專利名稱：自平衡水封式防爆器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自平衡水封式防爆器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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采，必須及時將瓦斯排出礦井外，傳統(tǒng)的方法是直接通過排風(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)境和浪費能源的弊端，而近年來出現(xiàn)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(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設(shè)置水封式防爆器，當(dāng)瓦斯抽放時氣體經(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，爆炸波和火焰被水封所隔絕，同時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，給整個抽采系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)造成非常嚴(yán)重的安全隱患，這主要表現(xiàn)為以下幾個方面1、水封器內(nèi)的供水方式是大多采用人工分時現(xiàn)場觀測，來確定水的補(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)處于缺水運行狀態(tài)，給安全帶來極大隱患；2、若隨時補(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，增加整個系統(tǒng)的阻力，降低抽放泵的效率；3、無智能水位監(jiān)測，只能靠人工分時觀測，費時費力，無法實現(xiàn)時時監(jiān)測。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(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，并實現(xiàn)水封面的自動監(jiān)測和自動補(bǔ)給，以保證整個系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括水封器筒體和與水封器筒體相連通的進(jìn)、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)置罐體頂端的間閥和定值爆破片；上述自平衡水封式防爆器中，所述智能水位監(jiān)測裝置包括主控制柜、水位控制器、 液位傳感器、進(jìn)水電動閥和出水電動閥，液位傳感器安裝于水封器筒體上，進(jìn)水電動閥和出水電動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)水電動閥和出水電動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)動式水位計，浮力磁力聯(lián)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(shè)置有聲光報警裝置，聲光報警裝置與主控制柜電性連接。本實用新型的有益效果在于通過汽水的循環(huán)利用和對水位時時監(jiān)測的結(jié)合，來達(dá)到水封面的自動監(jiān)測和自動補(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，以保證整個系統(tǒng)的安全運轉(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，整個過程不增加任何系統(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，減小了對水封的沖擊，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，那么就降低了汽水分離泄爆裝置的分離負(fù)擔(dān)。
以下結(jié)合附圖詳述本實用新型的具體結(jié)構(gòu)


圖1是本實用新型自平衡水封式防爆器的原理結(jié)構(gòu)示意圖圖2是水封器的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1、聲光報警裝置；2、主控制柜；3、水位控制器；4、浮力磁力聯(lián)動式水位計； 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)水電動閥；18、排水電動閥；19、液位傳感器。
具體實施方式如
圖1和圖2所示，本實用新型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連接管路進(jìn)入水封器中，通過水封器內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置15，進(jìn)入密封水中，通過防飛濺阻柵 14進(jìn)入第二次漸擴(kuò)式降速裝置5，通過環(huán)形消音筒13，水封器內(nèi)的水在高速瓦斯氣體的帶動下進(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，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)測裝置屬于后續(xù)的保護(hù)裝置，能時時監(jiān)測設(shè)備內(nèi)水位變化，當(dāng)設(shè)備長時間運行有水損耗時，能夠報警并及時補(bǔ)充；當(dāng)水封器內(nèi)的水位高出規(guī)定水位后，自動打開放水閥門放水，達(dá)到規(guī)定水位后自動關(guān)閉閥門。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與水封器筒體6的進(jìn)氣管路相連接，二次漸擴(kuò)式降速裝置5 與出氣管路相連接；一次漸擴(kuò)式降速裝置15和二次漸擴(kuò)式降速裝置5均由漸擴(kuò)管組成，一次漸擴(kuò)式降速裝置15的作用是降低高速的瓦斯氣體流速，二次漸擴(kuò)式降速裝置5的作用是降低高速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，作用防止產(chǎn)生噪音。高速的瓦斯氣體通過進(jìn)氣管路進(jìn)入水封器中，通過水封器內(nèi)的一次漸擴(kuò)式降速裝置15，進(jìn)入密封水中，通過防飛濺阻柵14進(jìn)入第二次漸擴(kuò)式降速區(qū)，通過環(huán)形消音筒13，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)行旋渦式運動達(dá)到降速的效果，在噴向?qū)Я靼鍟r為第一次降速，經(jīng)導(dǎo)流后沿罐體7進(jìn)行運動為第二次降速。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)；而分離出來的水會沿著強(qiáng)迫式導(dǎo)流板12進(jìn)入罐底，罐內(nèi)的水可通過底部的排水接管進(jìn)入到水封器內(nèi)。智能水位監(jiān)測裝置用于監(jiān)測水封器內(nèi)的水位變化和自動補(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)水電動閥17、排水電動閥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、 正常運行水位和最低液位傳感器，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)水電動閥17和排水電動閥18分別安裝于連通至水封器筒體6內(nèi)的接管上，進(jìn)水電動閥17和排水電動閥18分別與主控制柜2電性連接，以使主控制柜2控制進(jìn)水電動閥17和排水電動閥18開啟或關(guān)閉。進(jìn)一步的，水封器上可安裝浮力磁力聯(lián)動式水位計4，浮力磁力聯(lián)動式水位計4與水位控制器3相連接，實現(xiàn)水封器內(nèi)水位的時時監(jiān)測。進(jìn)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1可懸掛在高處與主控制柜2電性連接。[0025]當(dāng)整個系統(tǒng)運行起來后，水封器內(nèi)的水位低于規(guī)定的水位時，最低液位傳感器給主控制柜2信號，主控制柜2同時向聲光報警裝置、和進(jìn)水電動閥17發(fā)出指令。聲光報警裝置1發(fā)出聲光報警，進(jìn)水電動閥17打開向設(shè)備內(nèi)注水。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的正常運行水位后，正常運行液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號，進(jìn)水電動閥17停止供水。當(dāng)系統(tǒng)運行過程中，其他部件來水造成設(shè)備內(nèi)水位增高并超過合理水位時，那么最高液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號，排水電動閥18打開放水。達(dá)到運行水位后，正常運行液位傳感器向主控制柜2發(fā)出信號，排水電動閥18關(guān)閉。在本新型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。汽水分離泄爆裝置主要是將瓦斯混合氣體里面的帶的水給分離出來， 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，定值爆破片9會在壓力波的作用下爆開泄壓，以保護(hù)井下管路和設(shè)備。智能水位監(jiān)測裝置是后續(xù)的安全裝置，當(dāng)設(shè)備長時間運轉(zhuǎn)后，水封面的水有損耗后，對水封面的自動監(jiān)測和自動補(bǔ)給，保證整個系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。以上所描述的僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型不限于上述實施方式， 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飾、修改或等同替換，均屬于本新型所保護(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)、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)測裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1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1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1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1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1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1所述的自平衡水封式防爆器，其特征在于智能水位監(jiān)測裝置包括主控制柜、水位控制器、液位傳感器、進(jìn)水電動閥和出水電動閥，液位傳感器安裝于水封器筒體上，進(jìn)水電動閥和出水電動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)水電動閥和出水電動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)動式水位計，浮力磁力聯(lián)動式水位計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)置有聲光報警裝置，聲光報警裝置與主控制柜電性連接。
專利摘要本實用新型公開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。本實用新型通過汽水的循環(huán)利用和對水位時時監(jiān)測的結(jié)合，來達(dá)到水封面的自動監(jiān)測和自動補(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，以保證整個系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。
文檔編號E21F7/00GK202194679SQ20112027110
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者孫廷海, 張慶營, 王彥凱, 趙文才, 郭翔宇, 韓晉義 申請人:山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司, 遼寧華科中煤裝備有限公司