CN114183196A - 一种机械阀式自动负压放水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械阀式自动负压放水器，属于自动放水器技术领域；包括积水桶，积水桶的顶部设置有放水转换阀；积水桶包括桶盖以及桶体，桶体上设置有带有单向阀的进水管与出水管；桶体下端面设置有调节圆筒，内部螺接有带有磁铁块的调节柱；桶体内部设有竖直的导向杆，导向杆从下至上依次设置有磁铁块、浮漂、滤网，导向杆伸入放水转换阀内部；放水转换阀内部设置有相连通的竖直的导向孔和转换孔，转换孔上下端通过锥形槽与负压管接口以及大气连通口相连通，转换孔内滑动连接有上下端带锥形块的转换杆，转换杆与导向杆通过连接杆相连接，导向杆通过上端的滑动柱滑动连接在导向孔内；解决了目前自动放水器放水效率不高、无法调整的问题。

Description

一种机械阀式自动负压放水器

技术领域

本发明属于自动放水器技术领域，具体涉及一种机械阀式自动负压放水器。

背景技术

煤矿瓦斯治理重点在于瓦斯抽采，随着瓦斯抽放钻孔深度的增加，一般煤层含水量也相应增大，瓦斯抽放管路中的积水问题成为瓦斯抽放率提高的主要影响因素。瓦斯抽采钻孔汇流管自动放水器及其附属管路构成了抽采管路的一级放水设施，也是抽采管路最主要的放水措施，其放水效果的好坏直接影响着矿井瓦斯抽采效果。

但是现有的用于煤矿井下的自动放水器仍然存在下述问题：（1）在井下使用过程中经常出现磁铁顶杆歪斜，无法顶开小球或小球无法同步打开，导致无法自动放水；（2）现有的放水器在防水时的水位是固定的，无法根据实际情况选择所要防水的水位；（3）现有的放水器中容易残留杂质，影响防水的效果。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种机械阀式自动负压放水器；解决目前自动放水器放水效率不高、无法调整的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种机械阀式自动负压放水器，包括积水桶，积水桶的顶部设置有放水转换阀；

所述积水桶包括桶盖以及桶体，所述桶体的外侧面上下端分别设置有进水管与出水管，进水管上设置有单向进水阀，出水管上设置有单向出水阀，进水管与抽采管路相连通；

所述桶体的下端面上设置有上下开口的调节圆筒，调节圆筒内螺接有调节柱，调节柱的上端面设置有第一磁铁块；桶体的内部设置有竖直的导向杆，导向杆的下端设置有第二磁铁块，导向杆中部设置有滤网，滤网下部的导向杆上套接有浮漂，导向杆穿过桶盖上的透气孔伸入放水转换阀内部；

所述放水转换阀内部设置有竖直的导向孔和转换孔，中间通过连通孔相连通，导向孔内滑动连接有滑动柱，滑动柱固定在导向杆上端，转换孔上下端分别设置有上锥形槽与下锥形槽，转换孔内滑动连接有转换杆，所述转换孔内设置有一个根转换杆，转换杆的上下端分别设置有一个上锥形块以及一个下锥形块，转换杆与导向杆通过连接杆相连接，连接杆设置于连通孔内，放水转换阀外壁上设置有负压管接口与大气连通口，负压管接口通过上锥形槽与转换孔相连通，大气连通口通过下锥形槽与转换孔相连通。

进一步的，所述桶体的上端开口处设置有连接法兰，连接法兰上均匀设置有一周圈的螺栓孔，桶盖上对应设置有一周圈的螺栓孔，螺栓依次穿过桶盖与桶体上的连接孔，将桶盖与桶体连接起来。

进一步的，所述积水桶的底部设置有支腿，所述支腿的数量为四个，分别均匀固定在桶体的下端面上，对积水桶进行支撑。

进一步的，所述调节柱的上端插接于调节圆筒内部并且与调节圆筒相螺接，调节柱的下端设置有调节手柄。

进一步的，所述滤网为上端开口的圆筒状结构，滤网的外径小于桶体的内径，可以在桶体内部上下浮动。所述滤网的下端为倾斜设置的斜面结构，斜面靠近进水口的一端为最高处，斜面远离进水口的一端为最低处。

进一步的，滤网在最低处的侧面上设置有出口，出口为U形结构，包括出口底板以及两侧的侧板。桶体内壁面与滤网出口处相配合的位置设置有两条竖直的导轨，滤网出口的两侧侧板与两条导轨的内侧面相贴合，滤网沿着导轨的内侧面上下滑动；两条导轨之间的桶体侧壁上设置有滤渣出口，滤渣出口外侧设置有斜向下的滤渣导出槽；桶体外壁上设置有滤渣收集箱，所述滤渣导出槽位于滤渣收集箱内部，滤渣收集箱的下端面为斜面结构，斜面的最低处设置有可开启的出口。

进一步的，放水转换阀通过所述负压管接口与负压管的一端相连接，所述负压管的另一端连接到抽采管路不会被积水淹没的位置。

进一步的，所述导向孔的上端开口处设置有堵盖，所述堵盖内设置有第三磁铁块；所述滑动柱内部设置有第四磁铁块，第三磁铁块与第四磁铁块相互靠近的一端端面的磁极相反。

进一步的，上锥形槽与下锥形槽相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径；上锥形槽与下锥形槽相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径。

更进一步的，第一磁铁块与第二磁铁块相互靠近的一端端面的磁极相反。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

（1）本发明提供的机械阀式自动负压放水器，将放水转换阀内部的滑动柱直接滑动连接在导向孔中，由于导向杆与滑动柱相连接，这样导向杆只能随着滑动柱一起上下运动，保证导向杆上下运动时的顺畅性，这样第三磁铁块与第四磁铁块在导向杆上升的过程中可以顺利吸附，保证放水器可以顺利放水。

（2）本发明提供的机械阀式自动负压放水器，将放水转换阀直接放置在桶盖的外端，这样既可以方便放水转换阀与井下的负压管路连接，也方便在出现故障时及时检修。

（3）本发明提供的机械阀式自动负压放水器，在桶体下端设置调节柱，这样可以手动调整第一磁铁块与第二磁铁块之间的间距，进而调整第一磁铁块与第二磁铁块之前的磁吸力，这样可以调整放水时的积水水位，适应性更强，更加灵活。

（4）本发明提供的机械阀式自动负压放水器，在桶体内部设置滤网，可以将进入桶体内部的积水进行过滤，将杂质收集起来，并且滤网可以随着导向杆一起向上运动，并且在到达最高点时，将滤网内部的滤渣通过桶体上的滤渣导出槽导出到收集箱中，从而实现自动的滤渣收集，更加方便，也可以避免滤渣积聚在积水桶内部对放水器的正常工作造成影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是图1中的局部放大示意图；

图3是图1中的放水转换阀在积水状态时的结构示意图；

图4是图1中的放水转换阀在防水状态时的结构示意图；

图5是图1中的A-A剖视图；

其中，1为桶体、2为桶盖、3为防水转换阀、4为支腿、5为进水管、6为单向进水阀、7为出水管、8为单向出水阀、9为调节圆筒、10为调节柱、11为第一磁铁块、12为导向杆、13为第二磁铁块、14为浮漂、15为观察口、16为滤网、17为导轨、18为滤渣导出槽、19为滤渣收集箱、20为透气孔、21为导向孔、22为滑动柱、23为堵盖、24为第四磁铁块、25为第三磁铁块、26为转换孔、27为上锥形槽、28为下锥形槽、29为连通孔、30为转换杆、31为上锥形块、32为下锥形块、33为连接杆、34为负压管接口、35为大气连通口、36为负压管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—5所示，本发明提供了一种机械阀式自动负压放水器，包括积水桶，所述积水桶的底部设置有支腿4，积水桶的顶部设置有放水转换阀。

所述积水桶为上端开口的圆柱形桶状结构，包括桶体1与桶盖2，所述桶盖2设置于桶体1的上端开口处，所述桶体1的上端开口处设置有连接法兰，连接法兰上均匀设置有一周圈的螺栓孔，桶盖2上对应设置有一周圈的螺栓孔，螺栓依次穿过桶盖2与桶体1上的连接孔，将桶盖2与桶体1连接起来。桶盖2与桶体1的接触面上设置有密封圈，保证二者连接处的气密性，防止内部的积水从连接处漏出。

所述支腿4的数量为四个，分别均匀固定在桶体1的下端面上，对积水桶进行支撑。

所述桶体1的外侧面上端设置有进水口，所述进水口与进水管5相连，连接处设置有O型密封圈，保证进水口与进水管5的连接处气密性。所述进水管5伸入桶体1的内部的出口处完全向下设置。所述进水管5连接到抽采管路最容易积水的位置，以便及时地将抽采管路中的积水排出。所述进水管5位于桶体1外侧部分靠近进水口处设置有单向进水阀6，所述单向进水阀6的通过方向为桶体1外侧流向桶体1内侧。当单向进水阀6位于来向一侧管路中的压力大于或等于去向一侧管路的压力时，单向进水阀6导通，这样进水管5中的积水可以流入桶体1内部；当单向进水阀6位于来向一侧管路中的压力小于去向一侧管路中的压力时，单向进水阀6无法导通，水流无法进入桶体1内部。

所述桶体1的外侧面下端设置有出水口，所述出水口处设置有出水管7，二者的连接处设置有O型密封圈，保证连接处的气密性。所述出水管7上设置有单向出水阀8，所述单向出水阀8的通过方向为积水桶内部的积水流向出水管7中。当单向出水阀8的来向一侧管路压力大于或者等于去向一侧管路压力时，单向出水阀8导通，积水桶内部的积水可以通过出水口排出；当单向出水阀8的来向一侧管路压力小于去向一侧管路压力时，单向出水阀8无法导通，积水桶内部的积水无法排出。

所述桶体1的外侧面下端设置有观察窗，观察窗位于出水管7的另一侧，观察窗内设置有透明的高强度玻璃，可以对桶体1内部的情况进行及时地观察。

所述桶体1的外侧面两侧对称设置有提手，方便对积水桶进行人工移动。

所述桶体1的内部下端面设置有上下贯通的调节孔，所述调节孔内设置有上下开口的调节圆筒9，调节圆筒9与桶体1同轴设置。调节圆筒9的上端开口处设置有环形的固定板，固定板的中部设置有过孔，外端边缘与调节圆筒9的上端开口相连接。调节圆筒9的内部设置有内螺纹，调节圆筒9内螺接有调节柱10，所述调节柱10的上端插接于调节圆筒9内部并且与调节圆筒9相螺接，调节柱10的下端设置有调节手柄，通过转动调节手柄可以调整调节柱10伸入调节圆筒9内的深度。调节柱10的上端面内嵌有第一磁铁块11，通过转动调节手柄可以调整第一磁铁块11的高度。

所述桶体1内部的中心处设置有一根竖直的导向杆12，所述导向杆12的下端固定连接有一个水平的托盘，所述托盘的下端固定连接有一个第二磁铁块13。所述托盘的上端设置有浮漂14，所述浮漂14套接在导向杆12上，可以沿着导向杆12上下滑动。

所述导向杆12上固定设置有滤网16，所述滤网16套接在导向杆12的外侧并且位于浮漂14的上端。所述滤网16为上端开口的圆筒状结构，滤网16的外径小于桶体1的内径，可以在桶体1内部上下浮动。所述滤网16的下端为倾斜设置的斜面结构，斜面靠近进水口的一端为最高处，斜面远离进水口的一端为最低处。

滤网16在最低处的侧面上设置有出口，出口为U形结构，包括出口底板以及两侧的侧板。桶体1内壁面与滤网16出口处相配合的位置设置有两条竖直的导轨17，滤网16出口的两侧侧板与两条导轨17的内侧面相贴合，滤网16沿着导轨17的内侧面上下滑动。

两条导轨17之间的桶体1侧壁上设置有滤渣出口，滤渣出口外侧设置有斜向下的滤渣导出槽18。桶体1外壁上设置有滤渣收集箱19，所述滤渣导出槽18位于滤渣收集箱19内部，滤渣收集箱19的下端面为斜面结构，斜面的最低处设置有可开启的出口。

所述放水转换阀设置于桶盖2的上端面中心处，放水转换阀与桶盖2上端面固定连接。所述放水转换阀整体为圆柱体结构，内部设置有上下贯通的导向孔21，所述桶盖2上设置有上下贯通的透气孔20，所述透气孔20与放水转换阀的导向孔21同轴设置，导向杆12的上端穿过桶盖2的透气孔20伸入导向孔21内部，透气孔20的内径大于导向杆12的外径。

所述导向杆12的上端固定设置有同轴的滑动柱22，滑动柱22的外径略小于导向孔21的内径，这样滑动柱22可以在导向孔21内上下滑动。

所述导向孔21的上端开口处设置有堵盖23，保证导向孔21上端开口处的密封性。所述堵盖23内设置有第三磁铁块25。所述滑动柱22内部设置有第四磁铁块24。

所述放水转换阀内部还设置有竖直的转换孔26，转换孔26与导向孔21之间通过水平的连通孔29相连通，所述连通孔29的截面为长圆孔。所述转换孔26的上端设置有上锥形槽27，下端设置有下锥形槽28，上锥形槽27与下锥形槽28相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径。所述放水转换阀的侧壁上设置有负压管接口34与大气连通口35，所述负压管接口34与上锥形槽27直径较小的一端相连通，所述大气连通口35与下锥形槽28直径较小的一端相连通。

放水转换阀通过所述负压管接口34与负压管36的一端相连接，所述负压管36的另一端连接到抽采管路不会被积水淹没的位置。

所述转换孔26内设置有一个根转换杆30，所述转换杆30的上下端分别设置有一个上锥形块31以及一个下锥形块32，所述上锥形块31与下锥形块32相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径。

所述转换杆30与导向杆12之间通过一根水平的连接杆33相连接，所述水平杆设置于连通孔29内部，转换杆30随着导向杆12一起上下运动。

第一磁铁块11与第二磁铁块13相互靠近的一端端面的磁极相反，第三磁铁块25与第四磁铁块24相互靠近的一端端面的磁极相反。

本发明的工作原理为：

积水过程：

如图3所示，在抽采过程中，积水桶内部的积水还较少，此时导向杆12下端的托盘以及第二磁铁块13位于桶体1底端的调节圆筒9上端，此时浮漂14位于最低处，浮漂14的下端与托盘的上端面相接触。同时，转换柱的下端的下锥形块32与转换孔26的下锥形槽28相卡接，此时连通孔29以及导向孔21内部与负压管接口34通过上锥形槽27相连通，导向孔21内部通过桶盖2上的透气孔20与积水桶内部相连通，这样负压管36内部的气压依次通过负压管接口34、上锥形槽27、转换孔26、连通孔29、导向孔21、透气孔20与积水桶内部的气压保持连通，由于与负压管36相连通的抽采管路内部为负压，所以此时积水桶内部也为负压状态。

由于进水管5与抽采管路相连通，所以进水管5内部也为负压状态。即此时，单向进水阀6两端都为负压状态，压差为零，这样进水管5内部的给水就可以进入积水桶内，抽采管路内部的积水通过进水管5不断进入积水桶内部。

由于进水管5的出口位于滤网16的上端，这样给水先进入滤网16内，经过滤网16的过滤后进入桶体1内部，而滤渣残留在滤网16内。

由于此时出水管7与外界大气相连通，外界的压力高于积水桶内部的压力，单向出水阀8无法导通，积水桶内部的给水无法通过单向出水阀8排出，这样积水桶内部的水位不断升高。

当积水升高至于浮漂14相接触时，积水带动浮漂14一起升高，直至浮漂14与滤网16的下端面相接触，由于滤网16的限制，浮漂14无法继续升高，而积水水位仍然一直升高。当积水水位升高至浮漂14的上浮力足以克服滤网16向下的阻力时，浮漂14带动导向杆12以及滤网16向上运动，第二磁铁块13与调节圆筒9上端面相脱离。上述滤网16向下的阻力既包括导向杆12、滤网16、托盘、第二磁铁块13、滑动柱22、连接杆33、转换杆30自身的重力，也包括第一磁铁块11与第二磁铁块13相互之间的磁吸力。

放水过程：

如图4所示，由于浮漂14带动导向杆12向上运动，滑动柱22在导向孔21内向上滑动，在这个过程中，下锥形块32脱离下锥形槽28，直至滑动柱22的上端面与堵盖23的下端面完全接触，由于第三磁铁块25与第四磁铁块24之间相互的磁吸力，滑动柱22紧紧固定在堵盖23下端面上。这时上锥形块31卡接于上锥形槽27内，将负压管接口34与导向孔21内部完全隔绝，而大气连通口35与导向孔21内部相连通，这样大气气压通过大气连通口35、下锥形槽28、转换孔26、连通孔29、导向孔21、透气孔20与积水桶内部的气压保持连通，这时积水桶内部气压为大气压。

这样进水管5内部为负压、积水桶内部为大气压，这样单向进水阀6因为反向的压差无法导通，进水管5内部的积水无法继续进入积水桶内。而单向出水阀8的两侧都为大气压，导向出水阀导通，积水桶内部的积水就可以通过单向出水阀8排出，实现了自动放水。

当积水的水位下降到一定高度时，浮漂14的浮力减小，浮漂14的上浮力以及导向杆12及其固定件的重力大于第三磁铁块25与第四磁铁块24之间的磁吸力时，导向杆12开始下降，下锥形块32重新与下锥形槽28相卡接，这时第二磁铁块13重新与调节圆筒9上端面接触，积水桶内部与负压管36内部的气压保持连通，积水桶内部重新开始进水。

当浮漂14在上升的过程中，滤网16随之一起上升。当导向杆12停止上升后，滤网16到达最高点，此时滤网16出口与桶体1侧壁上的滤渣出口相连通，这样可以将滤网16中的滤渣通过滤渣出口导入至滤渣收集箱19内收集起来，后期一起进行处理。

当需要调整积水的放水位置时，可以转动调节柱10，来调整第一磁铁块11与第二磁铁块13之间的距离，进而调节第一磁铁块11与第二磁铁块13之间的磁吸力，这样浮漂14在积水达到不同的水位时才可以浮起，从而实现积水水位在需求的水位时才可以放水的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：包括积水桶，积水桶的顶部设置有放水转换阀；

所述积水桶包括桶盖（2）以及桶体（1），所述桶体（1）的外侧面上下端分别设置有进水管（5）与出水管（7），进水管（5）上设置有单向进水阀（6），出水管（7）上设置有单向出水阀（8），进水管（5）与抽采管路相连通；

所述桶体（1）的下端面上设置有上下开口的调节圆筒（9），调节圆筒（9）内螺接有调节柱（10），调节柱（10）的上端面设置有第一磁铁块（11）；桶体（1）的内部设置有竖直的导向杆（12），导向杆（12）的下端设置有第二磁铁块（13），导向杆（12）中部设置有滤网（16），滤网（16）下部的导向杆（12）上套接有浮漂（14），导向杆（12）穿过桶盖（2）上的透气孔（20）伸入放水转换阀内部；

所述放水转换阀内部设置有竖直的导向孔（21）和转换孔（26），中间通过连通孔（29）相连通，导向孔（21）内滑动连接有滑动柱（22），滑动柱（22）固定在导向杆（12）上端，转换孔（26）上下端分别设置有上锥形槽（27）与下锥形槽（28），转换孔（26）内滑动连接有转换杆（30），所述转换孔（26）内设置有一个根转换杆（30），转换杆（30）的上下端分别设置有一个上锥形块（31）以及一个下锥形块（32），转换杆（30）与导向杆（12）通过连接杆（33）相连接，连接杆（33）设置于连通孔（29）内，放水转换阀外壁上设置有负压管接口（34）与大气连通口（35），负压管接口（34）通过上锥形槽（27）与转换孔（26）相连通，大气连通口（35）通过下锥形槽（28）与转换孔（26）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：所述桶体（1）的上端开口处设置有连接法兰，连接法兰上均匀设置有一周圈的螺栓孔，桶盖（2）上对应设置有一周圈的螺栓孔，螺栓依次穿过桶盖（2）与桶体（1）上的连接孔，将桶盖（2）与桶体（1）连接起来。

3.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：所述积水桶的底部设置有支腿（4），所述支腿（4）的数量为四个，分别均匀固定在桶体（1）的下端面上，对积水桶进行支撑。

4.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：所述调节柱（10）的上端插接于调节圆筒（9）内部并且与调节圆筒（9）相螺接，调节柱（10）的下端设置有调节手柄。

5.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：所述滤网（16）为上端开口的圆筒状结构，滤网（16）的外径小于桶体（1）的内径，可以在桶体（1）内部上下浮动；所述滤网（16）的下端为倾斜设置的斜面结构，斜面靠近进水口的一端为最高处，斜面远离进水口的一端为最低处。

6.根据权利要求5所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：滤网（16）在最低处的侧面上设置有出口，出口为U形结构，包括出口底板以及两侧的侧板；

桶体（1）内壁面与滤网（16）出口处相配合的位置设置有两条竖直的导轨（17），滤网（16）出口的两侧侧板与两条导轨（17）的内侧面相贴合，滤网（16）沿着导轨（17）的内侧面上下滑动；两条导轨（17）之间的桶体（1）侧壁上设置有滤渣出口，滤渣出口外侧设置有斜向下的滤渣导出槽（18）；桶体（1）外壁上设置有滤渣收集箱（19），所述滤渣导出槽（18）位于滤渣收集箱（19）内部，滤渣收集箱（19）的下端面为斜面结构，斜面的最低处设置有可开启的出口。

7.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：放水转换阀通过所述负压管接口（34）与负压管（36）的一端相连接，所述负压管（36）的另一端连接到抽采管路不会被积水淹没的位置。

8.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：所述导向孔（21）的上端开口处设置有堵盖（23），所述堵盖（23）内设置有第三磁铁块（25）；所述滑动柱（22）内部设置有第四磁铁块（24），第三磁铁块（25）与第四磁铁块（24）相互靠近的一端端面的磁极相反。

9.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：上锥形槽（27）与下锥形槽（28）相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径；上锥形槽（27）与下锥形槽（28）相互靠近的一端直径大于相互远离的一端直径。

10.根据权利要求1所述的一种机械阀式自动负压放水器，其特征在于：第一磁铁块（11）与第二磁铁块（13）相互靠近的一端端面的磁极相反。

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