CN114878402B - 一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，属于煤岩瓦斯吸附模拟试验装置技术领域。一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括样岩箱，样岩翻开机构包括翻开柱，翻开柱通过翻开驱动将样岩翻开，主动吸收组件包括吸收罩，吸收罩通过活塞驱动将样岩箱内气体吸入到模拟检测箱主体内检测，通过样岩翻开机构的设置，可以对煤岩块进行拨动翻开，使得堆积的煤岩块之间的气体会由于煤岩块位置的改变而上升飘出，对煤岩瓦斯吸气体的有效部分进行吸附，避免了煤岩堆积在岩样罐内，存在瓦斯等成分浓度在外围低而内部高的情况，可以对内侧气体进行吸收检测，提高了有效气体的收集效率，提高了检测结果的准确性。

Description

一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置

技术领域

本发明涉及煤岩瓦斯吸附模拟试验装置技术领域，更具体地说，涉及一种吸附解吸模拟试验装置。

背景技术

煤岩瓦斯会从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量较高时，遇火会引起爆炸，造成事故，然而需要对煤岩瓦斯的含量进行检测。

现有技术公开号为CN208043584U的文献提供一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，该装置通过瓦斯储存罐、高精度气体质量流量计、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第一真空泵、第二真空泵、恒温水箱、煤岩岩样罐、精密电子天平、真空瓶、计算机、数据传输线、压力指示灯、排气管，其特征还在于：瓦斯储存罐通过排气管与高精度气体质量流量计连接，高精度气体质量流量计通过排气管与煤岩岩样罐连接，煤岩岩样罐上部设置压力指示灯并整体安置于恒温水箱，煤岩岩样罐通过排气管、第二真空泵与真空瓶连接，真空瓶安置在精密电子天平上，高精度气体质量流量计和精密电子天平通过数据传输线与计算机连接。虽然该装置有益效果较多，但依然存在下列问题：该装置在进行模拟试验对煤岩瓦斯成分含量进行检测时，煤岩堆积在岩样罐内，存在瓦斯等成分浓度在外围低而内部高，而进行收集时，无法对内侧进行吸收检测，只能通过缓慢收集进行，不仅存在收集效率低，而且存在检测结果存在误差的情况。

鉴于此，我们提出一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括

样岩箱；

箱门，所述箱门活动连接于所述样岩箱一侧；

含量集气箱，所述含量集气箱固定设置于样岩箱外侧；

样岩翻开机构，所述样岩翻开机构包括翻开柱，所述翻开柱通过翻开驱动将样岩翻开；

模拟检测箱主体，所述模拟检测箱主体固定设置于含量集气箱一端；

主动吸收组件，所述主动吸收组件包括吸收罩，所述吸收罩通过活塞驱动将样岩箱内气体吸入到模拟检测箱主体内检测。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述吸收罩外侧固定设置有过滤网。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述含量集气箱内部一侧开设有翻开腔，所述翻开腔与样岩箱内部相连通，所述翻开驱动包括通过销轴转动设置于翻开腔内壁的限位架，所述限位架内壁通过销轴与所述翻开柱一端转动连接；

所述翻开柱一端转动设置有驱动轴，所述驱动轴外端固定设置有曲轴。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述翻开柱及驱动轴均呈倾斜结构设置，所述曲轴呈V型结构设置；

所述翻开柱一端开设有转动限位槽，所述转动限位槽内部转动设置有限位盘，所述限位盘与驱动轴一端连接固定。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述含量集气箱内部还开设有机腔，所述机腔内部固定设置有电机，所述电机输出轴穿过机腔内壁延伸至翻开腔内部并与曲轴一端连接固定。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述含量集气箱内部对称开设有两个驱动槽，所述活塞驱动包括固定设置于驱动槽内侧的活塞筒，所述活塞筒内部滑动设置有工作活塞，所述工作活塞外侧通过销轴转动设置有往复杆；

所述活塞筒一侧通过管道与吸收罩一端相连通，所述活塞筒一侧通过输出管与所述模拟检测箱主体上设置的进气管相连通。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述活塞筒一端呈倾斜结构设置。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述活塞驱动还包括多动轴，所述多动轴一端穿过含量集气箱内部延伸至驱动槽内部并固定设置有带动杆，所述带动杆一端通过销轴转动设置有连接杆，所述连接杆一端通过销轴与往复杆一端转动连接。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述含量集气箱中部开设有动力槽，所述动力槽内部设置有从动齿轮，所述从动齿轮与多动轴轴心固定连接，所述从动齿轮外壁啮合连接有主动齿轮，所述主动齿轮外侧固定设置有带动锥齿轮，所述带动锥齿轮外壁啮合连接有驱动锥齿轮，所述驱动锥齿轮与电机输出轴连接固定。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

1.本发明通过样岩翻开机构的设置，可以对煤岩块进行拨动翻开，使得堆积的煤岩块之间的气体会由于煤岩块位置的改变而上升飘出，对煤岩瓦斯吸气体的有效部分进行吸附，避免了煤岩堆积在岩样罐内，存在瓦斯等成分浓度在外围低而内部高的情况，可以对内侧气体进行吸收检测，提高了有效气体的收集效率，提高了检测结果的准确性。

2.本发明通过翻开驱动的设置，使得翻开柱可以进行倾斜的圆周摆动对煤岩块进行翻开，扩大了翻开的范围，同时通过翻开柱的摆动，增加内部气体的流动性，促使内侧的气体流出流动，方便收集。

3.本发明通过主动吸收组件的设置，可以对样岩箱内的气体进行主动的收集，使得气体可以向吸收罩的方向流动，提高了气体收集的效果，同时避免了通过压力推动存在收集浓度低的情况，从而影响试验结果。

4.本发明通过活塞驱动的设置，可以同时带动两个工作活塞同时进行动作，从而使得两个吸收罩进行同步工作，提高了吸收的效率，缩短了试验的时间。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例公开的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的整体结构示意图；

图2为本申请一较佳实施例公开的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的整体结构剖面图；

图3为本申请一较佳实施例公开的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的样岩翻开机构结构拆分图；

图4为本申请一较佳实施例公开的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的活塞驱动结构拆分图；

图5为本申请一较佳实施例公开的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置的主动吸收组件结构拆分图；

图中标号说明：1、样岩箱；2、箱门；3、含量集气箱；4、样岩翻开机构；5、翻开柱；6、主动吸收组件；7、吸收罩；8、模拟检测箱主体；9、过滤网；10、翻开腔；11、限位架；12、驱动轴；13、曲轴；14、转动限位槽；15、限位盘；16、机腔；17、电机；18、驱动槽；19、活塞筒；20、工作活塞；21、多动轴；22、带动杆；23、连接杆；24、动力槽；25、从动齿轮；26、主动齿轮；27、带动锥齿轮；28、驱动锥齿轮；29、往复杆。

具体实施方式

请参阅图1-5,本发明提供一种技术方案：

一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，包括

样岩箱1；

箱门2，箱门2活动连接于样岩箱1一侧；

含量集气箱3，含量集气箱3固定设置于样岩箱1外侧；

样岩翻开机构4，样岩翻开机构4包括翻开柱5，翻开柱5通过翻开驱动将样岩翻开；

模拟检测箱主体8，模拟检测箱主体8固定设置于含量集气箱3一端；

主动吸收组件6，主动吸收组件6包括吸收罩7，吸收罩7通过活塞驱动将样岩箱1内气体吸入到模拟检测箱主体8内检测。

在这种技术方案中，通过样岩翻开机构4的设置，可以对煤岩块进行拨动翻开，使得堆积的煤岩块之间的气体会由于煤岩块位置的改变而上升飘出，对煤岩瓦斯吸气体的有效部分进行吸附，避免了煤岩堆积在岩样罐内，存在瓦斯等成分浓度在外围低而内部高的情况，可以对内侧气体进行吸收检测，提高了有效气体的收集效率，提高了检测结果的准确性。

具体的，吸收罩7外侧固定设置有过滤网9。

在这种技术方案中，避免有杂物进入导致堵塞的情况。

进一步的，含量集气箱3内部一侧开设有翻开腔10，翻开腔10与样岩箱1内部相连通，翻开驱动包括通过销轴转动设置于翻开腔10内壁的限位架11，限位架11内壁通过销轴与翻开柱5一端转动连接；

翻开柱5一端转动设置有驱动轴12，驱动轴12外端固定设置有曲轴13。

再进一步的，翻开柱5及驱动轴12均呈倾斜结构设置，曲轴13呈V型结构设置；

翻开柱5一端开设有转动限位槽14，转动限位槽14内部转动设置有限位盘15，限位盘15与驱动轴12一端连接固定。

更进一步的，含量集气箱3内部还开设有机腔16，机腔16内部固定设置有电机17，电机17输出轴穿过机腔16内壁延伸至翻开腔10内部并与曲轴13一端连接固定。

在这种技术方案中，翻开驱动的设置，使得翻开柱5可以进行倾斜的圆周摆动对煤岩块进行翻开，扩大了翻开的范围，同时通过翻开柱5的摆动，增加内部气体的流动性，促使内侧的气体流出流动，方便收集。

值得说明的是，含量集气箱3内部对称开设有两个驱动槽18，活塞驱动包括固定设置于驱动槽18内侧的活塞筒19，活塞筒19内部滑动设置有工作活塞20，工作活塞20外侧通过销轴转动设置有往复杆29；

活塞筒19一侧通过管道与吸收罩7一端相连通，活塞筒19一侧通过输出管与模拟检测箱主体8上设置的进气管相连通。

在这种技术方案中，通过活塞驱动的设置，可以同时带动两个工作活塞20同时进行动作，从而使得两个吸收罩9进行同步工作，提高了吸收的效率，缩短了试验的时间。

值得注意的是，活塞筒19一端呈倾斜结构设置。

在这种技术方案中，为翻开柱5的工作轨迹让出足够的空间，同时，吸收罩9在翻开柱5一端的正上方，可以更加分部的进行堆积内侧气体的获取。

除此之外，活塞驱动还包括多动轴21，多动轴21一端穿过含量集气箱3内部延伸至驱动槽18内部并固定设置有带动杆22，带动杆22一端通过销轴转动设置有连接杆23，连接杆23一端通过销轴与往复杆29一端转动连接。

在这种技术方案中，通过多动轴21、带动杆22及往复杆29的配合，使得转动运动转换为了直线的运动，从而实现了两个吸收罩9的工作。

除此之外，含量集气箱3中部开设有动力槽24，动力槽24内部设置有从动齿轮25，从动齿轮25与多动轴21轴心固定连接，从动齿轮25外壁啮合连接有主动齿轮26，主动齿轮26外侧固定设置有带动锥齿轮27，带动锥齿轮27外壁啮合连接有驱动锥齿轮28，驱动锥齿轮28与电机17输出轴连接固定。

在这种技术方案中，通过电机17的作用，使得翻开柱5的翻开及吸收罩7进行同步工作，不仅减小了设备体积，而且避免了只有一个机构工作的情况。

当需要该煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置时，首先，将煤岩放入到样岩箱1内进行一定时间的储存，让气体有足够的挥发时间，然后，通过控制器驱动电机17输出轴转动带动曲轴13转动，从而曲轴13呈V型结构设置，从而带动翻开柱5进行圆周摆动，同时，通过限位架11对翻开柱5的另一个方形进行限定的同时，可以适应翻开柱5的圆周摆动，在保证翻开柱5稳定的情况下对圆周面堆积的煤岩进行翻动动作，使得堆积的煤岩块之间的气体会由于煤岩块位置的改变而上升飘出，对煤岩瓦斯吸气体的有效部分进行吸附，避免了煤岩堆积在岩样罐内，存在瓦斯等成分浓度在外围低而内部高的情况，可以对内侧气体进行吸收检测，提高了有效气体的收集效率，提高了检测结果的准确性；

同时，电机17转动还带动了驱动锥齿轮28转动，从而带动了与驱动锥齿轮28啮合的带动锥齿轮27转动，从而使得带动锥齿轮27一侧固定的主动齿轮26转动，此时与主动齿轮26啮合的从动齿轮25转动，从而通过多动轴21带动了两侧的带动杆22转动，而带动杆22的长度较短，会做圆周运动，从而拉动了连接杆23进行上下的运动，此时，拉动了往复杆29进行运动，从而带动了工作活塞20在活塞筒19内的运动，从而通过吸收罩7对样岩箱1内的气体进行吸收，并设置了过滤网9对杂质进行过滤，此时，吸附后通过活塞筒19外壁的单向管将气体输送到模拟检测箱主体8内进行模拟试验获取数据。

Claims (2)

1.一种煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，其特征在于：包含：

样岩箱（1）；

箱门（2），所述箱门（2）活动连接于所述样岩箱（1）一侧；

含量集气箱（3），所述含量集气箱（3）固定设置于样岩箱（1）外侧；

样岩翻开机构（4），所述样岩翻开机构（4）包括翻开柱（5），所述翻开柱（5）通过翻开驱动将样岩翻开；

模拟检测箱主体（8），所述模拟检测箱主体（8）固定设置于含量集气箱（3）一端；

主动吸收组件（6），所述主动吸收组件（6）包括吸收罩（7），所述吸收罩（7）通过活塞驱动将样岩箱（1）内气体吸入到模拟检测箱主体（8）内检测；

所述含量集气箱（3）内部对称开设有两个驱动槽（18），所述活塞驱动包括固定设置于驱动槽（18）内侧的活塞筒（19），所述活塞筒（19）内部滑动设置有工作活塞（20），所述工作活塞（20）外侧通过销轴转动设置有往复杆（29）；

所述活塞筒（19）一侧通过管道与吸收罩（7）一端相连通，所述活塞筒（19）一侧通过输出管与所述模拟检测箱主体（8）上设置的进气管相连通；

所述活塞驱动还包括多动轴（21），所述多动轴（21）一端穿过含量集气箱（3）内部延伸至驱动槽（18）内部并固定设置有带动杆（22），所述带动杆（22）一端通过销轴转动设置有连接杆（23），所述连接杆（23）一端通过销轴与往复杆（29）一端转动连接；所述含量集气箱（3）中部开设有动力槽（24），所述动力槽（24）内部设置有从动齿轮（25），所述从动齿轮（25）与多动轴（21）轴心固定连接，所述从动齿轮（25）外壁啮合连接有主动齿轮（26），所述主动齿轮（26）外侧固定设置有带动锥齿轮（27），所述带动锥齿轮（27）外壁啮合连接有驱动锥齿轮（28），所述驱动锥齿轮（28）与电机（17）输出轴连接固定；

所述含量集气箱（3）内部一侧开设有翻开腔（10），所述翻开腔（10）与样岩箱（1）内部相连通，所述翻开驱动包括通过销轴转动设置于翻开腔（10）内壁的限位架（11），所述限位架（11）内壁通过销轴与所述翻开柱（5）一端转动连接；

所述翻开柱（5）一端转动设置有驱动轴（12），所述驱动轴（12）外端固定设置有曲轴（13）；

所述翻开柱（5）及驱动轴（12）均呈倾斜结构设置，所述曲轴（13）呈V型结构设置；

所述翻开柱（5）一端开设有转动限位槽（14），所述转动限位槽（14）内部转动设置有限位盘（15），所述限位盘（15）与驱动轴（12）一端连接固定；

所述含量集气箱（3）内部还开设有机腔（16），所述机腔（16）内部固定设置有电机（17），所述电机（17）输出轴穿过机腔（16）内壁延伸至翻开腔（10）内部并与曲轴（13）一端连接固定；

所述活塞筒（19）一端呈倾斜结构设置。

2.根据权利要求1所述的煤岩瓦斯吸附解吸模拟试验装置，其特征在于：所述吸收罩（7）外侧固定设置有过滤网（9）。