CN117967387B - 一种井下瓦斯吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及井下瓦斯吸收装置，属于瓦斯吸收设备领域。该井下瓦斯吸收装置包括瓦斯通道、清洁部件、除尘部件和吸收部件。瓦斯通道包括依次连通的入口段、除尘段和排出段，沿竖直方向，除尘段的顶部低于入口段和排出段的顶部，除尘段的底部低于入口段和排出段的底部。清洁部件设置于入口段，用于对瓦斯通道内壁进行清洁。除尘部件设置于除尘段，用于对瓦斯通道中的气体进行除尘。吸收部件与排出段连通，用于吸收气体中的瓦斯成分。通过吸收部件去除空气中的瓦斯，因此整个装置可以设置于井下巷道之中，更靠近瓦斯散发源头，减小了瓦斯传播扩散的距离，因此对瓦斯的去除效率更好，反应也更快速。

Description

一种井下瓦斯吸收装置

技术领域

本发明属于瓦斯吸收设备领域，具体涉及一种井下瓦斯吸收装置。

背景技术

瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的有害气体，瓦斯不仅易燃，而且含有有毒成分。因此，为了保证作业人员的人生安全，提高采矿安全性，在进行井下作业时，需要对采掘巷道进行通风换气，以降低空气中的瓦斯含量。

传统的矿井多通过设置连通外界和采掘巷道的通风管道，实现对采掘巷道通风换气的目的。这种方式的缺点在于，通风管道的长度通常较长，难以快速地将采掘巷道之中的瓦斯排出。并且，由于通风管道较长，也难以对通风管道的内壁进行清洁维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下瓦斯吸收装置，通过该吸收装置能够提高去除井下巷道之中的瓦斯效率。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种井下瓦斯吸收装置，包括瓦斯通道、清洁部件、除尘部件和吸收部件。瓦斯通道包括依次连通的入口段、除尘段和排出段，沿竖直方向，除尘段的顶部低于入口段和排出段的顶部，除尘段的底部低于入口段和排出段的底部。清洁部件设置于入口段，用于对瓦斯通道内壁进行清洁。除尘部件设置于除尘段，用于对瓦斯通道中的气体进行除尘。吸收部件与排出段连通，用于吸收气体中的瓦斯成分。

在一些实施例中，除尘部件包括喷淋部，喷淋部用于喷洒除尘介质。

在一些实施例中，清洁部件包括轴体和柔性腔。轴体转动连接于入口段内壁，轴体内部设置有充放气通道。柔性腔围绕轴体的周向设置，充放气通道与柔性腔连通，柔性腔面向入口段内壁的壁面设置有多个接触头，接触头用于擦刷入口段内壁。

在一些实施例中，接触头的内部设置有储气腔，储气腔的入口与柔性腔内部连通，储气腔的出口设置于接触头面向入口段内壁的一侧，储气腔的出口外沿设置有柔性摆动条。

在一些实施例中，充放气通道的出口的长度方向沿轴体的轴向延伸。

在一些实施例中，充放气通道设置多个，多个充放气通道围绕轴体的周向设置。

在一些实施例中，柔性腔的部分壁部围成文丘里通道，文丘里通道的轴心沿轴体的径向延伸，文丘里通道的入口侧设置于柔性腔面向入口段内壁的壁面，柔性腔围成文丘里通道的壁部设置有排气口，排气口向文丘里通道的出口侧排气，排气口处的气体流量小于充放气通道处的气体流量。

在一些实施例中，轴体设置有排气通道，文丘里通道的出口与排气通道连通。

在一些实施例中，轴体设置有集尘盖，集尘盖封闭排气通道的出口，集尘盖设置有透气孔。

在一些实施例中，入口段设置有安装架，安装架为镂空结构，轴体转动连接于安装架。

本发明具有以下有益效果：

1、相比于传统的通过通风管道通风换气的方式，本申请实施例中，通过瓦斯通道将井下巷道之中的含瓦斯空气引入吸收部件，通过吸收部件去除空气中的瓦斯，因此整个装置可以设置于井下巷道之中，更靠近瓦斯散发源头，减小了瓦斯传播扩散的距离，因此对瓦斯的去除效率更好，反应也更快速。再有，瓦斯通道可以比传统的通道管道设置得更短，便于通过清洁部件对其瓦斯通道的内壁进行清洁维护。

2、除尘段的顶部低于入口段和排出段的顶部，除尘段的底部低于入口段和排出段的底部，使得除尘段为瓦斯通道向下凸出的部分，这样设置的好处在于，在重力的作用下，空气的尘土能够沉降于除尘段，使得瓦斯通道具有除尘效果。再有，当除尘部件为喷洒除尘介质的部件时，除尘介质可以汇聚于除尘段底部，降低了除尘介质进入吸收部件的风险，此时，除尘段可以设置有介质通道，用于将除尘段中的除尘介质排出。

附图说明

图1为本发明的井下瓦斯吸收装置结构示意图；

图2为本发明的清洁部件的结构示意图；

图3为本发明的柔性腔和轴体的配合示意图；

图4为本发明的接触头的结构示意图；

图5为本发明的安装架的结构示意图。

附图标号：1-入口段，2-除尘段，3-排出段，4-清洁部件，5-除尘部件，6-吸收部件，7-轴体，8-柔性腔，9-接触头，10-文丘里通道，11-充放气通道，12-排气通道，13-充放气部件，14-电机，15-集尘盖，16-排气口，17-储气腔，18-柔性摆动条，19-安装架。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种井下瓦斯吸收装置，包括瓦斯通道、清洁部件4、除尘部件5和吸收部件6。瓦斯通道包括依次连通的入口段1、除尘段2和排出段3，沿竖直方向，除尘段2的顶部低于入口段1和排出段3的顶部，除尘段2的底部低于入口段1和排出段3的底部。清洁部件4设置于入口段1，用于对瓦斯通道内壁进行清洁。除尘部件5设置于除尘段2，用于对瓦斯通道中的气体进行除尘。吸收部件6与排出段3连通，用于吸收气体中的瓦斯成分。

瓦斯通道用于与井下巷道连通，井下巷道中的含瓦斯空气通过瓦斯通道输送至吸收部件6，通过吸收部件6对瓦斯进行吸收。举例而言，入口段1可以设置有引风机，将井下巷道中的空气引入瓦斯通道之中。

除尘段2的顶部低于入口段1和排出段3的顶部，除尘段2的底部低于入口段1和排出段3的底部，使得除尘段2为瓦斯通道向下凸出的部分，这样设置的好处在于，在重力的作用下，空气的尘土能够沉降于除尘段2，使得瓦斯通道具有除尘效果。再有，当除尘部件5为喷洒除尘介质的部件时，除尘介质可以汇聚于除尘段2底部，降低了除尘介质进入吸收部件6的风险，此时，除尘段2可以设置有介质通道，用于将除尘段2中的除尘介质排出。

由于入口段1是井下巷道中的空气进入瓦斯通道的部分，因此入口段1的内壁会粘附有较多灰尘，假若灰尘堆积过多，一方面，灰尘结块，使得入口段1的内径变小，降低了对空气的输送效果，另一方面，堆积的灰尘可能进入吸收部件6，导致吸收部件6对瓦斯的吸收效果降低。

通过清洁部件4能够对入口段1的内壁进行清洁。

吸收部件6可以在现有技术中选择合适的设备，其具体结构和工作原理为本领域技术人员所公知的内容，此处不再赘述。举例而言，吸收部件6包括能够吸附瓦斯的吸附介质，或者，吸收部件6可以是喷洒能够与瓦斯进行反应以去除瓦斯的介质的部件。

相比于传统的通过通风管道通风换气的方式，本申请实施例中，通过瓦斯通道将井下巷道之中的含瓦斯空气引入吸收部件6，通过吸收部件6去除空气中的瓦斯，因此整个装置可以设置于井下巷道之中，更靠近瓦斯散发源头，减小了瓦斯传播扩散的距离，因此对瓦斯的去除效率更好，反应也更快速。再有，瓦斯通道可以比传统的通道管道设置得更短，便于通过清洁部件4对其瓦斯通道的内壁进行清洁维护。

参见图1，在一些实施例中，除尘部件5包括喷淋部，喷淋部用于喷洒除尘介质。

除尘介质可以是水。

喷淋部喷洒除尘介质，当空气从喷洒区域经过时，能够实现对空气除尘的目的。

参见图2和图3，在一些实施例中，清洁部件4包括轴体7和柔性腔8。轴体7转动连接于入口段1内壁，轴体7内部设置有充放气通道11。柔性腔8围绕轴体7的周向设置，充放气通道11与柔性腔8连通，柔性腔8面向入口段1内壁的壁面设置有多个接触头9，接触头9用于擦刷入口段1内壁。

充放气通道11用于对柔性腔8进行充放气，使得柔性腔8能够充气膨胀或者放气收缩。进而使得柔性腔8可以具有收纳状态和工作状态，即当柔性腔8膨胀时，柔性腔8处于工作状态，接触头9可以和入口段1内壁接触，当柔性腔8收缩时，可以收缩于轴体7，使得柔性腔8不会在气体从瓦斯通道之中经过时形成堵塞。

柔性腔8围绕轴体7的周向设置，增加了柔性腔8和入口段1内壁相对的壁面的表面积，使得柔性腔8可以设置更多接触头9。

接触头9用于与入口段1内壁接触，以擦刷入口段1内壁，实现对入口段1内壁清洁的目的。

当柔性腔8处于工作状态时，轴体7旋转，接触头9能够擦刷入口段1内壁，实现对入口段1内壁清洁的目的。相比于传统的通过刷子擦刷实现清洁的目的，本结构的好处在于，一方面是柔性腔8具有工作状态和收纳状态，使得清洁部件4可以设置于入口段1内不必取出。另一方面是由于柔性腔8围绕轴体7周向设置，更便于布置接触头9的位置，并且接触头9的数量可以设置更多，提高了清扫面积以及清扫效果。再一方面，柔性腔8能够受压形变，降低了入口段1内壁被接触头9刮伤的风险。

参见图4，在一些实施例中，接触头9的内部设置有储气腔17，储气腔17的入口与柔性腔8内部连通，储气腔17的出口设置于接触头9面向入口段1内壁的一侧，储气腔17的出口外沿设置有柔性摆动条18。

本实施例中，接触头9可以和入口段1内壁间隔设置，通过柔性摆动条18以清扫入口段1内壁。

储气腔17和柔性腔8内部连通，使得柔性腔8之中的气体能够进入储气腔17之中，通过储气腔17的出口排出。一方面，储气腔17的出口排出的气体能够对入口段1的内壁进行吹扫，以将粘附于入口段1内壁的灰尘吹落。另一方面，储气腔17的出口处设置的柔性摆动条18在气流的作用下能够发生摆动，擦刷入口段1的内壁，这样设置的好处在于，柔性摆动条18在气体的作用下高频摆动，提高了擦刷面积和擦刷效果。另一方面是降低了入口段1内壁被刮伤的风险。再一方面是与储气腔17排出的气体配合，提高了对入口段1的内壁的清洁效果。

在一些实施例中，充放气通道11的出口的长度方向沿轴体7的轴向延伸。

充放气通道11既可以起到对柔性腔8充放气的作用，又可以在柔性腔8放气收缩时容纳部分柔性腔8，降低了柔性腔8对气体在入口段1流动时的阻碍作用。

充放气通道11的出口的长度方向沿轴体7的轴向延伸，增加了充放气通道11的出口开口大小，使得充放气通道11对柔性腔8进行抽气时，柔性腔8更易进入充放气通道11之中，增加了充放气通道11可容纳的柔性腔8的面积。

在一些实施例中，充放气通道11设置多个，多个充放气通道11围绕轴体7的周向设置。

充放气通道11设置多个，一方面增加了对柔性腔8的充放气效率，另一方面，多个充放气通道11增加了柔性腔8处于收纳状态时处于充放气通道11之中的部分的面积，降低了柔性腔8处于收纳状态时对气体的阻碍作用。

参见图2，在一些实施例中，柔性腔8的部分壁部围成文丘里通道10，文丘里通道10的轴心沿轴体7的径向延伸，文丘里通道10的入口侧设置于柔性腔8面向入口段1内壁的壁面，柔性腔8围成文丘里通道10的壁部设置有排气口16，排气口16向文丘里通道10的出口侧排气，排气口16处的气体流量小于充放气通道11处的气体流量。

排气口16向文丘里通道10的出口侧排气，使得文丘里通道10的入口侧能够产生负压，由于文丘里通道10的入口侧设置于柔性腔8面向入口段1内壁的壁面，使得接触头9对入口段1的内壁进行清洁时扫落的尘埃能够被文丘里通道10吸入，从文丘里通道10的出口侧排出，便于通过文丘里通道10收集入口段1之中的尘埃，降低了清洁入口段1时尘埃进入除尘段2的风险。

文丘里通道10入口处产生负压的具体原理为本领域技术人员所公知的内容，此处不再赘述。

排气口16处的气体流量小于充放气通道11处的气体流量，使得柔性腔8通过排气口16放气时，充放气通道11仍旧能够控制柔性腔8的膨胀或者收缩。同理，在接触头9设置有储气腔17的实施例中，所有储气腔17排出的气体流量也小于通过充放气通道11冲入柔性腔8之中的气体量，使得储气腔17排气时，充放气通道11仍旧能够控制柔性腔8的膨胀或者收缩。

再有，虽然储气腔17设置有出口，柔性腔8设置有排气口16，当柔性腔8收缩至一定程度时，柔性腔8的壁部可以抵靠于充放气通道11的出口，使得柔性腔8能够被紧紧吸附于轴体7。

更进一步的，通过柔性腔8充气膨胀形成文丘里通道10，相比于传统的刚性结构的文丘里通道10，降低了文丘里通道10的制造难度，使得文丘里的结构可以更为复杂。

参见图2，在一些实施例中，轴体7设置有排气通道12，文丘里通道10的出口与排气通道12连通。

排气通道12用于排出文丘里通道10中的气体，并且，文丘里通道10中的尘埃可以通过排气通道12收集。

在一些实施例中，轴体7设置有集尘盖15，集尘盖15封闭排气通道12的出口，集尘盖15设置有透气孔。

集尘盖15可以用于收集排气通道12之中的尘埃。集尘盖15可以是滤筒状结构，滤孔形成透气孔。

参见图5，在一些实施例中，入口段1设置有安装架19，安装架19为镂空结构，轴体7转动连接于安装架19。

安装架19使得轴体7能够和入口段1转动连接。

安装架19的镂空结构降低了安装架19阻碍空气在入口段1之中流动的风险。

清洁部件4还可以包括电机14和充放气部件13，充放气部件13连接于轴体7，用于向充放气通道11之中输入或抽出气体，电机14的固定端可以连接于安装架19，电机14的输出端连接于轴体7，使得电机14能够驱动轴体7旋转。

充放气部件13可以在现有技术中选择合适的产品，此处不再赘述。

以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种井下瓦斯吸收装置，其特征在于，包括：

瓦斯通道，包括依次连通的入口段（1）、除尘段（2）和排出段（3），沿竖直方向，所述除尘段（2）的顶部低于所述入口段（1）和所述排出段（3）的顶部，所述除尘段（2）的底部低于所述入口段（1）和所述排出段（3）的底部；

清洁部件（4），设置于所述入口段（1），用于对所述瓦斯通道内壁进行清洁；

除尘部件（5），设置于所述除尘段（2），用于对所述瓦斯通道中的气体进行除尘；

吸收部件（6），与所述排出段（3）连通，用于吸收气体中的瓦斯成分；

所述清洁部件（4）包括：

轴体（7），转动连接于所述入口段（1）内壁，所述轴体（7）内部设置有充放气通道（11）；

柔性腔（8），围绕所述轴体（7）的周向设置，所述充放气通道（11）与所述柔性腔（8）连通，所述柔性腔（8）面向所述入口段（1）内壁的壁面设置有多个接触头（9），所述接触头（9）用于擦刷所述入口段（1）内壁；

所述接触头（9）的内部设置有储气腔（17），所述储气腔（17）的入口与所述柔性腔（8）内部连通，所述储气腔（17）的出口设置于所述接触头（9）面向所述入口段（1）内壁的一侧，所述储气腔（17）的出口外沿设置有柔性摆动条（18）；

所述柔性腔（8）的部分壁部围成文丘里通道（10），所述文丘里通道（10）的轴心沿所述轴体（7）的径向延伸，所述文丘里通道（10）的入口侧设置于所述柔性腔（8）面向所述入口段（1）内壁的壁面，所述柔性腔（8）围成所述文丘里通道（10）的壁部设置有排气口（16），所述排气口（16）向所述文丘里通道（10）的出口侧排气，所述排气口（16）处的气体流量小于所述充放气通道（11）处的气体流量。

2.根据权利要求1所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述除尘部件（5）包括喷淋部，所述喷淋部用于喷洒除尘介质。

3.根据权利要求1所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述充放气通道（11）的出口的长度方向沿所述轴体（7）的轴向延伸。

4.根据权利要求1所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述充放气通道（11）设置多个，多个所述充放气通道（11）围绕所述轴体（7）的周向设置。

5.根据权利要求1所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述轴体（7）设置有排气通道（12），所述文丘里通道（10）的出口与所述排气通道（12）连通。

6.根据权利要求5所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述轴体（7）设置有集尘盖（15），所述集尘盖（15）封闭所述排气通道（12）的出口，所述集尘盖（15）设置有透气孔。

7.根据权利要求1所述的井下瓦斯吸收装置，其特征在于，所述入口段（1）设置有安装架（19），所述安装架（19）为镂空结构，所述轴体（7）转动连接于所述安装架（19）。