鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內(nèi)設(shè)置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥，多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥包括轉(zhuǎn)動桿、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接并相貼合，并且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設(shè)有定位槽，定位槽內(nèi)設(shè)有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面設(shè)有卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內(nèi)，底座設(shè)置轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口，多級噴嘴板上有噴孔，轉(zhuǎn)動桿帶動多級噴嘴板轉(zhuǎn)動或者帶動底座轉(zhuǎn)動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換閥出氣口通過連接件連接。本實(shí)用新型是一種可避免在噴嘴轉(zhuǎn)換過程中膜盒壓力表指針的劇烈跳擺的機(jī)械差壓式流量計。
【專利說明】鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，用于煤層鉆孔瓦斯流量測定和工作面突出危險性預(yù)測。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦井開采深度的增加，煤層瓦斯壓力、瓦斯含量升高，煤層突出危險性增大。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》(2009)有關(guān)規(guī)定，鉆孔瓦斯涌出初速度是工作面突出危險性預(yù)測方法復(fù)合指標(biāo)法和R值指標(biāo)法的重要參數(shù)，準(zhǔn)確測定鉆孔瓦斯涌出初速度對于判定工作面突出危險性、及時采取防突措施、搞好煤礦安全生產(chǎn)具有重要作用。
[0003]根據(jù)《鉆孔瓦斯涌出初速度的測定方法》(MT/T639-1996)和《充氣式鉆孔瓦斯涌出初速度測定裝置技術(shù)條件》(MT/T856-2000)，對測定鉆孔瓦斯涌出初速度流量計的要求是:流量計的測量范圍應(yīng)在f30L/min，準(zhǔn)確度為2.5級，并應(yīng)符合相應(yīng)的國家計量檢定規(guī)程的規(guī)定。鉆孔瓦斯涌出初速度流量計可分為瞬時流量計和累計流量計，鉆孔鉆進(jìn)到預(yù)定深度開始計時，對瞬時流量計在2m in時讀數(shù)，即為鉆孔瓦斯涌出初速度值，對累計流量計應(yīng)在1.5min和2.5min時分別讀數(shù)，后一讀數(shù)減去前一讀數(shù)即為鉆孔瓦斯涌出初速度值。
[0004]根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》(2009)第七十六條和第七十七條，鉆孔瓦斯涌出初速度應(yīng)在鉆孔暫定鉆進(jìn)后2min內(nèi)測定。從鉆孔施工和測試工藝方面看，累計流量計難以滿足暫定鉆進(jìn)后2min內(nèi)完成測定的要求，只有瞬時流量計滿足該項(xiàng)要求。
[0005]目前在突出礦井中使用的瞬時流量計均為差壓式流量計，通過節(jié)流裝置形成壓差，根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的壓差和流量的關(guān)系，計算流量的大小。根據(jù)壓差信號顯示和采集的方式，差壓式流量計由分為電子式和機(jī)械式兩種。
[0006]機(jī)械差壓式流量計的核心是節(jié)流裝置和膜盒壓力表。為了獲得較廣的測量范圍，節(jié)流裝置一般由幾個不同直徑的噴嘴組成，通過噴嘴的快速切換，可在規(guī)定時間內(nèi)完成鉆孔瓦斯涌出初速度的測量。目前市場上的機(jī)械差壓式流量計在結(jié)構(gòu)上還存在以下缺點(diǎn):
[0007]( I)節(jié)流裝置設(shè)計不合理，噴嘴轉(zhuǎn)換造成膜盒壓力表指針上下跳擺，易造成膜盒壓力表的精度降低和損壞。在噴嘴轉(zhuǎn)換的過渡期間，氣體通道被切斷，氣路內(nèi)部壓力升高，膜盒壓力表指針突然上擺；噴嘴轉(zhuǎn)換完成后，氣體通道突然打開，氣路內(nèi)部壓力突然降低，膜盒壓力表指針急速下擺。
[0008](2)煤塵過濾裝置單獨(dú)連接在流量計的外面，沒有整合在流量計的內(nèi)部，使用、攜帶不方便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種可避免在噴嘴轉(zhuǎn)換過程中膜盒壓力表指針的劇烈跳擺、提高鉆孔瓦斯涌出初速度測定準(zhǔn)確度、為準(zhǔn)確判定工作面的突出危險性提供科學(xué)依據(jù)的機(jī)械差壓式流量計。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內(nèi)設(shè)置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥，多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥包括轉(zhuǎn)動桿、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接并相貼合，并且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設(shè)有定位槽，定位槽內(nèi)設(shè)有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面對應(yīng)定位滾珠設(shè)有用于卡住定位滾珠的卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內(nèi)，底座設(shè)置轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口，多級噴嘴板上對應(yīng)轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿周圈間隔設(shè)置有噴孔，所有噴孔的孔徑均不同，轉(zhuǎn)動桿帶動多級噴嘴板轉(zhuǎn)動或者帶動底座轉(zhuǎn)動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換閥出氣口三者通過連接件連接。
[0011]所述底座固設(shè)于一頂蓋的蓋口處，多級噴嘴板位于頂蓋內(nèi)，頂蓋、多級噴嘴板和底座均對應(yīng)轉(zhuǎn)動桿設(shè)有插孔，轉(zhuǎn)動桿與頂蓋插接，轉(zhuǎn)動桿與多級噴嘴板為鍵連接，轉(zhuǎn)動桿與底座為插接，轉(zhuǎn)動桿伸出頂蓋外的端部設(shè)有旋鈕，頂蓋與多級插嘴板之間設(shè)有套設(shè)在轉(zhuǎn)動桿外圈的彈簧，頂蓋上設(shè)有轉(zhuǎn)換閥出氣口。
[0012]所述卡槽為環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿設(shè)置，卡槽的數(shù)量與噴孔的數(shù)量一致。
[0013]所述定位槽設(shè)于多級噴嘴板的板面上，卡槽設(shè)于底座的端面上。
[0014]所述定位槽設(shè)置兩個,每個定位槽內(nèi)均設(shè)有定位滾珠。
[0015]轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口在所述底座的端面上設(shè)有擴(kuò)孔，擴(kuò)孔內(nèi)設(shè)有密封圈，密封圈的環(huán)形端面與多級噴嘴板的板面相抵。
[0016]所述煤塵過濾器包括進(jìn)氣管、過濾棒和過濾器殼，進(jìn)氣管和過濾棒對接，過濾器殼罩設(shè)在過濾棒外，過濾器殼一端設(shè)有用于固定進(jìn)氣管的安裝口、另一端對應(yīng)過濾棒設(shè)有出氣口。
[0017]外殼設(shè)有面板，所述膜盒壓力表的表盤設(shè)在面板上，進(jìn)氣管的端部伸出面板外，旋鈕設(shè)于面板外側(cè)。
[0018]本實(shí)用新型所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，在正常狀態(tài)下，多級噴嘴板上的一個噴孔和轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口對應(yīng)，依靠彈簧的彈性擠壓和密封圈的密封，瓦斯只能通過對應(yīng)噴嘴流出；在噴嘴轉(zhuǎn)換的過程中，當(dāng)多級噴嘴盤旋轉(zhuǎn)時，定位滾珠將其頂起，在底座和多級噴嘴板之間形成縫隙，瓦斯通過縫隙排出，不會造成連接件內(nèi)的氣體壓力突然升高，膜盒壓力表指針不會急劇擺動。
[0019]依靠多級噴嘴板上定位滾珠和卡槽的配合，避免了多級噴孔在轉(zhuǎn)換過程中的氣體通道閉死，使膜盒壓力表指針平穩(wěn)擺動，不易造成膜盒壓力表的損壞，提高了測試精度，延長了使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1的仰視圖；
[0022]圖3是煤塵過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是多級噴嘴板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0026]由圖1-圖6所示的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，包括外殼6以及外殼6內(nèi)設(shè)置的膜盒壓力表2、煤塵過濾器7和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥9。膜盒壓力表2為軸向微壓表，屬差壓式流量計，膜盒壓力表2為現(xiàn)有技術(shù)，故不詳細(xì)敘述。
[0027]多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥9包括頂蓋22、轉(zhuǎn)動桿13、多級噴嘴板21和底座20，底座20為塊狀，底座20固設(shè)于所述頂蓋22的蓋口處，底座20與頂蓋22為螺紋連接，多級噴嘴板21位于頂蓋22內(nèi)，底座20的端面與多級噴嘴板21的板面壓接并相貼合，頂蓋22、多級噴嘴板21和底座20均對應(yīng)轉(zhuǎn)動桿13設(shè)有插孔，轉(zhuǎn)動桿13通過頂蓋22的插孔與頂蓋22插接，并且轉(zhuǎn)動桿13伸出頂蓋22外的端部設(shè)有旋鈕3，轉(zhuǎn)動桿13從多級噴嘴板21的插孔穿過并與多級噴嘴板21鍵連接，轉(zhuǎn)動桿13帶動多級噴嘴板21轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動桿13的另一端插入底座20的插孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)與底座20插接，頂蓋22與多級插嘴板之間設(shè)有套設(shè)在轉(zhuǎn)動桿13外圈的彈簧15，彈簧15位于頂蓋22內(nèi)。頂蓋22的蓋板上設(shè)有轉(zhuǎn)換閥出氣口 14，底座20設(shè)置轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17，轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17在所述底座20的端面上設(shè)有擴(kuò)孔，擴(kuò)孔內(nèi)設(shè)有密封圈16，密封圈16的環(huán)形端面與所述多級噴嘴板21的板面相抵；多級噴嘴板21上對應(yīng)轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿13周圈間隔均布設(shè)置有噴孔23，即每個噴孔23均對應(yīng)轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17設(shè)置，噴孔23共設(shè)置四個，所有噴孔23的孔徑均不同。當(dāng)然，本實(shí)用新型不拘泥于上述形式，轉(zhuǎn)動桿13也可帶動底座20轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動桿13可與底座20固定連接或者鍵連接，此時多級噴嘴板21與頂蓋22固定連接，轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17通過軟管與連接件8連接即可；此外，噴孔23的數(shù)量也可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置多個。
[0028]多級噴嘴板21的板面設(shè)有定位槽24，定位槽24內(nèi)設(shè)有定位滾珠19，底座20的端面對應(yīng)定位滾珠19設(shè)有用于卡住定位滾珠19的卡槽18，定位滾珠19的端部卡在卡槽18內(nèi)，卡槽18的直徑小于定位滾珠19的直徑，定位槽24設(shè)置兩個，每個定位槽24內(nèi)均設(shè)有定位滾珠19，卡槽18為環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿13設(shè)置，卡槽18的數(shù)量與噴孔23的數(shù)量一致，卡槽18也設(shè)置四個。當(dāng)然，本實(shí)用新型不拘泥于上述形式，定位槽24也可設(shè)置在底座20的端面，卡槽18相應(yīng)設(shè)置在多級噴嘴板21的板面，定位滾珠19設(shè)置在底座20端面的定位槽24內(nèi)，同樣可達(dá)到發(fā)明目的。
[0029]所述煤塵過濾器7包括進(jìn)氣管4、過濾棒12和過濾器殼10，進(jìn)氣管4和過濾棒12對接，并且進(jìn)氣管4端部和過濾棒12端部為絲扣連接，過濾器殼10罩設(shè)在過濾棒12外，過濾器殼10 —端設(shè)有用于固定進(jìn)氣管4的安裝口、另一端對應(yīng)過濾棒12設(shè)有出氣口 11。進(jìn)氣管4通過螺紋連接固設(shè)在過濾器殼10的安裝口。過濾棒12設(shè)有過濾孔，過濾棒12朝向出氣口 11的端部封閉。
[0030]煤塵過濾器7、多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥9的轉(zhuǎn)換閥出氣口和膜盒壓力表2三者通過連接件8連接，連接件8為三通式快接管件，連接件8的三個管口分別連接膜盒壓力表2進(jìn)氣口、轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17和煤塵過濾器7的出氣口 11。連接件8為現(xiàn)有技術(shù)，故不詳細(xì)敘述。外殼6設(shè)有面板1，所述膜盒壓力表2的表盤設(shè)在面板I上，進(jìn)氣管4的端部伸出面板I外，旋鈕3設(shè)于面板I外側(cè)。
[0031]在正常狀態(tài)下，多級噴嘴板上的一個噴孔和轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口對應(yīng)，依靠彈簧的彈性擠壓和密封圈的密封，瓦斯只能通過對應(yīng)噴嘴流出；在噴嘴轉(zhuǎn)換的過程中，當(dāng)多級噴嘴盤旋轉(zhuǎn)時，定位滾珠將其頂起，在底座和多級噴嘴板之間形成縫隙，瓦斯通過縫隙排出，不會造成連接件內(nèi)的氣體壓力突然升高，膜盒壓力表指針不會急劇擺動。[0032]本實(shí)用新型所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，工作時，瓦斯在鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀內(nèi)的流動路徑為:鉆孔瓦斯一煤塵過濾器進(jìn)氣管4 —煤塵過濾器過濾棒12 —煤塵過濾器出氣口 11—連接件8—同時進(jìn)入轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口 17和膜盒壓力表2并推動膜盒壓力表2指針一從轉(zhuǎn)換閥出氣口和壓力表排出。
[0033]具體操作步驟如下:
[0034]( I)首先檢查儀表的氣密性和靈敏度，將噴嘴轉(zhuǎn)換閥旋鈕3撥至4號噴嘴位置(流量最大檔位);
[0035](2)鉆孔打至預(yù)定深度后，立即拔出鉆桿，插入封孔器，將鉆孔按要求密封；
[0036](3)將流量計與封孔器連接，觀測膜盒壓力表2指針上升情況，當(dāng)膜盒壓力表2指針超過最小讀數(shù)并穩(wěn)定時，所示流量即為鉆孔瓦斯涌出初速度測定結(jié)果；
[0037](4)當(dāng)膜盒壓力表2指針沒有上升到最小讀數(shù)時，按照噴孔23的孔徑大小，從大至小依次轉(zhuǎn)動調(diào)整噴嘴轉(zhuǎn)換閥旋鈕3，以選擇不同檔位，同時觀測不同檔位處膜盒壓力表2指針上升情況，直至噴嘴轉(zhuǎn)換閥旋鈕3轉(zhuǎn)至某個檔位時，膜盒壓力表2指針上升至穩(wěn)定值，所示流量即為鉆孔瓦斯涌出初速度測定結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，包括外殼以及外殼內(nèi)設(shè)置的膜盒壓力表、煤塵過濾器和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥，其特征在于:多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥包括轉(zhuǎn)動桿、多級噴嘴板和底座，底座的端面與多級噴嘴板的板面壓接并相貼合，并且多級噴嘴板的板面或者底座的端面設(shè)有定位槽，定位槽內(nèi)設(shè)有定位滾珠，底座的端面或者多級噴嘴板的板面對應(yīng)定位滾珠設(shè)有用于卡住定位滾珠的卡槽，定位滾珠的端部卡在卡槽內(nèi)，底座設(shè)置轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口，多級噴嘴板上對應(yīng)轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿周圈間隔設(shè)置有噴孔，所有噴孔的孔徑均不同，轉(zhuǎn)動桿帶動多級噴嘴板轉(zhuǎn)動或者帶動底座轉(zhuǎn)動，煤塵過濾器、膜盒壓力表和多級噴嘴轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換閥出氣口三者通過連接件連接。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:所述底座固設(shè)于一頂蓋的蓋口處，多級噴嘴板位于頂蓋內(nèi)，頂蓋、多級噴嘴板和底座均對應(yīng)轉(zhuǎn)動桿設(shè)有插孔，轉(zhuǎn)動桿與頂蓋插接，轉(zhuǎn)動桿與多級噴嘴板為鍵連接，轉(zhuǎn)動桿與底座為插接，轉(zhuǎn)動桿伸出頂蓋外的端部設(shè)有旋鈕，頂蓋與多級插嘴板之間設(shè)有套設(shè)在轉(zhuǎn)動桿外圈的彈簧，頂蓋上設(shè)有轉(zhuǎn)換閥出氣口。
3.如權(quán)利要求1所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:所述卡槽為環(huán)繞轉(zhuǎn)動桿設(shè)置，卡槽的數(shù)量與噴孔的數(shù)量一致。
4.如權(quán)利要求1所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:所述定位槽設(shè)于多級噴嘴板的板面上，卡槽設(shè)于底座的端面上。
5.如權(quán)利要求1所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:所述定位槽設(shè)置兩個，每個定位槽內(nèi)均設(shè)有定位滾珠。
6.如權(quán)利要求1所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:轉(zhuǎn)換閥進(jìn)氣口在所述底座的端面上設(shè)有擴(kuò)孔，擴(kuò)孔內(nèi)設(shè)有密封圈，密封圈的環(huán)形端面與多級噴嘴板的板面相抵。
7.如權(quán)利要求2所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:所述煤塵過濾器包括進(jìn)氣管、過濾棒和過濾器殼，進(jìn)氣管和過濾棒對接，過濾器殼罩設(shè)在過濾棒外，過濾器殼一端設(shè)有用于固定進(jìn)氣管的安裝口、另一端對應(yīng)過濾棒設(shè)有出氣口。
8.如權(quán)利要求6所述的鉆孔瓦斯涌出初速度測定儀，其特征在于:外殼設(shè)有面板，所述膜盒壓力表的表盤設(shè)在面板上，進(jìn)氣管的端部伸出面板外，旋鈕設(shè)于面板外側(cè)。
【文檔編號】E21F7/00GK203515650SQ201320615867
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】魏風(fēng)清, 高偉, 周德勇, 張益民 申請人:焦作市美格安礦業(yè)科技有限公司