專利名稱：一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及排水技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦瓦斯抽采管路高負(fù)壓自動(dòng)放水器。
背景技術(shù)：
[0002]煤礦瓦斯又稱煤層氣，是貯存在煤層中的烴類氣體，主要成份為甲烷，是易燃易爆的氣，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有著重大的威脅。但瓦斯又是優(yōu)質(zhì)清潔能源，可以做為能源使用。故現(xiàn)煤礦開采前先進(jìn)行瓦斯的抽采，但礦井建立瓦斯抽采系統(tǒng)后由于井下大部分抽采鉆孔及采空區(qū)內(nèi)有涌水現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔或采空區(qū)內(nèi)的水進(jìn)入井下瓦斯抽采管路內(nèi)。管路中積水流動(dòng)或在低洼處聚集，增加了管路抽采阻力，管道抽采負(fù)壓損失比較大；抽采流量波動(dòng)幅度大，系統(tǒng)氣源不穩(wěn)定，既影響抽采效果，又影響瓦斯利用系統(tǒng)的穩(wěn)定。[0003]所以在礦井抽放瓦斯系統(tǒng)中，抽放鉆場放水器是不可缺少的裝置之一，其作用是把從鉆孔中抽出的瓦斯和水分離，將水放掉，只讓瓦斯進(jìn)入管路。目前，在低負(fù)壓抽放系統(tǒng)中，多采用U型管白動(dòng)放水器進(jìn)行放水。但在高負(fù)壓抽放系統(tǒng)中，因負(fù)壓太高，巷道或管路敷設(shè)條件很難滿足U型管自動(dòng)放水器的要求，一般都采用手動(dòng)放水器。這種放水器除需配備專人放水外，材料投入大，占用人員多，還常因放水不及時(shí)，導(dǎo)致水大量涌進(jìn)管路，使抽放系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)遭到破壞。當(dāng)鉆孔水量大時(shí)，這一問題就顯得更為嚴(yán)重。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型就是為了解決以上問題，提供一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器。[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，包括集水箱，所述集水箱的頂部設(shè)有入水口與第二進(jìn)氣口 ；集水箱的頂端固設(shè)有與所述入水口連通的氣水分離器，所述氣水分離器的頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有第一進(jìn)氣口與出氣口 ；所述集水箱內(nèi)部設(shè)有浮漂，所述浮漂的上端連接有堵頭；集水箱的底端設(shè)有放水口，所述放水口的開口端設(shè)有控制其開關(guān)的浮球。[0006]為了使堵頭能產(chǎn)生動(dòng)力而嚴(yán)密地堵住入水口，所述集水箱內(nèi)部位于入水口的兩側(cè)設(shè)有彈簧卡。[0007]所述堵頭通過連桿與浮漂的頂端連接，所述連桿上設(shè)有彈簧。[0008]為了防止浮漂在集水箱中亂動(dòng)而對(duì)不準(zhǔn)入水口，所述集水箱的底部且位于浮漂的外周固設(shè)有用于浮漂上下·運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的下導(dǎo)向桿。[0009]為了使堵頭能正確無誤在堵住入水口，所述入水口兩側(cè)向下固設(shè)有上導(dǎo)向桿。[0010]所述浮漂的底部設(shè)有配重塊。一方面是為了增加浮漂的重量，輔助浮漂是的堵頭克服在自動(dòng)放水階段入水口處對(duì)其吸力；另一方面是降低浮漂的重心，增加其浮動(dòng)的穩(wěn)定性。[0011]本實(shí)用新型中彈簧卡作用是在入水口下一定距離，阻隔浮漂與堵頭的繼續(xù)上升運(yùn)動(dòng)，使其停止上升一段時(shí)刻，積蓄一定能量。當(dāng)堵頭突破彈簧卡的限制時(shí)，就能產(chǎn)生加速度運(yùn)動(dòng)，使堵頭以瞬時(shí)且有力地將入水口堵嚴(yán)，以確保封閉的嚴(yán)密性。[0012]本實(shí)用新型的自動(dòng)放水器安裝在井下抽放瓦斯鉆場內(nèi)，其第二進(jìn)氣口同鉆場內(nèi)自然涌出量較大的一個(gè)或二個(gè)鉆孔連接，第一進(jìn)氣口連接該鉆場其余各鉆孔，出氣口同瓦斯抽放管路連接。[0013]本自動(dòng)放水器的工作過程分為三階段:[0014]1、自由集水階段:[0015]連接第一進(jìn)氣口的各鉆孔被抽出的瓦斯和水，進(jìn)入氣水分離器進(jìn)行分離后，瓦斯經(jīng)出氣口進(jìn)入抽放管路，而水則通過入水口進(jìn)入集水箱積存下來。連接第二進(jìn)氣口的鉆孔中被抽出的瓦斯和水直接進(jìn)入集水箱里，由于密度不同，瓦斯經(jīng)入水口通過氣水分離器由出氣口進(jìn)入抽放管路；水則留在集水箱里了。這時(shí)放水口的浮球在抽放負(fù)壓與自重的作用下，堵住放水口，使自動(dòng)放水器的內(nèi)部同井下空氣隔絕。[0016]2、控制浮漂上升集水階段:[0017]隨著集水箱中積水增多，在浮力作用下浮漂沿下導(dǎo)向桿向上浮起，當(dāng)堵頭觸到彈簧卡時(shí)，由于彈簧卡的限制，暫時(shí)停止上移。這時(shí)各鉆孔被抽放的瓦斯和水的流動(dòng)途徑，同上階段一樣，瓦斯與水進(jìn)行分離后進(jìn)入抽放管路，而水則積到集水箱內(nèi)。[0018]3、自動(dòng)放水階段:[0019]當(dāng)集水箱 內(nèi)的積水繼續(xù)增多，浮漂浮力不斷增大，當(dāng)浮力增大到足以克服彈簧卡的阻力時(shí)，浮漂帶著堵頭沿著上導(dǎo)向桿加速?zèng)_向入水口，并把它堵嚴(yán)，使集水箱同氣水分離器隔絕。這時(shí)集水箱內(nèi)仍處于負(fù)壓狀態(tài)，但由于同瓦斯抽放系統(tǒng)隔斷，而連接第二進(jìn)氣口的鉆孔瓦斯不斷進(jìn)入集水箱內(nèi)補(bǔ)償“真空”，使負(fù)壓逐漸下降，當(dāng)負(fù)壓小于集水箱內(nèi)外水柱差時(shí)，水就沖開設(shè)于放水口處的浮球自動(dòng)放出。這時(shí)，連接第一進(jìn)氣口的各鉆孔中瓦斯，經(jīng)氣水分離器分離后繼續(xù)進(jìn)入瓦斯抽放管路，分離后的水暫時(shí)積存在氣水分離器的底部。[0020]當(dāng)集水箱內(nèi)的積水不斷自動(dòng)放出，隨著浮力降低，浮漂受自重與配重塊的重力作用而下沉，逐漸將彈簧壓縮，當(dāng)滑板彈簧被壓緊后，由于水位繼續(xù)下降，浮漂下沉力越來越大，當(dāng)其等于(或稍微超過)入水口處對(duì)堵頭的吸引力時(shí)，堵頭就被拉下來，并在彈簧和下沉力的共同作用下，快速?zèng)_過彈簧卡同浮漂一起落下。[0021]當(dāng)堵頭離開入水口后，抽放負(fù)壓立即又作用于集水箱內(nèi)，放水口重新被浮球堵住。結(jié)束了一次自動(dòng)放水階段。隨著又進(jìn)入自由集水階段，氣水分離器在自動(dòng)放水階段的積水，經(jīng)入水口逐漸進(jìn)入集水箱里積存。連接第二進(jìn)氣口的鉆孔又開始正常抽放狀態(tài)。[0022]所以，本實(shí)用新型的有益效果有:[0023]1、滿足了高負(fù)壓狀態(tài)下的自動(dòng)排水工作，將鉆孔內(nèi)的水進(jìn)行收集并自動(dòng)排放，最大限度地降低了進(jìn)入抽放管路的水，解決了各種負(fù)壓條件下瓦斯抽采管路內(nèi)積水對(duì)瓦斯抽采工程的影響，保證其抽采系統(tǒng)穩(wěn)定。[0024]2、本自動(dòng)放水器制作簡單、動(dòng)作可靠、性能良好，符合自動(dòng)放水要求，便于推廣使用；[0025]3、利用鉆孔瓦斯置換放水，不影響抽放瓦斯的濃度，符合抽放瓦斯的要求，比用空氣置換放水優(yōu)越。[0026]4、氣水分離效果好，大大減少了瓦斯抽放管路中的積水與瓦斯的含水量，保證了抽放系統(tǒng)正常工作，同時(shí)提高瓦斯干燥度。[0027]5、本裝置實(shí)現(xiàn)了放水的自動(dòng)化，節(jié)省了專職放水人員，減少勞動(dòng)強(qiáng)度并節(jié)省成本。


[0028]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。[0029]圖1是本實(shí)用新型自由集水階段示意圖。[0030]圖2是本實(shí)用新型控制浮漂上升集水階段示意圖。[0031]圖3是本實(shí)用新型自動(dòng)放水階段示意圖。[0032]圖中:1_第一進(jìn)氣口，2-入水口，3-第二進(jìn)氣口，4-堵頭，5-集水箱，6-浮漂，7-出氣口，8-氣水分離器，9-彈簧卡，10-上導(dǎo)向桿，11-下導(dǎo)向桿，12-浮球，13-放水口，14-配重塊。
具體實(shí)施方式
[0033]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型提供一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，包括集水箱5，所述集水箱5的頂部設(shè)有入水口 2與第二進(jìn)氣口 3 ;集水箱5的頂端固設(shè)有與所述入水口 2連通的氣水分離器8，所述氣水分離器8的頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有第一進(jìn)氣口 I與出氣口 7 ;所述集水箱5內(nèi)部設(shè)有浮漂6，所述浮漂6的上端通過連桿連接有堵頭4，連桿上設(shè)有彈簧，浮漂6的底部設(shè)有配重塊14 ;集水箱5的底端設(shè)有放水口 13，所述放水口 13的開口端設(shè)有控制其開關(guān)的浮球12。所述集水箱內(nèi)部位于入水口的兩側(cè)設(shè)有彈簧卡9與上導(dǎo)向桿10 ;集水箱5的底部且位于浮漂6的外周固設(shè)有用于浮漂6上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的下導(dǎo)向桿11。[0034]自動(dòng)放水器的工作過程分為三階段:[0035]1、如圖1所示的自由集水階段:[0036]連接第一進(jìn)氣口的各鉆孔被抽出的瓦斯和水，進(jìn)入氣水分離器進(jìn)行分離后，瓦斯經(jīng)出氣口進(jìn)入抽放管路，而水則通過入水口進(jìn)入集水箱積存下來。連接第二進(jìn)氣口的鉆孔中被抽出的瓦斯和水直接進(jìn)入集水箱里，由于密度不同，瓦斯經(jīng)入水口通過氣水分離器由出氣口進(jìn)入抽放管路；水則留在集水箱里了。這時(shí)放水口的浮球在抽放負(fù)壓與自重的作用下，堵住放水口，使自動(dòng)放水器的內(nèi)部同井下空氣隔絕。[0037]2、如圖2所示的控制浮漂上升集水階段:[0038]隨著集水箱中積水增 多，在浮力作用下浮漂沿下導(dǎo)向桿向上浮起，當(dāng)堵頭觸到彈簧卡時(shí)，由于彈簧卡的限制，暫時(shí)停止上移。這時(shí)各鉆孔被抽放的瓦斯和水的流動(dòng)途徑，同上階段一樣，瓦斯與水進(jìn)行分離后進(jìn)入抽放管路，而水則積到集水箱內(nèi)。[0039]3、如圖3所示的自動(dòng)放水階段:[0040]當(dāng)集水箱內(nèi)的積水繼續(xù)增多，浮漂浮力不斷增大，當(dāng)浮力增大到足以克服彈簧卡的阻力時(shí)，浮漂帶著堵頭沿著上導(dǎo)向桿加速?zèng)_向入水口，并把它堵嚴(yán)，使集水箱同氣水分離器隔絕。這時(shí)集水箱內(nèi)仍處于負(fù)壓狀態(tài)，但由于同瓦斯抽放系統(tǒng)隔斷，而連接第二進(jìn)氣口的鉆孔瓦斯不斷進(jìn)入集水箱內(nèi)補(bǔ)償“真空”，使負(fù)壓逐漸下降，當(dāng)負(fù)壓小于集水箱內(nèi)外水柱差時(shí)，水就沖開設(shè)于放水口處的浮球自動(dòng)放出。這時(shí)，連接第一進(jìn)氣口的各鉆孔中瓦斯，經(jīng)氣水分離器分離后繼續(xù)進(jìn)入瓦斯抽放管路，分離后的水暫時(shí)積存在氣水分離器的底部。[0041]當(dāng)集水箱內(nèi)的積水不斷自動(dòng)放出，隨著浮力降低，浮漂受自重與配重塊的重力作用而下沉，逐漸將彈簧壓縮，當(dāng)滑板彈簧被壓緊后，由于水位繼續(xù)下降，浮漂下沉力越來越大，當(dāng)其等于(或稍微超過)入水口處對(duì)堵頭的吸引力時(shí)，堵頭就被拉下來，并在彈簧和下沉力的共同作用下，快速?zèng)_過彈簧卡同浮漂一起落下。當(dāng)堵頭離開入水口后，抽放負(fù)壓立即又作用于集水箱內(nèi)，放水口重新被浮球堵住。結(jié)束了一次自動(dòng)放水階段。隨著又進(jìn)入自由集水階段，氣水分離器在自動(dòng)放水階段的積水，經(jīng)入水口逐漸進(jìn)入集水箱里積存。連接第二進(jìn)氣口的鉆孔又開始正常抽放狀態(tài)。[0042]上述實(shí)施例并非僅限于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，所有基于本實(shí)用新型的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，包括集水箱，其特征在于:所述集水箱的頂部設(shè)有入水口與第二進(jìn)氣口 ；集水箱的頂端固設(shè)有與所述入水口連通的氣水分離器，所述氣水分離器的頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有第一進(jìn)氣口與出氣口 ；所述集水箱內(nèi)部設(shè)有浮漂，所述浮漂的上端連接有堵頭；集水箱的底端設(shè)有放水口，所述放水口的開口端設(shè)有控制其開關(guān)的浮球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，其特征在于:所述集水箱內(nèi)部位于入水口的兩側(cè)設(shè)有彈簧卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，其特征在于:所述堵頭通過連桿與浮漂的頂端連接，所述連桿上設(shè)有彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，其特征在于:所述集水箱的底部且位于浮漂的外周固設(shè)有用于浮漂上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的下導(dǎo)向桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，其特征在于:所述入水口兩側(cè)向下固設(shè)有上導(dǎo)向桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，其特征在于:所述浮漂的底部設(shè)有配重塊。·
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于高負(fù)壓抽放瓦斯的自動(dòng)放水器，集水箱的頂部設(shè)有入水口與第二進(jìn)氣口；集水箱的頂端固設(shè)有與所述入水口連通的氣水分離器，所述氣水分離器的頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有第一進(jìn)氣口與出氣口；所述集水箱內(nèi)部設(shè)有浮漂，所述浮漂的上端連接有堵頭；集水箱的底端設(shè)有放水口，所述放水口的開口端設(shè)有控制其開關(guān)的浮球。本裝置滿足了高負(fù)壓狀態(tài)下的自動(dòng)排水工作，將鉆孔內(nèi)的水進(jìn)行收集并自動(dòng)排放；并且氣水分離效果好，大大減少了瓦斯抽放管路中的積水與瓦斯的含水量，解決了各種負(fù)壓條件下瓦斯抽采管路內(nèi)積水對(duì)瓦斯抽采工程的影響，保證了抽放系統(tǒng)正常工作。
文檔編號(hào)E21F7/00GK203114342SQ20132018043
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者李博, 余敏 申請(qǐng)人:安徽恒源煤電股份有限公司