CN216979061U - 一种瓦斯含量测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瓦斯含量测试装置，用于测试煤样罐中煤样的瓦斯含量，包括过滤管，过滤管的输入端通过输气管道与煤样罐相连接，通过各个管道将过滤管、冷凝管、给水管、隔水瓶、吸气管、真空管、排水管、量筒和真空泵连通到一起；通过2号三通阀进而通过真空管来控制吸气管的吸气和排气，通过1号三通阀来控制煤样罐中气体及吸气管中气体的走向，最终用量筒的读数即为煤样罐中煤样的瓦斯含量的测试结果，本实用新型结构管路设计合理，操作简便，采用真空压力表替换传统U型水银管，可直观的显示整体装置是否漏气，提高测试精度，在提高装置的气密性提升测试结果精确度的同时大大缩短检测时间。

Description

一种瓦斯含量测试装置

技术领域

本实用新型属于煤层瓦斯含量测定技术领域，具体涉及一种瓦斯含量测试装置。

背景技术

煤层瓦斯含量是表征煤层气储层特征的关键储层参数，它是计算煤矿瓦斯储量、煤矿瓦斯涌出量、判定瓦斯抽采是否达标及煤层突出危险性预测的重要依据。准确获取煤层瓦斯含量对于煤层气资源勘探开发和煤矿瓦斯灾害防治具有重要意义。

目前测定瓦斯含量依据国标《地勘时期煤层瓦斯含量测定方法》

(GB/T23249-2009)和《煤层瓦斯井下直接测定方法》(GB/T23250-2009)中的规定，在实验室中用脱气装置来测定煤中瓦斯含量。

现有的脱气装置主要存在以下问题：

(1)各零部件之间连接不合理，管路复杂繁琐，测试操作过程中，费时费力，并且易导致整体装置气密性差，易造成系统漏气，从而导致测试结果精度较低。

(2)传统脱气装置是通过一个U型水银管来检测系统的气密性，U型水银管精度较低，不能直观的显示仪器是否漏气，并且易破碎，如果出现水银泄露，挥发到空气中，会对实验人员的身体健康造成危害。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种瓦斯含量测试装置，能够解决现有脱气装置中气密性差，测试精度低，安全性能低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种瓦斯含量测试装置，用于测试煤样罐中煤样的瓦斯含量，包括过滤管，过滤管的输入端通过输气管道与煤样罐相连接，过滤管的输出端与第一管道的一端相连，第一管道的另一端与冷凝管的下端相连通，所述的冷凝管的上端连接有第二管道的一端，第二管道上通过第一导管安装有真空压力表，第二管道的另一端与隔水瓶的上端相连通，隔水瓶的下端通过第三管道与号三通阀的输入端相连通；

所述的号三通阀的第一输出端与吸气管的上端相连通，吸气管的下端通过第二导管与真空管的下端相连通，真空管的上端与号三通阀的输入端相连通，号三通阀的第一输出端为排气口，号三通阀的第二输出端通过第四管道与真空阀的输入端相连通，真空阀的输出端连接有真空泵。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的号三通阀的第二输出端与第五管道的一端相连通，第五管道的另一端分别与第六管道的一端及第七管道的一端相连通；所述的第六管道的另一端与量筒的上端相连通，量筒的下端通过第三导管与水准瓶相连通；所述的第七管道的另一端与集气管道的输入端相连通，所述的集气管道的输出端连接有集气瓶。

所述的第一管道的另一端还与集水管的上端相连通，所述的第三管道上通过第八管道与第九管道的一端相连通，所述的第九管道的另一端分别与排水管的上端及第十一管道的一端相连通；所述的第十一管道的另一端与所述的集水管的下端相连通；

所述的第三管道上通过第八管道还与第十管道的一端相连通，第十管道的另一端连接在第四管道上。

所述的量筒为两个以上并联设置的量筒。

所述的排水管的下端连接有排水管道。

所述的冷凝管上连接有冷却进水管和冷却出水管。

所述的第一管道上设置有号阀门，所述的第一导管上设置有号阀门，所述的第五管道上设置有号阀门，所述的第六管道上设置有号阀门，所述的集气管道上设置有号阀门，所述的第八管道上设置有号阀门，所述的第九管道上设置有号阀门，所述的第十管道上设置有号阀门，所述的第十一管道上设置有号阀门，所述的排水管道上设置有号阀门。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(1)本实用新型结构管路设计合理，操作简便，在提高装置的气密性提升测试结果精确度的同时缩短检测时间。

(2)本实用新型采用真空压力表替换传统U型水银管，可直观的显示整体装置是否漏气，提高测试精度。

(3)本实用新型中，各管道采用316L-BA级不锈钢管，阀门采用316L级不锈钢材质，避免整体装置在操作过程中，管路发生变形，进而导致试验效果不佳，提高装置的气密性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：

1、煤样罐，2、过滤管，3、冷凝管，4、集水管，5、真空压力表，6、隔水瓶，7、吸气管，8、真空管，9、排气口，10、真空泵，11、量筒，12、水准瓶，13、集气瓶，14、排水管，15、输气管道，16、第一管道，17、第二管道，18、第三管道，19、第四管道，20、第五管道，21、第六管道，22、第七管道，24、集气管道，25、第八管道，26、第九管道，27、第十管道，28、第十一管道，29、排水管道，30、冷却进水管，31、冷却出水管，32、第一导管，33、第二导管，34、第三导管，35、1号三通阀，36、2号三通阀，37、真空阀，38、1号阀门，39、2号阀门，40、3号阀门，41、4号阀门，42、5号阀门，43、6号阀门，44、7号阀门，45、8号阀门，46、9号阀门，47、10号阀门。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种瓦斯含量测试装置，用于测试煤样罐1中煤样的瓦斯含量，如图1所示，包括过滤管2，过滤管2的输入端通过输气管道15与煤样罐1相连接，过滤管2的输出端与第一管道16的一端相连，第一管道16的另一端与冷凝管3的下端相连通，冷凝管3的上端连接有第二管道17的一端，第二管道17上通过第一导管32安装有真空压力表5，第二管道17的另一端与隔水瓶6的上端相连通，隔水瓶6的下端通过第三管道18与1号三通阀35的输入端相连通；

1号三通阀35的第一输出端与吸气管7的上端相连通，吸气管7的下端通过第二导管33与真空管8的下端相连通，真空管8的上端与2号三通阀36的输入端相连通，2号三通阀36的第一输出端为排气口9，2号三通阀36的第二输出端通过第四管道19与真空阀37的输入端相连通，真空阀37的输出端连接有真空泵10。

本实施例中当1号三通阀35的输入端与1号三通阀35的第一输出端接通时，可通过真空泵10将煤样罐1中的瓦斯抽取至吸气管7内，整个装置内部件之间通过管道依次交错连接，以及与1号三通阀35和2号三通阀36的结合使用，使测试装置的管路设置合理，提高装置的气密性，保证装置在测试过程中正常运行；用真空压力表5替换传统U型水银管，可直观的显示整体装置是否漏气，并且真空压力表5的精度更高。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中1号三通阀35的第二输出端与第五管道20的一端相连通，第五管道20的另一端分别与第六管道21的一端及第七管道22的一端相连通；第六管道21的另一端与量筒11的上端相连通，量筒11的下端通过第三导管34与水准瓶12相连通；第七管道22的另一端与集气管道24的输入端相连通，集气管道24的输出端连接有集气瓶13，当1号三通阀35的第一输出端与1号三通阀35的第二输出端接通时，2号三通阀36转至第一输出端，即排气口9，此时系统与大气接通，在大气压的作用下，大气进入真空管8，将吸气管7内的瓦斯排入量筒11内。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中第一管道16的另一端还与集水管4的上端相连通，第三管道18上通过第八管道25与第九管道26的一端相连通，第九管道26的另一端分别与排水管14的上端及第十一管道28的一端相连通；第十一管道28的另一端与集水管4的下端相连通；

第三管道18上通过第八管道25还与第十管道27的一端相连通，第十管道27的另一端连接在第四管道19上，在真空的作用下，瓦斯气体内的水分进入到集水管4内，待集水管4内液体充满后，液体可通过第十一管道28进入到排水管14中。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中量筒11为两个以上并联设置的量筒，多个量筒的设置可以确保存在足够的容量储存煤样脱气出的瓦斯，使试验能一次性完成，缩短检测时间。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中排水管14的下端连接有排水管道29。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中冷凝管3上连接有冷却进水管30和冷却出水管31，通过冷却进水管30和冷却出水管31对冷凝管3进行循环水冷却，使通过冷凝管3内的气体中的液体冷却析出回流至集水管4内。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中各个管道，导管，冷却进出水管形成的管路均采用316L-BA级不锈钢管，采用美国进口世伟洛克M200全自动焊机焊接工艺，接头连接采用1/4精密热处理卡环进行密封，镀银螺母锁固，避免整体装置在抽真空时，管路发生变形，进而导致抽真空效果不佳，提高装置的气密性。

进一步的，本实施例中过滤管2、冷凝管3、集水管4、隔水瓶6、吸气管7、真空管8、量筒11和排水管14均采用有机玻璃材质，提高零件的使用寿命。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中第一管道16上设置有1号阀门38，第一导管32上设置有2号阀门39，第五管道20上设置有3号阀门40，第六管道21上设置有4号阀门41，集气管道24上设置有5号阀门42，第八管道25上设置有6号阀门43，第九管道26上设置有7号阀门44，第十管道27上设置有8号阀门45，第十一管道28上设置有9号阀门46，排水管道29上设置有10号阀门47，在实际操作中，根据不同的测试步骤，选择开合不同的阀门，连通不同的管道，确保装置在不同测试步骤中的气密性，提高测试结果精度，本实施例中，各个阀门采用316L级不锈钢材质，阀芯采用磨损自补偿密封式结构，接头连接采用1/4精密热处理卡环进行密封，镀银螺母锁固，保证阀门使用过程中无泄漏，提升装置气密性。

本实施例的在实际操作时：

第一步：进行装置气密性测试，本装置使用前要严格试漏。要求本装置在仪器最大真空度下放置240min，真空压力表5数值无变化。量筒11在水准瓶12放低情况下液面不动无气体渗漏；仪器检修后要重新试漏。

第二步：装置预抽真空，在每个样品进行测试前要对装置进行预抽真空。接通真空泵电源，开启真空泵10，将真空阀37旋至抽真空处，将1号三通阀35旋至关闭处，打开6号阀门43、7号阀门44、8号阀门45、9号阀门46和2号阀门39，当达到最大真空度10^-2Pa时，关闭6号阀门43、7号阀门44和8号阀门45，关闭真空泵10，将真空阀37旋至排气后再旋至关闭处，真空压力表5的读数在10min内保持不变即为合格，可以进行脱气实验；若真空压力表5数值持续增大，说明装置漏气，应排查问题后再进行预抽真空合格后方可脱气实验。

第三步：进行煤样脱气，装置预抽真空合格后对煤样进行脱气。开启2号阀门39、3号阀门40、和4号阀门41，接通真空泵电源，开启真空泵10，将真空阀37旋至抽真空处，将1号三通阀35旋至第一输出端与吸气管7相连通，将2号三通阀36旋至第二输出端，使真空泵10与真空管8相连通，开启与第一管道16上的1号阀门38，煤样罐1内的气体依次通过过滤管2、冷凝管3、隔水瓶6进入到吸气管7内，当吸气管7内的液面下降至1/3处时，将1号三通阀35旋至第二输出端，使吸气管7与量筒11相连通，将2号三通阀36旋至第一输出端，使真空管8与排气口9相连通，在大气的作用下，吸气管7中的气体通过管道进入到量筒11中，当吸气管7中的气体即将全部进入到量筒11时，同时将1号阀门38旋至第一输出端，2号三通阀36旋至第二输出端，如此反复直至真空压力表5的读数开始变化为止，关闭1号阀门38和2号三通阀36，关闭真空泵10，将真空阀37旋至排气后再旋至关闭处。

再此过程中，过滤管2中设置有过滤网，可过滤气体中的粉尘，开启冷却进水管30和冷却出水管31，对冷凝管3进行冷却，气体经过冷凝管3，在循环冷凝水的作用下，气体中的水分凝结流入至集水管4内，在试验过程中，当集水管4内的液体集满后，通过第十一管道28进入到排水管14中。

第四步：将煤样罐1放入水浴，加热煤样至95～100℃后，每30min重复第三步的操作，直至每30min内泄出瓦斯量小于10ml，煤样中所含水分大部分蒸发出来，视为脱气结束。

第五步：测试煤样的瓦斯含量，当脱气结束后，用手托住水准瓶12，使水准瓶12的液面与量筒11内的液面持平，记录两个量筒11的读数，此时两个量筒11的读数之和即为煤样罐中煤样的瓦斯含量的测试结果。

第六步：气样收集，将导气软管的一端连接至集气管道24，将集气瓶13盛满水并倒置于水槽中，关闭3号阀门40，将水准瓶12置于本装置顶端，打开5号阀门42，将导气软管的另一端插入水槽液面下，排气100ml后，将导气软管的另一端伸入集气瓶13内，开始取气，集气瓶13的瓶口不应漏出水面，当集气瓶13内气体充满集气瓶2/3体积时，关闭5号阀门42，将导气软管拔出，用橡胶塞密封集气瓶13后取出擦干，将标签贴于瓶身，将气样置于气样框中，取气完成后，打开5号阀门42放出量筒11内的剩余气体，剩余气体应点燃后排放，气体排放完成后关闭5号阀门42，将水准瓶12置于地面，开启10号阀门47将排水管14内的液体排出。

Claims (7)

1.一种瓦斯含量测试装置，用于测试煤样罐(1)中煤样的瓦斯含量，其特征在于，包括过滤管(2)，过滤管(2)的输入端通过输气管道(15)与煤样罐(1)相连接，过滤管(2)的输出端与第一管道(16)的一端相连，第一管道(16)的另一端与冷凝管(3)的下端相连通，所述的冷凝管(3)的上端连接有第二管道(17)的一端，第二管道(17)上通过第一导管(32)安装有真空压力表(5)，第二管道(17)的另一端与隔水瓶(6)的上端相连通，隔水瓶(6)的下端通过第三管道(18)与1号三通阀(35)的输入端相连通；

所述的1号三通阀(35)的第一输出端与吸气管(7)的上端相连通，吸气管(7)的下端通过第二导管(33)与真空管(8)的下端相连通，真空管(8)的上端与2号三通阀(36)的输入端相连通，2号三通阀(36)的第一输出端为排气口(9)，2号三通阀(36)的第二输出端通过第四管道(19)与真空阀(37)的输入端相连通，真空阀(37)的输出端连接有真空泵(10)。

2.如权利要求1所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的1号三通阀(35)的第二输出端与第五管道(20)的一端相连通，第五管道(20)的另一端分别与第六管道(21)的一端及第七管道(22)的一端相连通；所述的第六管道(21)的另一端与量筒(11)的上端相连通，量筒(11)的下端通过第三导管(34)与水准瓶(12)相连通；所述的第七管道(22)的另一端与集气管道(24)的输入端相连通，所述的集气管道(24)的输出端连接有集气瓶(13)。

3.如权利要求2所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的第一管道(16)的另一端还与集水管(4)的上端相连通，所述的第三管道(18)上通过第八管道(25)与第九管道(26)的一端相连通，所述的第九管道(26)的另一端分别与排水管(14)的上端及第十一管道(28)的一端相连通；所述的第十一管道(28)的另一端与所述的集水管(4)的下端相连通；

所述的第三管道(18)上通过第八管道(25)还与第十管道(27)的一端相连通，第十管道(27)的另一端连接在第四管道(19)上。

4.如权利要求2所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的量筒(11)为两个以上并联设置的量筒。

5.如权利要求3所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的排水管(14)的下端连接有排水管道(29)。

6.如权利要求1所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的冷凝管(3)上连接有冷却进水管(30)和冷却出水管(31)。

7.如权利要求5所述的瓦斯含量测试装置，其特征在于，所述的第一管道(16)上设置有1号阀门(38)，所述的第一导管(32)上设置有2号阀门(39)，所述的第五管道(20)上设置有3号阀门(40)，所述的第六管道(21)上设置有4号阀门(41)，所述的集气管道(24)上设置有5号阀门(42)，所述的第八管道(25)上设置有6号阀门(43)，所述的第九管道(26)上设置有7号阀门(44)，所述的第十管道(27)上设置有8号阀门(45)，所述的第十一管道(28)上设置有9号阀门(46)，所述的排水管道(29)上设置有10号阀门(47)。

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