正壓取樣系統(tǒng)以及用于采樣系統(tǒng)的正壓取樣泵站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種正壓取樣系統(tǒng)以及用于采樣系統(tǒng)的正壓取樣栗站，屬于束管監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，煤礦礦井安全束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開始在煤礦中得到越來越多的普及和應(yīng)用。
[0003]礦井安全束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是借助束管將井下各處的空氣抽取、匯總到指定的地點(diǎn)，再借助色譜監(jiān)測(cè)裝置對(duì)束管所采集的空氣樣本進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)C0、C02、CH4、C2H4、C2H6、02、仏等氣體含量的在線監(jiān)測(cè)，其分析結(jié)果在以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)告、分析日?qǐng)?bào)兩種方式提供數(shù)據(jù)的同時(shí)，亦可自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫中，以便今后對(duì)某種氣體含量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井自燃火災(zāi)的早期預(yù)測(cè)。
[0004]在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作過程中，為了將井下的氣體樣本輸送至指定的地點(diǎn)，需要借助各種抽氣裝置來進(jìn)行氣體樣本的連續(xù)抽取工作。
[0005]現(xiàn)有的各種束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是采用負(fù)壓抽氣方式，即用抽氣栗或真空栗來完成井下氣體的連續(xù)抽取工作。但是，這種方式的顯著缺點(diǎn)是:1、氣體運(yùn)動(dòng)速度慢:由于采用負(fù)壓抽取方式來完成井下氣體的遠(yuǎn)距離采樣，所以氣體的運(yùn)動(dòng)壓力不會(huì)超過一個(gè)大氣壓力。因?yàn)槭艿闹睆接邢?，所以這么低的壓力在束管中很難有效克服輸氣管路的阻力，從而造成了氣體運(yùn)動(dòng)緩慢的問題。2、易發(fā)生環(huán)境氣體混入的問題:如果束管的某些部位有輕微泄漏現(xiàn)象，由于束管內(nèi)是負(fù)壓氣體，外界的大氣很容易被吸入束管內(nèi)，因而造成了氣體的混合污染，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0006]目前，采用正壓輸氣方式的技術(shù)方案開始在生產(chǎn)中討論實(shí)施，而且市場(chǎng)上已經(jīng)有很多能夠正壓輸送氣體的栗，但這種栗在實(shí)際應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)以下問題:當(dāng)栗停止工作后，一部分壓力氣體會(huì)留在栗體內(nèi)，當(dāng)栗再次啟動(dòng)時(shí)，殘存的氣體會(huì)存在一定壓力，容易導(dǎo)致電機(jī)過載，使栗不能順利啟動(dòng)，影響栗的正常工作，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞栗的元件，在礦井井下等易燃易爆環(huán)境中作業(yè)時(shí)，安全隱患則更大。由于上述問題沒有得到很好的解決，因此無法將上述正壓輸氣技術(shù)應(yīng)用于束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)氣體的遠(yuǎn)距離快速輸送、使用安全可靠的正壓取樣系統(tǒng)；同時(shí)還提供一種用于采樣系統(tǒng)的正壓取樣栗站。
[0008]本發(fā)明所述的正壓取樣系統(tǒng)，包括加壓栗、泄壓裝置和自動(dòng)濾水排放器，加壓栗的進(jìn)口與氣體輸入口相連接，加壓栗的出口與泄壓裝置的進(jìn)氣口連接，泄壓裝置的出氣口與自動(dòng)濾水排放器的進(jìn)氣端相連接，自動(dòng)濾水排放器的出氣端與氣體輸出口相連接；自動(dòng)濾水排放器的出氣端和氣體輸出口之間的管路上安裝逆止閥；上述的各相連部分之間均采用管路連接。
[0009]本發(fā)明通過加壓栗實(shí)現(xiàn)了氣體樣本的正壓輸送，實(shí)現(xiàn)了束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體的遠(yuǎn)距離快速輸送，解決了傳統(tǒng)負(fù)壓抽氣帶來的氣體運(yùn)動(dòng)速度慢的問題，即使管路的某些部位有輕微泄漏現(xiàn)象，也不會(huì)有外界大氣被吸入管路內(nèi)，從而避免了氣體的混合污染，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果;通過泄壓裝置能夠在加壓栗停止工作的同時(shí)及時(shí)將栗體內(nèi)的氣體排出，從而確保后續(xù)加壓栗的無負(fù)載順利啟動(dòng)，使用安全可靠，尤其適用于礦井井下等易燃易爆環(huán)境作業(yè);通過自動(dòng)濾水排放器能夠?qū)崿F(xiàn)氣體壓縮后分離水分的自動(dòng)排放，從而實(shí)現(xiàn)采樣氣體的干燥預(yù)處理，保證采樣氣體的干燥輸送。
[0010]本發(fā)明中的加壓栗優(yōu)選本申請(qǐng)人前期自行研發(fā)并獲得發(fā)明授權(quán)的、專利號(hào)為201310298416.1的“正壓束管輸氣栗”，能夠保證加壓栗長(zhǎng)期連續(xù)正常工作，保證無人值守、
可靠工作。
[0011]優(yōu)選的，所述的泄壓裝置包括閥體，閥體的一端設(shè)有與加壓栗出口連接的進(jìn)氣口，另一端為泄壓端，閥體上還設(shè)有出氣口；閥體內(nèi)，進(jìn)氣口與泄壓端之間設(shè)置彈性皮碗，彈性皮碗將閥體內(nèi)腔分成兩個(gè)腔室，彈性皮碗的碗口朝向泄壓端，出氣口和泄壓端位于彈性皮碗的同側(cè)，泄壓端向閥體內(nèi)腔延伸形成一突出段，突出段末端具有泄壓微孔，泄壓端內(nèi)具有連通閥體內(nèi)腔與外界大氣的通道，該通道通過泄壓微孔與閥體內(nèi)腔相通，突出段上固定套裝一彈簧，彈簧的末端與彈性皮碗連接。其中，泄壓端與閥體可以采用分體連接，在閥體上開有具有螺紋的放氣口，泄壓端與閥體的放氣口通過螺紋連接，當(dāng)旋轉(zhuǎn)泄壓端時(shí)，泄壓微孔與彈性皮碗的接觸壓力會(huì)發(fā)生變化，從而方便調(diào)節(jié)泄壓靈敏度;泄壓微孔最好與彈性皮碗同軸線，這樣泄壓微孔處在彈性皮碗的中心位置，彈性皮碗對(duì)泄壓微孔的啟閉更加靈敏可靠;進(jìn)一步優(yōu)選的，彈性皮碗碗口的面積是泄壓微孔的徑向截面面積的50-2000倍，即泄壓微孔與彈性皮碗二者的接觸面積大大的小于彈性皮碗碗口的面積，此時(shí)，泄壓微孔的面積對(duì)彈性皮碗兩端的壓差基本無影響。
[0012]當(dāng)加壓栗工作時(shí)，經(jīng)加壓栗壓縮后的氣體由泄壓裝置的進(jìn)氣口輸入，在壓縮氣體的推動(dòng)下，彈性皮碗左移，將泄壓微孔封閉。加壓栗的輸出氣體經(jīng)過彈性皮碗的周邊進(jìn)入出氣口，此時(shí)，彈性皮碗的進(jìn)氣口側(cè)的壓力略大于出氣口側(cè)的壓力，彈性皮碗緊緊將泄壓微孔封閉。當(dāng)加壓栗突然停機(jī)時(shí)，彈性皮碗失去驅(qū)動(dòng)壓力，此時(shí)彈性皮碗兩端壓力迅速趨向平衡。由于泄壓微孔的直徑很小，其面積對(duì)彈性皮碗兩端的壓差影響很微弱，在彈簧的作用力下，彈性皮碗的出氣口側(cè)的總壓力大于進(jìn)氣口側(cè)的壓力，因此，彈性皮碗被推向進(jìn)氣口一側(cè)，將泄壓微孔打開，將氣體從出氣口泄放出去，直至彈性皮碗的出氣口側(cè)的氣體壓力與外界大氣壓相同，即實(shí)現(xiàn)泄壓，整個(gè)泄壓動(dòng)作無需額外動(dòng)力。當(dāng)加壓栗再次啟動(dòng)時(shí)，會(huì)在無負(fù)載的狀態(tài)下順利啟動(dòng)，從而確保栗的正常工作，安全可靠，尤其適用于礦井井下等易燃易爆環(huán)境作業(yè)。
[0013]上述的彈性皮碗與彈簧的連接方式有多種，本發(fā)明中優(yōu)選如下方案:彈性皮碗朝向突出段的一端設(shè)置凸起，彈簧固定安裝在凸起上。
[0014]優(yōu)選的，本發(fā)明還包括一單向閥，單向閥的進(jìn)氣端通過管路與氣體輸入口相連接，其出氣端通過管路與氣體輸出口相連接。在使用時(shí)，需要配合本正壓取樣系統(tǒng)在井上設(shè)置真空栗等抽氣裝置，利用單向閥與正壓取樣系統(tǒng)的氣路并聯(lián)的方式，根據(jù)因工作狀態(tài)變化而產(chǎn)生的作用于單向閥兩端的氣體壓力差，在突然停電或者加壓栗意外停止工作等異常情況下，正壓取樣系統(tǒng)能夠通過真空栗及時(shí)轉(zhuǎn)為負(fù)壓工作，從而實(shí)現(xiàn)了停機(jī)自動(dòng)切換功能，保證了不間斷取樣工作，簡(jiǎn)單可靠。
[0015]優(yōu)選的，氣體輸入口與加壓栗的進(jìn)口之間還設(shè)有粉塵過濾器，即粉塵過濾器的進(jìn)氣端通過管路連接氣體輸入口，其出氣端通過管路連接加壓栗的進(jìn)口；當(dāng)增設(shè)單向閥(如上一段所述)時(shí)，還需要將粉塵過濾器的出氣端通過管路與單向閥的進(jìn)氣端相連接。通過粉塵過濾器能夠?qū)⑺杉臍怏w中的粉塵等雜質(zhì)自動(dòng)過濾，從而確保監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0016]上述的加壓栗可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境或者客戶需求采用電動(dòng)機(jī)或者氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
[0017]本發(fā)明所述的用于采樣系統(tǒng)的正壓取樣栗站，包括至少兩組上述的任意一種正壓取樣系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)多路采樣氣體的輸送。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明通過加壓栗實(shí)現(xiàn)了氣體樣本的正壓輸送，實(shí)現(xiàn)了束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體的遠(yuǎn)距離快速輸送，解決了傳統(tǒng)負(fù)壓抽氣帶來的氣體運(yùn)動(dòng)速度慢的問題，即使管路的某些部位有輕微泄漏現(xiàn)象，也不會(huì)有外界大氣被吸入管路內(nèi)，從而避免了氣體的混合污染，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果；
[0020]2、加壓栗采用正壓束管輸氣栗，實(shí)現(xiàn)了正壓取樣系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守；
[0021]3、泄壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，其無需額外動(dòng)力即可自動(dòng)將輸氣栗內(nèi)殘存的壓力氣體泄放掉，從而確保輸氣栗無負(fù)載啟動(dòng)，保證輸氣栗的正常工作，使用安全可靠，尤其適用于礦井井下等易燃易爆環(huán)境作業(yè)；
[0022]4、加壓栗壓縮氣體時(shí)產(chǎn)生的水分可通過自動(dòng)濾水排放器自動(dòng)排放，實(shí)現(xiàn)了采樣氣體的干燥預(yù)處理，保證采樣氣體的干燥輸送；
[0023]5、具有停機(jī)自動(dòng)切換功能，在突然停電或者加壓栗意外停止工作等異常情況下，正壓取樣系統(tǒng)能夠及時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為負(fù)壓工作，保證了不間斷取樣工作，簡(jiǎn)單可靠。
【附圖說明】
[0024]圖1是正壓取樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是泄壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、氣體輸入口；2、管路;3、粉塵過濾器;4、加壓栗;5、泄壓裝置;6、自動(dòng)濾水排放器;7、單向閥；8、逆止閥；9、氣體輸出口； 10、出氣口； 11、閥體；12、進(jìn)氣口； 13、彈性皮碗;14、泄壓微孔;15、彈簧;16、突出段;17、泄壓端；18、通道;19、凸起。