一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种适用于研究一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统。该系统包括总管路、供瓦斯装置、供氦气装置、负压抽放装置、吸附装置、解吸集气系统、测压系统和测温系统。瓦斯装置与供氦气装置通过三通连接到总管路上。吸附装置、负压抽放装置通过四通与总管路连通。本实用新型专利技术的实验系统不仅可以进行不同煤体粒度、煤种、瓦斯压力等条件下的煤体瓦斯吸附、解吸实验，深入分析煤粒瓦斯解吸扩散规律，还能够对整个煤体吸附解吸实验过程中的煤体内部温度变化规律进行连续准确测量，为研究煤体瓦斯吸附解吸过程中的温度变化及热效应提供了实验基础，对于研究煤层瓦斯突出防治具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种煤样瓦斯吸附解吸实验系统，具体涉及一种适用于研究一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统。
技术介绍
煤与瓦斯突出过程是极其复杂的，目前尚没有提出统一的突出机理。研究煤体瓦斯解吸扩散规律，对于煤与瓦斯突出预测、煤层瓦斯含量预测等具有很重要的现实意义。研究表明：在煤层中，影响瓦斯解吸扩散的因素有很多：微观上有煤的分子结构、煤体内部孔隙特征、煤和瓦斯气体的物理化学性质等；宏观上有煤样粒度、煤的破坏类型、煤体内原始瓦斯含量、吸附平衡压力等。煤体在瓦斯吸附和解吸过程中，煤体温度会发生变化。近年来，许多研究者开始了对煤体瓦斯解吸过程规律进行了研究，并相继开发了测试煤岩吸附量以及吸附解吸变形的技术和实验装置，但未有一种能够准确监测煤体瓦斯吸附解吸过程中煤体温度变化的实验系统。因此，有必要设计一种能够监测煤体瓦斯吸附解吸热效应的实验系统。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统，其能够对煤体瓦斯吸附、解吸实验过程中的温度变化进行实时精确测量，对于全面研究煤体瓦斯吸附、解吸扩散规律及机理具有重要意义。本技术通过下述技术方案来实现：一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统，包括总管路、供瓦斯装置、供氦气装置、负压抽放装置、吸附装置、解吸集气系统、测压系统和测温系统。供瓦斯装置包括高压瓦斯瓶，高压瓦斯瓶的出口装有第一压力计和第一球阀。供氦气装置包括高压氦气瓶，高压氦气瓶的出口装有第二压力计和第二球阀；所述供瓦斯装置与供氦气装置通过三通连接到总管路上。负压抽放装置包括真空泵、真空计、第三球阀和分支连接管，所述真空泵、真空计和第三球阀通过分支连接管依次串联连通。吸附装置包括样品罐、参照罐、主进气管、支进气管、第一针阀和第二针阀，所述样品罐、参照罐、第一针阀和第二针阀通过支进气管串联连通。主进气管一端通过三通与第一针阀、第二针阀之间的支进气管连通；主进气管另一端通过四通与总管路、负压抽放装置的分支连接管连通。解吸集气系统包括升降台、位于升降台上部的龙头瓶、顶部和底部封闭的量筒、集气管、第四球阀、排气管和第五球阀。量筒的底部通过软管与龙头瓶的下部连通，量筒的顶部设有集气口和排气口。集气管的一端与第四球阀、量筒顶部集气口连通，集气管的另一端与总管路连通。第五球阀通过排气管与量筒连通。测压系统包括位于支进气管内靠近样品罐、参照罐进口处的两个压力传感器和控制台；压力传感器通过导线与控制台连接。测温系统包括位于样品罐内部的温度传感器、数据采集仪和计算机。温度传感器、数据采集仪和计算机通过导线串联连接。上述的样品罐的容积为参照罐的1.5～3倍。样品罐主要由罐体和罐盖组成。上述罐体和罐盖之间设有“O”型密封圈。上述罐体内部的侧壁和底部均设有隔热装置。上述罐盖上设有高压进气口和用于通过测温系统导线的空心螺栓。空心螺栓采用硅橡胶密封。上述的罐盖的下部设有过滤装置。过滤装置由多层海绵或者无纺布组成。上述的样品罐和参照罐均放置在恒温箱中。本技术的有益效果：本技术的实验系统不仅可以进行不同煤体粒度、煤种、瓦斯压力等条件下的煤体瓦斯吸附、解吸实验，深入分析煤粒瓦斯解吸扩散规律，还能够对整个煤体吸附解吸实验过程中的煤体内部温度变化规律进行连续准确测量，为研究煤体瓦斯吸附解吸过程中的温度变化及热效应提供了实验基础，对于研究煤层瓦斯突出防治具有重要意义。附图说明附图1是本技术一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统的结构示意图；附图2是本技术中样品罐的结构示意图；图中：1-高压瓦斯瓶；11-第一压力计；12-第一球阀；2-真空泵；21-第三球阀；22-分支连接管；23-真空计；3-解吸集气系统；31-升降台；32-龙头瓶；33-量筒；34-集气管；35-第四球阀；36-第五球阀；37-排气管；40-样品罐；41-参照罐；42-主进气管；43-支进气管；44-第一针阀；45-第二针阀；400-罐体；401-罐盖；402-隔热装置；403-空心螺栓；404-高压进气口；405-过滤装置；406-密封圈；5-恒温箱；60-温度传感器；61-压力传感器；62-数据采集仪；63-计算机；64-控制台；7-高压氦气瓶；71-第二压力计；72-第二球阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作更进一步的说明，以便本领域内的技术人员了解本技术。一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统，包括总管路、供瓦斯装置、供氦气装置、负压抽放装置、吸附装置、解吸集气系统3、测压系统和测温系统。供瓦斯装置包括高压瓦斯瓶1，高压瓦斯瓶1的出口装有第一压力计11和第一球阀12。供氦气装置包括高压氦气瓶7，高压氦气瓶7的出口装有第二压力计71和第二球阀72；所述供瓦斯装置与供氦气装置通过三通连接到总管路上。负压抽放装置包括真空泵2、真空计23、第三球阀21和分支连接管22，所述真空泵2、真空计23和第三球阀21通过分支连接管22依次串联连通。吸附装置包括样品罐40、参照罐41、主进气管42、支进气管43、第一针阀44和第二针阀45，所述样品罐40、参照罐41、第一针阀44和第二针阀45通过支进气管43串联连通。主进气管42一端通过三通与第一针阀44、第二针阀45之间的支进气管43连通；主进气管42另一端通过四通与总管路、负压抽放装置的分支连接管22连通。解吸集气系统3包括升降台31、位于升降台31上部的龙头瓶32、顶部和底部封闭的量筒33、集气管34、第四球阀35、排气管37和第五球阀36。量筒33的底部通过软管与龙头瓶32的下部连通，量筒33的顶部设有集气口和排气口。集气管34的一端与第四球阀35、量筒33顶部集气口连通，集气管34的另一端与总管路连通。第五球阀36通过排气管37与量筒33连通。测压系统包括位于支进气管43内靠近样品罐40、参照罐41进口处的两个压力传感器61和控制台64；压力传感器61通过导线与控制台64连接。测温系统包括位于样品罐40内部的温度传感器60、数据采集仪62和计算机63。温度传感器60、数据采集仪62和计算机63通过导线串联连接。样品罐40的容积为参照罐41的1.5～3倍。样品罐40主要由罐体400和罐盖401组成。罐体400和罐盖401之间设有“O”型密封圈406。罐体400内部的侧壁和底部均设有隔热装置402。罐盖401上设有高压进气口404和用于通过测温系统导线的空心螺栓403。空心螺栓403本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统，包括总管路、供瓦斯装置、供氦气装置、负压抽放装置、吸附装置、解吸集气系统(3)和测压系统，所述的供瓦斯装置包括高压瓦斯瓶(1)，所述的高压瓦斯瓶(1)的出口装有第一压力计(11)和第一球阀(12)；所述的供氦气装置包括高压氦气瓶(7)，所述的高压氦气瓶(7)的出口装有第二压力计(71)和第二球阀(72)；所述供瓦斯装置与供氦气装置通过三通连接到总管路上；所述负压抽放装置包括真空泵(2)、真空计(23)、第三球阀(21)和分支连接管(22)，所述真空泵(2)、真空计(23)和第三球阀(21)通过分支连接管(22)依次串联连通；所述吸附装置包括样品罐(40)、参照罐(41)、主进气管(42)、支进气管(43)、第一针阀(44)和第二针阀(45)，所述样品罐(40)、参照罐(41)、第一针阀(44)和第二针阀(45)通过支进气管(43)串联连通；所述主进气管(42)一端通过三通与第一针阀(44)、第二针阀(45)之间的支进气管(43)连通，所述主进气管(42)另一端通过四通与总管路、负压抽放装置的分支连接管(22)连通；所述解吸集气系统(3)包括升降台(31)、位于升降台(31)上部的龙头瓶(32)、顶部和底部封闭的量筒(33)、集气管(34)、第四球阀(35)、排气管(37)和第五球阀(36)；所述量筒(33)的底部通过软管与龙头瓶(32)的下部连通；所述量筒(33)的顶部设有集气口和排气口；所述集气管(34)的一端与第四球阀(35)、量筒(33)顶部集气口连通，所述集气管(34)的另一端与总管路连通；所述第五球阀(36)通过排气管(37)与量筒(33)连通；所述测压系统包括位于支进气管(43)内靠近样品罐(40)、参照罐(41)进口处的两个压力传感器(61)和控制台(64)；所述压力传感器(61)通过导线与控制台(64)连接；其特征在于，所述测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统还包括测温系统；所述测温系统包括位于样品罐(40)内部的温度传感器(60)、数据采集仪(62)和计算机(63)，所述温度传感器(60)、数据采集仪(62)和计算机(63)通过导线串联连接。...

【技术特征摘要】
1.一种测试煤体瓦斯吸附解吸热效应实验系统，包括总管路、供瓦斯装置、供氦气装置、
负压抽放装置、吸附装置、解吸集气系统(3)和测压系统，所述的供瓦斯装置包括高压瓦斯
瓶(1)，所述的高压瓦斯瓶(1)的出口装有第一压力计(11)和第一球阀(12)；
所述的供氦气装置包括高压氦气瓶(7)，所述的高压氦气瓶(7)的出口装有第二压力计
(71)和第二球阀(72)；所述供瓦斯装置与供氦气装置通过三通连接到总管路上；
所述负压抽放装置包括真空泵(2)、真空计(23)、第三球阀(21)和分支连接管(22)，
所述真空泵(2)、真空计(23)和第三球阀(21)通过分支连接管(22)依次串联连通；
所述吸附装置包括样品罐(40)、参照罐(41)、主进气管(42)、支进气管(43)、第一
针阀(44)和第二针阀(45)，所述样品罐(40)、参照罐(41)、第一针阀(44)和第二针阀
(45)通过支进气管(43)串联连通；所述主进气管(42)一端通过三通与第一针阀(44)、
第二针阀(45)之间的支进气管(43)连通，所述主进气管(42)另一端通过四通与总管路、
负压抽放装置的分支连接管(22)连通；
所述解吸集气系统(3)包括升降台(31)、位于升降台(31)上部的龙头瓶(32)、顶部
和底部封闭的量筒(33)、集气管(34)、第四球阀(35)、排气管(37)和第五球阀(36)；
所述量筒(33)的底部通过软管与龙头瓶(32)的下部连通；所述量筒(33)的顶部设有集
气口和排气口；所述集气管(34)的一端与第四球阀(35)、量筒(33)顶部集气口连通，所
述集气管(34)的另一端与总管路连通；所述第五球阀(36)通过排气管(37)与量筒(33)
连通；
所述测压系统包括位于支进气管(43)内靠近样品罐(40)、参照罐(41)进口处的两个
压力传感器(61)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，聂百胜，陈学习，陈鹏，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：新型
国别省市：河北;13