CN1924589A - 一种WY型瓦斯q值测定仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种WY型瓦斯q值测定仪，它是由一种由安装基板1、气体压力表2、换档阀3、进气嘴4、气体过滤器5、皮托管6、进气管7、导气管8、气旋钮9、仪器匣10组成。通过气体压力表2检测出换档阀3内三个不同直径喷嘴在设定的单位时间内喷出的三组瓦斯气体瞬间压力值，并通过三组瞬间气体压力值的变化关系计算出被检测气体的涌出初速度。与目前煤矿同类瓦斯测定仪相比，WY型瓦斯q值测定仪测试迅速准确、读数直观可靠、性能稳定、成本低、使用方便。

Description

一种WY型瓦斯q值测定仪

所属技术领域

本发明涉及一种测定仪，尤其是用于矿井瓦斯q值检测的测定仪。

背景技术

目前，用于煤矿预测瓦斯涌出初速度的流量仪表有前苏联∏Γ-2MA型和我国ZLD--2型、TWY型，其中：前苏联生产的∏Γ-2MA型瓦斯测量仪器是测量钻孔瓦斯涌出初速度的一种节流式流量计，主要存在缺陷有：喷嘴外置，转化不方便，流量标校表读数间隔大，增大了工作面预测突出危险次数，增加了防突工程量；我国生产的ZLD--2型瓦斯测量仪器是一种孔板多极流量计，主要存在缺陷有：读数不方便，压差大时水容易喷出，喷嘴级数过多，使用不方便；我国生产的TWY型瓦斯测量仪器是一种瓦斯突出危险预报仪，主要存在缺陷有：操作比较繁琐，成本高，工人使用不方便。

发明内容

为了克服目前煤矿预测瓦斯涌出初速度的流量仪表出现的不足，本发明提供一种测试迅速准确、读数直观可靠、性能稳定、成本低、使用方便的WY型瓦斯q值测定仪。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：在由安装基板、气体压力表、换档阀、进气嘴、气体过滤器、皮托管、进气管、导气管、旋钮、仪器匣组成的WY型瓦斯q值测定仪中，将在安装基板的一侧上设制的窗孔内安装有气体压力表，并使得气体压力表的盘面朝上，在安装基板的另一侧的下平面上安装有换档阀，并使得换档阀上的转轴由下向上垂直穿过安装面板，在安装基板上设置的进气嘴的上端与带有气体过滤器的皮托管连通，在安装基板的下面将进气管的一端与进气嘴的下端连通，将进气管的另一端与换档阀上设制的进气接口连通，在安装基板的下面将导气管的一端与换档阀上设制的导气接口连通，将导气管的另一端与气体压力表上设制的压气接口连通，为了使进入WY型瓦斯q值测定仪的被测气体顺利排出，在安装基板上设置制的排气孔与换档阀上设制的排气孔相对照，为了快速准确读出不同档位被测试气体的检测值，在安装基板的上平面以换档阀转轴为中心的半圆平面上设制有四个换档档位标志，并使得安装基板上设制的四个换档档位标志与换档阀上的四个换档档位相一致，为了方便转动和指示换档阀档位，将带有指针形状的旋钮安装在换档阀上转轴的上端，最后将安装基板设置在仪器匣内。

为了更好地实现WY型瓦斯q值测定仪的检测效果，在由转动喷嘴圆盘、圆盘基架、圆盘基架弹簧卡、换档限位弹簧、换档限位顶帽、弹簧、中空吻嘴、密封圈、换档阀活塞组成的换档阀中，将转轴垂直设制在转动喷嘴圆盘上平面的圆心位置，在转动喷嘴圆盘圆心一侧半圆的平面上按孔径大小顺序等分距离设制有距圆盘圆心半径相同的四个孔径不相等的喷嘴通气孔，在转动喷嘴圆盘圆心另一侧半圆的下平面上设制有距圆盘圆心半径相同的四个与喷嘴通气孔相对应的圆盘转动换档限位凹槽，在转动喷嘴圆盘下平面的圆心位置垂直设制一圆柱凸台，转动喷嘴圆盘上的转轴穿过圆盘基架圆盘圆心设制的中心圆孔后与圆盘基架重叠布置在一起，在圆盘基架的圆盘平面上设制有一个与转动喷嘴圆盘上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，为了使得圆盘基架与换档阀活塞紧密结合，将圆盘基架的直径尺寸制成与换档阀活塞圆柱形活塞腔的内径尺寸相匹配，为了实现转动喷嘴圆盘在换档阀活塞腔内保持同心转动，在换档阀活塞腔底的中心位置设制有与转动喷嘴圆盘下平面的圆柱凸台相匹配的圆柱凹槽，为了保证换档到位，在换档阀活塞腔底中心的一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘下平面上的圆盘转动换档限位凹槽相对照的限位凹槽，并在换档阀活塞腔底限位凹槽内设置有换档限位弹簧，以及在换档限位弹簧的上端设置有换档限位顶帽，为了保证被检测的气体能够导入转动喷嘴圆盘上的喷嘴通气孔内并由喷嘴通气孔向圆盘基架上的排气孔顺利喷出，在换档阀活塞腔底中心的另一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，并将换档阀活塞腔底的排气孔制成一个孔底直径比孔身直径小的中空凹槽孔结构，在换档阀活塞腔底的排气孔内设置有弹簧，以及在该弹簧的上部设置有中空吻嘴，为了保证中空吻嘴与换档阀活塞腔底排气孔的孔壁的接触面之间密实不漏气，使得被检测气体只能从中空吻嘴的中心孔中排出，在中空吻嘴轮廓截面上设制的一周凹槽内设置有密封圈，确保中空吻嘴外缘与换档阀活塞腔底排气孔的孔壁之间不漏气，为了保证转动喷嘴圆盘上喷嘴通气孔处气体的瞬间压力值与进气管和导气管内的气体瞬间压力值相一致，将换档阀活塞腔底的排气孔与其底部设制的进气口和导气口构成三通结构，将转动喷嘴圆盘和圆盘基架沿轴向方向一并重叠装入换档阀活塞的活塞腔内，使得转动喷嘴圆盘上的圆柱凸台插入换档阀活塞腔底的圆柱凹槽内，使得换档限位顶帽在换档限位弹簧张力作用下顶在转动喷嘴圆盘上的限位凹槽上，使得中空吻嘴在弹簧张力的作用下吻在转动喷嘴圆盘中的一个喷嘴通气孔上，为保证转动喷嘴圆盘和圆盘基架在换档阀活塞腔径内安装到位，在换档阀活塞腔径内位于圆盘基架轮缘上部位置的腔径壁上设制有一圆周凹槽，并将圆盘基架弹簧卡设置在换档阀活塞腔径内的圆周凹槽上，为了保证圆盘基架与换档阀活塞腔壁不发生相对位移，在换档阀活塞腔壁上设制有与腔径内圆盘基架轮缘截面相对照的螺孔，并使得螺钉的前端穿过换档阀活塞腔壁后拧入圆盘基架轮缘截面上设制的与其相对照的螺孔内。为了快速准确读出被检测气体的瞬间压力值，将气体压力表上的表盘指针制成由主动指针和从动指针组成的具有主从关系的两个指针，将主动指针与压力表压力驱动转轴相连，将从动指针与设置在压力表透明盘面中心的手动驱轴相连，从动指针设置在主动指针的上面，在从动指针的针杆上设制有一个针尖低于主动指针水平并能挡在主动指针转动方向前面的铅锤挡针，主动指针在气体压力作用下绕表盘中心转轴转动，从动指针则在主动指针的拖动下作相同方向转动，当气体压力消失后主动指针恢复到原位，而从动指针则停留在气体压力最大值刻度上，从动指针复位则需要用手转动压力表透明盘面中心的手动驱轴将从动指针拨回到原位即可。为了保证换档阀转轴上的旋钮指针总是围绕安装基板上设制的四个换档档位标志范围内转动，在圆盘基架中心圆孔上平面的边缘上设制有半圆限位凸台，在圆盘基架半圆限位凸台的缺口内将转动限量销轴的前端垂直插在转动喷嘴圆盘转轴侧面上设制的销轴孔内。

本发明的有益效果是，符合我国煤矿瓦斯测试要求，同时，具有迅速准确、读数直观可靠、性能稳定、成本低、使用方便等应用效果。

附图说明

图1是本发明的结构布置图。

图2是本发明中换档阀的剖视图和俯视图。

图3是本发明中换档阀A-A剖面的剖视图。

图4是本发明中换档阀B-B剖面的剖视图。

图中1.安装基板，2.气体压力表，3.换档阀，4.进气嘴，5.气体过滤器，6.皮托管，7.进气管，8.导气管，9.旋钮，10.仪器匣，11.转动喷嘴圆盘，12.圆盘基架，13.圆盘基架弹簧卡，14.换档限位弹簧，15.换档限位顶帽，16.弹簧，17.密封圈，18.中空吻嘴，19.换档阀活塞，20.主动指针，21.从动指针，22.转动限量销轴。

具体实施方式

由图1、图2、图3、图4可知，本发明在由安装基板1、气体压力表2、换档阀3、进气嘴4、气体过滤器5、皮托管6、进气管7、导气管8、旋钮9、仪器匣10组成的WY型瓦斯q值测定仪中，在安装基板1一侧上设制的窗孔内安装有气体压力表2，并使得气体压力表2盘面朝上，在安装基板1的另一侧的下平面上安装有换档阀3，并使得换档阀3上的转轴由下向上垂直穿过安装基板1，在安装基板1上设置的进气嘴4的上端与带有气体过滤器5的皮托管6连通，在安装基板1下面将进气管7的一端与进气嘴4的下端连通，将进气管7的另一端与换档阀3上设制的进气接口连通，在安装基板1下面将导气管8的一端与换档阀3上设制的导气接口连通，将导气管8的另一端与气体压力表2上设制的压气接口连通，在安装基板1上设置制的排气孔与换档阀3上设制的排气孔相对照，在安装基板1的上平面以换档阀3转轴为中心的半圆平面上设制有四个换档档位标志，带有指针形状的旋钮9安装在换档阀3上转轴的上端，安装基板1设置在仪器匣10内。

为了更好地实现WY型瓦斯q值测定仪的检测效果，在由转动喷嘴圆盘11、圆盘基架12、圆盘基架弹簧卡13、换档限位弹簧14、换档限位顶帽15、弹簧16、密封圈17、中空吻嘴18、换档阀活塞19组成的换档阀3中，将转轴垂直设制在转动喷嘴圆盘11上平面的圆心位置，在转动喷嘴圆盘11圆心一侧半圆的平面上按孔径大小顺序等分距离设制有距圆盘圆心半径相同的四个孔径不相等的喷嘴通气孔，在转动喷嘴圆盘11圆心另一侧半圆的下平面上设制有距圆盘圆心半径相同的四个与喷嘴通气孔相对应的圆盘转动换档限位凹槽，在转动喷嘴圆盘11下平面的圆心位置垂直设制一圆柱凸台，将转动喷嘴圆盘11上的转轴穿过圆盘基架12圆盘圆心设制的中心圆孔后与圆盘基架12重叠布置在一起，在圆盘基架12的圆盘平面上设制有一个与转动喷嘴圆盘11上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，圆盘基架12的直径与换档阀活塞19圆柱形活塞腔的内径相匹配，在换档阀活塞19腔底的中心位置设制有与转动喷嘴圆盘11下平面的圆柱凸台相匹配的圆柱凹槽，在换档阀活塞19腔底中心的一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘11下平面上的圆盘转动换档限位凹槽相对照的限位凹槽，在换档阀活塞19腔底限位凹槽内设置有换档限位弹簧14，在换档限位弹簧14的上端设置有换档限位顶帽15，在换档阀活塞19腔底中心的另一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘11上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，换档阀活塞19腔底的排气孔是一个孔底直径比孔身直径小的中空凹槽孔结构，在换档阀活塞19腔底的排气孔内设置有弹簧16，在弹簧16的上部设置有中空吻嘴18，为了保证中空吻嘴18与换档阀活塞19腔底排气孔的孔壁的接触面之间密实不漏气，在中空吻嘴18轮廓截面上设制的一周凹槽内设置有密封圈17，换档阀活塞19腔底的排气孔与其底部设制的进气口和导气口构成三通结构，转动喷嘴圆盘11和圆盘基架12沿轴向方向一并重叠装入换档阀活塞19的活塞腔内，使得转动喷嘴圆盘11上的圆柱凸台插入换档阀活塞19腔底的圆柱凹槽内，使得换档限位顶帽15在换档限位弹簧14张力作用下顶在转动喷嘴圆盘11上的限位凹槽上，使得中空吻嘴18在弹簧16张力的作用下吻在转动喷嘴圆盘11中的一个喷嘴通气孔上，在换档阀活塞19腔径内位于圆盘基架12轮缘上部位置的腔径壁上设制有一圆周凹槽，圆盘基架弹簧卡13设置在换档阀活塞19腔径内的圆周凹槽上，在换档阀活塞19腔壁上设制有与腔径内圆盘基架12轮缘截面相对照的螺孔，使得螺钉的前端穿过换档阀活塞19腔壁后拧入圆盘基架12轮缘截面上设制的与其相对照的螺孔内。为了快速准确读出被检测气体的瞬间压力值，气体压力表2上的表盘指针由主动指针20和从动指针21组成，主动指针20与压力表压力驱动转轴相连，从动指针21与设置在压力表透明盘面中心的手动驱轴相连，从动指针21设置在主动指针20的上面，在从动指针21的针杆上设制有一个针尖低于主动指针20水平并能挡在主动指针20转动方向前面的铅锤挡针。为了保证换档阀转轴上的旋钮指针总是围绕安装基板上设制的四个换档档位标志范围内转动，在圆盘基架12中心圆孔上平面的边缘上设制有半圆限位凸台，在圆盘基架12半圆限位凸台的缺口内将转动限量销轴22的前端垂直插在转动喷嘴圆盘11转轴侧面上设制的销轴孔内。

在WY型瓦斯q值测定仪中换档阀3内部设制的四个喷嘴通气孔中，孔径最大的是与外界直接相通的恒压孔，此时，气体压力表2上的指针指向零读数；随着喷嘴通气孔直径的减小，检测到的气体瞬间涌出压力值越高，孔径最小喷嘴通气孔则是检测气体瞬间涌出压力最高的高压孔。因此，转动换档阀3到三个增压档位，即可检测到在三种不同气体压力状态下的三组瞬间气体压力值，并通过三组瞬间气体压力值的变化关系计算出被检测气体的涌出初速度。WY型瓦斯q值测定仪检测过程和方法是：被检测的瓦斯气体首先从瓦斯排放管进入气体过滤器5过滤掉气体中的浮尘杂质后通过皮托管6、进气嘴4、进气管7进入换档阀3上设制的进气接口，由于换档阀3上的换档阀活塞19腔底的排气孔与其底部设制的进气口和导气口构成三通结构，此时被检测气体在换档阀3上的换档阀活塞19腔底的排气孔与其底部设制的进气口和导气口内的气体压力是相等的，由于换档阀3上的换档阀活塞19腔底的导气口通过导气管8与气体压力表2上的压气接口连通，气体压力表2上检测到的瞬间气体压力值就是换档阀3上的换档阀活塞19腔底的排气孔的气体压力值，每转动换档阀3一个档位就得到一个喷嘴直径条件下被检测的瓦斯气体瞬间压力值，同理，即可检测出被检测的瓦斯气体三个档位喷嘴直径条件下的三个瓦斯气体瞬间压力值，在设定的单位时间内即可检测出三组被检测的瓦斯气体瞬间压力值。被检测的瓦斯气体通过换档阀3上转动喷嘴圆盘11的喷嘴通气孔和在圆盘基架12的排气孔后从安装基板1上设置制的排气孔中排出。

Claims (4)

1、一种由安装基板、气体压力表、换档阀、进气嘴、气体过滤器、皮托管、进气管、导气管、旋钮、仪器匣组成的WY型瓦斯q值测定仪，其特征在于：在安装基板(1)一侧上设制的窗孔内安装有气体压力表(2)，并使得气体压力表(2)盘面朝上，在安装基板(1)的另一侧的下平面上安装有换档阀(3)，并使得换档阀(3)上的转轴由下向上垂直穿过安装基板(1)，在安装基板(1)上设置的进气嘴(4)的上端与带有气体过滤器(5)的皮托管(6)连通，在安装基板(1)下面将进气管(7)的一端与进气嘴(4)的下端连通，将进气管(7)的另一端与换档阀(3)上设制的进气接口连通，在安装基板(1)下面将导气管(8)的一端与换档阀(3)上设制的导气接口连通，将导气管(8)的另一端与气体压力表(2)上设制的压气接口连通，在安装基板(1)上设置制的排气孔与换档阀(3)上设制的排气孔相对照，在安装基板(1)的上平面以换档阀(3)转轴为中心的半圆平面上设制有四个换档档位标志，带有指针形状的旋钮(9)安装在换档阀(3)上转轴的上端，安装基板(1)设置在仪器匣(10)内。

2、根据权利要求1所述的WY型瓦斯q值测定仪，其特征在于：换档阀(3)是由转动喷嘴圆盘(11)、圆盘基架(12)、圆盘基架弹簧卡(13)、换档限位弹簧(14)、换档限位顶帽(15)、弹簧(16)、密封圈(17)、中空吻嘴(18)、换档阀活塞(19)组成，其中，转轴垂直设制在转动喷嘴圆盘(11)上平面的圆心位置，在转动喷嘴圆盘(11)圆心一侧半圆的平面上按孔径大小顺序等分距离设制有距圆盘圆心半径相同的四个孔径不相等的喷嘴通气孔，在转动喷嘴圆盘(11)圆心另一侧半圆的下平面上设制有距圆盘圆心半径相同的四个与喷嘴通气孔相对应的圆盘转动换档限位凹槽，在转动喷嘴圆盘(11)下平面的圆心位置垂直设制一圆柱凸台，转动喷嘴圆盘(11)上的转轴穿过圆盘基架(12)圆盘圆心设制的中心圆孔后与圆盘基架(12)重叠布置在一起，在圆盘基架(12)的圆盘平面上设制有一个与转动喷嘴圆盘(11)上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，圆盘基架(12)的直径与换档阀活塞(19)圆柱形活塞腔的内径相匹配，在换档阀活塞(19)腔底的中心位置设制有与转动喷嘴圆盘(11)下平面的圆柱凸台相匹配的圆柱凹槽，在换档阀活塞(19)腔底中心的一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘(11)下平面上的圆盘转动换档限位凹槽相对照的限位凹槽，在换档阀活塞(19)腔底限位凹槽内设置有换档限位弹簧(14)，在换档限位弹簧(14)的上端设置有换档限位顶帽(15)，在换档阀活塞(19)腔底中心的另一侧设制有一个与转动喷嘴圆盘(11)上的喷嘴通气孔相对照的排气孔，换档阀活塞(19)腔底的排气孔是一个孔底直径比孔身直径小的中空凹槽孔结构，在换档阀活塞(19)腔底的排气孔内设置有弹簧(16)，在弹簧(16)的上部设置有中空吻嘴(18)，在中空吻嘴(18)轮廓截面上设制的一周凹槽内设置有密封圈(17)，换档阀活塞(19)腔底的排气孔与其底部设制的进气口和导气口构成三通结构，转动喷嘴圆盘(11)和圆盘基架(12)沿轴向方向一并重叠装入换档阀活塞(19)的活塞腔内，使得转动喷嘴圆盘(11)上的圆柱凸台插入换档阀活塞(19)腔底的圆柱凹槽内，使得换档限位顶帽(15)顶在转动喷嘴圆盘(11)上的限位凹槽上，使得中空吻嘴(18)吻在转动喷嘴圆盘(11)中的一个喷嘴通气孔上，在换档阀活塞(19)腔径内位于圆盘基架(12)轮缘上部位置的腔径壁上设制有一圆周凹槽，圆盘基架弹簧卡(13)设置在换档阀活塞(19)腔径内的圆周凹槽上，在换档阀活塞(19)腔壁上设制有与腔径内圆盘基架(12)轮缘截面相对照的螺孔，使得螺钉的前端穿过换档阀活塞(19)腔壁后拧入圆盘基架(12)轮缘截面上设制的与其相对照的螺孔内。

3、根据权利要求1所述的WY型瓦斯q值测定仪，其特征在于：气体压力表(2)上的表盘指针由主动指针(20)和从动指针(21)组成，主动指针(20)与压力表压力驱动转轴相连，从动指针(21)与设置在压力表透明盘面中心的手动驱轴相连，从动指针(21)设置在主动指针(20)的上面，在从动指针(21)的针杆上设制有一个针尖低于主动指针(20)水平并能挡在主动指针(20)转动方向前面的铅锤挡针。

4、根据权利要求2所述的WY型瓦斯q值测定仪，其特征在于：在圆盘基架(12)中心圆孔上平面的边缘上设制有半圆限位凸台，在圆盘基架(12)半圆限位凸台的缺口内将转动限量销轴(22)的前端垂直插在转动喷嘴圆盘(11)转轴侧面上设制的销轴孔内。

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