CN114216726B - 矿用负压定点取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿瓦斯取样装置技术领域，具体涉及矿用负压定点取样系统，包括可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置，可移动钻孔装置包括第一小车、液压泵站、电控柜和钻机，钻机包括驱动箱和空心钻杆，空心钻杆从前到后依次设有导料段、光杆段和螺纹段，驱动箱用于给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力；可移动煤样收集装置包括第二小车、采样罐和负压泵，采样罐内设有气固分离结构，且通过限位机构可拆卸连接有取样盒，采样罐上设有取样口和排气口。本发明的有益效果是：通过合理的结构设计，使装置结构简单，移动和取样操作方便，从而有利于提高煤样工作效率。

Description

矿用负压定点取样系统

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯取样装置技术领域，具体涉及矿用负压定点取样系统。

背景技术

煤层瓦斯含量测试是煤矿瓦斯灾害防治中的一项基础工作，不但制约着矿井瓦斯危险程度预测的准确性，而且影响着后续瓦斯防治措施的可靠性。在煤矿瓦斯突出灾害防治工作中，可通过负压顶点取样装置在煤层中采集煤样，然后通过解吸法对煤层瓦斯含量进行，然而现有的负压顶点取样装置结构复杂，移动和取样操作不方便，工作效率低，由此，亟需加以改进。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是研发一种矿用负压定点取样系统，通过合理的结构设计，使装置结构简单，移动和取样操作方便，从而提高工作效率。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

矿用负压定点取样系统，包括可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置；

所述可移动钻孔装置包括第一小车、液压泵站、电控柜和钻机，所述第一小车底部设有可锁止的行走轮，顶部前端设有两个支撑杆，后端设有两个液压支腿，所述钻机底部设有安装板，所述安装板底部的前端与支撑杆的顶端铰连接，底部的后端与液压支腿的顶端铰连接，所述液压泵站、电控柜均设于第一小车顶部且位于安装板下方，所述液压泵站用于给液压支腿提供液压动力，所述钻机包括驱动箱和空心钻杆，所述空心钻杆从前到后依次设有导料段、光杆段和螺纹段，所述导料段外表面设有导料螺旋，所述光杆段穿设在导向座上，所述导向座固定在安装板的前端，所述驱动箱设于安装板的后端，所述螺纹段从驱动箱穿过且与驱动箱螺纹连接，所述驱动箱用于给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力，所述导料段的前端连接有钻头，所述钻头上设有吸料口，所述吸料口与空心钻杆的内腔相连通，所述螺纹段的后端通过旋转接头连接有取样软管，所述取样软管的进料端与空心钻杆的内腔相连通；

所述可移动煤样收集装置包括第二小车、采样罐和负压泵，所述第二小车的底部也设有可锁止的行走轮，所述采样罐通过支架固定在第二小车顶部，所述采样罐内设有气固分离结构，且通过限位机构可拆卸连接有取样盒，所述采样罐上设有取样口和排气口，所述取样口与取样软管的出料端可拆卸连接（可采用螺纹连接、套接和卡接等多种方式，均为本领域的常规技术手段，这里不再赘述），所述排气口通过排气软管与负压泵的进气口相连通；

所述液压泵站、负压泵和驱动箱的动力机构分别与电控柜电连接。

优选的，所述驱动箱内通过轴承转动连接有驱动齿轮和驱动套，所述驱动套螺纹连接在空心钻杆的螺纹段上，且驱动套的外侧设有与驱动齿轮相匹配的从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，且驱动齿轮的中心设有传动轴，所述传动轴的一端伸出驱动箱且传动连接有作为动力机构的正反转减速电机，所述正反转减速电机固定在驱动箱的外壳上，通过驱动齿轮和驱动套的配合，实现空心钻杆的高效旋转、钻进和退钻操作。

优选的，所述驱动箱内设有润滑油，且驱动箱的顶部设有润滑油添加口，侧部设有润滑油观察窗，所述润滑油添加口上螺纹连接有加油堵头，有利于延长驱动箱的使用寿命。

优选的，所述气固分离结构包括设于采样罐中部的竖隔板，所述竖隔板顶端与采样罐顶部相连接，底端与采样罐的底部之间留设有通风口，所述竖隔板将采样罐的上部空间分割为惯性沉降腔和撞击分离腔，所述采样罐上的取样口和排气口分别设于惯性沉降腔和撞击分离腔的顶部，所述撞击分离腔的前后侧壁上交错设置有多个自由端倾斜向下的撞击分离板，多个所述撞击分离板间形成S形的烟气走廊，便于实现高效的气固分离。

优选的，所述取样盒采用抽屉式机构可拆卸插放在采样罐的底部，且取样盒的抽取端设有密封挡板，所述密封挡板的内侧设有用于与采样罐密封连接的橡胶条，有利于提高采样罐的气密性。

优选的，所述限位机构设有两组，每组限位机构均包括限位座和滑动插设在限位座上的限位板，所述限位板的顶部设有挡板，所述挡板与限位座之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与挡板与限位座固定连接，且弹簧滑动套设在限位板上，所述限位板的下端与密封挡板的外壁相抵触，两个限位座对称设于采样罐上，且分别位于密封挡板两端的上方。用于对取样盒进行密封限位且方便取样盒的取放操作。

优选的，所述负压泵的排气管上设有多孔消音器，有助于降低工作过程中的噪音。

优选的，所述第一小车和第二小车的后端分别设有推拉手柄，方便装置的移动。

本发明还包括能够使其正常使用的其它组件，均为本领域的常规手段，另外，本发明中未加限定的装置或组件，例如：液压泵站、电控柜、正反转减速电机等，均采用本领域的现有技术。

本发明的工作原理是，通过液压泵站为液压支腿提供液压动力，方便对钻头的钻进角度进行灵活调整，通过驱动箱给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力，结构简单，能耗较低，将采样罐上的取样口与取样软管可拆卸连接，方便可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置的分开移动，便于操作，钻孔过程中，启动负压泵，通过钻头前端的吸料口将煤样经空心钻管的内腔吸入取样软管后进入煤样罐中，在煤样罐内的气固分离结构的作用下实现气固分离，废气经负压泵的排气管外排。

本发明的有益效果是：通过合理的结构设计，使装置结构简单，移动和取样操作方便，从而有利于提高煤样工作效率。

附图说明

图1为实施例中本发明的整体结构示意图。

图2为图1中驱动箱的内部结构示意图。

图3为图1中A部结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清晰完整地描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的部分实施例，而非全部实施例。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等所指示的方位或位置关系均为基于附图所示，仅为便于描述。

实施例

如图1~3所示，本发明提供的矿用负压定点取样系统，包括可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置；

所述可移动钻孔装置包括第一小车1、液压泵站2、电控柜3和钻机，所述第一小车底部设有可锁止的行走轮，顶部前端设有两个支撑杆4，后端设有两个液压支腿5，所述钻机底部设有安装板6，所述安装板底部的前端与支撑杆的顶端铰连接，底部的后端与液压支腿的顶端铰连接，所述液压泵站、电控柜均设于第一小车顶部且位于安装板下方，所述液压泵站用于给液压支腿提供液压动力，所述钻机包括驱动箱7和空心钻杆8，所述空心钻杆从前到后依次设有导料段81、光杆段82和螺纹段83，所述导料段外表面设有导料螺旋，所述光杆段穿设在导向座9上，所述导向座固定在安装板的前端，所述驱动箱设于安装板的后端，所述螺纹段从驱动箱穿过且与驱动箱螺纹连接，所述驱动箱用于给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力，所述导料段的前端连接有钻头10，所述钻头上设有吸料口，所述吸料口与空心钻杆的内腔相连通，所述螺纹段的后端通过旋转接头连接有取样软管11，所述取样软管的进料端与空心钻杆的内腔相连通；

所述可移动煤样收集装置包括第二小车12、采样罐13和负压泵14，所述第二小车的底部也设有可锁止的行走轮，所述采样罐通过支架固定在第二小车顶部，所述采样罐内设有气固分离结构，且通过限位机构可拆卸连接有取样盒，所述采样罐上设有取样口和排气口，所述取样口与取样软管的出料端螺纹连接，所述排气口通过排气软管16与负压泵的进气口相连通；

所述液压泵站、负压泵和驱动箱的动力机构分别与电控柜电连接。

具体地，所述驱动箱内通过轴承转动连接有驱动齿轮71和驱动套72，所述驱动套螺纹连接在空心钻杆的螺纹段上，且驱动套的外侧设有与驱动齿轮相匹配的从动齿轮73，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，且驱动齿轮的中心设有传动轴74，所述传动轴的一端伸出驱动箱且传动连接有作为动力机构的正反转减速电机75，所述正反转减速电机固定在驱动箱的外壳上，通过驱动齿轮和驱动套的配合，实现空心钻杆的高效旋转、钻进和退钻操作。

作为该实施例的进一步改进，所述驱动箱内设有润滑油，且驱动箱的顶部设有润滑油添加口，侧部设有润滑油观察窗76，所述润滑油添加口上螺纹连接有加油堵头77，有利于延长驱动箱的使用寿命。

作为该实施例的进一步改进，所述气固分离结构包括设于采样罐中部的竖隔板17，所述竖隔板顶端与采样罐顶部相连接，底端与采样罐的底部之间留设有通风口18，所述竖隔板将采样罐的上部空间分割为惯性沉降腔和撞击分离腔，所述采样罐上的取样口和排气口分别设于惯性沉降腔和撞击分离腔的顶部，所述撞击分离腔的前后侧壁上交错设置有多个自由端倾斜向下的撞击分离板19，多个所述撞击分离板间形成S形的烟气走廊，便于实现高效的气固分离。

作为该实施例的进一步改进，所述取样盒采用抽屉式机构可拆卸插放在采样罐的底部，且取样盒的抽取端设有密封挡板15，所述密封挡板的内侧设有用于与采样罐密封连接的橡胶条（图中未示出），有利于提高采样罐的气密性。

作为该实施例的进一步改进，所述限位机构设有两组，每组限位机构均包括限位座20和滑动插设在限位座上的限位板21，所述限位板的顶部设有挡板22，所述挡板与限位座之间设有弹簧23，所述弹簧的两端分别与挡板与限位座固定连接，且弹簧滑动套设在限位板上，所述限位板的下端与密封挡板的外壁相抵触，两个限位座对称设于采样罐上，且分别位于密封挡板两端的上方。用于对取样盒进行密封限位且方便取样盒的取放操作。

作为该实施例的进一步改进，所述负压泵的排气管上设有多孔消音器24，有助于降低工作过程中的噪音。

作为该实施例的进一步改进，所述第一小车和第二小车的后端分别设有推拉手柄25，方便装置的移动。

本发明的工作原理是，通过液压泵站为液压支腿提供液压动力，方便对钻头的钻进角度进行灵活调整，通过驱动箱给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力，结构简单，能耗较低，将采样罐上的取样口与取样软管可拆卸连接，方便可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置的分开移动，便于操作，钻孔过程中，启动负压泵，通过钻头前端的吸料口将煤样经空心钻管的内腔吸入取样软管后进入煤样罐中，在煤样罐内的气固分离结构的作用下实现气固分离，废气经负压泵的排气管外排。

本发明的技术方案并不限于上述具体实施例的限制，在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.矿用负压定点取样系统，其特征在于：包括可移动钻孔装置和可移动煤样收集装置；

所述可移动钻孔装置包括第一小车、液压泵站、电控柜和钻机，所述第一小车底部设有可锁止的行走轮，顶部前端设有两个支撑杆，后端设有两个液压支腿，所述钻机底部设有安装板，所述安装板底部的前端与支撑杆的顶端铰连接，底部的后端与液压支腿的顶端铰连接，所述液压泵站、电控柜均设于第一小车顶部且位于安装板下方，所述液压泵站用于给液压支腿提供液压动力，所述钻机包括驱动箱和空心钻杆，所述空心钻杆从前到后依次设有导料段、光杆段和螺纹段，所述导料段外表面设有导料螺旋，所述光杆段穿设在导向座上，所述导向座固定在安装板的前端，所述驱动箱设于安装板的后端，所述螺纹段从驱动箱穿过且与驱动箱螺纹连接，所述驱动箱用于给空心钻杆提供旋转、进钻和退钻的驱动力，所述导料段的前端连接有钻头，所述钻头上设有吸料口，所述吸料口与空心钻杆的内腔相连通，所述螺纹段的后端通过旋转接头连接有取样软管，所述取样软管的进料端与空心钻杆的内腔相连通；所述驱动箱内通过轴承转动连接有驱动齿轮和驱动套，所述驱动套螺纹连接在空心钻杆的螺纹段上，且驱动套的外侧设有与驱动齿轮相匹配的从动齿轮，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合连接，且驱动齿轮的中心设有传动轴，所述传动轴的一端伸出驱动箱且传动连接有作为动力机构的正反转减速电机，所述正反转减速电机固定在驱动箱的外壳上；

所述可移动煤样收集装置包括第二小车、采样罐和负压泵，所述第二小车的底部也设有可锁止的行走轮，所述采样罐通过支架固定在第二小车顶部，所述采样罐内设有气固分离结构，且通过限位机构可拆卸连接有取样盒，所述采样罐上设有取样口和排气口，所述取样口与取样软管的出料端可拆卸连接，所述排气口通过排气软管与负压泵的进气口相连通，所述负压泵的排气管上设有多孔消音器；所述气固分离结构包括设于采样罐中部的竖隔板，所述竖隔板顶端与采样罐顶部相连接，底端与采样罐的底部之间留设有通风口，所述竖隔板将采样罐的上部空间分割为惯性沉降腔和撞击分离腔，所述采样罐上的取样口和排气口分别设于惯性沉降腔和撞击分离腔的顶部，所述撞击分离腔的前后侧壁上交错设置有多个自由端倾斜向下的撞击分离板，多个所述撞击分离板间形成S形的烟气走廊；所述取样盒采用抽屉式机构可拆卸插放在采样罐的底部，且取样盒的抽取端设有密封挡板，所述密封挡板的内侧设有用于与采样罐密封连接的橡胶条；所述限位机构设有两组，每组限位机构均包括限位座和滑动插设在限位座上的限位板，所述限位板的顶部设有挡板，所述挡板与限位座之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与挡板与限位座固定连接，且弹簧滑动套设在限位板上，所述限位板的下端与密封挡板的外壁相抵触，两个限位座对称设于采样罐上，且分别位于密封挡板两端的上方；

所述液压泵站、负压泵和驱动箱的动力机构分别与电控柜电连接。

2.根据权利要求1所述的矿用负压定点取样系统，其特征在于：所述驱动箱内设有润滑油，且驱动箱的顶部设有润滑油添加口，侧部设有润滑油观察窗，所述润滑油添加口上螺纹连接有加油堵头。

3.根据权利要求1所述的矿用负压定点取样系统，其特征在于：所述第一小车和第二小车的后端分别设有推拉手柄。