹
18:压力传感器 19:第一微型真空泵启停按钮
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明做进一步的详细描述。
如图1至图5所示,本发明提供的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其通过中央处理器及PLC控制系统实现设备的自动化操作;包括高压吸附罐1、高压电动针阀2、中央控制台3、可调节恒温水浴4、真空泵电控箱5、真空泵6、吸附解吸装置柜13、玻璃导通阀15、气样袋16和止水夹17。其中,吸附解吸装置柜13包括:1个大气压力传感器10、1个环境温度传感器11及其相应的支架;解吸装置包括:柜体、2个激光位移传感器、2个量管、2 个耐腐蚀反光浮片、2个微型真空泵、微型真空泵启停按钮19和1个水箱14;高压吸附罐1 顶部内置有压力传感器18。
如图1和图2所示,中央控制台3分别与真空泵电控箱5、第一激光位移传感器7-1、第二激光位移传感器7-2、大气压力传感器10、1个环境温度传感器11和第二微型真空泵12-2 采用RS485连接;高压吸附罐1气密性检查完成后,中央控制台3分别与高压吸附罐1的压力传感器18端口和高压电动针阀2采用RS485连接,且待高压吸附罐1检漏合格后,将其置于可调节恒温水浴4中。其中高压吸附罐1的压力传感器18端口与中央控制台3连接,能够根据吸附罐内气体压力信号及中央控制台内置PLC控制器进行高压电动针阀的开闭动作从而让煤样进行瓦斯的吸附或解吸。激光位移传感器7、微型真空泵12-2、大气压力传感器10 和环境温度传感器11用于实时上传采集到的数据至中央控制台3。中央控制台3通过PLC进行微型真空泵12-2的启停,用于抽取第二量管8-2内部多余气体。
如图1所示,低压吸附实验前,将高压电动针阀2与真空泵6抽气口连接,进行常压恒温脱气实验。
如图2和图3所示,2个量管分别为第一量管8-1和第二量管8-2,2个浮片分别为第一浮片9-1和第二浮片9-2,2个微型真空泵分别为第一微型真空泵12-1和第二微型真空泵12-2。此外,第一量管8-1和第二量管8-2均为玻璃量管。第一浮片9-1和第二浮片9-2均采用耐腐蚀反光浮片。
如图2和图3所示,第一量管8-1的第二抽气口与第一微型真空泵12-1连接;第二量管 8-2抽气口与第二微型真空泵12-2连接;玻璃导通阀15一端与气样袋16连接,另一端与第一量管8-1进气口连接。
如图2所示,自动低压吸附实验前,将第一量管8-1的第一抽气口通过止水夹17与高压电动针阀2连接。
如图3所示,自动高压解吸实验前,将高压电动针阀2与第二量管8-2进气口连接。
如图2所示,自动低压吸附实验由第一激光位移传感器7-1、第一量管8-1、大气压力传感器10、环境温度传感器11、高压吸附罐1、高压电动针阀2、可调节恒温水浴4及中央控制台3部分配套完成。
如图3所示,高压解吸实验由第二激光位移传感器7-2、第二量管8-2、第二微型真空泵 12-2、大气压力传感器10、环境温度传感器11、高压吸附罐1、高压电动针阀2、可调节恒温水浴4及中央控制台3部分配套完成。
在进行煤样自动化低压吸附前,第一量管8-1清洗及实验气体准备过程为:气样袋16采集适量甲烷气体(纯度为99%),第一量管8-1下端进气口通过玻璃导通阀15与气样袋16 连接,第一量管8-1的第一抽气口与吸附罐高压电动针阀2连接的橡胶管采用止水夹17封堵使其保持气路不通,旋转玻璃导通阀15将气样袋16与第一量管8-1导通使甲烷气体进入第一量管8-1,水位下降到一定位置后,旋转玻璃导通阀15将此气路断开,随后手动启动第一微型真空泵12-1将第一量管8-1内气体抽取至0刻度,循环往复进行3次清洗,最后一次将气样袋16内纯甲烷充入第一量管8-1一定量后结束,等待自动化低压吸附实验进行。
煤样高压解吸实验前,将高压吸附罐内1充入高压甲烷气体(≥4.0MPa)。
真空泵控制箱5设置在真空泵6上方,壁挂安装,距地1.5m。
高压电动针阀2,耐压等级≥6MPa、精度0.001MPa、防护等级IP67、阀门接口直径与吸附罐连接口高度契合。
可调节恒温水浴4中水浴温度根据实验标准规范进行调节,煤样装入高压吸附罐1后置于可调节恒温水浴4中,保持实验过程中煤样温度的恒定。
所述的高压电动针阀2,通过吸附罐顶部内置压力传感器18的数值及PLC实现控制针阀的开闭动作及开闭口大小,实现精准控制。
实施例
本实施例中,所述的煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其低压吸附和高压解吸均由中央控制台通过PLC控制操作,实现实验过程自动化,采集各个传感器信号至中央控制台,获取数据,通过中央控制台进行数据的整合、运算及处理,即软件处理算法参照《煤的甲烷吸附量测定方法(高压容量法)》(MT/T752-1997)执行,计算出各平衡点在平衡压力、标准温度下,单位质量纯煤(去水分和灰分)的吸附量X:随后根据朗缪尔方程式x=abp/(1+bp),朗缪尔回归以p/q对p作图,通过软件对数据进行曲线拟合,得到吸附等温曲线,得到斜率:1/a和截距:1/ab,从而得出吸附常数a、b值,获取最终数据,生成实验报告。
测试数据实时显示在中央控制台3的触控显示屏上,测试全过程实现数字可视化,仿真模型显示流程进度。中央控制台3内包含:PLC控制器、中央处理器、自动数据处理软件、仿真测试流程模型生成软件和触控液晶显示屏。本装置各传感器均采用RS485与PLC连接实现数据通讯,通过内置软件进行数据整合、运算及处理通,从而进行相应设备的启停操作。具体的,PLC控制系统,用于采集数据并传输至CPU模块,通过程序计算,进行高压电动针阀2、第二微型真空泵12-2的启停动作及各个传感器数据的采集;中央处理器,用于进行数据的整合计算及处理,可输出信号至PLC控制系统,进而控制设备动作;触屏液晶显示屏,用于人工录入煤样其他基本信息及数据图像的观测;仿真测试流程模型,用于模拟实验过程,方便操作人员掌握实验进度等信息;各个传感器采集信号均通过RS485通讯与PLC控制系统实现信号传输,中央处理器通过RS485通讯与PLC控制系统的数据传输,自动录入数据与设备的启停动作;中央处理器采用触控液晶显示屏,进行数据录入及图像、数据监控。
本实施例中具体工作流程为:试验准备完成(包括:制样、煤样处理、装罐、检漏、可调节恒温水浴的温度设定及启停),按照附图1连接好脱气管路,进行常压恒温脱气实验。在中央控制台3脱气界面:设定脱气时间,点击“开始实验”,通过中央控制台3进行高压电动针阀2的开启动作并开启真空泵电控箱5从而启动真空泵6进行脱气,直至计时停止,通过中央控制台3关闭高压电动针阀2及真空泵电控箱5。
自动低压吸附实验前,将第一量管8-1的第一抽气口与高压电动针阀2连接,清洗第一量管8-1及实验气体(纯甲烷)充入第一量管8-1过程中将上述气路橡胶管用止水夹17封堵;充好实验气体后,旋转玻璃导通阀15关闭气样袋16与第一量管8-1气路,随后取下止水夹17。
自动低压吸附实验前,清洗第一量管8-1及实验气体准备步骤如下:将各管路按附图2 连接好,旋转玻璃导通阀15打开气样袋16与第一量管8-1气路,将气样袋16内纯甲烷气体充入第一量管8-1,至一定刻度旋转玻璃导通阀15关闭气路。手动启动第一微型真空泵启停按钮19,从而启动第一微型真空泵12-1抽取第一量管8-1内气体至0刻度后停止,循环往复 3次冲洗量管,第4次充入纯甲烷气体至第一量管8-1下方一定刻度,关闭玻璃导通阀15,取下止水夹17。
自动低压吸附实验:在中央控制台3自动低压吸附实验界面设定实验时间,点击“实验准备”,第一激光位移传感器7-1自动测量及上传数据,软件记录起始甲烷毫升数值,点击“开始实验”,中央控制台3控制开启高压电动针阀2,进行低压吸附,待到结束时间,中央控制台3控制关闭高压电动针阀2,且第一激光位移传感器7-1自动测量及上传数据,软件记录结束甲烷毫升数值,同时大气压力传感器10和环境温度传感器11上传数据至中央控制台3,软件记录并进行数据的处理。
自动高压解吸实验前,将吸附罐内充入不低于4MPa的甲烷气体,且检漏合格,按照附图3进行气路连接,手动设置可调节水浴温度并开启,点击“实验准备”,中央控制台3输出信号至第二微型真空泵12-2及第二激光位移传感器7-2,启动第二微型真空泵12-2抽取第二量管8-2内气体至液位上升至0刻度,且软件记录起始刻度为0ml;软件设置每次放气吸附罐内压力差值,点击“开始实验”中央控制台3输出信号,开启高压电动针阀2至高压吸附罐1内压力达到设定值后,关闭高压电动针阀2,第二激光位移传感器7-2自动测量及上传数据,软件记录结束刻度,并上传至中央控制台3,同时大气压力传感器10和环境温度传感器11上传数据至中央控制台3,软件记录并进行数据的处理。随后,中央控制台3输出信号至第二微型真空泵12-2及第二激光位移传感器7-2,启动第二微型真空泵12-2抽取第二量管8-2内气体至液位上升至0刻度,进行下一组的放气,循环往复6次,最后一次通过软件设定需8小时后在自动上传记录数据,实验结束,软件参照《煤的甲烷吸附量测定方法(高压容量法)》(MT/T752-1997)执行,进行最终的数据整合、换算,生成实验报告。
本实施例中,中央控制台的触控显示屏上分三个区域:实验流程仿真模拟展示区域、实验操作控制区、实验数据显示区域。实验流程仿真模拟展示区域涉及将实验过程的各个环节流程模拟展示出来,以便于实验人员对实验进度的掌握;实验操作控制区为实验的操作触控界面涉及“实验准备”、“实验开始”、“实验时间设定”、“数据输出”等触控按键;实验数据显示区域涉及实验过程中吸附量、解吸量、温度、气压、起始时间等数据的实时显示。
本实施例中,以激光测液位代替量管人工读数,量管顶部的激光位移传感器的激光照射到液面上的发光浮片,精准测量液位变化。
本实施例中,大气压力传感器10、环境温度传感器11,实时上传测试期间环境的温度和压力数据,并计算测试期间的平均值作为测试的环境参数。
本发明的工作原理为:
煤中大量的微孔内表面具有表面能,当气体与内表面接触时,分子的作用力使甲烷或其他多种气体分子在表面上发生浓集,称为吸附。气体分子浓集的数量渐趋增多,为吸附过程;气体分子复返回自由状态的气相中,表面上气体分子数量渐趋减少,为脱附过程。表面上气体分子维持一定数量,吸附速率和脱附速率相等时,为吸附平衡。高压容量法测定煤的甲烷吸附量的方法是:将处理好的干燥煤样,装入吸附罐,真空脱气,测定吸附罐的剩余体积,向吸附罐中放出一定体积甲烷,使吸附罐内压力达到平衡,部分气体被脱附,部分气体仍以游离状态处于剩余体积之中,已知放出的甲烷体积,加上剩余体积的游离体积,即为解吸体积。重复这样的测定,得到各压力段平衡压力与解吸体积量,连接起来即为解吸等温曲线。当压力由高向低采取放出甲烷气体方式测试时,得到解吸等温线。吸附和解吸等温线在高压状态下是可逆的,测定二者之一,在应用上是等效的。由于吸附等温线符合朗缪尔方程式 X=abp/(1+bp),因此根据此方程推断出煤样的吸附常数a、b值。
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换,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,包括高压吸附罐(1)、高压电动针阀(2)、中央控制台(3)、可调节恒温水浴(4)、真空泵电控箱(5)、真空泵(6)、吸附解吸装置柜(13)、玻璃导通阀(15)、气样袋(16)和止水夹(17),吸附解吸装置柜(13)包括解吸装置、1个大气压力传感器(10)和1个环境温度传感器(11),解吸装置包括柜体、2个激光位移传感器、2个量管、2个微型真空泵和1个水箱(14);其中,
高压吸附罐(1)顶部内置有压力传感器(18),高压电动针阀(2)设置在高压吸附罐(1)的出入口处,低压吸附实验前,真空泵(6)的抽气口通过高压电动针阀(2)与高压吸附罐(1)连接,并通过真空泵电控箱(5)控制实现对高压吸附罐(1)进行常压恒温脱气实验,待高压吸附罐(1)检漏合格后,高压吸附罐(1)放置于可调节恒温水浴(4)中;
解吸装置的柜体设置在水箱(14)上,2个激光位移传感器、2个量管、2个微型真空泵、大气压力传感器(10)和环境温度传感器(11)均设置在柜体内,2个量管分别为第一量管(8-1)和第二量管(8-2),第一量管(8-1)顶部侧壁上设置有第一抽气口和第二抽气口,第二量管(8-2)顶部侧壁上设置有抽气口,第一量管(8-1)和第二量管(8-2)底部侧壁上均设置有进气口,且进气口一端均位于水箱(14)液位下;2个激光位移传感器分别为第一激光位移传感器(7-1)和第二激光位移传感器(7-2),其分别设置在第一量管(8-1)和第二量管(8-2)的顶部;
2个微型真空泵分别为第一微型真空泵(12-1)和第二微型真空泵(12-2),第一量管(8-1)的第二抽气口与第一微型真空泵(12-1)连接;第二量管(8-2)抽气口与第二微型真空泵(12-2)连接;玻璃导通阀(15)一端与气样袋(16)连接,另一端与第一量管(8-1)进气口连接;
自动低压吸附实验前,第一量管(8-1)的第一抽气口通过止水夹(17)与高压电动针阀(2)连接;自动高压解吸实验前,高压电动针阀(2)与第二量管(8-2)进气口连接;
中央控制台(3)分别与真空泵电控箱(5)、第一激光位移传感器(7-1)、第二激光位移传感器(7-2)、大气压力传感器(10)、1个环境温度传感器(11)和第二微型真空泵(12-2) 采用RS485连接;高压吸附罐(1)气密性检查完成后,中央控制台(3)分别与高压吸附罐(1)的压力传感器(18)端口和高压电动针阀(2)采用RS485连接;
在进行煤样自动化低压吸附前,第一量管(8-1)清洗及实验气体准备过程为:气样袋(16)采集适量甲烷气体,第一量管(8-1)下端进气口通过玻璃导通阀(15)与气样袋(16)连接,第一量管(8-1)的第一抽气口与吸附罐高压电动针阀(2)连接的橡胶管采用止水夹(17)封堵使其保持气路不通,旋转玻璃导通阀(15)将气样袋(16)与第一量管(8-1)导通使甲烷气体进入第一量管(8-1),水位下降到一定位置后,旋转玻璃导通阀(15)将此气路断开,随后手动启动第一微型真空泵(12-1)将第一量管(8-1)内气体抽取至0刻度,循环往复进行多次清洗,最后一次将气样袋(16)内纯甲烷充入第一量管(8-1)一定量后结束,等待自动化低压吸附实验进行;
煤样高压解吸实验前,将高压吸附罐(1) 内充入高压甲烷气体,其压力≥4.0MPa;
中央控制台(3)包括PLC控制系统、中央处理器、触控液晶显示屏和仿真测试流程模型,其中,PLC控制系统,用于采集数据并传输至CPU模块,通过程序计算,进行高压电动针阀(2)、第二微型真空泵(12-2)的启停动作及各个传感器数据的采集;中央处理器,用于进行数据的整合计算及处理,可输出信号至PLC控制系统,进而控制设备动作;触屏液晶显示屏,用于人工录入煤样其他基本信息及数据图像的观测;仿真测试流程模型,用于模拟实验过程,方便操作人员掌握实验进度等信息;各个传感器采集信号均通过RS485通讯与PLC控制系统实现信号传输,中央处理器通过RS485通讯与PLC控制系统的数据传输,自动录入数据与设备的启停动作;中央处理器采用触控液晶显示屏,进行数据录入及图像、数据监控。
2.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,解吸装置还包括2个浮片,分别为设置在第一量管(8-1)内的第一浮片(9-1)和设置在第二量管(8-2)内的第二浮片(9-2)。
3.根据权利要求2所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,第一浮片(9-1)和第二浮片(9-2)均采用耐腐蚀反光浮片。
4.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,第一量管(8-1)和第二量管(8-2)均采用玻璃量管。
5.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,第一量管(8-1)和第二量管(8-2)上均设置有刻度。
6.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,第一微型真空泵(12-1)通过第一微型真空泵启停按钮(19)手动启动。
7.根据权利要求1所述的一种煤样瓦斯吸附常数自动测定装置,其特征在于,高压电动针阀(2),其耐压等级≥6MPa,精度0.001MPa,防护等级IP67。
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