CN206685040U - 旋转装置及试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供旋转装置及试验装置，涉及煤矿开采的技术领域，包括腔体、内旋转板和旋转杆；所述腔体内设置有内腔，在腔体的内侧壁上设置有环形凹槽；所述内旋转板设置在所述环形凹槽内；所述内旋转板与所述腔体形成导流腔；在所述腔体上设置有与导流腔连通的排气孔。本用新型提供的旋转装置及试验装置，在内旋转板上设置进气孔，在腔体上设置排气孔，多个排气孔同时连接一个卸压管道，避免了各个排气孔分别安装爆破片难以同时爆破的问题；通过旋转杆能够调节内旋转板的位置，使其改变进气孔，与现有技术相比，相当于能够不断改变腔体上设置的排气孔的位置；通过多组实验对比，确保破煤实验装置的数据的可靠性。

Description

旋转装置及试验装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，尤其是涉及一种旋转装置及试验装置。

背景技术

煤与瓦斯突出事故是指煤矿开采过程中，在地应力、瓦斯压力和煤岩物理力学性质三者综合作用下，破碎的煤和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。表现为几吨至数千吨甚至达万吨以上的破碎煤岩在数秒至几十秒时间内，由煤岩体向采掘空间抛出，同时伴有大量瓦斯涌出，给矿井安全生产带来极大的危害。如此巨大的能量是如何聚集，又是如何耗散的呢？故需要一种实验装置，能够模拟煤在高压瓦斯环境里吸附一段时间，再突然卸压的过程。通过观察卸压后煤的破碎程度，进而计算吸附瓦斯解吸过程破碎煤的能力；同时监测卸压过程中气体压力变化和温度变化。从而进一步分析煤与瓦斯突出的能量源和能量耗散规律，为更好地预测和预防煤与瓦斯突出提供理论依据。

现有的煤与瓦斯突出试验主要分为大型的突出模拟装置和小型突出模拟装置，大型模拟置能很好地模拟型煤的突出，但是用来模拟高压吸附瓦斯瞬间卸压破煤较不方便；小型的模拟装置试验缸的卸压口普遍只有一个，有的在圆柱状试验缸一端沿轴向开设，有的在圆柱状试验缸一端沿径向开设，这类只开设一个卸压口的试验缸均存在卸压时试样受力不均衡、卸压速度慢等问题。

在破煤实验装置实验的时候，排气孔设置的固定，每次实验的时候，气体从腔体内冲出的时候，相对于整个装置而言是固定的；由于腔体内部各个方向的结构不是完全一样的，对于实验的影响是未知，需要进行探索研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供旋转装置及试验装置，以解决破煤实验的时候，排气孔相对于整个装置位置固定，不能排除装置内部由于从排气孔内出去的气体由于经过不同通道对卸压的影响的技术问题。

本实用新型提供的一种旋转装置，包括腔体、内旋转板和旋转杆；所述腔体内设置有内腔，在腔体的内侧壁上设置有环形凹槽；所述内旋转板设置在所述环形凹槽内；

所述内旋转板与所述腔体形成导流腔；在所述腔体上设置有与导流腔连通的排气孔；在所述内旋转板上设置有与导流腔连通的进气孔；

在所述导流腔内设置有旋转齿轮，所述内旋转板上设置有与旋转齿轮啮合的齿；

在所述腔体上设置有用于驱动旋转齿轮转动的旋转杆。

进一步地，所述内旋转板内侧设置有用于与腔体连接支撑台；在所述环形凹槽上设置有支撑台配合的卡台。

进一步地，所述腔体上设置有四个排气孔，在所述内旋转板上设置有四个进气孔。

本实用新型还提供一种试验装置，包括上述所述旋转装置，在所述腔体上设置有卸压管道；所述卸压管道安装在所述排气孔处；

在所述卸压管道上设置有爆破片；所述腔体内插入有活塞杆，所述活塞杆与所述内腔的中心线重合；

在所述腔体的内侧壁上设置有温度传感器和压力传感器；在所述腔体上设置有气体通道；所述气体通道用于连接真空泵和高压气瓶。

进一步地，所述活塞杆下端设置用于对气体加压的加载头。

进一步地，所述活塞杆与所述腔体之间设置有用于密封的密封圈。

进一步地，所述爆破片通过夹持器设置在所述卸压管道的端头。

进一步地，所述真空泵通过第一连接管与所述气体通道相连；所述高压气瓶通过第二连接管与所述气体通道相连；且所述气体通道、第一连接管和第二连接管交汇。

进一步地，所述第一连接管上设置有用于控制的开关和真空控制阀；所述开关设置在靠近所述真空泵一端。

进一步地，在所述第二连接管上依次设置有减压阀、压力表和控制阀；且所述减压阀设置在靠近所述高压气瓶一端。

本实用新型提供的旋转装置及试验装置，在内旋转板上设置进气孔，在腔体上设置排气孔，多个排气孔同时连接一个卸压管道，避免了各个排气孔分别安装爆破片难以同时爆破的问题；通过旋转杆能够调节内旋转板的位置，使其改变进气孔，与现有技术相比，相当于能够不断改变腔体上设置的排气孔的位置；通过多组实验对比，确保破煤实验装置的数据的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的旋转装置的立体图；

图2为图1旋转装置的纵截面结构示意图；

图3为图1中内旋转板与旋转齿轮连接的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的实验装置示意图；

图5为图4所示实验装置中的腔体、卸压通道和内旋转板的连接结构示意图；

图6为爆破片与夹持器安装结构示意图；

图7为现有破煤实验装置结构示意图。

图标：100－排气孔；200－进气孔；300－内旋转板；400－旋转杆；500－腔体；600－内腔；700－导流腔；800－旋转齿轮；900－支撑台；110－加压系统；120－卡台；130－密封圈；140－压力传感器；150－活塞杆；160－温度传感器；170－第一连接管；180－支撑架；190－加载头；210－卸压管道；220－爆破片；230－夹持器；240－高压气瓶；250－真空泵；260－气体通道；270－第二连接管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1－图3所示，在本实用新型提供的一种旋转装置，包括腔体500、内旋转板300和旋转杆400；所述腔体500内设置有内腔600，在腔体500的内侧壁上设置有环形凹槽；所述内旋转板300设置在所述环形凹槽内；

所述内旋转板300与所述腔体500形成导流腔700；在所述腔体500上设置有与导流腔700连通的排气孔100；在所述内旋转板300上设置有与导流腔700连通的进气孔200；

在所述导流腔700内设置有旋转齿轮800，所述内旋转板300上设置有与旋转齿轮800啮合的齿；

在所述腔体500上设置有用于驱动旋转齿轮800转动的旋转杆400。

在本实施例中，在腔体500内有环形凹槽，内旋转板300设置在环形凹槽内，使其形成一个导流腔700，这样气体进入到内腔600中，从进气孔200进入到导流腔700中，在通过腔体500的排气孔100排出；旋转杆400能够是旋转齿轮800转动，从而内旋转板300转动，调节进气孔200与排气孔100的相对的关系；这样改变气体从不同位置的进入孔进入到导流腔700内，从而测试排气孔100位置不同的实验。

如图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述内旋转板300内侧设置有用于与腔体500连接支撑台900；在所述环形凹槽上设置有支撑台900配合的卡台120。

在本实施例中，内旋转板300为环形；在内旋转板300内侧有一周支撑台900用于与卡台120配合；支撑台900可以为内旋转板300向内凹形成，也可以为内旋转板300向外凸起形成支撑台900。

这样内旋转板300与腔体500的连接，在连接处能够增加气密性和稳定性；使气体从进气孔200进入到导流腔700内。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述腔体500上设置有四个排气孔100，在所述内旋转板300上设置有四个进气孔200。

在本实施例中，腔体500上均匀设置有四个排气孔100，在内旋转板300上均匀设置有四个进气孔200，且进气孔200与排气孔100的直径相等；通过内旋转板300的旋转，进气孔200与排气孔100能够重合。

如图4－图6所示，本实用新型还提供一种试验装置，包括上述所述旋转装置，在所述腔体500上设置有卸压管道210；所述卸压管道210安装在所述排气孔100处；

在所述卸压管道210上设置有爆破片220；所述腔体500内插入有活塞杆150，所述活塞杆150与所述内腔600的中心线重合；

在所述腔体500的内侧壁上设置有温度传感器160和压力传感器140；在所述腔体500上设置有气体通道260；所述气体通道260用于连接真空泵250和高压气瓶240。

在本实施例中，卸压管道210固接在排气孔100处；在卸压管道210另一端为爆破片220，当活塞杆150给气体施压的时候，气体使爆破片220爆破。

当排气孔100设置有四个的时候，在每个排气孔100上均焊接一个卸压管道210，四个卸压管道210交汇与另一个卸压管道210，在此卸压管道210的端头安装爆破片220。

这样能够保证四个排气孔100排出的气体最后进入同一个卸压管道210，共同对同一个爆破片220施加压力，使其爆破；这样能够确保四个排气孔100能够同时卸压。

温度传感器160能够检测内腔600中的温度，压力传感器140测量内腔600的压力，温度传感器160和压力传感器140均与数据采集及分析的仪器相连，实时观察腔体500内温度和压力的情况。

在活塞杆150上端有加压系统110，通过加压系统110对活塞杆150施加压力，从而实现内腔600中压力变大，使爆破片220爆破，从而实现煤岩瓦斯压力瞬间由高压状态变为大气压，在此阶段煤岩破碎状态以及温度和压力状态变化的实验。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述活塞杆150下端设置用于对气体加压的加载头190。

在本实施例中，加压系统110对活塞杆150施压，从而活塞杆150通过加载头190对气体施压，内腔600内的压力增高，当压力增大到爆破片220爆破，高压气体从爆破片220排出。

在加压系统110内有用于测量轴向压力的轴向压力传感器140，为了配合试验，温度传感器160。压力传感器140的数据能够适时地检测、采集、和存储等；现在很多采用的是M400数据采集管理软件。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述活塞杆150与所述腔体500之间设置有用于密封的密封圈130。

密封圈130套设在活塞杆150上，这样为了保证腔体500内腔600的密封性，使其在活塞杆150在加压的时候，气体不从其他处泄露，使内腔600具有良好的气密性。

如图5、图6所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述爆破片220通过夹持器230设置在所述卸压管道210的端头。

在本实施例中，夹持器230包括上阀体和下阀体，在实验的时候，爆破片220夹持于夹持器230的上下阀体之间；夹持器230的上阀体和下阀体的内经均为80mm，其材质为YJA－80－132碳钢，耐压强度大于30MPa。爆破片220分为反拱型和正拱型两种，其材质为316L(YCA80－1.0－9.0－SS)不锈钢。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述真空泵250通过第一连接管170与所述气体通道260相连；所述高压气瓶240通过第二连接管270与所述气体通道260相连；且所述气体通道260、第一连接管170和第二连接管270交汇。

试验时候，真空泵250通过第一连接管170连接气体通道260，将内腔600中的煤岩试件空隙中的杂志气体除去；抽完真空后，气体通道260连接的第二连接管270，高压气瓶240向内腔600中充入一定压力的瓦斯气体，并保持压力一段时间，使煤岩试件充分吸附瓦斯。

如图4所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述第一连接管170上设置有用于控制的开关和真空控制阀；所述开关设置在靠近所述真空泵250一端。

进一步地，在所述第二连接管270上依次设置有减压阀、压力表和控制阀；且所述减压阀设置在靠近所述高压气瓶240一端。

在本实施例中，在真空控制阀关闭以后，开启减压阀，通过压力表观察读出压力，通过控制阀，使瓦斯气体通过第二连接管270、气体通道260进入到内腔600中。

如图7所示，在试验的时候，腔体500一般配合支撑架180来使用，在活塞杆150和支撑架180之间是加压系统110，加压系统110通过活塞杆150对内腔600进行施压。

在试验装置实验后，通过旋转调节内旋转板300，这样内旋转板300的进气孔200的位置发生变化，在重复一次实验，来观察煤岩破碎状态以及温度和压力变化，通过几次对比实验来判断试验装置本事及其试验装置的环境对试验是否产生影响；从而得到更准确的实验数据。

加压系统110可模拟煤与瓦斯突出过程中地应力的作用，对称卸压管道210满足瞬间卸压的要求，同时也克服了以往单向卸压试验装置存在的不足，可通过本装置实验的研究成果来分析煤与瓦斯突出过程中能量组成及耗散机制，同时也为研究煤体中吸附瓦斯参与突出与破煤的作用提供一种新的试验方法，并且为鉴别突出煤与非突出煤提供一种新的技术手段。

本实用新型提供的旋转装置及试验装置，在内旋转板300上设置进气孔200，在腔体500上设置排气孔100，多个排气孔100同时连接一个卸压管道210，避免了各个排气孔100分别安装爆破片220难以同时爆破的问题；通过旋转杆400能够调节内旋转板300的位置，使其改变进气孔200，与现有技术相比，相当于能够不断改变腔体500上设置的排气孔100的位置；通过多组实验对比，确保破煤实验装置的数据的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种旋转装置，其特征在于，包括腔体、内旋转板和旋转杆；所述腔体内设置有内腔，在腔体的内侧壁上设置有环形凹槽；所述内旋转板设置在所述环形凹槽内；

所述内旋转板与所述腔体形成导流腔；在所述腔体上设置有与导流腔连通的排气孔；在所述内旋转板上设置有与导流腔连通的进气孔；

在所述导流腔内设置有旋转齿轮，所述内旋转板上设置有与旋转齿轮啮合的齿；

在所述腔体上设置有用于驱动旋转齿轮转动的旋转杆。

2.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述内旋转板内侧设置有用于与腔体连接支撑台；在所述环形凹槽上设置有支撑台配合的卡台。

3.根据权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述腔体上设置有四个排气孔，在所述内旋转板上设置有四个进气孔。

4.一种试验装置，其特征在于，包括权利要求1－3任一项所述旋转装置，在所述腔体上设置有卸压管道；所述卸压管道安装在所述排气孔处；

在所述卸压管道上设置有爆破片；所述腔体内插入有活塞杆，所述活塞杆与所述内腔的中心线重合；

在所述腔体的内侧壁上设置有温度传感器和压力传感器；在所述腔体上设置有气体通道；所述气体通道用于连接真空泵和高压气瓶。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述活塞杆下端设置用于对气体加压的加载头。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述活塞杆与所述腔体之间设置有用于密封的密封圈。

7.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述爆破片通过夹持器设置在所述卸压管道的端头。

8.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述真空泵通过第一连接管与所述气体通道相连；所述高压气瓶通过第二连接管与所述气体通道相连；且所述气体通道、第一连接管和第二连接管交汇。

9.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于，所述第一连接管上设置有用于控制的开关和真空控制阀；所述开关设置在靠近所述真空泵一端。

10.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于，在所述第二连接管上依次设置有减压阀、压力表和控制阀；且所述减压阀设置在靠近所述高压气瓶一端。