CN203742661U - 一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其包括五通气控阀、机控阀、集水排渣桶和主进气管路；集水排渣桶上分别设有与瓦斯抽放管道连通连接的进水管路和与瓦斯抽放管道连通连接的负压管；集水排渣桶内设有浮标，所述浮标上设有顶杆，该顶杆的一端设置在所述集水排渣桶外；所述集水排渣桶底部设有与所述集水排渣桶连通的排渣管道，该排渣管道上设有气动排水阀。本实用新型利用煤矿井下压缩空气作为装置本身的动力源，通过管路的设置能够向集水排渣桶内注入压缩空气,将桶内的渣水强制排出桶外，保证排渣放水的快速、彻底和稳定；同时还利用节流阀和蓄能器实现了装置能够延时关闭排渣放水工作时间的功能。

Description

一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于矿井下的排渣水装置，特别涉及一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置。

背景技术

在煤矿瓦斯抽采过程中，因煤矿井下各地点温度变化大，抽采系统管路中形成大量的冷凝水，另外，由于砂岩裂隙水和本煤层含水，钻孔抽采也会抽出大量的钻孔水。这会影响抽采系统的正常运行，增加抽采阻力，降低抽采效果，表现为系统负压增大，压差降低，浓度增大的假象。因此，抽采系统积水成为影响系统稳定的重大安全隐患。

而目前根据调研,市场上现有的产品可大致分为二类：第一类为人工排渣放水器，第二类为负压自动排渣放水器。第一类放水器需人工每天打开阀门进行放水，清理煤渣，工作量大，劳动强度高，不能连续放水。第二类放水器主要包括有磁铁，浮球，进水阀，出水阀，箱体等组成，利用水的浮力作用浮球控制进水阀、出水阀等，并依靠水的自重进行排水。这类设备在长时间运行后会出现一些问题：如浮球易损坏，磁铁易吸附杂质，进水阀、出水阀易被煤渣堵住等。

综合以上来考虑,市场上的排渣放水器仍然存在着以下的一些问题，诸如浪费人力、排渣不及时影响管路抽放、排渣不干净以及受煤渣污染导致设备运转失灵等。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置；该装置利用煤矿井下压缩空气作为装置本身的动力源，通过管路的设置能够向集水排渣桶内注入压缩空气,将桶内的渣水强制排出桶外，保证排渣放水的快速、彻底和稳定；同时还利用节流阀和蓄能器实现了装置能够延时关闭排渣放水工作时间的功能，使五通气控阀在浮标下落后能保持一段排渣放水的时间，并且该时间长短可以控制；更重要的是本装置完全气动控制，无需电力来控制，不会出现因为电气设备失爆，而引起瓦斯爆炸的危险情况。

同时本实用新型还实现了排渣放水器的真正自动化,并保证了在复杂条件下装置能够稳定可靠的工作,确保了瓦斯抽放管道的正常运行，不会因为排渣放水而受影响，同时减少人员去定时放水，降低了人员成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，所述排渣放水装置包括五通气控阀、机控阀、集水排渣桶和主进气管路；

所述集水排渣桶上分别设有与瓦斯抽放管道连通连接的进水管路和与瓦斯抽放管道连通连接的负压管；

所述进水管路上设有气动进水阀，所述负压管上设有负压气控阀；

设置负压管的目的在于，由于瓦斯抽放管道内呈负压状态，要想收集瓦斯抽放管道内的渣水，必须使集水排渣桶内的压力与瓦斯抽放管道内的压力相同，所以设置了负压管，当气动进水阀与负压气控阀同时开启时，集水排渣桶与瓦斯抽放管道相通，压力达到平衡，这为瓦斯抽放管道内渣水进入集水排渣桶提供了必要条件。

所述集水排渣桶内设有浮标，所述浮标上设有顶杆，该顶杆的一端设置在所述集水排渣桶外；

所述集水排渣桶底部设有与所述集水排渣桶连通的排渣管道，该排渣管道上设有气动排水阀；

所述主进气管路的出气端口与所述五通气控阀上的第一进气端口相连接，所述五通气控阀上的第一出气端口通过第一进气管路与所述气动进水阀连接；

所述第一进气管路上设有第二进气管路；该第二进气管路的一端与所述第一进气管路连通连接，另一端与所述负压气控阀连接；

所述五通气控阀上的第二出气端口通过第三进气管路与所述气动排水阀相连接；

所述主进气管路上设有第四进气管路，在主进气管路的进气端口与第四进气管路之间的主进气管路上设置有阀门，所述阀门的作用是用于控制压缩空气通入主进气管路；所述第四进气管路的一端与所述主进气管路连通连接，另一端设置在所述集水排渣桶内；所述第四进气管路上设有三通气控阀；

所述第三进气管路上设有第五进气管路；该第五进气管路的一端与所述第三进气管路连通连接，另一端与所述三通气控阀连接；

所述三通气控阀与所述主进气管路之间的第四进气管路上设有第六进气管路；该第六进气管路的一端与所述第四进气管路连通连接，另一端与所述五通气控阀的第二进气端口相连接；所述机控阀设置在所述第六进气管路上；

设置在所述集水排渣桶外的顶杆的一端与所述机控阀上的控制开关呈匹配对应设置；

所述机控阀与所述五通气控阀之间的第六进气管路上设有排气管路；该排气管路的一端与所述第六进气管路连通连接，另一端为排气口；所述排气管路上设有蓄能器，在所述排气管路排气口与所述蓄能器之间的排气管路上设有节流阀。蓄能器用于存储压缩空气，当机控阀关闭后，继续为五通气控阀提供压缩空气，使五通气控阀的第二出气端口导通。节流阀的作用是释放蓄能器中的压缩空气，通过调节节流阀阀芯的开度，调节流经节流阀的压缩空气的流量大小，可控制蓄能器释放压缩空气时间。

在阀门与第四进气管路之间的主进气管路上设置有用于对压缩空气进行过滤调压的三联件。所述三联件是由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成；过滤器主要负责过滤压缩空气中的杂质和水；减压阀主要降低压缩空气的压力，稳定在一个定值；油雾器负责后端元件的给油润滑。

进一步的，在所述机控阀与排气管路之间的第六进气管路上设有单向阀。单向阀可保证排气管路内的压缩空气不会倒流到机控阀。

进一步的，所述浮标通过导向杆装配在所述集水排渣桶内。

进一步的，设置在所述集水排渣桶内的第四进气管路的另一端为该第四进气管路的出气端口，该第四进气管路的出气端口设置在所述集水排渣桶内的上部位置。这样设计的目的在于，能够增加集水排渣桶内的空气压力，增大排水速度和桶内渣水的冲刷力，并同时把一些桶内的煤渣吹出集水排渣桶。

进一步的，所述负压管的一端与瓦斯抽放管道连通连接，另一端设置在所述集水排渣桶内的上部位置；其目的是当气动进水阀与负压气控阀同时开启，集水排渣桶内的空气与瓦斯抽放管道内的空气相通，压力达到平衡。

利用本实用新型所提供的排渣水装置排放瓦斯抽放管道中渣水的方法，包括下述步骤：

1）矿井下的压缩空气进入主进气管路中，五通气控阀上的第一进气端口与第一出气端口呈开启导通状态，压缩空气经过五通气控阀进入第一进气管路和第二进气管路；

气动进水阀和负压气控阀均被开启，进水管路和负压管分别导通；瓦斯抽放管道内的渣水进入集水排渣桶；

2）随着集水排渣桶内渣水水面的上升，浮标带动顶杆上升开启机控阀；

主进气管路内的压缩空气经过第四进气管路进入第六进气管路；压缩空气通过第二进气端口进入五通气控阀内，关闭五通气控阀的第一出气端口，开启第二出气端口；气动进水阀和负压气控阀关闭；同时压缩空气通过第六进气管路进入排气管路，并为蓄能器蓄能；

3）压缩空气进入第三进气管路，气动排水阀开启，集水排渣桶开始排放桶内的渣水；同时压缩空气通过第三进气管路进入第五进气管路，开启三通气控阀；此时第四进气管路内的压缩空气注入集水排渣桶，为排放渣水增加冲刷力；

4）随着集水排渣桶内渣水水面的下降，浮标带动顶杆下降关闭机控阀，第六进气管路不再被注入新的压缩空气，五通气控阀的第二出气端口自动关闭，第一出气端口重新开启；

同时第三进气管路和第五进气管路也不再被注入新的压缩空气，气动排水阀和三通气控阀关闭；集水排渣桶停止排放桶内的渣水，一次排渣水过程结束，集水排渣桶重新对瓦斯抽放管道内的渣水进行收集。

进一步的，在所述排气管路排气口与所述蓄能器之间的排气管路上设有节流阀。

进一步的，在主进气管路的进气端口与第四进气管路之间的主进气管路上依次设置有阀门和用于对压缩空气进行过滤调压的三联件。

本实用新型的工作原理及工作流程如下：

主进气管路的进气端口与矿井下压风管道连通连接，打开主进气管路上的阀门，矿井下压风管道内的压缩空气进入主进气管路，压缩空气经过三联件的过滤及调压后进入五通气控阀；五通气控阀的初始状态为第一进气端口与第一出气端口呈开启导通状态，第二出气端口呈关闭状态。

压缩空气通过第一出气端口进入第一进气管路和第二进气管路；气动进水阀和负压气控阀均被开启，进水管路和负压管分别导通，负压管导通后使得集水排渣桶与瓦斯抽放管道相通，集水排渣桶内压力和瓦斯抽放管道内压力平衡后相等，瓦斯抽放管道内的渣水通过进水管路进入集水排渣桶内。

随着集水排渣桶内渣水水面的上升，浮标带动顶杆上升开启机控阀；主进气管路内的压缩空气经过第四进气管路进入第六进气管路；压缩空气通过第二进气端口进入五通气控阀内，在压缩空气的作用下，五通气控阀的第一出气端口关闭，第二出气端口开启，第一进气管路和第二进气管路内不再有压缩空气注入，气动进水阀和负压气控阀关闭；同时压缩空气经过第四进气管路和第六进气管路进入排气管路，并为蓄能器蓄能。

五通气控阀上的第二出气端口开启后，压缩空气进入第三进气管路和第五进气管路，气动排水阀开启，集水排渣桶开始排放桶内的渣水；与此同时通过第三进气管路进入第五进气管路的压缩空气将三通气控阀开启；第四进气管路内的压缩空气被注入集水排渣桶内，为排放桶内渣水增加了强力的冲刷力。

随着集水排渣桶内渣水水面的下降，浮标带动顶杆下降关闭机控阀，第六进气管路不再被注入新的压缩空气，五通气控阀内的气体能量会通过排气管路的排气口排出，五通气控阀的第二出气端口也将自动关闭，使得第一出气端口重新开启；当第六进气管路没有新的压缩空气时，本装置可以通过节流阀控制蓄能器为第二出气端口自动关闭的时间进行延时处理。

第二出气端口自动关闭后，第三进气管路和第五进气管路也不再被注入新的压缩空气，气动排水阀和三通气控阀关闭；集水排渣桶停止排放桶内的渣水，一次排渣水过程结束；然后集水排渣桶重新对瓦斯抽放管道内的渣水进行收集，由此本装置从新开始循环收集渣水、排放渣水的工作。

本实用新型与现有产品相比，具有如下积极有益的效果：

1、本实用新型利用煤矿井下压风作为装置本身的动力源，通过管路的设置能够向集水排渣桶内注入压缩空气,将桶内的渣水强制排出桶外，保证排渣放水的快速、彻底和稳定。

2、本实用新型利用节流阀和蓄能器实现了装置能够延时关闭排渣放水工作时间的功能，使五通气控阀在浮标下落后能保持一段排渣放水的时间，并且该时间长短可以控制。

3、本实用新型所提供的方法实现了排渣放水器的真正自动化,并保证了在复杂条件下装置能够稳定可靠的工作,确保了瓦斯抽放管道的正常运行，不会因为排渣放水而受影响，同时减少人员去定时放水，降低了人员成本。

4、本实用新型中的五通气控阀、机控阀、三通气控阀、气动进水阀、负压气控阀和气动排水阀均安装在集水排渣桶外部，这样设计的好处在于便于针对各个阀门进行维护、检查，加强了各阀门的使用寿命。

5、本实用新型完全气动控制，无需电力来控制，不会出现因为电气设备失爆，而引起瓦斯爆炸的危险情况。

6、本实用新型所提供的装置在被水淹后，可继续正常工作，不必担心漏电造成危害。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图之一。

图2为本实用新型在收集渣水时压缩空气的走向示意图。

图3为本实用新型在排放渣水时压缩空气的走向示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、2、3所示，一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，所述排渣放水装置包括五通气控阀1、机控阀2、集水排渣桶3和主进气管路4；所述集水排渣桶3上分别设有与瓦斯抽放管道连通连接的进水管路5和与瓦斯抽放管道连通连接的负压管6；所述进水管路5上设有气动进水阀51，所述负压管6上设有负压气控阀61；所述负压管6的一端与瓦斯抽放管道连通连接，另一端62设置在所述集水排渣桶3内的上部位置；其目的是当气动进水阀与负压气控阀同时开启，集水排渣桶内的空气与瓦斯抽放管道内的空气相通，压力达到平衡。

所述集水排渣桶3内设有浮标31，所述浮标31通过导向杆33装配在所述集水排渣桶3内，所述浮标31上设有顶杆32，该顶杆32的一端321设置在所述集水排渣桶3外，且设置在所述集水排渣桶3外的顶杆32的一端321与机控阀2上的控制开关呈匹配对应设置；所述集水排渣桶3底部设有与所述集水排渣桶3连通的排渣管道7，该排渣管道7上设有气动排水阀71。

所述主进气管路4的出气端口与所述五通气控阀1上的第一进气端口11相连接，所述五通气控阀1上的第一出气端口12通过第一进气管路100与所述气动进水阀51连接。

所述第一进气管路100上设有第二进气管路200；该第二进气管路200的一端与所述第一进气管路100连通连接，另一端与所述负压气控阀61连接；所述五通气控阀1上的第二出气端口13通过第三进气管路300与所述气动排水阀71相连接。

所述主进气管路4上设有第四进气管路400，在主进气管路4的进气端口与第四进气管路400之间的主进气管路4上依次设置有阀门41和用于对压缩空气进行过滤调压的三联件42；该第四进气管路400的一端与所述主进气管路4连通连接，另一端401设置在所述集水排渣桶3内，设置在所述集水排渣桶3内的第四进气管路400的另一端401为该第四进气管路400的出气端口，该第四进气管路400的出气端口设置在所述集水排渣桶3内的上部位置。这样设计的目的在于，能够增加集水排渣桶3内的空气压力，增大排水速度和桶内渣水的冲刷力，并同时把一些桶内的煤渣吹出集水排渣桶3。所述第四进气管路400上设有三通气控阀8；所述第三进气管路300上设有第五进气管路500；该第五进气管路500的一端与所述第三进气管路300连通连接，另一端与所述三通气控阀8连接；所述三通气控阀8与所述主进气管路4之间的第四进气管路400上设有第六进气管路600；该第六进气管路600的一端与所述第四进气管路400连通连接，另一端与所述五通气控阀1的第二进气端口14相连接；所述机控阀2设置在所述第六进气管路600上。

所述机控阀2与所述五通气控阀1之间的第六进气管路600上设有排气管路9；该排气管路9的一端与所述第六进气管路600连通连接，另一端为排气口；所述排气管路9上设有蓄能器91；在所述排气管路9排气口与所述蓄能器91之间的排气管路9上设有节流阀92。

在所述机控阀2与排气管路9之间的第六进气管路600上设有单向阀601。单向阀601可保证排气管路9内的压缩空气不会倒流到机控阀2。

本实用新型在具体工作过程中，包括下述步骤： 

1）首先将主进气管路4与矿井下的压缩空气输送管道700连接，矿井下的压缩空气进入主进气管路4中，五通气控阀1上的第一进气端口11与第一出气端口12呈开启导通状态，压缩空气经过五通气控阀1进入第一进气管路100和第二进气管路200；

气动进水阀51和负压气控阀61均被开启，进水管路5和负压管6分别导通；瓦斯抽放管道800内的渣水进入集水排渣桶3；

2）随着集水排渣桶3内渣水水面的上升，浮标31带动顶杆32上升开启机控阀2；

主进气管路4内的压缩空气经过第四进气管路400进入第六进气管路600；压缩空气通过第二进气端口14进入五通气控阀1内，关闭五通气控阀1的第一出气端口12，开启第二出气端口13；气动进水阀51和负压气控阀61关闭；同时压缩空气通过第六进气管路600进入排气管路9，并为蓄能器91蓄能；

3）压缩空气进入第三进气管路300，气动排水阀71开启，集水排渣桶3开始排放桶内的渣水；同时压缩空气通过第三进气管路300进入第五进气管路500，开启三通气控阀8；此时第四进气管路400内的压缩空气注入集水排渣桶3，为排放渣水增加冲刷力；

4）随着集水排渣桶3内渣水水面的下降，浮标31带动顶杆32下降关闭机控阀2，第六进气管路600不再被注入新的压缩空气，五通气控阀1的第二出气端口13自动关闭，第一出气端口12重新开启；

同时第三进气管路300和第五进气管路500也不再被注入新的压缩空气，气动排水阀71和三通气控阀8关闭；集水排渣桶3停止排放桶内的渣水，一次排渣水过程结束，集水排渣桶3重新对瓦斯抽放管道800内的渣水进行收集。

本实用新型利用煤矿井下压风作为装置本身的动力源，通过管路的设置能够向集水排渣桶内注入压缩空气,将桶内的渣水强制排出桶外，保证排渣放水的快速、彻底和稳定；同时跟重要的是本实用新型完全气动控制，无需电力来控制，不会出现因为电气设备失爆，而引起瓦斯爆炸的危险情况。

本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

综上所述，本实用新型所述的实施方式仅提供一种最佳的实施方式，本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型所揭示的内容而作各种不背离本实用新型创作精神的替换及修饰；因此，本实用新型的保护范围不限于实施例所揭示的技术内容，故凡依本实用新型的形状、构造及原理所做的等效变化，均涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其特征在于，所述排渣放水装置包括五通气控阀（1）、机控阀（2）、集水排渣桶（3）和主进气管路（4）；

所述集水排渣桶（3）上分别设有与瓦斯抽放管道连通连接的进水管路（5）和与瓦斯抽放管道连通连接的负压管（6）；

所述进水管路（5）上设有气动进水阀（51），所述负压管（6）上设有负压气控阀（61）；

所述集水排渣桶（3）内设有浮标（31），所述浮标（31）上设有顶杆（32），该顶杆（32）的一端（321）设置在所述集水排渣桶（3）外；

所述集水排渣桶（3）底部设有与所述集水排渣桶（3）连通的排渣管道（7），该排渣管道（7）上设有气动排水阀（71）；

所述主进气管路（4）的出气端口与所述五通气控阀（1）上的第一进气端口（11）相连接，所述五通气控阀（1）上的第一出气端口（12）通过第一进气管路（100）与所述气动进水阀（51）连接；

所述第一进气管路（100）上设有第二进气管路（200）；该第二进气管路（200）的一端与所述第一进气管路（100）连通连接，另一端与所述负压气控阀（61）连接；

所述五通气控阀（1）上的第二出气端口（13）通过第三进气管路（300）与所述气动排水阀（71）相连接；

所述主进气管路（4）上设有第四进气管路（400），在主进气管路（4）的进气端口与第四进气管路（400）之间的主进气管路（4）上设置有阀门（41）；所述第四进气管路（400）的一端与所述主进气管路（4）连通连接，另一端（401）设置在所述集水排渣桶（3）内；所述第四进气管路（400）上设有三通气控阀（8）；

所述第三进气管路（300）上设有第五进气管路（500）；该第五进气管路（500）的一端与所述第三进气管路（300）连通连接，另一端与所述三通气控阀（8）连接；

所述三通气控阀（8）与所述主进气管路（4）之间的第四进气管路（400）上设有第六进气管路（600）；该第六进气管路（600）的一端与所述第四进气管路（400）连通连接，另一端与所述五通气控阀（1）的第二进气端口（14）相连接；所述机控阀（2）设置在所述第六进气管路（600）上；

设置在所述集水排渣桶（3）外的顶杆（32）的一端（321）与所述机控阀（2）上的控制开关呈匹配对应设置；

所述机控阀（2）与所述五通气控阀（1）之间的第六进气管路（600）上设有排气管路（9）；该排气管路（9）的一端与所述第六进气管路（600）连通连接，另一端为排气口；所述排气管路（9）上设有蓄能器（91），在所述排气管路（9）排气口与所述蓄能器（91）之间的排气管路（9）上设有节流阀（92）。

2.根据权利要求1所述的一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其特征在于，在所述机控阀（2）与排气管路（9）之间的第六进气管路（600）上设有单向阀（601）。

3.根据权利要求1所述的一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其特征在于，所述浮标（31）通过导向杆（33）装配在所述集水排渣桶（3）内。

4.根据权利要求1所述的一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其特征在于，设置在所述集水排渣桶（3）内的第四进气管路（400）的另一端（401）为该第四进气管路（400）的出气端口，该第四进气管路（400）的出气端口设置在所述集水排渣桶（3）内的上部位置。

5.根据权利要求1所述的一种用于矿井下瓦斯抽放管道的排渣水装置，其特征在于，所述负压管（6）的一端与瓦斯抽放管道连通连接，另一端（62）设置在所述集水排渣桶（3）内的上部位置。