紅外促進瓦斯解吸的實驗設備的製作方法
2024-03-21 19:16:05 2
紅外促進瓦斯解吸的實驗設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設有第三卡套式閥門，煤樣罐內設有紅外發射儀，煤樣罐置於恆溫水浴加熱儀內，紅外發射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設有第四卡套式閥門。本實用新型是一種在紅外線作用下可促進瓦斯解吸的實驗設備。
【專利說明】紅外促進瓦斯解吸的實驗設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及實驗室改變煤中瓦斯吸附解吸特徵的研究領域，具體涉及一種在紅外線作用下提高煤中瓦斯解吸速度，增加瓦斯解吸總量的實驗設備。
【背景技術】
[0002]瓦斯是煤在地質歷史演化過程中形成的，它是煤的伴生物。隨著煤炭開採深度的不斷加深，瓦斯已經成為威脅煤礦安全生產的重要因素之一，我國的重特大事故70%都是由瓦斯引起。而我國煤礦現在普遍存在煤層滲透性差，煤層瓦斯含量高等問題，因此，如何快速高效的抽採煤層中的瓦斯已經成為煤礦企業主要研究方向。
[0003]目前，提高瓦斯解吸、增加滲透性的研究方法主要由兩大類。一種是力學方法，具體的有鬆動爆破、開採保護層、打鑽抽採以及各類水力化措施如水力壓裂、水力割縫、水力掏槽等，這些方法在一定程度上提高了煤層瓦斯解吸，增加了煤層透氣性。另一類是非力學方法，從改變煤的物理化學性質的方面入手，利用電場、磁場、聲場以及溫度改變煤的空隙結構以及表面特性，增加瓦斯的活性，降低煤的吸附能力，從而提高煤中的瓦斯解吸速度。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種在紅外線作用下促進煤中瓦斯解吸的實驗設備。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設有第三卡套式閥門，煤樣罐內設有紅外發射儀，煤樣罐置於恆溫水浴加熱儀內，紅外發射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設有第四卡套式閥門。
[0006]煤樣罐底部設有出線孔，紅外發射儀的電源控制線和數據線從出線孔中穿出。
[0007]所述出線孔為小孔在上、大孔在下的階梯孔，其中大孔為螺紋孔，大孔內螺紋連接有螺栓，螺栓設有中心孔，紅外發射儀的導線依次從小孔以及中心孔伸出罐體外。
[0008]小孔孔壁與紅外發射儀的導線之間以及中心孔孔壁與紅外發射儀的導線之間均為膠連接。
[0009]所述小孔內填充有丙烯酸酯AB膠，中心孔內填充有厭氧型螺栓鎖固膠，中心孔的底埠處塗覆有丙烯酸酯AB膠。
[0010]本實用新型所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其具有如下有益效果:1.在紅外波的作用下提高煤中瓦斯解吸測試的準確性，其特點是非力學作用提高煤瓦斯解吸，紅外發射儀發出的紅外波直接對煤樣進行物理化學改造，一方面紅外波作用煤樣提高煤和瓦斯體系的溫度，增加煤中瓦斯的均方根速度和平均自由程，另一方面紅外波降低了煤表面的吸附勢阱深度，從而增加煤中瓦斯的解吸量和解吸速度，使解吸特徵更加準確，效果顯著；2.紅外波在煤體中傳播時消耗一部分能力轉化為熱能，增加煤與瓦斯的溫度，瓦斯擴 散加劇，降低了煤對瓦斯的吸附能力，減少了吸附瓦斯量，加快了瓦斯放散速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0012]圖2是煤樣罐的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]由圖1和圖2所示的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，包括通過耐高壓管線3依次連接的高純瓦斯氣瓶1、減壓閥2、第一卡套式三通4、第一卡套式閥門7、第二卡套式三通16、第二卡套式閥門8以及瓦斯解吸儀15，所述第一卡套式三通4通過第一連接管連接真空泵9，第一連接管上設有第三卡套式閥門5，煤樣罐13內設有紅外發射儀103，煤樣罐13置於恆溫水浴加熱儀14中，紅外發射儀103連接有紅外控制儀10，煤樣罐13上設有氣口111，第二卡套式三通16通過第二連接管連接煤樣罐13的氣口 111，第二連接管上設有第四卡套式閥門6。紅外發射儀103是可發射紅外光波並可照射物體使紅外波轉變成熱能的紅外發射管，紅外發射儀103、紅外控制儀10、恆溫水浴加熱儀14、瓦斯解吸儀15、卡套式三通以及卡套式開關閥均為現有技術，故不詳細敘述。
[0014]所述煤樣罐13包括罐體102和設置在罐體102頂口上的罐蓋101，罐體102頂口處設有外螺紋，罐蓋101設有內螺紋，罐體102與罐蓋101為螺紋連接。罐蓋101設有所述連接第二連接管的氣口 111，氣口 111與罐體102內腔連通。
[0015]所述紅外發射儀103置於煤樣罐13的罐體102內，煤樣罐13設有位於罐體102底部的出線孔，所述出線孔為小孔109在上、大孔在下的階梯孔，大孔的孔徑大於小孔109孔徑，大孔的底埠位於罐體102的底面，並且大孔為螺紋孔，大孔內螺紋連接有螺栓105，螺栓105設有中心孔110，中心孔110為軸向貫穿整個螺栓105設置，紅外發射儀自帶的電源控制線106和數據線11從出線孔中穿出，即紅外發射儀103自帶的電源控制線106和數據線11依次從小孔109以及中心孔110伸出罐體102外，數據線11為熱電偶測溫線，紅外發射儀103通過數據線11連接所述紅外控制儀10。
[0016]所述小孔109內填充有302改性丙烯酸酯AB膠104，封堵件的中心孔110內填充有0242厭氧型螺栓鎖固膠108，小孔109孔壁與紅外發射儀103的導線之間通過302改性丙烯酸酯AB膠104實現膠連接，中心孔110孔壁與紅外發射儀103的導線之間通過0242厭氧型螺栓鎖固膠108實現膠連接，並且中心孔110的底埠處也塗覆有302改性丙烯酸酯AB膠104，中心孔110的底埠也為中心孔110的外埠，螺栓105在封堵罐底的大孔時，選用有氧環境下低粘度、厭氧環境下高強度的0242厭氧型螺紋鎖固膠固定紅外發射儀103的導線，由於0242厭氧型螺紋鎖固膠的上側為小孔109內的302改性丙烯脂AB膠、下側為中心孔110底埠處的302改性丙烯脂AB膠，因此為0242厭氧型螺栓鎖固膠108製造厭氧環境，從而使0242厭氧型螺紋鎖固膠8充分凝固，達到密封效果。
[0017]本實用新型所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備的具體實驗方法如下:
[0018]1.檢測系統:關閉第三卡套式閥門5和第二卡套式閥門8，打開第一卡套式閥門7和第四卡套式閥門6，打開瓦斯氣瓶1，當壓力表12達到實驗值時，關閉瓦斯氣瓶1，觀察壓力表12的值的變化，檢測整個連接管路是否漏氣；[0019]2.將已經做好的煤樣裝入煤樣罐13中，打開第三卡套式閥門5，關閉第二卡套式閥門8，打開真空泵9，對整個系統進行抽真空，然後關閉第三卡套式閥門5，打開瓦斯氣瓶I並調節減壓閥2到實驗所需的氣壓，進行吸附2天左右，吸附時間可以根據選取的煤樣自行選擇；
[0020]3.紅外解吸步驟:吸附結束後，關閉瓦斯氣瓶I和第一卡套式閥門7，打開紅外控制儀10，調節紅外溫度到實驗所用溫度，15min後打開第二卡套式閥門8，觀察並記錄壓力表12和瓦斯解吸儀15的值，直到瓦斯解吸儀15中的液面不再下降；
[0021]4.水浴解吸步驟:本操作屬於紅外解吸的參考步驟。關閉瓦斯氣瓶I和第一卡套式閥門7，打開恆溫水浴加熱儀14，當水溫達到紅外調節的溫度時，將煤樣罐13放入恆溫水浴加熱儀14中，打開第二卡套式閥門8，觀察並記錄壓力表12和瓦斯解吸儀15的值，直到瓦斯解吸儀15中的液面不在下降。
[0022]本實用新型所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，利用紅外波增加瓦斯的勢能，提高瓦斯的解吸速率，增加瓦斯解吸量，並且煤體和瓦斯吸收紅外線使溫度增加，增強瓦斯活性的特性，利用瓦斯解吸儀15進行測量並對比瓦斯解吸的增加量。
【權利要求】
1.紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其特徵在於:包括通過耐高壓管線依次連接的瓦斯氣瓶、減壓閥、第一卡套式三通、第一卡套式閥門、第二卡套式三通、第二卡套式閥門以及瓦斯解吸儀，第一卡套式三通通過第一連接管連接真空泵，第一連接管上設有第三卡套式閥門，煤樣罐內設有紅外發射儀，煤樣罐置於恆溫水浴加熱儀內，紅外發射儀連接紅外控制儀，煤樣罐上設有氣口，第二卡套式三通通過第二連接管連接煤樣罐的氣口，第二連接管上設有第四卡套式閥門。
2.如權利要求1所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其特徵在於:煤樣罐底部設有出線孔，紅外發射儀的電源控制線和數據線從出線孔中穿出。
3.如權利要求2所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其特徵在於:所述出線孔為小孔在上、大孔在下的階梯孔，其中大孔為螺紋孔，大孔內螺紋連接有螺栓，螺栓設有中心孔，紅外發射儀的導線依次從小孔以及中心孔伸出罐體外。
4.如權利要求3所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其特徵在於:小孔孔壁與紅外發射儀的導線之間以及中心孔孔壁與紅外發射儀的導線之間均為膠連接。
5.如權利要求4所述的紅外促進瓦斯解吸的實驗設備，其特徵在於:所述小孔內填充有丙烯酸酯AB膠，中心孔內填充有厭氧型螺栓鎖固膠，中心孔的底埠處塗覆有丙烯酸酯AB膠。
【文檔編號】G01N15/08GK203745344SQ201420101923
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】劉曉, 李鋒, 梁爽, 馮雲飛, 張帆, 楊恆 申請人:河南理工大學