自平衡水封式防爆器的製作方法

2023-05-31 04:17:41 3

專利名稱：自平衡水封式防爆器的製作方法
自平衡水封式防爆器
技術領域：
本發明涉及一種煤礦瓦斯抽採系統中的安全裝置，特別是一種自平衡水封式防爆器。
背景技術：
瓦斯是煤礦安全的重大隱患之一，為了保證礦井人員的人身安全和煤礦的順利開採，必須及時將瓦斯排出礦井外，傳統的方法是直接通過排風將瓦斯排出礦井之外，這種風排瓦斯的方法存在著汙染環境和浪費能源的弊端，而近年來出現的抽放瓦斯的方法則可以較好的解決上述問題。抽放瓦斯的方法一般是指通過瓦斯泵或其它抽放設備抽取瓦斯，而在抽放設備的進氣端和排氣端的管路上會設置水封式防爆器，當瓦斯抽放時氣體經由進氣管路進入防爆器的水中，然後從水中析出，經出氣彎管路排出，由於水封將進、出氣管路隔離，爆炸發生時，爆炸波和火焰被水封所隔絕，同時爆炸能量被洩壓裝置釋放，從而保護了抽放設備、礦井和礦井人員的安全。我國瓦斯抽採系統中現有的水封式防爆器的結構不合 理，給整個抽採系統安全運轉造成非常嚴重的安全隱患，這主要表現為以下幾個方面1、水封器內的供水方式是大多採用人工分時現場觀測，來確定水的補給，而抽採系統管路內的氣體流量非常大，水封器內的水很快被抽乾，造成水封面缺失，系統處於缺水運行狀態，給安全帶來極大隱患；2、若隨時補水，水被抽到管路內，在抽採系統管路的低洼處形成聚集，堵塞管路，增加整個系統的阻力，降低抽放泵的效率；3、無智能水位監測，只能靠人工分時觀測，費時費力，無法實現時時監測。

實用新型內容本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種自平衡水封式防爆器，它能使水封面循環利用，不進入抽採系統中，還能避免阻塞管路，並實現水封面的自動監測和自動補給，以保證整個系統的安全運轉。本發明的目的是這樣實現的它包括水封器筒體和與水封器筒體相連通的進氣管路、出氣管路，其改進之處在於水封器筒體內置有與進氣管路相連接的一次漸擴式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離洩爆裝置；汽水分離洩爆裝置包括罐體、進氣口、排氣口、排水接管、洩壓裝置和置於罐體內的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與汽水分離洩爆裝置的進氣口相連接，排水接管設置於罐體底部並與水封器筒體相連通；水封器筒體上安裝連接有智能水位監測裝置；上述自平衡水封式防爆器中，在水封器筒體內於一次漸擴式降速裝置和二次漸擴式降速裝置之間設置有防飛濺阻柵；上述自平衡水封式防爆器中，所述水封器筒體內設置有環形消音筒；上述自平衡水封式防爆器中，所述水封器筒體內設置有細化分流網，細化分流網由圓錐型網組成；上述自平衡水封式防爆器中，所述罐體內的分離裝置為強迫式導流板，強迫式導流板是置於罐體內的具有離旋作用的板體，進氣口朝向強迫式導流板；上述自平衡水封式防爆器中，所述罐體內的中部設置有恢復式離心增速裝置；上述自平衡水封式防爆器中，所述洩壓裝置為設置罐體頂端的閘閥和定值爆破片;上述自平衡水封式防爆器中，所述智能水位監測裝置包括主控制櫃、水位控制器、液位傳感器、進水電動閥和出水電動閥，液位傳感器安裝於水封器筒體上，進水電動閥和出水電動閥分別安裝於連通至水封器筒體內的接管上，液位傳感器與水位控制器電性連接，水位控制器、進水電動閥和出水電動閥分別與主控制櫃電性連接；
上述自平衡水封式防爆器中，所述水封器筒體安裝有浮力磁力聯動式水位計，浮力磁力聯動式水位計與水位控制器電性連接；上述自平衡水封式防爆器中，所述水封器筒體外部設置有聲光報警裝置，聲光報警裝置與主控制櫃電性連接。本發明的有益效果在於通過汽水的循環利用和對水位時時監測的結合，來達到水封面的自動監測和自動補給，從而保持水封面的恆定，並防止水進入抽採系統中，避免阻塞管路，以保證整個系統的安全運轉；使用智能水位控制系統，保證水位始終在合理水位；採用雙罐體結構，使混合氣體經過兩次減速進入汽水分離洩爆裝置內，利用強制導流板和恢復式離心增速器進行氣水分離，整個過程不增加任何系統的阻力，且汽水分離充分；水封器內的一次漸擴式降速裝置和二次降速區的使用，將瓦斯氣體的速度降低，減小了對水封的衝擊，帶走的水就會減少，再加上防飛濺阻欄的阻隔高速的瓦斯氣體流帶走的水分會更少，那麼就降低了汽水分離洩爆裝置的分離負擔。

下面結合附圖詳述本發明的具體結構圖I是本發明自平衡水封式防爆器的原理結構示意2是水封器的結構示意中1、聲光報警裝置；2、主控制櫃；3、水位控制器；4、浮力磁力聯動式水位計；
5、二次漸擴式降速裝置；6、水封器筒體；7、罐體；8、閘閥；9、定值爆破片；10、排氣口 ；11、恢復式離心增速裝置；12、強迫式導流板；13、環形消音筒；14、防飛濺阻柵；15、一次漸擴式降速裝置；16、細化分流網；17、進水電動閥；18、排水電動閥；19、液位傳感器。
具體實施方式如圖I和圖2所示，本發明的自平衡水封式防爆器是由水封器、汽水分離洩爆裝置和智能水位監測裝置三部分組成。在瓦斯抽放系統中，高速的瓦斯氣體通過連接管路進入水封器中，通過水封器內的一次漸擴式降速裝置15，進入密封水中，通過防飛濺阻柵14進入第二次漸擴式降速裝置5，通過環形消音筒13，水封器內的水在高速瓦斯氣體的帶動下進入汽水分離洩爆裝置，利用離旋分離的原理將水和瓦斯氣體分開，瓦斯氣體從排氣口 10進入抽採系統，分離出的水利用連通器的原理引回到水封器內，使水封面始終保持在規定水位。智能水位監測裝置屬於後續的保護裝置，能時時監測水封器內水位變化，當水封器長時間運行有水損耗時，能夠報警並及時補充；當水封器內的水位高出規定水位後，自動打開放水閥門放水，達到規定水位後自動關閉閥門。水封器是由水封器筒體6、進排氣管、彎頭以及設置於水封器筒體6內的一次漸擴式降速裝置15、防飛濺阻欄14、二次漸擴式降速裝置5、環形消音筒13和細化分流網16組成的。一次漸擴式降速裝置15和二次漸擴式降速裝置5均是由漸擴管組成的，一次漸擴式降速裝置15與水封器筒體6的進氣管路相連接，其作用是降低進入到水封器內高速瓦斯氣體流速；二次漸擴式降速裝置5與出氣管路相連接，其作用是降低水封器內的瓦斯氣體流速，使瓦斯氣體中攜帶的水分在重力的作用下能沉降到筒體內。細化分流網16是由圓錐型網組成，作用是將瓦斯氣體分流，防止直接衝撞筒體激起大量的水花。環形消音筒13由帶孔的環形金屬板構成，其作用防止水花衝撞筒體產生噪音。高速的瓦斯氣體通過進氣管路進入水封器中，經水封器內的一次漸擴式降速裝置15，進入密封水中，通過防飛濺阻柵14進入第二次漸擴式降速區，通過環形消音筒13及出氣管路進入汽水分離洩爆裝置的罐體7。汽水分離洩爆裝置主要包括罐體7、進氣口、排氣口 10、排水接管、強迫式導流板 12和洩壓裝置。罐體7為封閉的圓柱形罐，罐體7的內部設置有強迫式導流板12，強迫式導流板12為螺旋結構，是具有離旋作用的板體，進氣口和排氣口 10設置於罐體7上與罐體7內部相連通。為便於氣體的排放，將進氣口和排氣口 10分別設置於罐體7的兩側，並使進氣口朝向強迫式導流板12的上部，且使排氣口 10的位置高於進氣口的位置。為了加以利用本汽水分離洩爆裝置分離出來的氣體和水，將排氣口 10與瓦斯抽放的管道系統相連接，而在罐體7的底部設置排水接管，將排水接管連接至水封器筒體6中，以實現汽水分離的循環利用。為了確保汽水分離的安全作業，在罐體7上設置有洩壓裝置，洩壓裝置包括設置於罐體7頂端的閘閥8和定值爆破片9，洩壓值可以按照要求定做，壓力調節範圍下，固定好後，不會發生變化。優選的，在罐體7內設置有恢復式離心增速裝置11，恢復式離心增速裝置11設於罐體7的中部，可將氣體快速導入抽放系統中，使罐體7內不憋氣。帶有大量水的瓦斯混合氣體高速進入罐體7內部，噴向強迫式導流板12，經導流板導流，混合氣體沿罐體7進行旋渦式運動達到降速的效果，在噴嚮導流板時為第一次降速，經導流後沿罐體7進行運動為第二次降速。在降速中，由於氣體和水的密度的不同水自然與氣體分離，與水分離的氣體再由不斷進入的氣體壓力以及恢復式離心增速裝置11的作用，從排氣口 10排出，進入到相應的抽放管道系統；而分離出來的水會沿著強迫式導流板12進入罐底，罐內的水可通過底部的排水接管進入到水封器內。智能水位監測裝置用於監測水封器內的水位變化和自動補給，它主要由主控制櫃
2、水位控制器3、液位傳感器19、進水電動閥17、排水電動閥18和連接管路組成。將液位傳感器19安裝於水封器筒體上，具體做法是在水封器筒體6上由上至下依次設定最高水位、正常運行水位和最低水位液位傳感器，然後將各液位傳感器19分別與水位控制器3相連接，水位控制器3再與主控制櫃2電性連接。進水電動閥17和排水電動閥18分別安裝於連通至水封器筒體6內的接管上，進水電動閥17和排水電動閥18分別與主控制櫃2電性連接，以使主控制櫃2控制進水電動閥17和排水電動閥18開啟或關閉。進一步的，水封器上可安裝浮力磁力聯動式水位計4，浮力磁力聯動式水位計4與水位控制器3相連接，實現水封器內水位的時時監測。進一步的，在水封器的外部可安裝聲光報警裝置1，聲光報警裝置I可懸掛在高處與主控制櫃2電性連接。
當整個系統運行起來後，水封器內的水位低於規定的水位時，最低水位液位傳感器給主控制櫃2信號，主控制櫃2同時向聲光報警裝置 ' 和進水電動閥17發出指令。聲光報警裝置I發出聲光報警，進水電動閥17打開向水封器內注水。當達到規定的正常運行水位後，正常運行液位傳感器向主控制櫃2發出信號，進水電動閥17停止供水。當系統運行過程中，其他部件來水造成水封器內水位增高並超過合理水位時，那麼最高液位傳感器向主控制櫃2發出信號，排水電動閥18打開放水。達到運行水位後，正常運行水位液位傳感器向主控制櫃2發出信號,排水電動閥18關閉。在本發明的自平衡水封式防爆器中，水封器主要起到保護水封面，使進氣管口始終處在水封面以下的作用。汽水分離洩爆裝置主要是將瓦斯混合氣體裡面帶的水給分離出來，不含水的瓦斯氣體進入抽採系統，水留下和水封器聯通保證水封面。一但瓦斯抽採系統中出現瓦斯爆炸事故時，定值爆破片9會在壓力波的作用下爆開洩壓，以保護井下管路和設備。智能水位監測裝置是後續的安全裝置，當設備長時間運轉後，水封面的水有損耗後，對水封面的自動監測和自動補給，保證整個系統的安全運轉。
以上所描述的僅為本發明的較佳實施例，本發明不限於上述實施方式，凡本領域的普通技術人員根據以上描述所做的任何潤飾、修改或等同替換，均屬於本發明所保護的範圍。
權利要求
1.一種自平衡水封式防爆器，它包括水封器筒體和與水封器筒體相連通的進氣管路、出氣管路，其特徵在於水封器筒體內置有與進氣管路相連接的一次漸擴式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離洩爆裝置；汽水分離洩爆裝置包括罐體、進氣口、排氣口、排水接管、洩壓裝置和置於罐體內的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與汽水分離洩爆裝置的進氣口相連接，排水接管設置於罐體底部並與水封器筒體相連通；水封器筒體上安裝連接有智能水位監測裝置。
2.根據權利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於在水封器筒體內於一次漸擴式降速裝置和二次漸擴式降速裝置之間設置有防飛濺阻柵。
3.根據權利要求I或2所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於水封器筒體內設置有環形消音筒。
4.根據權利要求I或2所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於水封器筒體內設置有細化分流網，細化分流網由圓錐型網組成。
5.根據權利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於罐體內的分離裝置為強迫式導流板，強迫式導流板是置於罐體內的具有離旋作用的板體，進氣口朝向強迫式導流板。
6.根據權利要求5所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於罐體內的中部設置有恢復式離心增速裝置。
7.根據權利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於洩壓裝置為設置罐體頂端的閘閥和定值爆破片。
8.根據權利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於智能水位監測裝置包括主控制櫃、水位控制器、液位傳感器、進水電動閥和出水電動閥，液位傳感器安裝於水封器筒體上，進水電動閥和出水電動閥分別安裝於連通至水封器筒體內的接管上，液位傳感器與水位控制器電性連接，水位控制器、進水電動閥和出水電動閥分別與主控制櫃電性連接。
9.根據權利要求8所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於水封器筒體安裝有浮力磁力聯動式水位計，浮力磁力聯動式水位計與水位控制器電性連接。
10.根據權利要求8所述的自平衡水封式防爆器，其特徵在於水封器筒體外部設置有聲光報警裝置，聲光報警裝置與主控制櫃電性連接。
全文摘要
本發明公開了一種自平衡水封式防爆器，它由水封器、汽水分離洩爆裝置和智能水位監測裝置三部分組成，水封器筒體內置有與進氣管路相連接的一次漸擴式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離洩爆裝置；汽水分離洩爆裝置包括罐體、進氣口、排氣口、排水接管、洩壓裝置和置於罐體內的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與進氣口相連接，排水接管設置於罐體底部並與水封器筒體相連通。本發明通過汽水的循環利用和對水位時時監測的結合，來達到水封面的自動監測和自動補給，從而保持水封面的恆定，並防止水進入抽採系統中，避免阻塞管路，以保證整個系統的安全運轉。
文檔編號E21F5/00GK102900459SQ20111021249
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者王彥凱, 孫廷海, 韓晉義, 張慶營, 趙文才, 郭翔宇 申請人:遼寧華科中煤裝備有限公司, 山西潞安環保能源開發股份有限公司