CN211448757U - 具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，解决了现有的煤层气抽采管道自动放水器可靠性低的问题。在集水罐（3）内设置有二工作位气阀（8），在顶杆（17）的下部设置有环形托盘（18），在环形托盘上方的顶杆上活动套接有浮子（29），在浮子上方的顶杆上固定设置有拔杆架（19），在拔杆架（19）上方的顶杆上设置有V形摆臂连接销（20）；在U形架（15）右侧的支架板（7）上设置有V形摆臂机构，在V形摆臂（22）的右侧摆杆外端连接有重锤（23），在V形摆臂正下方的C形挂钩销轴固定架（28）上设置有C形挂钩销轴（27），在C形挂钩销轴上铰接有C形挂钩（26）。在井下多尘多水的环境中，动作可靠。

Description

具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器

技术领域

本发明涉及一种煤层气抽采管道上的集放水装置，特别涉及一种煤矿井下煤层气的抽采管道上设置的自动集水和放水装置。

背景技术

煤层气又称瓦斯，是天然气的一种，赋存于煤层中，是煤的伴生产物；煤与瓦斯共采是煤炭资源开采的必然途径，不仅能提升煤矿生产的安全水平，还能优化能源结构，对煤矿及资源的有效利用有着十分重要的意义；在井下抽取瓦斯的过程中，岩层裂隙水会顺着钻孔进入煤层气抽采管道，造成煤层气抽采管道积水，导致抽采系统堵塞；目前，煤层气抽采管道普遍安装放水器来清理管道中的积水，现有的煤层气管道放水器有两种：一种是手动放水，井下配备专人，定时拧开放水开关，煤矿一个工作面最少有30-40个放水器，人工放水不但费工费力，还容易出现疏漏；另一种是自动放水器，由于井下特殊的环境和煤层气的易燃易爆性，不允许采用带电的自动控制阀门，自动放水器通常都采用纯机械原理控制。

现常见的机械式自动放水器的结构为：在煤层气抽采管道上连接有煤层气排水管，煤层气排水管的另一端通入到密闭的集水罐中，在集水罐的下端设置有集水罐排水口，在集水罐排水口上方的集水罐外侧壁上设置有排水口堵塞摆臂铰接座，在排水口堵塞摆臂铰接座上铰接有排水口堵塞摆臂，在排水口堵塞摆臂的下端设置有排水口堵塞，排水口堵塞设置在集水罐排水口中，在集水罐内设置有支架板，在支架板上固定设置有二工作位气阀，二工作位气阀的上端阀口与通入到密闭的集水罐中的煤层气排水管的另一端口连通在一起，在二工作位气阀的下端阀口上连接有大气连通管，大气连通管的另一端穿出密闭的集水罐后与大气连通，在二工作位气阀中设置有阀芯和阀芯下压弹簧，阀芯向下伸出的操作杆活动伸出到支架板的下面，在操作杆外侧的支架板的下底面上设置有U形架，在U形架的底端面上设置有顶杆上端穿过及限位通孔，在U形架正下方的集水罐的罐内下底面上设置有顶杆下端导向筒，在顶杆下端导向筒与顶杆上端穿过及限位通孔之间活动设置有顶杆，顶杆的顶端设置在操作杆的正下方，在顶杆的下部设置有环形托盘，在环形托盘上方的顶杆上活动套接有浮子，在浮子上方的顶杆上固定设置有磁铁架，在支架板上设置有磁铁；由于煤层气管道内工作时有0.5-0.8Mpa的负压，在集水器集水过程中，集水器罐体内无水，浮子处于罐体的下面，二位阀在弹簧作用下处于下排气口封闭，上通气口开通状态的状态，罐体与煤层气管道连通，罐体内同样为0.5-0.8Mpa的负压，集水罐排水口在排水口堵头的重力和负压的共同作用下，处于关闭状态，此时，煤层气管道内的水通过排水管流入罐体内；当集水罐内的水位不断升高后，集水带动浮子向上运动，当浮子沿顶杆向上浮动到与磁铁架顶接后，在罐内集水再增加水位再上升后，浮子带动磁铁架，磁铁架带动顶杆一起上升，顶杆推动二位阀芯，使二位阀上通气口关闭，下排气口开通，此时罐体与煤层气管道断开，通过连通管与大气连通，罐体内负压消失，压力变成一个大气压，在水压作用下，罐体排水口被冲开，进行放水。由于磁铁架向上顶开二位阀的同时，磁铁将磁铁架吸附在顶端位置保持不动，所以随着水位下降，浮子下降，二位阀仍保持上关下通状态，直至放水到浮子下降到顶杆下端的环形托盘上，在浮子自身重力作用下，浮子通过环形托盘带动顶杆以及磁铁架一起向下运动，使磁铁架脱离磁铁的吸附，向下复位，二位阀也复位到上通气口开通，下排气口关闭的状态，集水器停止放水过程，重新开始集水过程；此自动集水器核心关键技术是磁铁和磁铁架结构，由于放水需要一个时间过程，所以当罐内水位下降，套接在顶杆上的浮子下降时，顶杆应保持向上顶开二位阀的状态，失去浮子的向上推力的顶杆，此时靠磁铁吸附磁铁架而保持向上顶开二位阀的状态；但由于煤矿井下水中和空气中含有大量粉尘，其中含铁类粉层很容易将磁铁包裹，使磁铁的吸附力减弱甚至消失，导致二位阀保持上关下通的状态时间很短，罐体内的集水无法大量放出，造成自动放水器失效。

发明内容

本发明提供了一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，解决了现有的煤层气抽采管道自动放水器可靠性低的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，包括煤层气抽采管道，在煤层气抽采管道上连接有煤层气排水管，煤层气排水管的另一端通入到密闭的集水罐中，在集水罐的下端设置有集水罐排水口，在集水罐排水口上方的集水罐外侧壁上设置有排水口堵塞摆臂铰接座，在排水口堵塞摆臂铰接座上铰接有排水口堵塞摆臂，在排水口堵塞摆臂的下端设置有排水口堵塞，排水口堵塞设置在集水罐排水口中，在集水罐内设置有支架板，在支架板上固定设置有二工作位气阀，二工作位气阀的上端阀口与通入到密闭的集水罐中的煤层气排水管的另一端口连通在一起，在二工作位气阀的下端阀口上连接有大气连通管，大气连通管的另一端穿出密闭的集水罐后与大气连通，在二工作位气阀中设置有阀芯和阀芯下压弹簧，阀芯向下伸出的操作杆活动伸出到支架板的下面，在操作杆外侧的支架板的下底面上设置有U形架，在U形架的底端面上设置有顶杆上端穿过及限位通孔，在U形架正下方的集水罐的罐内下底面上设置有顶杆下端导向筒，在顶杆下端导向筒与顶杆上端穿过及限位通孔之间活动设置有顶杆，顶杆的顶端设置在操作杆的正下方，在顶杆的下部设置有环形托盘，在环形托盘上方的顶杆上活动套接有浮子，在浮子上方的顶杆上固定设置有拔杆架，在拔杆架上方的顶杆上设置有V形摆臂连接销；在U形架右侧的支架板的下底面上分别设置有V形摆臂销轴固定架和C形挂钩销轴固定架，在V形摆臂销轴固定架上设置有V形摆臂销轴，V形摆臂的中部铰接在V形摆臂销轴上，在V形摆臂的左侧摆杆上设置有长条通孔，V形摆臂连接销活动设置在长条通孔中，在V形摆臂的右侧摆杆外端连接有重锤，在V形摆臂正下方的C形挂钩销轴固定架上设置有C形挂钩销轴，在C形挂钩销轴上铰接有C形挂钩，在V形摆臂的左侧摆杆下端面上设置有C形挂钩座，C形挂钩的上端与C形挂钩座挂接在一起，C形挂钩的下端与拔杆架的右端活动碰接在一起。

煤层气抽采管道内和集水罐内的压力为0.5-0.8兆帕。

本发明所采用的重锤系统，为纯机械结构，结构简单，二位阀芯由不锈钢制成，整个机构运行安全，在井下多尘多水的环境中，动作可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，包括煤层气抽采管道1，在煤层气抽采管道1上连接有煤层气排水管2，煤层气排水管2的另一端通入到密闭的集水罐3中，在集水罐3的下端设置有集水罐排水口4，在集水罐排水口4上方的集水罐3外侧壁上设置有排水口堵塞摆臂铰接座，在排水口堵塞摆臂铰接座上铰接有排水口堵塞摆臂5，在排水口堵塞摆臂5的下端设置有排水口堵塞6，排水口堵塞6设置在集水罐排水口4中，在集水罐3内设置有支架板7，在支架板7上固定设置有二工作位气阀8，二工作位气阀8的上端阀口9与通入到密闭的集水罐3中的煤层气排水管2的另一端口连通在一起，在二工作位气阀8的下端阀口10上连接有大气连通管11，大气连通管11的另一端穿出密闭的集水罐3后与大气连通，在二工作位气阀8中设置有阀芯13和阀芯下压弹簧12，阀芯向下伸出的操作杆14活动伸出到支架板7的下面，在操作杆14外侧的支架板7的下底面上设置有U形架15，在U形架15的底端面上设置有顶杆上端穿过及限位通孔21，在U形架15正下方的集水罐3的罐内下底面上设置有顶杆下端导向筒16，在顶杆下端导向筒16与顶杆上端穿过及限位通孔21之间活动设置有顶杆17，顶杆17的顶端设置在操作杆14的正下方，在顶杆17的下部设置有环形托盘18，在环形托盘18上方的顶杆17上活动套接有浮子29，在浮子29上方的顶杆17上固定设置有拔杆架19，在拔杆架19上方的顶杆17上设置有V形摆臂连接销20；在U形架15右侧的支架板7的下底面上分别设置有V形摆臂销轴固定架30和C形挂钩销轴固定架28，在V形摆臂销轴固定架30上设置有V形摆臂销轴31，V形摆臂22的中部铰接在V形摆臂销轴31上，在V形摆臂22的左侧摆杆上设置有长条通孔24，V形摆臂连接销20活动设置在长条通孔24中，在V形摆臂22的右侧摆杆外端连接有重锤23，在V形摆臂22正下方的C形挂钩销轴固定架28上设置有C形挂钩销轴27，在C形挂钩销轴27上铰接有C形挂钩26，在V形摆臂22的左侧摆杆下端面上设置有C形挂钩座25，C形挂钩26的上端与C形挂钩座25挂接在一起，C形挂钩26的下端与拔杆架19的右端活动碰接在一起。

煤层气抽采管道1内和集水罐3内的压力为0.5-0.8兆帕。

本发明的工作过程如下：当二工作位气阀8处于上阀口通，下阀口关闭的工作状态时，排水口堵塞6设置在集水罐排水口4中，集水罐3与煤层气抽采管道1连通，与大气连通管11连接的下端阀口10被封闭，集水罐3处负压状态，煤层气抽采管道1中的水通过煤层气排水管2进入到集水罐3中被积存，随着罐内积存水位的上升，浮子29沿顶杆17上浮，当上浮到与拔杆架19碰接后，再上浮，就带动拔杆架19一起上浮，拔杆架19上浮就会上顶C形挂钩26的下端，使C形挂钩26围绕C形挂钩销轴27向右摆动，使C形挂钩26的上端与C形挂钩座25脱离，V形摆臂22的限位被解除，重锤23使V形摆臂22向下摆动，V形摆臂22通过左侧摆杆上设置的长条通孔24使V形摆臂连接销20向上移动，顶杆17在浮子29和V形摆臂连接销20的共同作用下向上移动，顶杆17的上端将操作杆14向上顶，使二工作位气阀8变换成上阀口关闭，下阀口通的工作状态，此时，煤层气抽采管道1被二工作位气阀8阻断，而大气连通管11被二工作位气阀8接通，罐体被与大气接通，在水位压和大气压的共同作用下，排水口堵塞6被自动挤出集水罐排水口4，集水罐排水口4被打开，集水罐3中的积水开始排出，随着罐内水位的下降，浮子29沿顶杆17也下降，在此过程中，重锤23会使V形摆臂连接销20保持在高位不动，使罐内积水不断地被排出，当水位下降到使浮子29与环形托盘18碰接后，失去浮力的浮子29的自重将带动环形托盘18向下移动，环形托盘18又带动顶杆17向下移动，使顶杆17的顶端与操作杆14脱离，阀芯13在阀芯下压弹簧12的作用下向下移动复位，二工作位气阀8重新回到上阀口通，下阀口关闭的工作状态，在顶杆17向下移动的同时，拔杆架19自上而下拨动C形挂钩26的下端，C形挂钩26向左摆动，与随顶杆17向下摆动的C形挂钩座25再次扣合，在浮子29的自重和C形挂钩26的共同作用下，可靠实现罐体与大气的隔断与负压的煤层气抽采管道1接通，在负压作用下，排水口堵塞6重新回到集水罐排水口4中，将罐体封闭，罐体进入到下一个集水工作过程中，如此反复，实现排水。

Claims (2)

1.一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，包括煤层气抽采管道（1），在煤层气抽采管道（1）上连接有煤层气排水管（2），煤层气排水管（2）的另一端通入到密闭的集水罐（3）中，在集水罐（3）的下端设置有集水罐排水口（4），在集水罐排水口（4）上方的集水罐（3）外侧壁上设置有排水口堵塞摆臂铰接座，在排水口堵塞摆臂铰接座上铰接有排水口堵塞摆臂（5），在排水口堵塞摆臂（5）的下端设置有排水口堵塞（6），排水口堵塞（6）设置在集水罐排水口（4）中，在集水罐（3）内设置有支架板（7），在支架板（7）上固定设置有二工作位气阀（8），二工作位气阀（8）的上端阀口（9）与通入到密闭的集水罐（3）中的煤层气排水管（2）的另一端口连通在一起，在二工作位气阀（8）的下端阀口（10）上连接有大气连通管（11），大气连通管（11）的另一端穿出密闭的集水罐（3）后与大气连通，在二工作位气阀（8）中设置有阀芯（13）和阀芯下压弹簧（12），阀芯向下伸出的操作杆（14）活动伸出到支架板（7）的下面，在操作杆（14）外侧的支架板（7）的下底面上设置有U形架（15），在U形架（15）的底端面上设置有顶杆上端穿过及限位通孔（21），在U形架（15）正下方的集水罐（3）的罐内下底面上设置有顶杆下端导向筒（16），在顶杆下端导向筒（16）与顶杆上端穿过及限位通孔（21）之间活动设置有顶杆（17），顶杆（17）的顶端设置在操作杆（14）的正下方，其特征在于，在顶杆（17）的下部设置有环形托盘（18），在环形托盘（18）上方的顶杆（17）上活动套接有浮子（29），在浮子（29）上方的顶杆（17）上固定设置有拔杆架（19），在拔杆架（19）上方的顶杆（17）上设置有V形摆臂连接销（20）；在U形架（15）右侧的支架板（7）的下底面上分别设置有V形摆臂销轴固定架（30）和C形挂钩销轴固定架（28），在V形摆臂销轴固定架（30）上设置有V形摆臂销轴（31），V形摆臂（22）的中部铰接在V形摆臂销轴（31）上，在V形摆臂（22）的左侧摆杆上设置有长条通孔（24），V形摆臂连接销（20）活动设置在长条通孔（24）中，在V形摆臂（22）的右侧摆杆外端连接有重锤（23），在V形摆臂（22）正下方的C形挂钩销轴固定架（28）上设置有C形挂钩销轴（27），在C形挂钩销轴（27）上铰接有C形挂钩（26），在V形摆臂（22）的左侧摆杆下端面上设置有C形挂钩座（25），C形挂钩（26）的上端与C形挂钩座（25）挂接在一起，C形挂钩（26）的下端与拔杆架（19）的右端活动碰接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种具有高可靠性的煤层气抽采管道自动放水器，其特征在于，煤层气抽采管道（1）内和集水罐（3）内的压力为0.5-0.8兆帕。

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