一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置，有效解决低浓度瓦斯的提纯问题，方法是，实验箱体的底部装有电机，电机的转轴上有装在实验箱体内的风叶，实验箱体外置有分别安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器的操作支架，操作支架是由底座和底座上垂直安装的主轴、以及主轴上的机械手臂构成，实验箱体下部一侧有出气孔，出气孔的管道上装有抽风机，实验箱体的顶部有出气管，下部与出气孔相对应的另一侧的进气孔上装有主流管道，主流管道与气体混合箱体相连通，气体混合箱体经三通阀分别接瓦斯罐的管道、变频式鼓风机的管道，本实用新型专利技术操作使用方便，有效用于对低浓度瓦斯提纯试验，确保资源的充分利用和生产安全。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置
本技术涉及采矿(煤矿)设备，特别是一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置。
技术介绍
随着煤矿开采向深部发展，煤层瓦斯含量增加，瓦斯压力增大，以及资源与环保要求，煤矿中瓦斯抽采力度加大，但尽管如此，煤矿中瓦斯抽采利用总量不过煤层中瓦斯的10%-20%，而煤层中的绝大部分瓦斯则是在煤炭开采时解析出来，并由矿井通风稀释后排入大气中，资料显示，我国风排瓦斯量占煤层瓦斯总量的80%以上，该部分瓦斯的主要特征是浓度低，一般为0.6%-1%，且与矿井回风流充分混合，不能直接利用，造成巨大的资源浪费和环境污染。目前低浓度瓦斯的提纯技术主要有变压吸附、膜分离技术以及低温液化技术，变压吸附瓦斯提纯技术，大多数还处于开发研究阶段，变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高增加的特性，进行加压吸附、减压脱附。变压吸附技术目前被认为是比较成熟的技术，有了成系列的装置可供选择，但是，它在瓦斯提纯领域里的应用主要取决于其经济合理性，对于低浓度，甚至极低浓度的瓦斯气体的提纯工序复杂，而且分离前所要求的甲烷(CH4)浓度较高，不适合煤矿回风量大、且浓度低的瓦斯提纯，经济性不高，使用价值不大；膜分离技术已选择性透过膜为分离介质，利用膜两侧存在的某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)，使原料侧组分选择性地透过膜，已达到分离、提纯的目的。虽然在工业上有所运用，但是基于煤矿回风量大的特点，如果进行分离提纯，耗能远远超过获取的甲烷能量，很不经济；常规煤层气液化系统适用于不含大量氮氧成分的高浓度煤层气，更是不适合煤矿回风量大且浓度低的瓦斯提纯；因此，如何有效解决低浓度瓦斯的提纯(实验)是需要认真解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本技术之目的就是提供一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置，可有效解决低浓度瓦斯的提纯(实验)问题。本技术解决的技术方案是，包括实验箱体、电机和传感器，实验箱体的底部装有可调电机，电机的转轴上有装在实验箱体内的风叶，构成不同强度的气体涡流场结构，实验箱体周壁上开有多个观测孔和观察窗(观察窗用于观察箱体内风扇的转动和气流的变化情况)，实验箱体外置有分别安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器的操作支架，操作支架是由底座和底座上垂直安装的主轴、以及主轴上呈圆周转动的机械手臂构成，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器分别装在机械手臂上，由观测孔伸入实验箱体内(实现对实验箱体内的风速、压力、瓦斯浓度进行测试)，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器通过数据线与置于实验箱体上的显示仪相连(由显示仪直接读取存储和分析测试数据)，实验箱体底部安装在支撑架上(用于固定和稳定箱体，保证使用效果)，实验箱体下部一侧开设有出气孔，出气孔的管道上装有抽风机(用于抽取下部低浓度瓦斯气体)，实验箱体的顶部有出气管(出气管10用于收集高浓度瓦斯气体)，实验箱体下部与出气孔相对应的另一侧的进气孔上装有主流管道，主流管道上安装有第一气体流量计，主流管道与气体混合箱体相连通，气体混合箱体经三通阀分别接装高浓度的瓦斯罐的管道、提供新鲜空气的变频式鼓风机的管道，使高浓度瓦斯气体和新鲜气体进入气体混合箱体内进行混合均匀，成低浓度瓦斯气体，再经主流管道进入实验箱体内，开启电机即可实现对低浓度瓦斯多级提纯实验。本技术结构新颖独特，操作使用方便，有效用于对低浓度瓦斯提纯试验，确保资源的充分利用和生产安全，有显著的经济和社会效益。【附图说明】图1为本技术的结构主视图。图2为本技术的传感器和显示器的连接关系图。图3为本技术的传感器操作支架结构图。【具体实施方式】以下合附图对本技术的【具体实施方式】作详细说明。由图1-3所示，本技术包括实验箱体、电机和传感器，实验箱体I的底部装有可调电机6，电机6的转轴上有装在实验箱体内的风叶7，构成不同强度的气体涡流场结构，实验箱体周壁上开有多个观测孔2和观察窗3 (观察窗用于观察箱体内风扇的转动和气流的变化情况)，实验箱体外置有分别安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器的操作支架，操作支架是由底座22和底座上垂直安装的主轴20、以及主轴上呈圆周转动的机械手臂21构成，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器分别装在机械手臂21上，由观测孔伸入实验箱体内(实现对实验箱体内的风速、压力、瓦斯浓度进行测试)，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器通过数据线与置于实验箱体上的显示仪24相连(由显示仪直接读取存储和分析测试数据)，实验箱体底部安装在支撑架8上(用于固定和稳定箱体，保证使用效果)，实验箱体下部一侧开设有出气孔5，出气孔5的管道上装有抽风机4 (用于抽取下部低浓度瓦斯气体)，实验箱体的顶部有出气管10 (出气管10用于收集高浓度瓦斯气体)，实验箱体I下部与出气孔5相对应的另一侧的进气孔9上装有主流管道19，主流管道19上安装有第一气体流量计18，主流管道19与气体混合箱体17相连通，气体混合箱体17经三通阀16分别接装高浓度的瓦斯罐11的管道12a、提供新鲜空气的变频式鼓风机15的管道12b，使高浓度瓦斯气体和新鲜气体进入气体混合箱体17内进行混合均匀，成低浓度瓦斯气体，再经主流管道19进入实验箱体I内，开启电机即可实现对低浓度瓦斯多级提纯实验。为了保证使用效果，所述的瓦斯罐的管道12a上装有瓦斯的流量计13，变频式鼓风机的管道12b上装有第二气体流量计14 ;所述的进气孔9处安装有测试压力的压力计25 ;所述的高浓度的瓦斯罐11的管道12a靠近瓦斯罐处装有流量的控制阀26，用于控制从瓦斯罐出来的高浓度瓦斯流量。风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器可以同时安装使用，也可以分开安装使用，视测试的需要而有所不同，因此，传感器可以是包括风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器，也可以是每一种传感器，故使用同一附图标记23。由上述结构可以看出，本技术是一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯基础研究的试验装置，包括实验箱体I ;在箱体的底部安装有可调频电机6，电机6上配有不同型号的风叶7，电机和风叶的组合用以提供不同强度的气体涡流场；箱体四周均匀开设有观测孔2，用以安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器24，传感器可以在箱体内伸缩，以至于可以测试到箱体内部任何位置的气体的参数，传感器的安装有一个专门的操作架20，操作架20底部是平行于地平线均匀堆成的三角架，用以支撑操作架20，操作架20的主轴上安装有可以四周活动的机械手臂21，机械手臂21夹持的传感器23放入试验箱体1，完成测试工作，在传感器24外接有显示仪25，显示仪25可以直接读取、储存和分析传感器24在箱体内测试数据；箱体I上开设有观察窗3，观察窗3可以观测箱体内风扇的转动和气流的变化情况；箱体I底部安置支撑架8，用以固定箱体使其能够稳定的工作；箱体I下部开设进气孔9和出气孔5，出气孔5外侧接有抽风机4，用以抽取下部瓦斯浓度低的混合气体，箱体I的顶部开设有出气孔10，出气孔10用来收集瓦斯浓度高的混合气体；箱体I下部进气孔9外接有主流管道19 ;按照气流的方向一次设置有瓦斯罐11，主要是提供高浓度的瓦斯，变频式鼓风机15用以提供新鲜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置，包括实验箱体、电机和传感器，其特征在于，实验箱体（1）的底部装有可调电机（6），电机（6）的转轴上有装在实验箱体内的风叶（7），构成不同强度的气体涡流场结构，实验箱体周壁上开有多个观测孔（2）和观察窗（3），实验箱体外置有分别安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器（23）的操作支架，操作支架是由底座（22）和底座上垂直安装的主轴（20）、以及主轴上呈圆周转动的机械手臂（21）构成，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器分别装在机械手臂（21）上，由观测孔伸入实验箱体内，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器通过数据线与置于实验箱体上的显示仪（24）相连，实验箱体底部安装在支撑架（8）上，实验箱体下部一侧开设有出气孔（5），出气孔（5）的管道上装有抽风机（4），实验箱体的顶部有出气管（10），实验箱体（1）下部与出气孔（5）相对应的另一侧的进气孔（9）上装有主流管道（19），主流管道（19）上安装有第一气体流量计（18），主流管道（19）与气体混合箱体（17）相连通，气体混合箱体（17）经三通阀（16）分别接装高浓度的瓦斯罐（11）的管道（12a）、提供新鲜空气的变频式鼓风机（15）的管道（12b）。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿回风流低浓度瓦斯多级提纯试验装置，包括实验箱体、电机和传感器，其特征在于，实验箱体(I)的底部装有可调电机(6)，电机(6)的转轴上有装在实验箱体内的风叶(7)，构成不同强度的气体涡流场结构，实验箱体周壁上开有多个观测孔(2)和观察窗(3)，实验箱体外置有分别安装风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器(23)的操作支架，操作支架是由底座(22)和底座上垂直安装的主轴(20)、以及主轴上呈圆周转动的机械手臂(21)构成，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器分别装在机械手臂(21)上，由观测孔伸入实验箱体内，风速传感器、压力传感器、瓦斯浓度传感器通过数据线与置于实验箱体上的显示仪(24)相连，实验箱体底部安装在支撑架(8)上，实验箱体下部一侧开设有出气孔(5)，出气孔(5)的管道上装有抽风机(4)，实验箱体的顶部有出气管(10)，实验箱体(I)下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李化敏，王文，李怀宾，刘闯，林龙，张敏，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41