鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀的製作方法
2023-07-11 01:31:16
鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內設置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉換閥，多級噴嘴轉換閥包括轉動杆、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接並相貼合，並且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設有定位槽，定位槽內設有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面設有卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內，底座設置轉換閥進氣口，多級噴嘴板上有噴孔，轉動杆帶動多級噴嘴板轉動或者帶動底座轉動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉換閥的轉換閥出氣口通過連接件連接。本實用新型是一種可避免在噴嘴轉換過程中膜盒壓力表指針的劇烈跳擺的機械差壓式流量計。
【專利說明】鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，用於煤層鑽孔瓦斯流量測定和工作面突出危險性預測。
【背景技術】
[0002]隨著礦井開採深度的增加，煤層瓦斯壓力、瓦斯含量升高，煤層突出危險性增大。根據《防治煤與瓦斯突出規定》(2009)有關規定，鑽孔瓦斯湧出初速度是工作面突出危險性預測方法複合指標法和R值指標法的重要參數，準確測定鑽孔瓦斯湧出初速度對於判定工作面突出危險性、及時採取防突措施、搞好煤礦安全生產具有重要作用。
[0003]根據《鑽孔瓦斯湧出初速度的測定方法》(MT/T639-1996)和《充氣式鑽孔瓦斯湧出初速度測定裝置技術條件》(MT/T856-2000)，對測定鑽孔瓦斯湧出初速度流量計的要求是:流量計的測量範圍應在f30L/min，準確度為2.5級，並應符合相應的國家計量檢定規程的規定。鑽孔瓦斯湧出初速度流量計可分為瞬時流量計和累計流量計，鑽孔鑽進到預定深度開始計時，對瞬時流量計在2m in時讀數，即為鑽孔瓦斯湧出初速度值，對累計流量計應在1.5min和2.5min時分別讀數，後一讀數減去前一讀數即為鑽孔瓦斯湧出初速度值。
[0004]根據《防治煤與瓦斯突出規定》(2009)第七十六條和第七十七條，鑽孔瓦斯湧出初速度應在鑽孔暫定鑽進後2min內測定。從鑽孔施工和測試工藝方面看，累計流量計難以滿足暫定鑽進後2min內完成測定的要求，只有瞬時流量計滿足該項要求。
[0005]目前在突出礦井中使用的瞬時流量計均為差壓式流量計，通過節流裝置形成壓差，根據在實驗室標定的壓差和流量的關係，計算流量的大小。根據壓差信號顯示和採集的方式，差壓式流量計由分為電子式和機械式兩種。
[0006]機械差壓式流量計的核心是節流裝置和膜盒壓力表。為了獲得較廣的測量範圍，節流裝置一般由幾個不同直徑的噴嘴組成，通過噴嘴的快速切換，可在規定時間內完成鑽孔瓦斯湧出初速度的測量。目前市場上的機械差壓式流量計在結構上還存在以下缺點:
[0007]( I)節流裝置設計不合理，噴嘴轉換造成膜盒壓力表指針上下跳擺，易造成膜盒壓力表的精度降低和損壞。在噴嘴轉換的過渡期間，氣體通道被切斷，氣路內部壓力升高，膜盒壓力表指針突然上擺；噴嘴轉換完成後，氣體通道突然打開，氣路內部壓力突然降低，膜盒壓力表指針急速下擺。
[0008](2)煤塵過濾裝置單獨連接在流量計的外面，沒有整合在流量計的內部，使用、攜帶不方便。
實用新型內容
[0009]本實用新型的目的是提供一種可避免在噴嘴轉換過程中膜盒壓力表指針的劇烈跳擺、提高鑽孔瓦斯湧出初速度測定準確度、為準確判定工作面的突出危險性提供科學依據的機械差壓式流量計。
[0010]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內設置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉換閥，多級噴嘴轉換閥包括轉動杆、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接並相貼合，並且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設有定位槽，定位槽內設有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面對應定位滾珠設有用於卡住定位滾珠的卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內，底座設置轉換閥進氣口，多級噴嘴板上對應轉換閥進氣口環繞轉動杆周圈間隔設置有噴孔，所有噴孔的孔徑均不同，轉動杆帶動多級噴嘴板轉動或者帶動底座轉動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉換閥的轉換閥出氣口三者通過連接件連接。
[0011]所述底座固設於一頂蓋的蓋口處，多級噴嘴板位於頂蓋內，頂蓋、多級噴嘴板和底座均對應轉動杆設有插孔，轉動杆與頂蓋插接，轉動杆與多級噴嘴板為鍵連接，轉動杆與底座為插接，轉動杆伸出頂蓋外的端部設有旋鈕，頂蓋與多級插嘴板之間設有套設在轉動杆外圈的彈簧，頂蓋上設有轉換閥出氣口。
[0012]所述卡槽為環繞轉動杆設置，卡槽的數量與噴孔的數量一致。
[0013]所述定位槽設於多級噴嘴板的板面上，卡槽設於底座的端面上。
[0014]所述定位槽設置兩個,每個定位槽內均設有定位滾珠。
[0015]轉換閥進氣口在所述底座的端面上設有擴孔，擴孔內設有密封圈，密封圈的環形端面與多級噴嘴板的板面相抵。
[0016]所述煤塵過濾器包括進氣管、過濾棒和過濾器殼，進氣管和過濾棒對接，過濾器殼罩設在過濾棒外，過濾器殼一端設有用於固定進氣管的安裝口、另一端對應過濾棒設有出氣口。
[0017]外殼設有面板，所述膜盒壓力表的錶盤設在面板上，進氣管的端部伸出面板外，旋鈕設於面板外側。
[0018]本實用新型所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，在正常狀態下，多級噴嘴板上的一個噴孔和轉換閥進氣口對應，依靠彈簧的彈性擠壓和密封圈的密封，瓦斯只能通過對應噴嘴流出；在噴嘴轉換的過程中，當多級噴嘴盤旋轉時，定位滾珠將其頂起，在底座和多級噴嘴板之間形成縫隙，瓦斯通過縫隙排出，不會造成連接件內的氣體壓力突然升高，膜盒壓力表指針不會急劇擺動。
[0019]依靠多級噴嘴板上定位滾珠和卡槽的配合，避免了多級噴孔在轉換過程中的氣體通道閉死，使膜盒壓力表指針平穩擺動，不易造成膜盒壓力表的損壞，提高了測試精度，延長了使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1的仰視圖；
[0022]圖3是煤塵過濾器的結構示意圖；
[0023]圖4是多級噴嘴轉換閥的結構示意圖；
[0024]圖5是多級噴嘴板的結構示意圖；
[0025]圖6是底座的結構示意圖。
【具體實施方式】[0026]由圖1-圖6所示的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，包括外殼6以及外殼6內設置的膜盒壓力表2、煤塵過濾器7和多級噴嘴轉換閥9。膜盒壓力表2為軸向微壓表，屬差壓式流量計，膜盒壓力表2為現有技術，故不詳細敘述。
[0027]多級噴嘴轉換閥9包括頂蓋22、轉動杆13、多級噴嘴板21和底座20，底座20為塊狀，底座20固設於所述頂蓋22的蓋口處，底座20與頂蓋22為螺紋連接，多級噴嘴板21位於頂蓋22內，底座20的端面與多級噴嘴板21的板面壓接並相貼合，頂蓋22、多級噴嘴板21和底座20均對應轉動杆13設有插孔，轉動杆13通過頂蓋22的插孔與頂蓋22插接，並且轉動杆13伸出頂蓋22外的端部設有旋鈕3，轉動杆13從多級噴嘴板21的插孔穿過並與多級噴嘴板21鍵連接，轉動杆13帶動多級噴嘴板21轉動，轉動杆13的另一端插入底座20的插孔內實現與底座20插接，頂蓋22與多級插嘴板之間設有套設在轉動杆13外圈的彈簧15，彈簧15位於頂蓋22內。頂蓋22的蓋板上設有轉換閥出氣口 14，底座20設置轉換閥進氣口 17，轉換閥進氣口 17在所述底座20的端面上設有擴孔，擴孔內設有密封圈16，密封圈16的環形端面與所述多級噴嘴板21的板面相抵；多級噴嘴板21上對應轉換閥進氣口 17環繞轉動杆13周圈間隔均布設置有噴孔23，即每個噴孔23均對應轉換閥進氣口 17設置，噴孔23共設置四個，所有噴孔23的孔徑均不同。當然，本實用新型不拘泥於上述形式，轉動杆13也可帶動底座20轉動，轉動杆13可與底座20固定連接或者鍵連接，此時多級噴嘴板21與頂蓋22固定連接，轉換閥進氣口 17通過軟管與連接件8連接即可；此外，噴孔23的數量也可根據實際情況設置多個。
[0028]多級噴嘴板21的板面設有定位槽24，定位槽24內設有定位滾珠19，底座20的端面對應定位滾珠19設有用於卡住定位滾珠19的卡槽18，定位滾珠19的端部卡在卡槽18內，卡槽18的直徑小於定位滾珠19的直徑，定位槽24設置兩個，每個定位槽24內均設有定位滾珠19，卡槽18為環繞轉動杆13設置，卡槽18的數量與噴孔23的數量一致，卡槽18也設置四個。當然，本實用新型不拘泥於上述形式，定位槽24也可設置在底座20的端面，卡槽18相應設置在多級噴嘴板21的板面，定位滾珠19設置在底座20端面的定位槽24內，同樣可達到發明目的。
[0029]所述煤塵過濾器7包括進氣管4、過濾棒12和過濾器殼10，進氣管4和過濾棒12對接，並且進氣管4端部和過濾棒12端部為絲扣連接，過濾器殼10罩設在過濾棒12外，過濾器殼10 —端設有用於固定進氣管4的安裝口、另一端對應過濾棒12設有出氣口 11。進氣管4通過螺紋連接固設在過濾器殼10的安裝口。過濾棒12設有過濾孔，過濾棒12朝向出氣口 11的端部封閉。
[0030]煤塵過濾器7、多級噴嘴轉換閥9的轉換閥出氣口和膜盒壓力表2三者通過連接件8連接，連接件8為三通式快接管件，連接件8的三個管口分別連接膜盒壓力表2進氣口、轉換閥進氣口 17和煤塵過濾器7的出氣口 11。連接件8為現有技術，故不詳細敘述。外殼6設有面板1，所述膜盒壓力表2的錶盤設在面板I上，進氣管4的端部伸出面板I外，旋鈕3設於面板I外側。
[0031]在正常狀態下，多級噴嘴板上的一個噴孔和轉換閥進氣口對應，依靠彈簧的彈性擠壓和密封圈的密封，瓦斯只能通過對應噴嘴流出；在噴嘴轉換的過程中，當多級噴嘴盤旋轉時，定位滾珠將其頂起，在底座和多級噴嘴板之間形成縫隙，瓦斯通過縫隙排出，不會造成連接件內的氣體壓力突然升高，膜盒壓力表指針不會急劇擺動。[0032]本實用新型所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，工作時，瓦斯在鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀內的流動路徑為:鑽孔瓦斯一煤塵過濾器進氣管4 —煤塵過濾器過濾棒12 —煤塵過濾器出氣口 11—連接件8—同時進入轉換閥進氣口 17和膜盒壓力表2並推動膜盒壓力表2指針一從轉換閥出氣口和壓力表排出。
[0033]具體操作步驟如下:
[0034]( I)首先檢查儀表的氣密性和靈敏度，將噴嘴轉換閥旋鈕3撥至4號噴嘴位置(流量最大檔位);
[0035](2)鑽孔打至預定深度後，立即拔出鑽杆，插入封孔器，將鑽孔按要求密封；
[0036](3)將流量計與封孔器連接，觀測膜盒壓力表2指針上升情況，當膜盒壓力表2指針超過最小讀數並穩定時，所示流量即為鑽孔瓦斯湧出初速度測定結果；
[0037](4)當膜盒壓力表2指針沒有上升到最小讀數時，按照噴孔23的孔徑大小，從大至小依次轉動調整噴嘴轉換閥旋鈕3，以選擇不同檔位，同時觀測不同檔位處膜盒壓力表2指針上升情況，直至噴嘴轉換閥旋鈕3轉至某個檔位時，膜盒壓力表2指針上升至穩定值，所示流量即為鑽孔瓦斯湧出初速度測定結果。
【權利要求】
1.一種鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內設置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉換閥，其特徵在於:多級噴嘴轉換閥包括轉動杆、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接並相貼合，並且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設有定位槽，定位槽內設有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面對應定位滾珠設有用於卡住定位滾珠的卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內，底座設置轉換閥進氣口，多級噴嘴板上對應轉換閥進氣口環繞轉動杆周圈間隔設置有噴孔，所有噴孔的孔徑均不同，轉動杆帶動多級噴嘴板轉動或者帶動底座轉動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉換閥的轉換閥出氣口三者通過連接件連接。
2.如權利要求1所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:所述底座固設於一頂蓋的蓋口處，多級噴嘴板位於頂蓋內，頂蓋、多級噴嘴板和底座均對應轉動杆設有插孔，轉動杆與頂蓋插接，轉動杆與多級噴嘴板為鍵連接，轉動杆與底座為插接，轉動杆伸出頂蓋外的端部設有旋鈕，頂蓋與多級插嘴板之間設有套設在轉動杆外圈的彈簧，頂蓋上設有轉換閥出氣口。
3.如權利要求1所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:所述卡槽為環繞轉動杆設置，卡槽的數量與噴孔的數量一致。
4.如權利要求1所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:所述定位槽設於多級噴嘴板的板面上，卡槽設於底座的端面上。
5.如權利要求1所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:所述定位槽設置兩個，每個定位槽內均設有定位滾珠。
6.如權利要求1所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:轉換閥進氣口在所述底座的端面上設有擴孔，擴孔內設有密封圈，密封圈的環形端面與多級噴嘴板的板面相抵。
7.如權利要求2所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:所述煤塵過濾器包括進氣管、過濾棒和過濾器殼，進氣管和過濾棒對接，過濾器殼罩設在過濾棒外，過濾器殼一端設有用於固定進氣管的安裝口、另一端對應過濾棒設有出氣口。
8.如權利要求6所述的鑽孔瓦斯湧出初速度測定儀，其特徵在於:外殼設有面板，所述膜盒壓力表的錶盤設在面板上，進氣管的端部伸出面板外，旋鈕設於面板外側。
【文檔編號】E21F7/00GK203515650SQ201320615867
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】魏風清, 高偉, 周德勇, 張益民 申請人:焦作市美格安礦業科技有限公司