一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置及系統(tǒng)，該裝置包括水渣導(dǎo)流管、水渣存儲(chǔ)罐、水位監(jiān)測器、水渣排放泵、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ和信號(hào)處理器；水渣存儲(chǔ)罐頂部設(shè)置有水渣入口，底部設(shè)置有水渣排放口，水渣導(dǎo)流管呈漏斗狀，其上端與瓦斯抽采管路連通，下端與水渣入口連通，水渣排放口通過電磁閥Ⅰ與水渣排放泵相連；水渣排放泵通過電磁閥Ⅱ與壓風(fēng)管路相連，水位監(jiān)測器設(shè)置在水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)，并與信號(hào)處理器相連；信號(hào)處理器與電磁閥Ⅰ和電磁閥Ⅱ相連。通過在抽采主管路上設(shè)置多個(gè)排渣放水裝置構(gòu)成智能排渣放水系統(tǒng)，該系統(tǒng)共享一個(gè)信號(hào)處理器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安全智能，排渣動(dòng)力足，適用于高負(fù)壓抽采和高含水量煤層鉆孔。
【專利說明】
一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種排渣放水裝置，尤其涉及一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置及系統(tǒng)，屬于礦用設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了治理煤層瓦斯，煤礦井下施工了大量抽采鉆孔。由于煤層中含有大量導(dǎo)水裂隙，在抽采過程中，煤層中的水會(huì)經(jīng)過鉆孔進(jìn)入到抽采管路中，這些水夾雜著煤肩在管路上行段和彎曲段容易出現(xiàn)積聚，造成了抽采負(fù)壓的損失，降低了抽采效率。
[0003]長期以來，瓦斯抽采管路中積水主要采用人工放水器進(jìn)行排水，工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高，且不能達(dá)到連續(xù)放水的目的。目前，已有很多類型的自動(dòng)放水器應(yīng)用于煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)，但因存在以下問題而未能在礦井抽采系統(tǒng)中得到全面推廣應(yīng)用:(I)放水能力小，對(duì)積水大的地點(diǎn)放水效率跟不上；(2)使用壽命短，由于礦井水鈣化度高，同時(shí)夾雜礦質(zhì)煤肩，傳統(tǒng)自動(dòng)放水器部件精密度高，硬水易造成部件腐蝕、失效，導(dǎo)致放水器正常工作；(3)適用范圍局限性大，現(xiàn)有的自動(dòng)放水器部件主要依靠浮力結(jié)合磁力改變?nèi)萜鲀?nèi)部空間壓力狀態(tài)的原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放水，在系統(tǒng)負(fù)壓發(fā)生大幅度變化時(shí)自動(dòng)放水器不能進(jìn)行正常工作，尤其是在高負(fù)壓條件下，無法解決管道水渣與氣體分離的難題。
[0004]中國專利CN203008967U公開了一種管路積水智能排放裝置，通過控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)積水和防水功能。但是其防水僅依靠重力作用，無外在排渣動(dòng)力，無法解決煤泥沉淀過多造成排水閥門堵塞的問題；中國專利申請(qǐng)CN104727848A公開了一種煤礦瓦斯抽采管的自動(dòng)放水器，采用氣動(dòng)閥門控制進(jìn)排氣和放水，但存在控制延遲、排渣動(dòng)力不足的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，能加快排渣放水速度，提高放水能力，增強(qiáng)排水、渣動(dòng)力，延長使用壽命。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供上述瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置構(gòu)成的系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，包括水渣導(dǎo)流管、水渣存儲(chǔ)罐、水位監(jiān)測器、水渣排放栗、電磁閥1、電磁閥Π和信號(hào)處理器;所述的水渣存儲(chǔ)罐頂部設(shè)置有水渣入口，所述的水渣存儲(chǔ)罐底部設(shè)置有水渣排放口，所述的水渣導(dǎo)流管呈漏斗狀，水渣導(dǎo)流管上端與瓦斯抽采管路連通，水渣導(dǎo)流管下端與所述的水渣入口連通，所述的水渣排放口通過電磁閥I與水渣排放栗相連;所述水渣排放栗通過電磁閥Π與壓風(fēng)管路相連，所述水位監(jiān)測器豎直設(shè)置在水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)，并通過信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理器相連;所述的信號(hào)處理器通過信號(hào)傳輸線與電磁閥I和電磁閥Π相連。
[0008]所述的壓風(fēng)管路的氣源壓力為0.1?0.6MPa，優(yōu)選為0.2MPa。
[0009]所述的水渣存儲(chǔ)罐上部為圓柱體，下部為圓錐體，所述的圓柱體和所述的圓錐體的底面積相等。
[0010]上述瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置的控制原理為:當(dāng)水位監(jiān)測器顯示水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位高于預(yù)設(shè)水位高度Hl時(shí)，信號(hào)處理器開啟電磁閥I和電磁閥Π;當(dāng)水位監(jiān)測器顯示水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位低于預(yù)設(shè)水位高度Η2時(shí)，信號(hào)處理器先關(guān)閉電磁閥Π，然后關(guān)閉電磁閥
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[0011 ] 一種瓦斯抽采管路智能排渣放水系統(tǒng)，在瓦斯抽采主管路上設(shè)置至少三個(gè)瓦斯抽采管路排渣放水裝置，每個(gè)所述的裝置上的水位監(jiān)測器、電磁閥1、電磁閥π均與同一個(gè)信號(hào)處理器相連。其控制原理為:當(dāng)?shù)诟?水位監(jiān)測器顯示Nl#水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位高于預(yù)設(shè)水位高度Hl時(shí)，信號(hào)處理器同時(shí)開啟Nl#電磁閥I和Nl#電磁閥Π ;當(dāng)Nl#水位監(jiān)測器顯示水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位低于預(yù)設(shè)水位高度Η2時(shí)，信號(hào)處理器先關(guān)閉Nl#電磁閥Π，然后關(guān)閉Nl#電磁閥I。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]I)通過增大水渣導(dǎo)入口的截面積，實(shí)現(xiàn)了高負(fù)壓條件下水和煤渣順利進(jìn)入到水渣存儲(chǔ)罐，尤其適用于高負(fù)壓抽采和高含水量煤層鉆孔；
[0014]2)通過信號(hào)處理器監(jiān)控水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)的水位高度，自動(dòng)控制兩個(gè)電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)了智能排水、排渣，結(jié)構(gòu)簡單可靠，效率高；
[0015]3)采用智能型水渣排放栗，排渣動(dòng)力足，放水速度快，放水能力強(qiáng)，且動(dòng)力源于井下壓風(fēng)系統(tǒng)，安全可靠。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的一種瓦斯抽采管路智能排渣放水系統(tǒng)示意圖。
[0018]圖中:1-水渣導(dǎo)流管;2-水渣存儲(chǔ)罐;3-水位監(jiān)測器;4-電磁閥I;5-電磁閥Π ; 6_水渣排放栗;7-信號(hào)處理器;8-水渣入口 ；9_水渣排放口；10-瓦斯抽采管路;11-壓風(fēng)管路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，包括水渣導(dǎo)流管1、水渣存儲(chǔ)罐2、水位監(jiān)測器3、水渣排放栗6、電磁閥14、電磁閥Π 5和信號(hào)處理器7;
[0021]所述的水渣存儲(chǔ)罐2頂部設(shè)置有水渣入口8，所述的水渣存儲(chǔ)罐2底部設(shè)置有水渣排放口 9，所述的水渣存儲(chǔ)罐2上部為圓柱體，直徑為1.2m，高度為0.8m，下部為圓錐體，直徑也為1.2m，整個(gè)罐體高度為1.6m;所述的水渣導(dǎo)流管I呈漏斗狀，水渣導(dǎo)流管I上端與瓦斯抽采管路10連通，水渣導(dǎo)流管I下端與所述的水渣入口 8連通，所述的水渣排放口 9通過電磁閥14與水渣排放栗6相連。水渣排放栗6采用井下壓風(fēng)管路上的氣體作為動(dòng)力，通過電磁閥Π 5與壓風(fēng)管路11相連。所用氣源壓力為0.1?0.6MPa，本實(shí)施例中為0.2MPa。通過增大水渣導(dǎo)入口的截面積，可實(shí)現(xiàn)高負(fù)壓條件下水和煤渣順利進(jìn)入到水渣存儲(chǔ)罐2。
[0022]所述的水位監(jiān)測器3豎直設(shè)置在水渣存儲(chǔ)罐2內(nèi)，并通過信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理器7相連。信號(hào)處理器7通過信號(hào)傳輸線與電磁閥14和電磁閥Π 5相連。水位監(jiān)測器3用于檢測水渣存儲(chǔ)罐2內(nèi)的水位，電磁閥14和電磁閥Π 5均通過信號(hào)處理器7控制，可以根據(jù)水渣存儲(chǔ)罐2內(nèi)的水位，自控開閉，實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采管路中積水的智能化排放。
[0023]其控制原理為:當(dāng)水位監(jiān)測器3顯示水渣存儲(chǔ)罐2內(nèi)水位高于1.4m時(shí)，信號(hào)處理器7開啟電磁閥14和電磁閥門Π 5，此時(shí)高壓氣源帶動(dòng)水渣排放栗6運(yùn)轉(zhuǎn)，將罐體里尤其是位于圓錐體內(nèi)的煤渣排出；當(dāng)水位監(jiān)測器3顯示水渣存儲(chǔ)罐2內(nèi)水位低于0.3m時(shí)，信號(hào)處理器7先關(guān)閉電磁閥Π 5，此時(shí)水渣排放栗6停止運(yùn)轉(zhuǎn)，管路內(nèi)水依靠慣性仍然少量流出，5s后關(guān)閉電磁閥14。
[0024]為了構(gòu)建瓦斯抽采管路智能排渣放水系統(tǒng)，在瓦斯抽采主管路上設(shè)置至少三個(gè)瓦斯抽采管路排渣放水裝置。本實(shí)施例中設(shè)置了 30個(gè)間距為50m的排渣放水裝置，如圖2所示，這些裝置上分別安裝有I個(gè)水位監(jiān)測器、I個(gè)電磁閥I，1個(gè)電磁閥Π，上述30個(gè)水位監(jiān)測器、30電磁閥I和30個(gè)電磁閥Π均與同一個(gè)信號(hào)處理器相連。其控制原理為:當(dāng)?shù)诟?水位監(jiān)測器顯示附#水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位高于預(yù)設(shè)水位高度1.4m時(shí)，信號(hào)處理器同時(shí)開啟Nl#電磁閥I和Nl#電磁閥Π，此時(shí)高壓氣源帶動(dòng)水渣排放栗運(yùn)轉(zhuǎn)，將罐體里尤其是位于圓錐體內(nèi)的煤渣排出；當(dāng)Nl#水位監(jiān)測器顯示水渣存儲(chǔ)罐內(nèi)水位低于預(yù)設(shè)水位高度0.3m時(shí)，信號(hào)處理器先關(guān)閉Nl#電磁閥Π，然后關(guān)閉Nl#電磁閥I。吧#等其余29個(gè)排渣放水裝置與Nl#排渣放水裝置的工作模式相同，且同時(shí)開始工作。該信號(hào)處理器可同時(shí)控制30個(gè)智能排渣放水裝置工作，實(shí)現(xiàn)了高效控制。采用智能小型水渣排放栗，排渣動(dòng)力足，且動(dòng)力源于井下壓風(fēng)系統(tǒng)，安全可靠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，其特征在于，包括水渣導(dǎo)流管(I)、水渣存儲(chǔ)罐(2)、水位監(jiān)測器(3)、水渣排放栗(6)、電磁閥1(4)、電磁閥Π (5)和信號(hào)處理器(7);所述的水渣存儲(chǔ)罐(2)頂部設(shè)置有水渣入口(8)，所述的水渣存儲(chǔ)罐(2)底部設(shè)置有水渣排放口(9)，所述的水渣導(dǎo)流管(I)呈漏斗狀，水渣導(dǎo)流管(I)上端與瓦斯抽采管路(10)連通，水渣導(dǎo)流管(I)下端與所述的水渣入口(8)連通，所述的水渣排放口(9)通過電磁閥1(4)與所述的水渣排放栗(6)相連;所述的水渣排放栗(6)通過電磁閥Π (5)與壓風(fēng)管路(11)相連;所述水位監(jiān)測器(3)豎直設(shè)置在水渣存儲(chǔ)罐(2)內(nèi)，并通過信號(hào)傳輸線與信號(hào)處理器(7)相連;所述的信號(hào)處理器(7)通過信號(hào)傳輸線與電磁閥1(4)和電磁閥Π (5)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，其特征在于，所述的壓風(fēng)管路(11)的氣源壓力為0.1?0.6MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，其特征在于，所述的壓風(fēng)管路(11)的氣源壓力為0.2MPa。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，其特征在于，所述的水渣存儲(chǔ)罐(2)上部為圓柱體，下部為圓錐體，所述的圓柱體和所述的圓錐體的底面積相等。5.一種瓦斯抽采管路智能排渣放水系統(tǒng)，其特征在于:在瓦斯抽采主管路上設(shè)置至少三個(gè)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽采管路智能排渣放水裝置，每個(gè)所述的排渣放水裝置上的水位監(jiān)測器(3)、電磁閥1(4)和電磁閥Π (5)均與同一個(gè)信號(hào)處理器(7)相連。
【文檔編號(hào)】E21F16/00GK105909301SQ201610250861
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】劉春 , 周福寶, 滿忠毅
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)