專利名稱：自平衡水封式防爆器的制作方法
自平衡水封式防爆器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)中的安全裝置，特別是一種自平衡水封式防爆器。
背景技術(shù)：
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(kāi)采，必須及時(shí)將瓦斯排出礦井外，傳統(tǒng)的方法是直接通過(guò)排風(fēng)將瓦斯排出礦井之外，這種風(fēng)排瓦斯的方法存在著污染環(huán)境和浪費(fèi)能源的弊端，而近年來(lái)出現(xiàn)的抽放瓦斯的方法則可以較好的解決上述問(wèn)題。抽放瓦斯的方法一般是指通過(guò)瓦斯泵或其它抽放設(shè)備抽取瓦斯，而在抽放設(shè)備的進(jìn)氣端和排氣端的管路上會(huì)設(shè)置水封式防爆器，當(dāng)瓦斯抽放時(shí)氣體經(jīng)由進(jìn)氣管路進(jìn)入防爆器的水中，然后從水中析出，經(jīng)出氣彎管路排出，由于水封將進(jìn)、出氣管路隔離，爆炸發(fā)生時(shí)，爆炸波和火焰被水封所隔絕，同時(shí)爆炸能量被泄壓裝置釋放，從而保護(hù)了抽放設(shè)備、礦井和礦井人員的安全。我國(guó)瓦斯抽采系統(tǒng)中現(xiàn)有的水封式防爆器的結(jié)構(gòu)不合 理，給整個(gè)抽采系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)造成非常嚴(yán)重的安全隱患，這主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面1、水封器內(nèi)的供水方式是大多采用人工分時(shí)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，來(lái)確定水的補(bǔ)給，而抽采系統(tǒng)管路內(nèi)的氣體流量非常大，水封器內(nèi)的水很快被抽干，造成水封面缺失，系統(tǒng)處于缺水運(yùn)行狀態(tài)，給安全帶來(lái)極大隱患；2、若隨時(shí)補(bǔ)水，水被抽到管路內(nèi)，在抽采系統(tǒng)管路的低洼處形成聚集，堵塞管路，增加整個(gè)系統(tǒng)的阻力，降低抽放泵的效率；3、無(wú)智能水位監(jiān)測(cè)，只能靠人工分時(shí)觀測(cè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自平衡水封式防爆器，它能使水封面循環(huán)利用，不進(jìn)入抽采系統(tǒng)中，還能避免阻塞管路，并實(shí)現(xiàn)水封面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)給，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括水封器筒體和與水封器筒體相連通的進(jìn)氣管路、出氣管路，其改進(jìn)之處在于水封器筒體內(nèi)置有與進(jìn)氣管路相連接的一次漸擴(kuò)式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴(kuò)式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離泄爆裝置；汽水分離泄爆裝置包括罐體、進(jìn)氣口、排氣口、排水接管、泄壓裝置和置于罐體內(nèi)的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與汽水分離泄爆裝置的進(jìn)氣口相連接，排水接管設(shè)置于罐體底部并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(jiān)測(cè)裝置；上述自平衡水封式防爆器中，在水封器筒體內(nèi)于一次漸擴(kuò)式降速裝置和二次漸擴(kuò)式降速裝置之間設(shè)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(nèi)設(shè)置有環(huán)形消音筒；上述自平衡水封式防爆器中，所述水封器筒體內(nèi)設(shè)置有細(xì)化分流網(wǎng)，細(xì)化分流網(wǎng)由圓錐型網(wǎng)組成；上述自平衡水封式防爆器中，所述罐體內(nèi)的分離裝置為強(qiáng)迫式導(dǎo)流板，強(qiáng)迫式導(dǎo)流板是置于罐體內(nèi)的具有離旋作用的板體，進(jìn)氣口朝向強(qiáng)迫式導(dǎo)流板；上述自平衡水封式防爆器中，所述罐體內(nèi)的中部設(shè)置有恢復(fù)式離心增速裝置；上述自平衡水封式防爆器中，所述泄壓裝置為設(shè)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(jiān)測(cè)裝置包括主控制柜、水位控制器、液位傳感器、進(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥，液位傳感器安裝于水封器筒體上，進(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥分別安裝于連通至水封器筒體內(nèi)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(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥分別與主控制柜電性連接；
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(lián)動(dòng)式水位計(jì)，浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)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(shè)置有聲光報(bào)警裝置，聲光報(bào)警裝置與主控制柜電性連接。本發(fā)明的有益效果在于通過(guò)汽水的循環(huán)利用和對(duì)水位時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的結(jié)合，來(lái)達(dá)到水封面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)給，從而保持水封面的恒定，并防止水進(jìn)入抽采系統(tǒng)中，避免阻塞管路，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)；使用智能水位控制系統(tǒng)，保證水位始終在合理水位；采用雙罐體結(jié)構(gòu)，使混合氣體經(jīng)過(guò)兩次減速進(jìn)入汽水分離泄爆裝置內(nèi)，利用強(qiáng)制導(dǎo)流板和恢復(fù)式離心增速器進(jìn)行氣水分離，整個(gè)過(guò)程不增加任何系統(tǒng)的阻力，且汽水分離充分；水封器內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置和二次降速區(qū)的使用，將瓦斯氣體的速度降低，減小了對(duì)水封的沖擊，帶走的水就會(huì)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(huì)更少，那么就降低了汽水分離泄爆裝置的分離負(fù)擔(dān)。

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)圖I是本發(fā)明自平衡水封式防爆器的原理結(jié)構(gòu)示意2是水封器的結(jié)構(gòu)示意中1、聲光報(bào)警裝置；2、主控制柜；3、水位控制器；4、浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)；
5、二次漸擴(kuò)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(fù)式離心增速裝置；12、強(qiáng)迫式導(dǎo)流板；13、環(huán)形消音筒；14、防飛濺阻柵；15、一次漸擴(kuò)式降速裝置；16、細(xì)化分流網(wǎng)；17、進(jìn)水電動(dòng)閥；18、排水電動(dòng)閥；19、液位傳感器。
具體實(shí)施方式如圖I和圖2所示，本發(fā)明的自平衡水封式防爆器是由水封器、汽水分離泄爆裝置和智能水位監(jiān)測(cè)裝置三部分組成。在瓦斯抽放系統(tǒng)中，高速的瓦斯氣體通過(guò)連接管路進(jìn)入水封器中，通過(guò)水封器內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置15，進(jìn)入密封水中，通過(guò)防飛濺阻柵14進(jìn)入第二次漸擴(kuò)式降速裝置5，通過(guò)環(huán)形消音筒13，水封器內(nèi)的水在高速瓦斯氣體的帶動(dòng)下進(jìn)入汽水分離泄爆裝置，利用離旋分離的原理將水和瓦斯氣體分開(kāi)，瓦斯氣體從排氣口 10進(jìn)入抽采系統(tǒng)，分離出的水利用連通器的原理引回到水封器內(nèi)，使水封面始終保持在規(guī)定水位。智能水位監(jiān)測(cè)裝置屬于后續(xù)的保護(hù)裝置，能時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水封器內(nèi)水位變化，當(dāng)水封器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行有水損耗時(shí)，能夠報(bào)警并及時(shí)補(bǔ)充；當(dāng)水封器內(nèi)的水位高出規(guī)定水位后，自動(dòng)打開(kāi)放水閥門(mén)放水，達(dá)到規(guī)定水位后自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)。水封器是由水封器筒體6、進(jìn)排氣管、彎頭以及設(shè)置于水封器筒體6內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置15、防飛濺阻欄14、二次漸擴(kuò)式降速裝置5、環(huán)形消音筒13和細(xì)化分流網(wǎng)16組成的。一次漸擴(kuò)式降速裝置15和二次漸擴(kuò)式降速裝置5均是由漸擴(kuò)管組成的，一次漸擴(kuò)式降速裝置15與水封器筒體6的進(jìn)氣管路相連接，其作用是降低進(jìn)入到水封器內(nèi)高速瓦斯氣體流速；二次漸擴(kuò)式降速裝置5與出氣管路相連接，其作用是降低水封器內(nèi)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(nèi)。細(xì)化分流網(wǎng)16是由圓錐型網(wǎng)組成，作用是將瓦斯氣體分流，防止直接沖撞筒體激起大量的水花。環(huán)形消音筒13由帶孔的環(huán)形金屬板構(gòu)成，其作用防止水花沖撞筒體產(chǎn)生噪音。高速的瓦斯氣體通過(guò)進(jìn)氣管路進(jìn)入水封器中，經(jīng)水封器內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置15，進(jìn)入密封水中，通過(guò)防飛濺阻柵14進(jìn)入第二次漸擴(kuò)式降速區(qū)，通過(guò)環(huán)形消音筒13及出氣管路進(jìn)入汽水分離泄爆裝置的罐體7。汽水分離泄爆裝置主要包括罐體7、進(jìn)氣口、排氣口 10、排水接管、強(qiáng)迫式導(dǎo)流板 12和泄壓裝置。罐體7為封閉的圓柱形罐，罐體7的內(nèi)部設(shè)置有強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12，強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12為螺旋結(jié)構(gòu)，是具有離旋作用的板體，進(jìn)氣口和排氣口 10設(shè)置于罐體7上與罐體7內(nèi)部相連通。為便于氣體的排放，將進(jìn)氣口和排氣口 10分別設(shè)置于罐體7的兩側(cè)，并使進(jìn)氣口朝向強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12的上部，且使排氣口 10的位置高于進(jìn)氣口的位置。為了加以利用本汽水分離泄爆裝置分離出來(lái)的氣體和水，將排氣口 10與瓦斯抽放的管道系統(tǒng)相連接，而在罐體7的底部設(shè)置排水接管，將排水接管連接至水封器筒體6中，以實(shí)現(xiàn)汽水分離的循環(huán)利用。為了確保汽水分離的安全作業(yè)，在罐體7上設(shè)置有泄壓裝置，泄壓裝置包括設(shè)置于罐體7頂端的閘閥8和定值爆破片9，泄壓值可以按照要求定做，壓力調(diào)節(jié)范圍下，固定好后，不會(huì)發(fā)生變化。優(yōu)選的，在罐體7內(nèi)設(shè)置有恢復(fù)式離心增速裝置11，恢復(fù)式離心增速裝置11設(shè)于罐體7的中部，可將氣體快速導(dǎo)入抽放系統(tǒng)中，使罐體7內(nèi)不憋氣。帶有大量水的瓦斯混合氣體高速進(jìn)入罐體7內(nèi)部，噴向強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12，經(jīng)導(dǎo)流板導(dǎo)流，混合氣體沿罐體7進(jìn)行旋渦式運(yùn)動(dòng)達(dá)到降速的效果，在噴向?qū)Я靼鍟r(shí)為第一次降速，經(jīng)導(dǎo)流后沿罐體7進(jìn)行運(yùn)動(dòng)為第二次降速。在降速中，由于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(jìn)入的氣體壓力以及恢復(fù)式離心增速裝置11的作用，從排氣口 10排出，進(jìn)入到相應(yīng)的抽放管道系統(tǒng)；而分離出來(lái)的水會(huì)沿著強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12進(jìn)入罐底，罐內(nèi)的水可通過(guò)底部的排水接管進(jìn)入到水封器內(nèi)。智能水位監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)水封器內(nèi)的水位變化和自動(dòng)補(bǔ)給，它主要由主控制柜
2、水位控制器3、液位傳感器19、進(jìn)水電動(dòng)閥17、排水電動(dòng)閥18和連接管路組成。將液位傳感器19安裝于水封器筒體上，具體做法是在水封器筒體6上由上至下依次設(shè)定最高水位、正常運(yùn)行水位和最低水位液位傳感器，然后將各液位傳感器19分別與水位控制器3相連接，水位控制器3再與主控制柜2電性連接。進(jìn)水電動(dòng)閥17和排水電動(dòng)閥18分別安裝于連通至水封器筒體6內(nèi)的接管上，進(jìn)水電動(dòng)閥17和排水電動(dòng)閥18分別與主控制柜2電性連接，以使主控制柜2控制進(jìn)水電動(dòng)閥17和排水電動(dòng)閥18開(kāi)啟或關(guān)閉。進(jìn)一步的，水封器上可安裝浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)4，浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)4與水位控制器3相連接，實(shí)現(xiàn)水封器內(nèi)水位的時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。進(jìn)一步的，在水封器的外部可安裝聲光報(bào)警裝置1，聲光報(bào)警裝置I可懸掛在高處與主控制柜2電性連接。
當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)后，水封器內(nèi)的水位低于規(guī)定的水位時(shí)，最低水位液位傳感器給主控制柜2信號(hào)，主控制柜2同時(shí)向聲光報(bào)警裝置 ' 和進(jìn)水電動(dòng)閥17發(fā)出指令。聲光報(bào)警裝置I發(fā)出聲光報(bào)警，進(jìn)水電動(dòng)閥17打開(kāi)向水封器內(nèi)注水。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的正常運(yùn)行水位后，正常運(yùn)行液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號(hào)，進(jìn)水電動(dòng)閥17停止供水。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其他部件來(lái)水造成水封器內(nèi)水位增高并超過(guò)合理水位時(shí)，那么最高液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號(hào)，排水電動(dòng)閥18打開(kāi)放水。達(dá)到運(yùn)行水位后，正常運(yùn)行水位液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號(hào),排水電動(dòng)閥18關(guān)閉。在本發(fā)明的自平衡水封式防爆器中，水封器主要起到保護(hù)水封面，使進(jìn)氣管口始終處在水封面以下的作用。汽水分離泄爆裝置主要是將瓦斯混合氣體里面帶的水給分離出來(lái)，不含水的瓦斯氣體進(jìn)入抽采系統(tǒng)，水留下和水封器聯(lián)通保證水封面。一但瓦斯抽采系統(tǒng)中出現(xiàn)瓦斯爆炸事故時(shí)，定值爆破片9會(huì)在壓力波的作用下爆開(kāi)泄壓，以保護(hù)井下管路和設(shè)備。智能水位監(jiān)測(cè)裝置是后續(xù)的安全裝置，當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，水封面的水有損耗后，對(duì)水封面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)給，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，凡本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)以上描述所做的任何潤(rùn)飾、修改或等同替換，均屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
權(quán)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(jìn)氣管路、出氣管路，其特征在于水封器筒體內(nèi)置有與進(jìn)氣管路相連接的一次漸擴(kuò)式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴(kuò)式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離泄爆裝置；汽水分離泄爆裝置包括罐體、進(jìn)氣口、排氣口、排水接管、泄壓裝置和置于罐體內(nèi)的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與汽水分離泄爆裝置的進(jìn)氣口相連接，排水接管設(shè)置于罐體底部并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(jiān)測(cè)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于在水封器筒體內(nèi)于一次漸擴(kuò)式降速裝置和二次漸擴(kuò)式降速裝置之間設(shè)置有防飛濺阻柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于水封器筒體內(nèi)設(shè)置有環(huán)形消音筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于水封器筒體內(nèi)設(shè)置有細(xì)化分流網(wǎng)，細(xì)化分流網(wǎng)由圓錐型網(wǎng)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于罐體內(nèi)的分離裝置為強(qiáng)迫式導(dǎo)流板，強(qiáng)迫式導(dǎo)流板是置于罐體內(nèi)的具有離旋作用的板體，進(jìn)氣口朝向強(qiáng)迫式導(dǎo)流板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于罐體內(nèi)的中部設(shè)置有恢復(fù)式離心增速裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于泄壓裝置為設(shè)置罐體頂端的閘閥和定值爆破片。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于智能水位監(jiān)測(cè)裝置包括主控制柜、水位控制器、液位傳感器、進(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥，液位傳感器安裝于水封器筒體上，進(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥分別安裝于連通至水封器筒體內(nèi)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(jìn)水電動(dòng)閥和出水電動(dòng)閥分別與主控制柜電性連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于水封器筒體安裝有浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)，浮力磁力聯(lián)動(dòng)式水位計(jì)與水位控制器電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于水封器筒體外部設(shè)置有聲光報(bào)警裝置，聲光報(bào)警裝置與主控制柜電性連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自平衡水封式防爆器，它由水封器、汽水分離泄爆裝置和智能水位監(jiān)測(cè)裝置三部分組成，水封器筒體內(nèi)置有與進(jìn)氣管路相連接的一次漸擴(kuò)式降速裝置和與出氣管路相連接的二次漸擴(kuò)式降速裝置，水封器筒體的出氣管路連接有汽水分離泄爆裝置；汽水分離泄爆裝置包括罐體、進(jìn)氣口、排氣口、排水接管、泄壓裝置和置于罐體內(nèi)的分離裝置，水封器筒體的出氣管路與進(jìn)氣口相連接，排水接管設(shè)置于罐體底部并與水封器筒體相連通。本發(fā)明通過(guò)汽水的循環(huán)利用和對(duì)水位時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的結(jié)合，來(lái)達(dá)到水封面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)給，從而保持水封面的恒定，并防止水進(jìn)入抽采系統(tǒng)中，避免阻塞管路，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)E21F5/00GK102900459SQ20111021249
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者王彥凱, 孫廷海, 韓晉義, 張慶營(yíng), 趙文才, 郭翔宇 申請(qǐng)人:遼寧華科中煤裝備有限公司, 山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司