CN214261418U - 一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，涉及煤矿安全技术领域，包括乏风输送管和抽放瓦斯管，乏风输送管和抽放瓦斯管同时连接有掺混管，掺混管内按照气流流向依次设置有静态混合装置和动态混合装置，其中静态混合装置包括若干设置在掺混管内壁的导流板，导流板顺着气流流向依次设置，相邻导流板交错布置，动态混合装置包括固定在掺混管内壁的支架，支架上活动设置有转动轴，转动轴上设置有若干叶片，转动轴连接有驱动机构，驱动机构用于带动转动轴转动,本实用新型通过静态混合装置和动态混合装置的共同作用，具有可充分地对混合气体进行混匀、提高了掺混精度的优点。

Description

一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全技术领域，具体涉及一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统。

背景技术

“乏风”又称“煤矿风排瓦斯”，指甲烷浓度低于0.75％的煤矿瓦斯。“乏风”的利用曾是世界性难题。由于浓度低，利用技术难度大，这些甲烷长期以来只能被全部排到大气中，造成巨大的温室气体污染。低浓度瓦斯是指甲烷浓度低于30％的煤层气，分为风排瓦斯(“乏风”)和抽放瓦斯两部分。矿井通风系统排出的乏风的浓度低于0.75％，风量特别巨大，所含的甲烷约占我国煤矿瓦斯甲烷总量的81％。乏风及低浓度瓦斯氧化发电的原理是把泵站的抽放瓦斯掺混到乏风里，导入蓄热式高温氧化装置，低浓度甲烷在高温反应腔里瞬间无火焰地氧化为水和二氧化碳，并释放出巨大氧化热，热能的一小部分用于维持反应温度，大部分热能被导出到余热锅炉和水进行热交换，产出过热高压水蒸汽，驱动汽轮机发电。乏风及低浓度瓦斯氧化发电可以销毁95％以上的排空甲烷，利用低浓度瓦斯资源建设分布式清洁能源体系，符合国家“以用促抽”的瓦斯治理方针。

现有专用于乏风及低浓度瓦斯的掺混系统在混合时，只是简单地将乏风及抽放瓦斯混合在一起后立马进入高温氧化装置，混合不够充分均匀，或者仅仅采用若干静置的导流板来保证混匀效果，但是其掺混精度还有待进一步提高。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，以达到提高乏风和抽放瓦斯混合均匀性的作用。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，包括乏风输送管和抽放瓦斯管，乏风输送管和抽放瓦斯管同时连接有掺混管，掺混管内按照气流流向依次设置有静态混合装置和动态混合装置，其中静态混合装置包括若干设置在掺混管内壁的导流板，导流板顺着气流流向依次设置，相邻导流板交错布置，动态混合装置包括固定在掺混管内壁的支架，支架上活动设置有转动轴，转动轴上设置有若干叶片，转动轴连接有驱动机构，驱动机构用于带动转动轴转动。

优选地，驱动机构包括连接在转动轴底部的从动锥齿轮，从动锥齿轮啮合连接有主动锥齿轮，主动锥齿轮连接有驱动轴，驱动轴活动贯穿掺混管并连接有减速器，减速器设置在掺混管外壁，减速器连接有驱动电机。

优选地，支架上设置有轴承座，转动轴活动连接在轴承座内，从动锥齿轮位于轴承座下方。

优选地，掺混管连接有缓冲管，缓冲管直径大于掺混管直径，缓冲管连接有混合输送管，混合输送管连接有蓄热式高温氧化装置。

优选地，混合输送管与掺混管之间连接有回流管，回流管与掺混管连接位置位于静态混合装置下方，回流管上靠近混合输送管与掺混管处均设置有控制阀A，混合输送管上设置有控制阀B，回流管与混合输送管连接位置位于控制阀A和控制阀B之间。

优选地，混合输送管上设置有瓦斯浓度检测仪，瓦斯浓度检测仪位于控制阀A和控制阀B之间。

优选地，混合输送管内按照气流输送方向依次设置有若干脱水板和一个引风机，脱水板用于脱除混合气体中的水分。

优选地，脱水板朝着气流输送方向均倾斜布置，且相邻脱水板互相交错布置。

优选地，抽放瓦斯管与掺混管气流方向具有夹角。

本实用新型的有益效果体现在：

1、乏风和抽放瓦斯分别通过乏风输送管和抽放瓦斯管进入掺混管后，首先通过静态混合装置中的若干导流板，由于导流板交错布置，可减缓混合气体的流速，延长混合气体的行程，从而提高混合效果，然后再通过动态混合装置时，在转动轴转动作用下使若干叶片搅动混合气体，加强对混合气体的混合效果，混合更加充分均匀，大大提高了掺混精度。

2、从掺混管出来的混合气体在动态混合装置作用下流速会变大，通过设置缓冲管，从而缓冲降低混合气体流速，使其恢复到正常流速，保证后续工作的正常运行。

3、通过设置瓦斯浓度检测仪，将检测到混合气体瓦斯浓度还是比较高时，可通过回流管将混合气体回流到掺混管内进行二次混合，直到混合后的瓦斯浓度达标，保证了安全性。

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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型提供的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统的结构示意图；

图2为本实用新型中掺混管内部的结构示意图。

附图标记：

1-乏风输送管，2-抽放瓦斯管，3-掺混管，4-导流板，5-支架，6-转动轴，7-叶片，8-驱动机构，8.1-从动锥齿轮，8.2-主动锥齿轮，8.3-驱动轴，8.4-减速器，8.5-驱动电机，9-轴承座，10-缓冲管，11-混合输送管，12-蓄热式高温氧化装置，13-回流管，14-控制阀A，15-控制阀B，16-瓦斯浓度检测仪，17-脱水板，18-引风机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和出示的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，包括乏风输送管1和抽放瓦斯管2，抽放瓦斯管2连接有抽采泵站，乏风输送管1用于输送乏风，抽放瓦斯管2用于输送抽放瓦斯，乏风输送管1和抽放瓦斯管2同时连接有掺混管3，掺混管3内按照气流流向依次设置有静态混合装置和动态混合装置，其中静态混合装置包括若干设置在掺混管3内壁的导流板4，导流板4顺着气流流向依次设置，相邻导流板4交错布置，动态混合装置包括固定在掺混管3内壁的支架5，支架5上活动设置有转动轴6，转动轴6上设置有若干叶片7，转动轴6连接有驱动机构8，驱动机构8用于带动转动轴6转动。

工作时，乏风和抽放瓦斯分别通过乏风输送管1和抽放瓦斯管2进入掺混管3后，首先通过静态混合装置中的若干导流板4，由于导流板4交错布置，可减缓混合气体的流速，延长混合气体的行程，从而提高混合效果，然后再通过动态混合装置时，在转动轴6转动作用下使若干叶片7搅动混合气体，加强对混合气体的混合效果，混合更加充分均匀，大大提高了掺混精度，且这里转动轴6通过驱动机构8自动转动，自动化程度高。

具体地，驱动机构8包括连接在转动轴6底部的从动锥齿轮8.1，从动锥齿轮8.1啮合连接有主动锥齿轮8.2，主动锥齿轮8.2连接有驱动轴8.3，驱动轴8.3活动贯穿掺混管3并连接有减速器8.4，减速器8.4设置在掺混管3外壁，减速器8.4连接有驱动电机8.5，驱动电机8.5启动时即可带动主动锥齿轮8.2和从动锥齿轮8.1转动，从而带动转动轴6转动，自动化作业。支架5上设置有轴承座9，转动轴6活动连接在轴承座9内，从动锥齿轮8.1位于轴承座9下方，轴承座9起到支撑转动轴6并配合其转动的作用。

具体地，掺混管3连接有缓冲管10，缓冲管10直径大于掺混管3直径，缓冲管10连接有混合输送管11，混合输送管11连接有蓄热式高温氧化装置12，蓄热式高温氧化装置12为现有技术，其具体结构这里不再赘述。

由于从掺混管3出来的混合气体在动态混合装置作用下流速会变大，因此这里通过设置缓冲管10，从而缓冲降低混合气体流速，使其恢复到正常流速，保证后续工作的正常运行。

具体地，混合输送管11与掺混管3之间连接有回流管13，回流管13与掺混管3连接位置位于静态混合装置下方，回流管13上靠近混合输送管11与掺混管3处均设置有控制阀A14，防止正常工作情况下混合气体进入回流管13内，混合输送管11上设置有控制阀B15，回流管13与混合输送管11连接位置位于控制阀A14和控制阀B15之间。混合输送管11上设置有瓦斯浓度检测仪16，瓦斯浓度检测仪16位于控制阀A14和控制阀B15之间。

当通过瓦斯浓度检测仪16检测到混合气体瓦斯浓度还是比较高时，关闭控制阀B15，同时打开两个控制阀A14，使混合气体可通过回流管13又回流到掺混管3内进行二次混合，直到混合后的瓦斯浓度达标，这时再打开控制阀B15，同时关闭两个控制阀A14，保证了安全性。

具体地，混合输送管11内按照气流输送方向依次设置有若干脱水板17和一个引风机18，引风机18用于促进气体流向蓄热式高温氧化装置12，脱水板17用于脱除混合气体中的水分，这里脱水板17采用吸水性较好的材质即可，且脱水板17可采用波浪形，增大与混合气体的接触面积，提高脱水效果，脱水板17朝着气流输送方向均倾斜布置，且相邻脱水板17互相交错布置，使脱水板17能充分与混合气体接触，且延长了混合气体行程，进一步提高对混合气体的脱水效果。

具体地，抽放瓦斯管2与掺混管3气流方向具有夹角，这样从抽放瓦斯管2出来的抽放瓦斯流向和乏风输送管1出来的乏风形成对流，可缓冲混合气体流速，且具有预混效果，进一步提高混合均匀性。

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，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，包括乏风输送管和抽放瓦斯管，所述乏风输送管和抽放瓦斯管同时连接有掺混管，所述掺混管内按照气流流向依次设置有静态混合装置和动态混合装置；其中，

所述静态混合装置包括若干设置在掺混管内壁的导流板，所述导流板顺着气流流向依次设置，相邻所述导流板交错布置；

所述动态混合装置包括固定在掺混管内壁的支架，所述支架上活动设置有转动轴，所述转动轴上设置有若干叶片，所述转动轴连接有驱动机构，所述驱动机构用于带动转动轴转动。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述驱动机构包括连接在转动轴底部的从动锥齿轮，所述从动锥齿轮啮合连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮连接有驱动轴，所述驱动轴活动贯穿掺混管并连接有减速器，所述减速器设置在掺混管外壁，所述减速器连接有驱动电机。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述支架上设置有轴承座，所述转动轴活动连接在轴承座内，所述从动锥齿轮位于轴承座下方。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述掺混管连接有缓冲管，所述缓冲管直径大于掺混管直径，所述缓冲管连接有混合输送管，所述混合输送管连接有蓄热式高温氧化装置。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述混合输送管与掺混管之间连接有回流管，所述回流管与掺混管连接位置位于静态混合装置下方，所述回流管上靠近混合输送管与掺混管处均设置有控制阀A，所述混合输送管上设置有控制阀B，所述回流管与混合输送管连接位置位于控制阀A和控制阀B之间。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述混合输送管上设置有瓦斯浓度检测仪，所述瓦斯浓度检测仪位于控制阀A和控制阀B之间。

7.根据权利要求4或5所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述混合输送管内按照气流输送方向依次设置有若干脱水板和一个引风机，所述脱水板用于脱除混合气体中的水分。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述脱水板朝着气流输送方向均倾斜布置，且相邻所述脱水板互相交错布置。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿乏风低浓度瓦斯自动混匀型掺混系统，其特征在于，所述抽放瓦斯管与掺混管气流方向具有夹角。

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