CN112196611A - 一种瓦斯抽放水汽分离装置 - Google Patents
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Abstract
一种瓦斯抽放水汽分离装置,涉及矿井开采领域,包括一中心分离管,所述中心分离管上连接有进气管与出气管,所述中心分离管内转动连接有多个溢流板,所述溢流板上设有若干溢流条,所述溢流板上还设有若干溢流孔,所述溢流孔两侧设有安装孔,所述安装孔内设有膨胀气囊,所述中心分离管底部设有存水箱。本发明利用溢流板、溢流孔及半导体制冷的组合设计可实现将瓦斯气体中的水分子迅速转换为水滴落至中心分离管底部,并借由存水箱及分水箱来进行水滴存储,而一部分残余瓦斯可借由回收瓦斯箱的设计重新回至进气管中,整个装置避免了瓦斯中的积水进入瓦斯抽放管路,提高了放水效率。
Description
技术领域
本发明涉及矿井开采领域,具体地说是一种瓦斯抽放水汽分离装置。
背景技术
瓦斯抽放即通过打钻,利用钻孔(或巷道)、管道和真空泵将煤层或采区内的瓦斯抽至地面的技术措施。煤矿矿井中瓦斯涌出量很大,靠通风难以稀释排除时,可用抽放的方法,排除瓦斯,减少通风负担。40年代末,中国在抚顺煤田进行抽放瓦斯试验,50年代应用于生产,抽出数量逐年增加。其后阳泉、天府、中梁山、包头、南桐、北票等矿区也陆续开展抽放瓦斯工作。1981年全国一百多个矿井安设了抽放瓦斯设备,每年抽放瓦斯达3亿米3,供给工业、民用燃料和作化工原料,变害为利。
但是在矿井瓦斯抽放过程中往往由于被抽采煤层地质条件复杂,有些采煤工作面煤层中含水量大;同时在瓦斯泵正常运行时瓦斯抽放管路内的负压又比较高,从而造成瓦斯抽放管路在抽放瓦斯时从瓦斯抽放钻孔中吸入大量的煤层积水,在高负压情况下气水如何进行分离,及时地放出瓦斯抽放管内的积水,进而提高矿井的瓦斯抽放效率成为制约高瓦斯矿井及煤与瓦斯突出矿井瓦斯抽放的一个技术难题和瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瓦斯抽放水汽分离装置,可实现瓦斯内水汽的分离。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
管,所述左斜向管连接有竖管,所述竖管连接有分水箱。
进一步的,所述中心分离一种瓦斯抽放水汽分离装置,包括一中心分离管,所述中心分离管上连接有进气管与出气管,所述中心分离管内转动连接有多个溢流板,所述溢流板上设有若干溢流条,所述溢流板上还设有若干溢流孔,所述溢流孔两侧设有安装孔,所述安装孔内设有膨胀气囊,所述中心分离管底部设有存水箱。
进一步的,所述溢流条内设有半导体制冷片,所述半导体制冷片连接有控制板。
进一步的,所述溢流板在中心分离管内壁上转动至偏向出气管一侧。
进一步的,所述中心分离管上下两侧均设有溢流板,且相邻溢流板之间间隔设置。
进一步的,所述溢流板长度大于中心分离管高度的1/2。
进一步的,所述中心分离管底部设有一锥形凹槽,所述锥形凹槽中心设有一漏水孔,所述漏水孔连接有一下水管,所述存水箱处于漏水孔正下方,且下水管深入至存水箱底部,所述存水箱底部设有一出水管,所述出水管处设有一出水控制阀。
进一步的,所述存水箱一侧还设有分水箱,存水箱上设有分水孔,所述分水孔使得存水箱、分水箱相连通,所述分水箱通过异型管连接有中心分离管。
进一步的,所述存水箱底部斜向分水孔,利用水流汇集至存水箱中。
进一步的,所述异型管包括一球形进水管,所述球形进水管安装在中心分离管底部,且球形进水管处于溢流板右侧,所述球形进水管连接有右斜向管,所述右斜向管连接有左斜向管一侧设有回收瓦斯箱,所述回收瓦斯箱底部设有一封堵板,所述回收瓦斯箱通过连管与存水箱相连通,所述封堵板上设有一竖直杆,所述竖直杆内套接有多个吸水海绵,在竖直杆顶部设有压板,在回收瓦斯箱顶部设有一瓦斯管,所述瓦斯管连接有进气管,所述瓦斯管上设有一单向阀。
进一步的,所述出气管口设有套管,所述套管上设有安装槽,所述出气管插接在安装槽内,所述套管上设有防水透气膜。
本发明的有益效果是:本发明利用溢流板、溢流孔及半导体制冷的组合设计可实现将瓦斯气体中的水分子迅速转换为水滴落至中心分离管底部,并借由存水箱及分水箱来进行水滴的存储,两个水箱均针对负压问题进行了优化设计,而一部分残余瓦斯可借由回收瓦斯箱的设计重新回至进气管中,整个装置避免了瓦斯中的积水进入瓦斯抽放管路,提高了放水效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为溢流板第一实施例的结构示意图;
图3为溢流板第二实施例的结构示意图;
图4为溢流孔处的剖视图;
图5为图1中A处的局部放大图;
图中:1中心分离管,11进气管,12出气管,2溢流板,221溢流条,222溢流孔,223半导体制冷片,224安装孔,225膨胀气囊,3异型管,31球形进水管,32右斜向管,33左斜向管,34竖管,4分水箱,41分水口,42分水孔,5存水箱,51锥形凹槽,52漏水孔,53下水管,54出水管,55出水控制阀,6回收瓦斯箱,61封堵板,63连管,62竖直杆,65吸水海绵,66压板,67瓦斯管,68单向阀,7套管,71安装槽,72防水透气膜。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1所示,一种瓦斯抽放水汽分离装置,包括一中心分离管1,所述中心分离管上连接有进气管11与出气管12,所述中心分离管内转动连接有多个溢流板2,所述溢流板可在中心分离管内壁上转动至偏向出气管一侧,
方案细化,所述中心分离管上下两侧均设有溢流板2。且相邻溢流板之间间隔设置,例如在中心分离管上侧安装溢流板后,那么下一个溢流板安装在中心分离管下侧。
所述溢流板长度大于中心分离管高度的1/2,使得溢流板偏转时,能让从进气管进入的瓦斯气体,以一种S型曲线的形式从出气管吸出,在该过程中,受到溢流板的阻挡作用,气流会吹在溢流板上,而瓦斯气体中的水分子则会在溢流板上凝结成小水滴落至中心分离管下侧。
至少一个实施例中,参见图2,所述溢流板上设有若干溢流条221。利用溢流条可将瓦斯气体中的水分子积聚为水滴,并在出气管的高负压下,使得瓦斯气体吹动水滴迅速从溢流板中滑落至中心分离管底部。
在某些实施例中,参见图3及图4,所述溢流板上还设有若干溢流孔222,溢流孔的设计可避免高负压降低,影响瓦斯气体的吸力,同样溢流板的角度调节也有类似技术效果,通过溢流板的角度摆动,可改变中心分离管内的负压吸力,从而避免水滴从该中心分离管底部吸走至出气管中。
进一步的,所述溢流孔两侧设有安装孔224,所述安装孔内设有膨胀气囊225,所述膨胀气囊可充气以封堵溢流孔及放气以改变溢流孔的相对大小。
进一步的,所述溢流条内设有半导体制冷片223,所述半导体制冷片连接有控制板。控制板可控制半导体制冷片制冷,并借助溢流条来释放冷气,以促使瓦斯气体中的水分子遇冷凝结成小水滴。
至少一个实施例中,所述中心分离管底部设有存水箱5。所述中心分离管底部设有一锥形凹槽51,所述锥形凹槽中心设有一漏水孔52,所述漏水孔连接有一下水管53,所述存水箱处于漏水孔正下方,且下水管深入至存水箱底部,所述存水箱底部设有一出水管54,所述出水管处设有一出水控制阀55。
进一步的,所述存水箱一侧还设有分水箱4,与之配合的是,存水箱上设有分水孔42,所述分水孔使得存水箱、分水箱相连通,所述分水箱上设有分水口41,所述分水口安装有异型管3,所述异型管3连接有中心分离管。
进一步的,所述存水箱底部斜向分水孔,利用水流汇集至存水箱中。
进一步的,所述异型管包括一球形进水管31,所述球形进水管安装在中心分离管底部,且球形进水管处于溢流板右侧,因瓦斯气体可在溢流板的作用下实现气体导流,而处于溢流板底部的球形进水管处负压相对较小,而球形进水管的设计,进水口小,能更好的进行负压的降低,避免水滴在负压作用下被吸走。所述球形进水管连接有右斜向管32,所述右斜向管连接有左斜向管33,所述左斜向管连接有竖管34,所述竖管连接有分水箱。
至少一个实施例中,所述中心分离管一侧设有回收瓦斯箱6,所述回收瓦斯箱底部设有一封堵板61,所述回收瓦斯箱通过连管63与存水箱相连通,所述封堵板上设有一竖直杆62,所述竖直杆内套接有多个吸水海绵65,在竖直杆顶部设有压板66,在回收瓦斯箱顶部设有一瓦斯管67,所述瓦斯管连接有进气管11,所述瓦斯管上设有一单向阀68。利用海绵来吸收瓦斯气体中残存的水分。
至少一个实施例中,参见图5,所述出气管口设有套管7,所述套管上设有安装槽71,所述出气管可插接在安装槽内,所述套管上设有防水透气膜72。
防水透气膜的工作原理:在水汽的状态下,水颗粒非常细小,根据毛细运动的原理,可以顺利渗透到毛细管到另一侧,从而发生透汽现象。当水汽冷凝变成水珠后,颗粒变大,由于水珠表面张力的作用(水分子之间互相“拉扯抗衡”),水分子就不能顺利脱离水珠渗透到另一侧,也就是防止了水的渗透发生,使透汽膜有了防水的功能。
除说明书所述的技术特征外,均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (10)
1.一种瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,包括一中心分离管,所述中心分离管上连接有进气管与出气管,所述中心分离管内转动连接有多个溢流板,所述溢流板上设有若干溢流条,所述溢流板上还设有若干溢流孔,所述溢流孔两侧设有安装孔,所述安装孔内设有膨胀气囊,所述中心分离管底部设有存水箱。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述溢流条内设有半导体制冷片,所述半导体制冷片连接有控制板。
3.根据权利要求1或2所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述中心分离管底部设有一锥形凹槽,所述锥形凹槽中心设有一漏水孔,所述漏水孔连接有一下水管,所述存水箱处于漏水孔正下方,且下水管深入至存水箱底部,所述存水箱底部设有一出水管,所述出水管处设有一出水控制阀。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述存水箱一侧还设有分水箱,存水箱上设有分水孔,所述分水孔使得存水箱、分水箱相连通,所述分水箱通过异型管连接有中心分离管。
5.根据权利要求4所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述异型管包括一球形进水管,所述球形进水管安装在中心分离管底部,且球形进水管处于溢流板右侧,所述球形进水管连接有右斜向管,所述右斜向管连接有左斜向管,所述左斜向管连接有竖管,所述竖管连接有分水箱。
6.根据权利要求5所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述中心分离管一侧设有回收瓦斯箱,所述回收瓦斯箱底部设有一封堵板,所述回收瓦斯箱通过连管与存水箱相连通,所述封堵板上设有一竖直杆,所述竖直杆内套接有多个吸水海绵,在竖直杆顶部设有压板,在回收瓦斯箱顶部设有一瓦斯管,所述瓦斯管连接有进气管,所述瓦斯管上设有一单向阀。
7.根据权利要求6所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述出气管口设有套管,所述套管上设有安装槽,所述出气管插接在安装槽内,所述套管上设有防水透气膜。
8.根据权利要求1所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述溢流板在中心分离管内壁上转动至偏向出气管一侧。
9.根据权利要求1所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述中心分离管上下两侧均设有溢流板,且相邻溢流板之间间隔设置。
10.根据权利要求1所述的瓦斯抽放水汽分离装置,其特征在于,所述溢流板长度大于中心分离管高度的1/2。
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