CN207974852U - 煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置公开了一种通过磁极移动调节叶片的倾角，进而调节叶片之间的通过截面控制瓦斯抽取的装置，其特征在于固定环置于主套管的一端端面上，且和主套管共轴，所述固定环和主体连接位置外侧壁上开有一圈凹槽，所述固定环端面上开有环形槽，固定环内置有环形通道，且通过环形槽和外部相连通，连接套通过集流环置于固定环上，所述集流环内径由固定环向连接套方向逐渐减小，悬置套通过多个支撑杆置于固定环中部，所述多个支撑杆等角度分布，所述支撑杆为中空杆，且一端和环形通道相连通，所述支撑杆底面等距置有多个连通孔，限位环置于主套管另一端内壁上，所述主套管内壁开有环形槽，且靠近限位环一端。

Description

煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置

技术领域

本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，涉及一种在煤矿井工瓦斯防治时，对进入分子筛进行吸附的抽取进行流量控制的装置，属于矿山设备领域。特别涉及一种通过磁极移动调节叶片的倾角，进而调节叶片之间的通过截面控制瓦斯抽取的装置。

背景技术

我国所有煤矿均为瓦斯矿井。大中型煤矿中，高瓦斯矿井占20.34%，突出矿井占19.77%。小型煤矿中，高瓦斯矿井占15%左右，随着开采深度的不断增加，机械化程度的不断提高，开采强度的不断增强，瓦斯涌出量进一步增大，瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点，现有治理煤矿瓦斯的技术有矿井通风和瓦斯抽采两大类技术，但这些技术不能完全消除煤矿巷道中瓦斯积聚的风险，公开号：CN104121035A 公开了井工煤矿瓦斯吸附材料及吸附装置，该装置通过采用分子筛作为吸附材料，对瓦斯进行吸附，避免瓦斯随着气流在巷道内流通，并在通风死角位置积聚，使得瓦斯含量超标，但通风机的截面固定，流动速度相同，而各处瓦斯涌出值不固定，因此在进行通风过程时，瓦斯和分子筛之间的接触时间固定，单位时间内，分子筛吸附的瓦斯量固定，和瓦斯涌出量不能匹配，会存在残留的瓦斯进入气流循环中，不能根据不同的瓦斯含量进行调节，使得瓦斯的吸附不彻底，同时对通风机抽取力没有任何补偿，不能针对巷道的情况进行气流流动速度的改变，现有的通过风窗进行通风截面调节，但该种风窗的目的是防止倒吸，配合分子筛使用会降低通风效率。

发明内容

为了改善上述情况，本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置提供了一种通过磁极移动调节叶片的倾角，进而调节叶片之间的通过截面控制瓦斯抽取的装置。结构简单，方便实用。

本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置是这样实现的：本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置由主体装置、传动装置和控制装置组成，主体装置由集流环、套环、悬置套、支撑杆、连通孔、环形通道、限位托板、主套管和固定环组成，固定环置于主套管的一端端面上，且和主套管共轴，所述固定环和主体连接位置外侧壁上开有一圈凹槽，所述固定环端面上开有环形槽，固定环内置有环形通道，且通过环形槽和外部相连通，套环通过集流环置于固定环上，所述集流环内径由固定环向套环方向逐渐减小，悬置套通过多个支撑杆置于固定环中部，所述多个支撑杆等角度分布，所述支撑杆为中空杆，且一端和环形通道相连通，所述支撑杆底面等距置有多个连通孔，所述连通孔为斜孔，所述连通孔的直径逐渐缩小，且同一支撑杆上的连通孔的轴线斜向相同，限位环置于主套管另一端内壁上，所述主套管内壁开有环形槽，且靠近限位环一端，传动装置由旋转套、传动磁条、中空网板、旋转连接头、旋转轴、连接套、密封挡环、磁性块、回转凸起、主动磁条和驱动环组成，旋转轴的一端套置于悬置套内，另一端悬置于限位环中心位置，所述旋转轴由两段轴体通过旋转套连接，所述两段轴体能够相对旋转，连接套套置于旋转轴上，且位于旋转套下方，所述连接套上沿圆周方向开有多个连接槽，多个中空网板通过旋转连接头和连接套上的连接槽对应连接，所述旋转连接头为T形结构，所述中空网板内填充分子筛，多个传动磁条对应置于中空网板远端边缘上，多个磁性块置于主套管内的环形槽内，所述磁性块通过回转凸起和环形槽贴合，所述相邻的两个磁性块之间预留间隙，密封挡环置于环形槽口部，且和多个磁性块贴合，所述磁性块的高度小于环形槽的宽度，驱动环套置于固定环和主套管连接位置的凹槽内，所述驱动环底部置有主动磁条，所述主动磁条由多个弧形磁条组合而成，所述驱动环外侧壁上开有齿槽，控制装置由瓦斯浓度传感器、信号转换器、数据处理器、液压马达和控制器组成，液压马达置于主套管一侧，液压马达上置有主动齿轮，所述主动齿轮上的齿和驱动环外侧壁上的齿槽相啮合，多个瓦斯浓度传感器等角置于固定环上的环形槽内，信号转换器置于主套管上，且通过数据传输线和瓦斯浓度传感器连接，数据处理器置于主套管上，且通过数据传输线和信号转换器相连接，控制器置于主套管上，且通过数据传输线和数据处理器相连接，所述液压马达通过数据传输线和控制器相连接。

所述连通孔为斜孔能够确保从支撑杆流入的气流在经过连通孔分流后，方向发生改变，并能够配合中空网板的偏转角度，实现中空网板不同速度的旋转；

所述主动磁条、传动磁条和磁性块之间通过磁性相互作用，通过主体磁条上磁极的移动带动磁性块的旋转，进而使得传动磁条偏转，相互配合形成磁力传动整体，避免了传统传动结构之间的卡滞以及明火带来的危险；

所述相邻的两个磁性块之间预留间隙，能够在磁性块进行偏转时，提供空间，避免磁性块在偏转时被相邻的磁性块影响，出现动作卡滞受阻的情况；

所述信号转换器能够接收瓦斯浓度传感器的瓦斯浓度信号，并且进行信号转换；

所述数据处理器和信号转换器进行信息交互，所述数据处理器内存储有计算机程序，该程序被执行时实现以下步骤：

接收信号转换器传输的瓦斯浓度信号，并且进行数据处理，得到当前固定环周围的瓦斯浓度值，并且将处理得到的瓦斯浓度数值和数据处理器内的预设值进行比较；

所述控制器和数据处理器进行信息交互，执行数据处理器发出的指令，能够控制液压马达的启停。

使用时，将套环和风机通风管相连通，初始时，多个中空网板相互重叠，使得中空网板在主套管内形成连续环形结构，中空网板内的分子筛将整个主套管截面进行封堵吸附，当风机工作，将主套管内的气体抽出，主套管外部的气体从主套管另一端进入，并通过中空网板内的分子筛，由于中空网板对气流的阻挡，进入的气体流量小，部分气体从固定环上的环形槽进入环形通道，然后经支撑杆的中空部位进入，从连通孔出来，在气流从环形槽进入时，由瓦斯浓度传感器进行检测，将检测的瓦斯浓度数据传送至数据处理器，由数据处理器进行处理判断，当数值超出预设值时，所述预设值可以在使用时事先进行设定，可根据不同煤矿的工况环境进行适时调整，所述数据处理器通过控制器控制液压马达工作，液压马达上的主动齿轮旋转，带动驱动环进行旋转，驱动环底部的主动磁条旋转，使得磁性块绕回转凸起进行偏转，并带动中空网板上的传动磁条偏转，传动磁条偏转时，中空网板开始偏转，中空网板之间逐渐存在间隙，随着间隙的逐渐增加，液压马达停止工作，外部气流从中空网板之间进入到通风管内，同时气流持续的从环形槽进入环形通道内，从连通孔排出的气体对中空网板进行推动，使得中空网板旋转，在旋转时对气流内的瓦斯进行吸附，通过旋转使得气流在主套管内停留时间加长，分子筛的吸附时间加长，能够对瓦斯进行全面的吸附，当瓦斯浓度传感器检测浓度值小于预设值时，控制器控制液压马达工作，使得中空网板继续旋转，随着中空网板旋转，连通孔内射出的气流作用在中空网板上推力逐渐变大，当中空网板旋转至和连通孔轴线垂直时，液压马达停止工作，推动中空网板旋转，此时中空网板的旋转速度最快，对通风机进行补偿，加速气流的流通，使得预设值以下的气流能够快速的进行流通循环，达到对分子筛吸附气流流通截面自动控制的目的。

有益效果。

一、结构简单，方便实用。

二、能够针对性的进行瓦斯吸附停留时间，提高吸附效果。

三、能够提高瓦斯吸附的效率。

附图说明

图1为本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置的结构示意图。

图2为本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置驱动环的立体结构图。

附图中

其中零件为：集流环（1），套环（2），旋转套（3），悬置套（4），支撑杆（5），连通孔（6），瓦斯浓度传感器（7），环形通道（8），信号转换器（9），数据处理器（10），液压马达（11），控制器（12），传动磁条（13），中空网板（14），旋转连接头（15），旋转轴（16），连接套（17），限位托板（18），密封挡环（19），磁性块（20），回转凸起（21），主套管（22），主动磁条（23），驱动环（24），固定环（25）。

具体实施方式：

本实用新型煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置是这样实现的，由主体装置、传动装置和控制装置组成，主体装置由集流环（1）、套环（2）、悬置套（4）、支撑杆（5）、连通孔（6）、环形通道（8）、限位托板（18）、主套管（22）和固定环（25）组成，固定环（25）置于主套管（22）的一端端面上，且和主套管（22）共轴，所述固定环（25）和主体连接位置外侧壁上开有一圈凹槽，所述固定环（25）端面上开有环形槽，固定环（25）内置有环形通道（8），且通过环形槽和外部相连通，套环（2）通过集流环（1）置于固定环（25）上，所述集流环（1）内径由固定环（25）向套环（2）方向逐渐减小，悬置套（4）通过多个支撑杆（5）置于固定环（25）中部，所述多个支撑杆（5）等角度分布，所述支撑杆（5）为中空杆，且一端和环形通道（8）相连通，所述支撑杆（5）底面等距置有多个连通孔（6），所述连通孔（6）为斜孔，所述连通孔（6）的直径逐渐缩小，且同一支撑杆（5）上的连通孔（6）的轴线斜向相同，限位环置于主套管（22）另一端内壁上，所述主套管（22）内壁开有环形槽，且靠近限位环一端，传动装置由旋转套（3）、传动磁条（13）、中空网板（14）、旋转连接头（15）、旋转轴（16）、连接套（17）、密封挡环（19）、磁性块（20）、回转凸起（21）、主动磁条（23）和驱动环（24）组成，旋转轴（16）的一端套置于悬置套（4）内，另一端悬置于限位环中心位置，所述旋转轴（16）由两段轴体通过旋转套（3）连接，所述两段轴体能够相对旋转，连接套（17）套置于旋转轴（16）上，且位于旋转套（3）下方，所述连接套（17）上沿圆周方向开有多个连接槽，多个中空网板（14）通过旋转连接头（15）和连接套（17）上的连接槽对应连接，所述旋转连接头（15）为T形结构，所述中空网板（14）内填充分子筛，多个传动磁条（13）对应置于中空网板（14）远端边缘上，多个磁性块（20）置于主套管（22）内的环形槽内，所述磁性块（20）通过回转凸起（21）和环形槽贴合，所述相邻的两个磁性块（20）之间预留间隙，密封挡环（19）置于环形槽口部，且和多个磁性块（20）贴合，所述磁性块（20）的高度小于环形槽的宽度，驱动环（24）套置于固定环（25）和主套管（22）连接位置的凹槽内，所述驱动环（24）底部置有主动磁条（23），所述主动磁条（23）由多个弧形磁条组合而成，所述驱动环（24）外侧壁上开有齿槽，控制装置由瓦斯浓度传感器（7）、信号转换器（9）、数据处理器（10）、液压马达（11）和控制器（12）组成，液压马达（11）置于主套管（22）一侧，液压马达（11）上置有主动齿轮，所述主动齿轮上的齿和驱动环（24）外侧壁上的齿槽相啮合，多个瓦斯浓度传感器（7）等角置于固定环（25）上的环形槽内，信号转换器（9）置于主套管（22）上，且通过数据传输线和瓦斯浓度传感器（7）连接，数据处理器（10）置于主套管（22）上，且通过数据传输线和信号转换器（9）相连接，控制器（12）置于主套管（22）上，且通过数据传输线和数据处理器（10）相连接，所述液压马达（11）通过数据传输线和控制器（12）相连接。

所述连通孔（6）为斜孔能够确保从支撑杆（5）流入的气流在经过连通孔（6）分流后，方向发生改变，并能够配合中空网板（14）的偏转角度，实现中空网板（14）不同速度的旋转；

所述主动磁条（23）、传动磁条（13）和磁性块（20）之间通过磁性相互作用，通过主体磁条上磁极的移动带动磁性块（20）的旋转，进而使得传动磁条（13）偏转，相互配合形成磁力传动整体，避免了传统传动结构之间的卡滞以及明火带来的危险；

所述相邻的两个磁性块（20）之间预留间隙，能够在磁性块（20）进行偏转时，提供空间，避免磁性块（20）在偏转时被相邻的磁性块（20）影响，出现动作卡滞受阻的情况；

所述信号转换器（9）能够接收瓦斯浓度传感器（7）的瓦斯浓度信号，并且进行信号转换；

所述数据处理器（10）和信号转换器（9）进行信息交互，所述数据处理器（10）内存储有计算机程序，该程序被执行时实现以下步骤：

接收信号转换器（9）传输的瓦斯浓度信号，并且进行数据处理，得到当前固定环（25）周围的瓦斯浓度值，并且将处理得到的瓦斯浓度数值和数据处理器（10）内的预设值进行比较；

所述控制器（12）和数据处理器（10）进行信息交互，执行数据处理器（10）发出的指令，能够控制液压马达（11）的启停；

使用时，将套环（2）和风机通风管相连通，初始时，多个中空网板（14）相互重叠，使得中空网板（14）在主套管（22）内形成连续环形结构，中空网板（14）内的分子筛将整个主套管（22）截面进行封堵吸附，当风机工作，将主套管（22）内的气体抽出，主套管（22）外部的气体从主套管（22）另一端进入，并通过中空网板（14）内的分子筛，由于中空网板（14）对气流的阻挡，进入的气体流量小，部分气体从固定环（25）上的环形槽进入环形通道（8），然后经支撑杆（5）的中空部位进入，从连通孔（6）出来，在气流从环形槽进入时，由瓦斯浓度传感器（7）进行检测，将检测的瓦斯浓度数据传送至数据处理器（10），由数据处理器（10）进行处理判断，当数值超出预设值时，所述预设值可以在使用时事先进行设定，可根据不同煤矿的工况环境进行适时调整，所述数据处理器（10）通过控制器（12）控制液压马达（11）工作，液压马达（11）上的主动齿轮旋转，带动驱动环（24）进行旋转，驱动环（24）底部的主动磁条（23）旋转，使得磁性块（20）绕回转凸起（21）进行偏转，并带动中空网板（14）上的传动磁条（13）偏转，传动磁条（13）偏转时，中空网板（14）开始偏转，中空网板（14）之间逐渐存在间隙，随着间隙的逐渐增加，液压马达（11）停止工作，外部气流从中空网板（14）之间进入到通风管内，同时气流持续的从环形槽进入环形通道（8）内，从连通孔（6）排出的气体对中空网板（14）进行推动，使得中空网板（14）旋转，在旋转时对气流内的瓦斯进行吸附，通过旋转使得气流在主套管（22）内停留时间加长，分子筛的吸附时间加长，能够对瓦斯进行全面的吸附，当瓦斯浓度传感器（7）检测浓度值小于预设值时，控制器（12）控制液压马达（11）工作，使得中空网板（14）继续旋转，随着中空网板（14）旋转，连通孔（6）内射出的气流作用在中空网板（14）上推力逐渐变大，当中空网板（14）旋转至和连通孔（6）轴线垂直时，液压马达（11）停止工作，推动中空网板（14）旋转，此时中空网板（14）的旋转速度最快，对通风机进行补偿，加速气流的流通，使得预设值以下的气流能够快速的进行流通循环，达到对分子筛吸附气流流通截面自动控制的目的。

在实际运用过程中，所述数据处理器、控制器均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

所述数据处理器、控制器并不限制于某一品牌和型号，作为市场上的成熟产品，完全可以从市场上买到，因此，本实用新型无须对信号转换器、数据处理器和控制器的具体结构和形状进行描述。本实用新型无须对此作出解释，需要说明的是，所述数据处理器和控制器所加载的计算机程序，并不在本实用新型的保护范围内，本实用新型并不保护计算机程序，在使用本实用新型的时候，所有计算机程序都需要本领域技术人员额外加载，依据本实用新型，某些步骤可以依次进行或者同时进行。

Claims (6)

1.一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征是：由主体装置、传动装置和控制装置组成，主体装置由集流环、连接套、悬置套、支撑杆、连通孔、环形通道、限位托板、主套管和固定环组成，固定环置于主套管的一端端面上，且和主套管共轴，所述固定环和主体连接位置外侧壁上开有一圈凹槽，所述固定环端面上开有环形槽，固定环内置有环形通道，且通过环形槽和外部相连通，连接套通过集流环置于固定环上，所述集流环内径由固定环向连接套方向逐渐减小，悬置套通过多个支撑杆置于固定环中部，所述多个支撑杆等角度分布，所述支撑杆为中空杆，且一端和环形通道相连通，所述支撑杆底面等距置有多个连通孔，限位环置于主套管另一端内壁上，所述主套管内壁开有环形槽，且靠近限位环一端，传动装置由旋转套、传动磁条、中空网板、旋转连接头、旋转轴、连接套、密封挡环、磁性块、回转凸起、主动磁条和驱动环组成，旋转轴的一端套置于悬置套内，另一端悬置于限位环中心位置，连接套套置于旋转轴上，且位于旋转套下方，所述连接套上沿圆周方向开有多个连接槽，多个中空网板通过旋转连接头和连接套上的连接槽对应连接，多个传动磁条对应置于中空网板远端边缘上，多个磁性块置于主套管内的环形槽内，密封挡环置于环形槽口部，且和多个磁性块贴合，驱动环套置于固定环和主套管连接位置的凹槽内，所述驱动环底部置有主动磁条，所述主动磁条由多个弧形磁条组合而成，所述驱动环外侧壁上开有齿槽，控制装置由瓦斯浓度传感器、信号转换器、数据处理器、液压马达和控制器组成，液压马达置于主套管一侧，液压马达上置有主动齿轮，所述主动齿轮上的齿和驱动环外侧壁上的齿槽相啮合，多个瓦斯浓度传感器等角置于固定环上的环形槽内，信号转换器置于主套管上，且通过数据传输线和瓦斯浓度传感器连接，数据处理器置于主套管上，且通过数据传输线和信号转换器相连接，控制器置于主套管上，且通过数据传输线和数据处理器相连接，所述液压马达通过数据传输线和控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征在于所述连通孔为斜孔，所述连通孔的直径逐渐缩小，且同一支撑杆上的连通孔的轴线斜向相同。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征在于所述中空网板内填充分子筛。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征在于所述旋转连接头为T形结构。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征在于所述磁性块通过回转凸起和环形槽贴合，所述相邻的两个磁性块之间预留间隙。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井工瓦斯分子筛吸附自动控制装置，其特征在于所述磁性块的高度小于环形槽的宽度。