CN217954186U - 一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐 - Google Patents

Abstract

一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，包括罐体和设置在罐体顶部的罐盖，罐盖内圆与罐体上部外圆螺纹连接，罐盖顶部内表面在罐体上端环形面正上方设有环形槽，环形槽内设有与罐体上端环形面压接密封配合的第一密封圈，罐体外圆在罐盖下方螺纹连接有顶压背紧套筒，顶压背紧套筒上端环形面与罐盖下端环形面的内侧圆之间的罐体外圆套设有第二密封圈，罐盖顶部内表面一体设有伸入到罐体上端口内的密封盘，密封盘下端面外圆与罐体内表面之间设有密封组件。本实用新型采用三重密封结构以及在装入煤样时安放遮挡导料套筒有效解决了现有煤样罐存在的密封不严而漏气的问题，确保煤样罐在采样后存储煤样过程中的密封性能，大大提高了瓦斯解吸实验测试结果的准确度。

Description

一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐

技术领域

本实用新型属于煤层瓦斯含量检测技术领域，具体涉及一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐。

背景技术

进行测定煤样瓦斯含量时，需要对所取煤样进行解吸，煤样罐是必不可少的装置。在煤矿井下现场采集的煤样存储到煤样罐后，进行井下解吸后，再将装有煤样的煤样罐运到地面进行井上解吸，最后再带到实验室进行瓦斯含量的测定，这个过程要保证煤样罐的密闭性良好，以获取准确的数据。由于在煤样罐从井下现场到地面，以及到实验室的这段时间，可能会有几个小时、甚至几天、几十天，如果煤层瓦斯含量大在这段时间内罐体内会解析大量的瓦斯，压力增大，其产生的瓦斯压力会达到1MPa以上，因此煤样罐密封程度直接关系到测量瓦斯含量的准确度。现有的煤样罐，一般包括通过螺纹连接起来的罐盖和罐体，罐盖与罐体之间通过一个O型密封圈实现密封，当罐体螺纹处及上端口煤粉未擦拭干净时，拧紧罐盖困难的同时也会使密封圈破损，导致漏气，并且这种密封结构本身的气密性就比较弱，当罐体内积累的瓦斯压力过大时，容易发生气体泄漏。而在煤样罐的运送过程之中产生的颠簸也可能会导致煤样罐的密封性受到影响，从而造成瓦斯气体从罐盖与罐体密封处漏出。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种采用三重密封结构充分提高密封性的用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，包括罐体和设置在罐体顶部的罐盖，罐盖内圆与罐体上部外圆螺纹连接，罐盖顶部内表面在罐体上端环形面正上方设有环形槽，环形槽内设有与罐体上端环形面压接密封配合的第一密封圈，罐体外圆在罐盖下方螺纹连接有顶压背紧套筒，顶压背紧套筒上端环形面与罐盖下端环形面的内侧圆之间的罐体外圆套设有第二密封圈，罐盖顶部内表面一体设有伸入到罐体上端口内的密封盘，密封盘外圆与罐体上端口内圆间隙配合，密封盘下端面外圆与罐体内表面之间设有密封组件。

罐盖和密封盘的内部沿中心线方向开设有上下通透的气流通道，罐盖顶部设置有与气流通道上端口连接的高压针阀，高压针阀的侧面设置有出气管接头，密封盘底面开设有与气流通道下端同轴向的圆柱槽，圆柱槽内螺纹连接有上下通透的中空压套，中空压套上端与螺纹槽底部之间设有过滤棉垫。

环形槽和第一密封圈的横截面为上宽下窄的等腰梯形结构，第一密封圈下端面凸出于环形槽下端口。

顶压背紧套筒上端环形面内侧圆开设有下倒角，罐盖下端环形面的内侧圆开设有与下倒角上下对应的上倒角，第二密封圈的横截面以及上倒角和下倒角合围的环形腔的横截面轮廓均为等腰直角三角形结构，第二密封圈的横截面设置在环形腔内，第二密封圈的斜边与罐体外圆压接。

密封组件包括第三密封圈和环形支撑圈，环形支撑圈外圆固定设在罐体内圆，第三密封圈下端环面和环形支撑圈内圆上端环面均为上粗下细的圆锥面，第三密封圈下端环面与环形支撑圈内圆上端环面对应压接密封，密封盘下端面外圆设有环形台阶，第三密封圈设置在环形台阶上，第三密封圈下端低于密封盘下表面，密封盘外圆在环形台阶处设有环形定位槽，第三密封圈内圆上部设有装配在环形定位槽内的定位环。

采用上述技术方案，本实用新型中的三重密封分别是：第一重密封是罐盖底面的第一密封圈与罐体上端环形面之间压接的第一密封圈；第二重密封是在第一密封圈对罐体上端环形面压接密封的同时，密封组件中的第三密封圈下端环面和环形支撑圈内圆上端环面压接密封；三重密封是在第一重密封和第二重密封完成后，转动顶压背紧套筒，顶压背紧套筒向上移动，顶压第二密封圈，第二密封圈上端面与上倒角压接，第二密封圈内圆面与罐体外圆压接（此处的罐体外圆为设置为光面），这样就对罐盖下端口密封。顶压背紧套筒通过第二密封圈对罐盖的顶压，还起到背紧罐盖的作用，防止罐盖在运输过程中由于振动等原因被旋松。

本实用新型在采样使用前，先对煤样罐的气密性进行检查，具体操作方法为：拧下罐盖，先仔细检查第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈是否破损，若破损就必须更换新的密封圈。接着拧下中空压套，取出旧的过滤棉垫，更换新的过滤棉垫（过滤棉垫的作用在于防止煤粉阻塞气流通道与高压针阀）后再将中空压套拧上压紧过滤棉垫。然后将罐盖与罐体拧紧，顶压背紧套筒也拧紧，打开高压针阀，将充气管与出气管接头相连接，向煤样罐内充入空气，充到一定压力后关闭高压针阀，去掉充气管，将煤样罐放入水槽中，观察是否有气泡冒出，若在水槽中放置一段时间后一直无气泡冒出，说明煤样罐具有良好的气密性。

环形槽和第一密封圈的横截面为上宽下窄的等腰梯形结构，这样可使第一密封圈可牢靠地固定在环形槽内。

第二密封圈的横截面以及上倒角和下倒角合围的环形腔的横截面轮廓均为等腰直角三角形结构，这样就使得顶压背紧套筒向上移动顶压第二密封圈下端面时，第二密封圈上端面与上倒角压接，同时上倒角和下倒角对第二密封圈的反向压力的径向分力使第二密封圈内圆紧压罐体外圆，从而实现良好的密封效果。

密封组件中的环形支撑圈上端面与第三密封圈下端面的圆锥面压接配合，具有良好的压接密封效果。环形定位槽与第三密封圈内圆一体设置的定位环装配，使第三密封圈会牢靠地安装在密封盘下端面外圆的环形台阶上。

本实用新型在煤矿井下采集煤样的操作过程为：关闭高压针阀，拧开罐盖，使用一个遮挡导料套筒安放在罐体上端口，遮挡导料套筒包括直径稍小于罐体内圆的内圆筒和直径稍大于罐体外圆的外圆筒，内圆筒和外圆筒上端通过环形板连接，环形板遮挡罐体上端环面，内圆筒下端向内缩口形成上粗下细的内圆锥筒，内圆锥筒遮挡环形支撑圈，外圆筒下端向外扩口形成上细下粗的外圆锥筒，外圆锥筒遮挡顶压背紧套筒和第二密封圈，然后将煤样从遮挡导料套筒上端口装入罐体内，遮挡导料套筒的设置可防止在装入煤样时煤粉掉落在罐体上端环面、环形支撑圈、罐体外圆螺纹以及第二密封圈上而造成各密封组件磨损以及罐盖难以拧紧，装入一定量的煤样后，将遮挡导料套筒从罐体上端口取下，接着迅速将罐盖拧紧，再将压背紧套筒通过第二密封圈顶压罐盖，背紧罐盖后完成煤样采集工作。然后连接出气管接头与解吸仪进行井下解吸，再将装有煤样的煤样罐运到地面进行同样操作的井上解吸，最后再带到实验室进行瓦斯含量的测定。

综上所述，本实用新型原理科学，结构紧凑，三重密封结构以及在装入煤样时安放遮挡导料套筒有效解决了现有煤样罐存在的密封不严而漏气的问题，确保煤样罐在采样后存储煤样过程中的密封性能，大大提高了瓦斯解吸实验测试结果的准确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是向罐体内装入煤样时安放遮挡导料套筒的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，包括罐体1和设置在罐体1顶部的罐盖2，罐盖2内圆与罐体1上部外圆螺纹连接，罐盖2顶部内表面在罐体1上端环形面正上方设有环形槽，环形槽内设有与罐体1上端环形面压接密封配合的第一密封圈3，罐体1外圆在罐盖2下方螺纹连接有顶压背紧套筒4，顶压背紧套筒4上端环形面与罐盖2下端环形面的内侧圆之间的罐体1外圆套设有第二密封圈5，罐盖2顶部内表面一体设有伸入到罐体1上端口内的密封盘6，密封盘6外圆与罐体1上端口内圆间隙配合，密封盘6下端面外圆与罐体1内表面之间设有密封组件。

罐盖2和密封盘6的内部沿中心线方向开设有上下通透的气流通道7，罐盖2顶部设置有与气流通道7上端口连接的高压针阀8，高压针阀8的侧面设置有出气管接头9，密封盘6底面开设有与气流通道7下端同轴向的圆柱槽，圆柱槽内螺纹连接有上下通透的中空压套10，中空压套10上端与螺纹槽底部之间设有过滤棉垫11。

环形槽和第一密封圈3的横截面为上宽下窄的等腰梯形结构，第一密封圈3下端面凸出于环形槽下端口。

顶压背紧套筒4上端环形面内侧圆开设有下倒角，罐盖2下端环形面的内侧圆开设有与下倒角上下对应的上倒角，第二密封圈5的横截面以及上倒角和下倒角合围的环形腔的横截面轮廓均为等腰直角三角形结构，第二密封圈5的横截面设置在环形腔内，第二密封圈5的斜边与罐体1外圆压接。

密封组件包括第三密封圈12和环形支撑圈13，环形支撑圈13外圆固定设在罐体1内圆，第三密封圈12下端环面和环形支撑圈13内圆上端环面均为上粗下细的圆锥面，第三密封圈12下端环面与环形支撑圈13内圆上端环面对应压接密封，密封盘6下端面外圆设有环形台阶，第三密封圈12设置在环形台阶上，第三密封圈12下端低于密封盘6下表面，密封盘6外圆在环形台阶处设有环形定位槽，第三密封圈12内圆上部设有装配在环形定位槽内的定位环14。

本实用新型中的三重密封分别是：第一重密封是罐盖2底面的第一密封圈3与罐体1上端环形面之间压接的第一密封圈3；第二重密封是在第一密封圈3对罐体1上端环形面压接密封的同时，密封组件中的第三密封圈12下端环面和环形支撑圈13内圆上端环面压接密封；三重密封是在第一重密封和第二重密封完成后，转动顶压背紧套筒4，顶压背紧套筒4向上移动，顶压第二密封圈5，第二密封圈5上端面与上倒角压接，第二密封圈5内圆面与罐体1外圆压接（此处的罐体1外圆为设置为光面），这样就对罐盖2下端口密封。顶压背紧套筒4通过第二密封圈5对罐盖2的顶压，还起到背紧罐盖2的作用，防止罐盖2在运输过程中由于振动等原因被旋松。

本实用新型在采样使用前，先对煤样罐的气密性进行检查，具体操作方法为：拧下罐盖2，先仔细检查第一密封圈3、第二密封圈5和第三密封圈12是否破损，若破损就必须更换新的密封圈。接着拧下中空压套10，取出旧的过滤棉垫11，更换新的过滤棉垫11（过滤棉垫11的作用在于防止煤粉阻塞气流通道7与高压针阀8）后再将中空压套10拧上压紧过滤棉垫11。然后将罐盖2与罐体1拧紧，顶压背紧套筒4也拧紧，打开高压针阀8，将充气管与出气管接头9相连接，向煤样罐内充入空气，充到一定压力后关闭高压针阀8，去掉充气管，将煤样罐放入水槽中，观察是否有气泡冒出，若在水槽中放置一段时间后一直无气泡冒出，说明煤样罐具有良好的气密性。

环形槽和第一密封圈3的横截面为上宽下窄的等腰梯形结构，这样可使第一密封圈3可牢靠地固定在环形槽内。

第二密封圈5的横截面以及上倒角和下倒角合围的环形腔的横截面轮廓均为等腰直角三角形结构，这样就使得顶压背紧套筒4向上移动顶压第二密封圈5下端面时，第二密封圈5上端面与上倒角压接，同时上倒角和下倒角对第二密封圈5的反向压力的径向分力使第二密封圈5内圆紧压罐体1外圆，从而实现良好的密封效果。

密封组件中的环形支撑圈13上端面与第三密封圈12下端面的圆锥面压接配合，具有良好的压接密封效果。环形定位槽与第三密封圈12内圆一体设置的定位环14装配，使第三密封圈12会牢靠地安装在密封盘6下端面外圆的环形台阶上。

本实用新型在煤矿井下采集煤样的操作过程为：关闭高压针阀8，拧开罐盖2，如图3所示，使用一个遮挡导料套筒15安放在罐体1上端口，遮挡导料套筒15包括直径稍小于罐体1内圆的内圆筒和直径稍大于罐体1外圆的外圆筒，内圆筒和外圆筒上端通过环形板连接，环形板遮挡罐体1上端环面，内圆筒下端向内缩口形成上粗下细的内圆锥筒，内圆锥筒遮挡环形支撑圈13，外圆筒下端向外扩口形成上细下粗的外圆锥筒，外圆锥筒遮挡顶压背紧套筒4和第二密封圈5，然后将煤样从遮挡导料套筒15上端口装入罐体1内，遮挡导料套筒15的设置可防止在装入煤样时煤粉掉落在罐体1上端环面、环形支撑圈13、罐体1外圆螺纹以及第二密封圈5上而造成各密封组件磨损以及罐盖2难以拧紧，装入一定量的煤样后，将遮挡导料套筒15从罐体1上端口取下，接着迅速将罐盖2拧紧，再将压背紧套筒4通过第二密封圈顶压罐盖2，背紧罐盖2后完成煤样采集工作。然后连接出气管接头9与瓦斯解吸仪进行井下解吸，再将装有煤样的煤样罐运到地面进行同样操作的井上解吸，最后再带到实验室进行瓦斯含量的测定。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，包括罐体和设置在罐体顶部的罐盖，罐盖内圆与罐体上部外圆螺纹连接，其特征在于：罐盖顶部内表面在罐体上端环形面正上方设有环形槽，环形槽内设有与罐体上端环形面压接密封配合的第一密封圈，罐体外圆在罐盖下方螺纹连接有顶压背紧套筒，顶压背紧套筒上端环形面与罐盖下端环形面的内侧圆之间的罐体外圆套设有第二密封圈，罐盖顶部内表面一体设有伸入到罐体上端口内的密封盘，密封盘外圆与罐体上端口内圆间隙配合，密封盘下端面外圆与罐体内表面之间设有密封组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，其特征在于：罐盖和密封盘的内部沿中心线方向开设有上下通透的气流通道，罐盖顶部设置有与气流通道上端口连接的高压针阀，高压针阀的侧面设置有出气管接头，密封盘底面开设有与气流通道下端同轴向的圆柱槽，圆柱槽内螺纹连接有上下通透的中空压套，中空压套上端与螺纹槽底部之间设有过滤棉垫。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，其特征在于：环形槽和第一密封圈的横截面为上宽下窄的等腰梯形结构，第一密封圈下端面凸出于环形槽下端口。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，其特征在于：顶压背紧套筒上端环形面内侧圆开设有下倒角，罐盖下端环形面的内侧圆开设有与下倒角上下对应的上倒角，第二密封圈的横截面以及上倒角和下倒角合围的环形腔的横截面轮廓均为等腰直角三角形结构，第二密封圈的横截面设置在环形腔内，第二密封圈的斜边与罐体外圆压接。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于瓦斯解吸的防漏气煤样罐，其特征在于：密封组件包括第三密封圈和环形支撑圈，环形支撑圈外圆固定设在罐体内圆，第三密封圈下端环面和环形支撑圈内圆上端环面均为上粗下细的圆锥面，第三密封圈下端环面与环形支撑圈内圆上端环面对应压接密封，密封盘下端面外圆设有环形台阶，第三密封圈设置在环形台阶上，第三密封圈下端低于密封盘下表面，密封盘外圆在环形台阶处设有环形定位槽，第三密封圈内圆上部设有装配在环形定位槽内的定位环。

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