本發(fā)明屬于瓦斯抽采領(lǐng)域，涉及一種瓦斯抽采管路連續(xù)自動(dòng)化放水排渣裝置。

背景技術(shù)：

煤礦開采過(guò)程中，由于煤層中賦存大量瓦斯氣體，為了安全綠色開采，需要把瓦斯氣體從煤層中抽取出來(lái)并收集再利用，目前煤層瓦斯抽采方式主要是負(fù)壓抽采。瓦斯抽采過(guò)程中在負(fù)壓作用下，煤層中所含有的水、煤渣等進(jìn)入瓦斯抽采管路，水、煤渣漸漸積累在瓦斯抽采管路中堵塞抽采管路，瓦斯氣體難以及時(shí)進(jìn)入主抽采管，影響瓦斯抽采，給煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患,因此需要及時(shí)排出水、渣。

瓦斯抽采放水排渣裝置是將煤渣、水匯集于一處集中處理的一種裝置,目前大多數(shù)瓦斯抽采裝置是通過(guò)負(fù)壓進(jìn)行瓦斯抽采，在抽采瓦斯的過(guò)程中，煤渣、水、瓦斯混合在一起進(jìn)入到放水器中，通常需要人工放水排渣，水位監(jiān)測(cè)和水渣排出過(guò)程憑經(jīng)驗(yàn)操作，存在放水排渣勞動(dòng)量大、浪費(fèi)人力物力、排放不及時(shí)等問(wèn)題，目前有一部分瓦斯抽采放水排渣裝置通過(guò)浮漂等水位檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)水箱內(nèi)水位，在導(dǎo)通大氣自動(dòng)放水排渣，由于瓦斯抽采過(guò)程中采用負(fù)壓抽采，箱體水渣集滿需停止負(fù)壓抽采，導(dǎo)通大氣自動(dòng)放水排渣，導(dǎo)致瓦斯抽采過(guò)程瓦斯抽采和放水排渣過(guò)程無(wú)法同時(shí)進(jìn)行且相互影響，瓦斯抽采無(wú)法連續(xù)，存在周期性間隔，降低了瓦斯抽采效率。瓦斯抽采過(guò)程中瓦斯氣體中存在大量水蒸氣，在后期仍需進(jìn)行干燥瓦斯氣體的工序，降低瓦斯氣體含水率，提高瓦斯?jié)舛?。目前大部分瓦斯抽采裝置并未存在解決瓦斯含水率高的問(wèn)題；目前大部分瓦斯抽采裝置沒(méi)有裝置自動(dòng)清洗功能，需要人工清洗，而且存在裝置清洗困難、清洗不干凈、勞動(dòng)量大、操作困難等一系列問(wèn)題，最終導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)不足，減少設(shè)備使用年限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題是浪費(fèi)人力物力、排放不及時(shí)、抽采裝置及抽采管路易堵塞、瓦斯抽采過(guò)程瓦斯負(fù)壓抽采與放水排渣過(guò)程相互影響不能同步抽采過(guò)程間斷不連續(xù)、設(shè)備裝置不能自動(dòng)清洗等問(wèn)題，希望借助一種電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)放水排渣的自動(dòng)化，無(wú)需人工干預(yù)，降低生產(chǎn)成本，而且實(shí)現(xiàn)水渣一次排出，防止渣體在抽采裝置內(nèi)部集聚導(dǎo)致抽采系統(tǒng)堵塞，從而實(shí)現(xiàn)瓦斯安全高效抽采。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種瓦斯抽采管路連續(xù)自動(dòng)化放水排渣裝置，由裝置主箱體、裝置水箱體、瓦斯抽采進(jìn)氣口、瓦斯負(fù)壓抽采口、冷凝系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、放水排渣系統(tǒng)、水渣攪拌器、水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、封隔板導(dǎo)向槽、封隔板組成；所述裝置主箱體的頂部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置瓦斯抽采進(jìn)氣口和瓦斯負(fù)壓抽采口，所述裝置主箱體內(nèi)設(shè)置裝置水箱體，所述瓦斯抽采進(jìn)氣口連通入裝置水箱體內(nèi)部；所述裝置水箱體由設(shè)置在中部的可開合的封隔板分成上水箱和下水箱，所述封隔板設(shè)置在封隔板板導(dǎo)向槽中，所述水渣攪拌器設(shè)置在裝置水箱體的底部，所述水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均設(shè)置在上下水箱內(nèi)側(cè)壁上；在裝置水箱體外部的裝置主箱體內(nèi)部一側(cè)從上到下還設(shè)置有冷凝系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和放水排渣系統(tǒng)；所述冷凝系統(tǒng)由冷凝室和冷凝室內(nèi)部的螺旋冷凝器組成，所述螺旋冷凝器豎直設(shè)置且上端與瓦斯負(fù)壓抽采口連接，所述冷凝室上設(shè)置氣口和水口，使得其與裝置水箱體連通，使得冷凝水可流入裝置水箱體；所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)由壓力補(bǔ)償器、第一壓力補(bǔ)償口和第二壓力補(bǔ)償口組成，用于調(diào)節(jié)上下水箱的氣壓；所述控制系統(tǒng)與壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，用于啟動(dòng)水渣攪拌器和水渣排放泵并控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)；所述放水排渣系統(tǒng)由水渣排放泵和泵室組成，所述泵室與裝置水箱體的底部連通，且泵室通過(guò)開設(shè)水渣排放口與裝置主箱體底部連通，所述水渣排放口延伸到裝置主箱體外部。

進(jìn)一步，所述封隔板是由上下兩塊密封板組成，封隔板安裝在封隔板導(dǎo)向槽內(nèi)，可由控制系統(tǒng)控制打開、閉合，所述封隔板的閉合處設(shè)置有一圈用于密封的橡膠圈。

進(jìn)一步，所述水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指位于封隔板上下兩側(cè)的兩個(gè)水位監(jiān)測(cè)器，即位于上水箱側(cè)壁上靠近封隔板位置的第一水位監(jiān)測(cè)器和位于下水箱側(cè)壁上靠近水箱底部位置的第二水位監(jiān)測(cè)器，第一水位監(jiān)測(cè)器和第二水位監(jiān)測(cè)器都連接于控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指位于封隔板上下兩側(cè)的兩個(gè)壓力監(jiān)測(cè)器，即位于上水箱側(cè)壁上靠近水箱頂部位置的第一壓力監(jiān)測(cè)器和位于下水箱側(cè)壁上靠近封隔板位置的第二壓力監(jiān)測(cè)器，第一壓力監(jiān)測(cè)器和第二壓力監(jiān)測(cè)器都連接于控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)上下水箱的氣壓。

進(jìn)一步，所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)在封隔板上下兩側(cè)的水箱內(nèi)壁上各有一壓力補(bǔ)償口，即位于上水箱的第一壓力補(bǔ)償口和位于下水箱的第二壓力補(bǔ)償口，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)壓力補(bǔ)償口平衡封隔板上下兩個(gè)水箱內(nèi)氣壓。

進(jìn)一步，所述水渣攪拌器位于水箱內(nèi)底部，通過(guò)水渣攪拌器攪拌水箱底部沉積的渣體與水均勻混合再由水渣排放泵排到裝置主箱體外部。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：在技術(shù)方面，改變了放水器堵塞時(shí)，人工排水，清理煤渣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的方式，利用水位監(jiān)測(cè)和壓力監(jiān)測(cè)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)放水器內(nèi)水位的高度和水箱氣壓，控制系統(tǒng)智能控制、自動(dòng)化放水排渣，利用封隔板可控開合使得上部水箱抽采工作和下部水箱放水排渣工作互相不受影響，保證了瓦斯抽采工作的連續(xù)性，改變以往瓦斯抽采設(shè)備間斷工作抽采弊端，實(shí)現(xiàn)全程瓦斯抽采與放水排渣不間斷無(wú)干擾影響的高效運(yùn)行，提高工作效率；通過(guò)加入螺旋冷凝系統(tǒng)，極大地改善了瓦斯含水率問(wèn)題，提高了抽采瓦斯?jié)舛?，避免了后期干燥瓦斯氣體的工序，省時(shí)、省力，通過(guò)設(shè)計(jì)自動(dòng)清洗過(guò)程，極大方便操作人員清洗設(shè)備難度，簡(jiǎn)單、方便、快捷，與此同時(shí)極大延長(zhǎng)裝置的使用壽命；在安全方面，及時(shí)進(jìn)行放水排渣，使瓦斯抽采能夠按照正常連續(xù)不間斷的運(yùn)行，減小安全隱患；在經(jīng)濟(jì)方面，使放水和排渣進(jìn)行自動(dòng)化，不需要人工進(jìn)行清理，極大的節(jié)省了人力成本和物力成本。本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)、具有布設(shè)方便、全程自動(dòng)化、無(wú)需人為操作干涉、連續(xù)不間斷、高效運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖2為本發(fā)明工作時(shí)封隔板未閉合的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖3為本發(fā)明工作時(shí)封隔板正在閉合的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖4為本發(fā)明工作時(shí)封隔板閉合排水排渣的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖5為本發(fā)明封隔板未閉合的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖6為本發(fā)明封隔板閉合的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖7為本發(fā)明工作實(shí)現(xiàn)的邏輯流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1-6所示，一種瓦斯抽采管路連續(xù)自動(dòng)化放水排渣裝置，由裝置主箱體19、裝置水箱體21、瓦斯抽采進(jìn)氣口1、瓦斯負(fù)壓抽采口2、冷凝系統(tǒng)3、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6、控制系統(tǒng)8、放水排渣系統(tǒng)9、水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水渣攪拌器13、壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、封隔板導(dǎo)向槽15、封隔板16組成。

所述裝置主箱體19的頂部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置瓦斯抽采進(jìn)氣口1和瓦斯負(fù)壓抽采口2，所述裝置主箱體19內(nèi)設(shè)置裝置水箱體21，所述瓦斯抽采進(jìn)氣口1連通入裝置水箱體21內(nèi)部；所述水渣攪拌器13設(shè)置在裝置水箱體21的底部，通過(guò)水渣攪拌器13攪拌水箱底部沉積的渣體與水均勻混合再由水渣排放泵排到裝置主箱體19外部；所述裝置水箱體21由設(shè)置在其中部的可開合的封隔板16分成上水箱和下水箱，封隔板閉合狀態(tài)使得在上水箱進(jìn)行的瓦斯抽采活動(dòng)與下水箱中進(jìn)行的排渣放水活動(dòng)互相不受影響，所述封隔板16設(shè)置在封隔板板導(dǎo)向槽15中，封隔板16是由上下兩塊密封板組成，可通過(guò)水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控水位信息并由控制系統(tǒng)8控制打開、閉合，所述封隔板的閉合處設(shè)置有一圈用于密封的橡膠圈20，由于上下兩塊密封板閉合密封并與密封板閉合區(qū)間液體共同封閉，增強(qiáng)密封效果，防止在排水排渣過(guò)程中影響瓦斯負(fù)壓抽采。

在裝置水箱體外部的裝置主箱體內(nèi)部一側(cè)從上到下設(shè)置冷凝系統(tǒng)3、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6、控制系統(tǒng)8和放水排渣系統(tǒng)9，所述控制系統(tǒng)8控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6和放水排渣系統(tǒng)9的工作。

所述冷凝系統(tǒng)3由冷凝室和冷凝室內(nèi)部的螺旋冷凝器4組成，螺旋冷凝器是冷凝系統(tǒng)3中冷凝含有水蒸氣的瓦斯氣體裝置，螺旋冷凝器4通過(guò)增大與含有水蒸氣的瓦斯氣體接觸面積與回路，增強(qiáng)氣體中水蒸氣冷凝，目的是提高瓦斯?jié)舛?，降低含水率，所述螺旋冷凝?豎直設(shè)置且上端與瓦斯負(fù)壓抽采口2連接，螺旋冷凝器4采用豎直安置防止冷凝水聚集在螺旋冷凝器內(nèi)，影響瓦斯抽采含水率，所述冷凝室上設(shè)置氣口和水口，使得其與裝置水箱體氣連通，也使得冷凝水受到重力作用流進(jìn)水箱內(nèi)。

所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6由壓力補(bǔ)償器、第一壓力補(bǔ)償口5和第二壓力補(bǔ)償口7組成，所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6在封隔板上下兩側(cè)的水箱內(nèi)壁上各有一壓力補(bǔ)償口，即位于上水箱的第一壓力補(bǔ)償口5和位于下水箱的第二壓力補(bǔ)償口7，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)壓力補(bǔ)償口平衡封隔板上下兩個(gè)水箱內(nèi)氣壓。

所述控制系統(tǒng)與壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連接用于數(shù)據(jù)監(jiān)控，所述水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均設(shè)置在裝置水箱體內(nèi)側(cè)壁上，所述水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指位于封隔板上下兩側(cè)的兩個(gè)水位監(jiān)測(cè)器，即位于上水箱側(cè)壁上靠近封隔板位置的第一水位監(jiān)測(cè)器17和位于下水箱側(cè)壁上靠近水箱底部位置的第二水位監(jiān)測(cè)器12，第一水位監(jiān)測(cè)器17和第二水位監(jiān)測(cè)器12都連接于控制系統(tǒng)8；兩個(gè)水位監(jiān)測(cè)裝置的值是根據(jù)液體壓強(qiáng)公式P=ρgh計(jì)算得到，即示數(shù)分別表示為h₁、h₂，當(dāng)h₁＞0且h₂＞0時(shí)，即水渣混合液體水位在第一水位監(jiān)測(cè)器17上，如圖3所示，控制系統(tǒng)8控制封隔板16沿封隔板導(dǎo)向槽15移動(dòng)閉合；當(dāng)h₁＞0且h₂=0時(shí)，即水渣混合液體水位在第一水位監(jiān)測(cè)器17上且第二水位監(jiān)測(cè)器12監(jiān)測(cè)水位為零，即下部水箱內(nèi)水渣排完。

所述壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指位于封隔板16上下兩側(cè)的兩個(gè)壓力監(jiān)測(cè)器，即位于上水箱側(cè)壁上靠近水箱頂部位置的第一壓力監(jiān)測(cè)器18和位于下水箱側(cè)壁上靠近封隔板位置的第二壓力監(jiān)測(cè)器14，第一壓力監(jiān)測(cè)器18和第二壓力監(jiān)測(cè)器14都連接于控制系統(tǒng)8，所述控制系統(tǒng)8控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6調(diào)節(jié)上下水箱的氣壓；用于監(jiān)測(cè)在封隔板16閉合封閉后排水排渣導(dǎo)致上下水箱氣壓不同，由于封隔板16上水箱采用負(fù)壓抽采瓦斯，即p_n為抽采負(fù)壓值，而封隔板16下水箱由于水渣排放泵10排水排渣導(dǎo)致真空影響排水排渣過(guò)程，在一定程度上可能導(dǎo)致封隔板16損壞而且在后期封隔板16打開時(shí)由于上下水箱壓差過(guò)大封隔板16無(wú)法打開；第一壓力監(jiān)測(cè)器18、第二壓力監(jiān)測(cè)器14監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別為p₁、p₂，當(dāng)裝置未開始負(fù)壓抽采工作時(shí)，p₁=p₂=p₀，p₀為大氣壓值；當(dāng)負(fù)壓抽采時(shí)即p₁=p_n，p_n為瓦斯抽采負(fù)壓值，即p₁≠p₂，控制系統(tǒng)8控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6調(diào)節(jié)上下水箱氣壓，防止上下水箱由于氣壓不均損壞同時(shí)方便后期封隔板16打開。

所述排渣放水系統(tǒng)9由水渣排放泵10和泵室組成，所述泵室與裝置水箱體的底部連通，且泵室通過(guò)開設(shè)水渣排放口11與裝置主箱體底部連通，所述水渣排放口11延伸到裝置主箱體外部，由于水渣混合液體中渣體沉淀聚集在水箱底部，在排出箱體時(shí)容易堵塞管路，在封隔板閉合狀態(tài)下，如圖4所示，通過(guò)水渣攪拌器13攪拌水箱底部沉積的渣體與水均勻混合，再由水渣排放泵10經(jīng)水渣排放口11排出箱體。

本發(fā)明的工作原理如圖7所示，本發(fā)明涉及放水排渣裝置開啟后，壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)開啟進(jìn)行工作，封隔板處于打開狀態(tài)，此時(shí)壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到上水箱和下水箱壓力相等，即監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)p₁=p₂=p₀，p₀為大氣壓值，由于水箱中沒(méi)有水，水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)不到水位，即監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)h₁=h₂=0；瓦斯、水、渣體等混合物從瓦斯抽采進(jìn)氣口1進(jìn)入裝置水箱體21，瓦斯經(jīng)過(guò)冷凝系統(tǒng)3后從瓦斯負(fù)壓抽采口2出裝置主箱體19，瓦斯中的水、渣體等混合物靠自身重力作用落入裝置水箱體，瓦斯中的水蒸氣通過(guò)冷凝系統(tǒng)3中豎直安置的螺旋冷凝器4凝結(jié)成水，經(jīng)自身重力作用進(jìn)入裝置水箱體19；隨著水箱內(nèi)水、渣體等混合物的積累，下水箱設(shè)置的第二水位監(jiān)測(cè)器12可監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)，則監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)h₂≠0，隨著水、渣體等混合物越積越多，水位開始上升，當(dāng)水位超過(guò)到上水箱設(shè)置的第一水位監(jiān)測(cè)器17時(shí)，則監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)h₁＞0，此時(shí)控制系統(tǒng)8可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滿足h₁＞0且h₂≠0的條件，從而控制封隔板16沿封隔板導(dǎo)向槽15移動(dòng)閉合，如圖6所示，同時(shí)控制系統(tǒng)控制啟動(dòng)水渣攪拌器13和水渣排放泵10，進(jìn)行放水排渣；此時(shí)因?yàn)榉飧舭宓拈]合，導(dǎo)致上水箱和下水箱的壓力變化，第一壓力監(jiān)測(cè)器18和第二壓力監(jiān)測(cè)器14監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別為p₁、p₂，上水箱進(jìn)行負(fù)壓抽采，則p₁=p_n，p_n為抽采負(fù)壓壓力，因此p₁≠p₂，此時(shí)控制系統(tǒng)8控制壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)6調(diào)節(jié)上下水箱氣壓，防止上下水箱由于氣壓不均損壞同時(shí)方便后期封隔板16打開；放水排渣完成后，下水箱中水位降低到接近底部，第二水位傳感器12監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)h₂=0，而上水箱中因?yàn)榉飧舭宸忾]時(shí)有積水，因此第一水位傳感器17監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)h₁＞0，此時(shí)控制系統(tǒng)8可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滿足h₁＞0且h₂=0的條件，控制封隔板16再次打開，如圖5所示，同時(shí)水渣攪拌器13和水渣排放泵10停止工作；繼續(xù)進(jìn)入水、渣體等混合物積累的過(guò)程，當(dāng)滿足h₁＞0且h₂≠0的條件時(shí)，控制系統(tǒng)控制封隔板16沿封隔板導(dǎo)向槽15移動(dòng)閉合，進(jìn)行放水排渣，如此連續(xù)反復(fù)，使得瓦斯抽采與放水排渣過(guò)程互不影響，各自獨(dú)立工作運(yùn)行且抽采過(guò)程間斷不連續(xù)。在完成瓦斯抽采時(shí)將瓦斯抽采進(jìn)口直接連接清水管，能夠自動(dòng)清洗裝置內(nèi)部箱體與設(shè)備，全程自動(dòng)化、無(wú)需人為操作干涉、連續(xù)不間斷、高效運(yùn)行。

本項(xiàng)發(fā)明的保護(hù)范圍不限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，凡是與上述實(shí)施結(jié)構(gòu)相同，或者依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所作的技術(shù)變形，均屬于本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。