水封阻火泄爆装置.pdf

本发明公开了一种水封阻火泄爆装置，包括阻火器和泄爆器；所述阻火器包括阻火桶体、进气管、出气管及滤水金属环网，进气管的一端位于阻火桶体外、另一端伸入阻火桶体内且插入密封水液面以下，滤水金属环网设在密封水液面上方并套在进气管外；泄爆器包括泄爆桶体及与泄爆桶体相通的排气管和泄爆管，阻火桶体通过出气管及设于底部的连通管与泄爆桶体相通，泄爆管中设有爆破片；进气管的出气端管口封闭，进气管的位于密封水液面以下的侧壁开设有排气孔，排气孔与导气管连接，导气管上分布有用于排出气体的导气孔；本发明能够防止气体从装置排气管排出时造成的液面的不稳定和剧烈波动，便于水位的控制，提高装置的安全性和可靠性。

1.  一种水封阻火泄爆装置，包括阻火器和泄爆器；所述阻火器包括阻火桶体、进气管、出气管及滤水金属环网，所述进气管的一端位于阻火桶体外、另一端伸入阻火桶体内且插入密封水液面以下，所述滤水金属环网设在密封水液面上方并套在进气管外；所述泄爆器包括泄爆桶体及与泄爆桶体相通的排气管和泄爆管，所述阻火桶体通过出气管及设于底部的连通管与泄爆桶体相通，所述泄爆管中设有爆破片；其特征在于：所述进气管的出气端管口封闭，所述进气管的位于密封水液面以下的侧壁开设有排气孔，所述排气孔与导气管连接，所述导气管上分布有用于排出气体的导气孔。

2.  根据权利要求1所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述排气孔呈半圆形；所述导气管沿进气管的径向设置，同一导气管上的导气孔均匀分布。

3.  根据权利要求1所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：沿所述进气管的气流方向依次设置有管段Ⅰ及管段Ⅱ，所述管段Ⅱ的管径大于管段Ⅰ的管径。

4.  根据权利要求1所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述出气管中设有螺旋叶片及金属网，所述金属网以可抽拉方式从出气管的径向插入。

5.  根据权利要求1所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述阻火器还包括用于补充密封水的补水管路及用于检测密封水温度的温度传感器，所述补水管路设有补水阀；所述泄爆器还包括用于排出密封水的出水管路，所述出水管路设有出水阀；该装置还包括控制器，所述控制器分别与温度传感器、补水阀及出水阀连接。

6.  根据权利要求5所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述泄爆桶体内设有U型溢流管，所述溢流管与出水管路连接。

7.  根据权利要求6所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述阻火器还包括用于检测密封水水位的水位传感器，所述水位传感器与控制器相连。

8.  根据权利要求7所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述水位传感 器连接有用于排除杂质的排渣管，所述排渣管上设有排渣阀。

9.  根据权利要求5所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述泄爆器还包括用于检测泄爆桶体内压力的压力传感器及用于卸放泄爆桶体内压力的泄压管，所述泄压管上设有泄压阀，所述压力传感器和泄压阀均与控制器相连。

10.  根据权利要求1所述的水封阻火泄爆装置，其特征在于：所述泄爆桶体上设有用于观察水位的耐压透明视窗。

水封阻火泄爆装置
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯利用领域，涉及一种水封阻火泄爆装置。
背景技术
近年来，伴随着煤矿瓦斯发电产业的兴起，瓦斯安全输送系统也得到了快速普及和应用，低浓度瓦斯管道安全输送系统在防止低浓度瓦斯管道爆炸、保护煤矿泵站及矿井安全起到了重要的防护作用。水封阻火泄爆装置作为重要的安全防护设备以往功能少，均未就煤矿瓦斯发电特点开发出功能较为齐全的水封阻火泄爆装置，瓦斯泵站和瓦斯电站的安全运行风险和成本极大。现有的水封阻火泄爆装置例如中国实用新型专利CN201093183Y，其内部结构往往造成气体通过的水封面波动极不稳定，忽高忽低，自动补水排水操作频繁，装置安全性能低；装置运行过程中往往需要较高的水封面高度，瓦斯泵安全运行风险增加，正压端同时给泵增加了不小的负荷，瓦斯泵维护成本也增加；为保证低浓度瓦斯机组的输出功率，低浓度瓦斯气往往超流速，瓦斯气水封阻火泄爆装置后装置安全保障作用降低；在煤矿瓦斯发电过程中，瓦斯发电机组等设备会突然停机，造成管道内压力会立即增大，压力超过一定值时煤矿瓦斯抽采泵会损坏停泵，影响了煤矿安全生产；从瓦斯泵站方向输送的瓦斯气体中含有大量的液态水及20-30℃的饱和湿度气体，在经过水封后又携带一部分液态水，大量的液态水使得发电机组维修维护成本加大，增大了电站脱水系统，增加了电站的能耗，减少了电站的发电收益。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水封阻火泄爆装置，能够防止气体从装置排气管排出时造成的液面的不稳定和剧烈波动，便于水位的控制，提高装置的安全性和可靠性。
本发明的水封阻火泄爆装置，包括阻火器和泄爆器；所述阻火器包括阻火桶体、进气管、出气管及滤水金属环网，所述进气管的一端位于阻火桶体外、另一端伸入阻火桶体内且插入密封水液面以下，所述滤水金属环网设在密封水液面上方并套在进气管外；所述泄爆器包括泄爆桶体及与泄爆桶体相通的排气管和泄爆管，所述阻火桶体通过出气管及设于底部的连通管与泄爆桶体相通，所述泄爆管中设有爆破片；所述进气管的出气端管口封闭，所述进气管的位于密封水液面以下的侧壁开设有排气孔，所述排气孔与导气管连接，所述导气管上分布有用于排出气体的导气孔。
进一步，所述排气孔呈半圆形；所述导气管沿进气管的径向设置，同一导气管上的导气孔均匀分布。
进一步，沿所述进气管的气流方向依次设置有管段Ⅰ及管段Ⅱ，所述管段Ⅱ的管径大于管段Ⅰ的管径。
进一步，所述出气管中设有螺旋叶片及金属网，所述金属网以可抽拉方式从出气管的径向插入。
进一步，所述阻火器还包括用于补充密封水的补水管路及用于检测密封水温度的温度传感器，所述补水管路设有补水阀；所述泄爆器还包括用于排出密封水的出水管路，所述出水管路设有出水阀；该装置还包括控制器，所述控制器分别与温度传感器、补水阀及出水阀连接。
进一步，所述泄爆桶体内设有U型溢流管，所述溢流管与出水管路连接。
进一步，所述阻火器还包括用于检测密封水水位的水位传感器，所述水位传感器与控制器相连。
进一步，所述水位传感器连接有用于排除杂质的排渣管，所述排渣管上设 有排渣阀。
进一步，所述泄爆器还包括用于检测泄爆桶体内压力的压力传感器及用于卸放泄爆桶体内压力的泄压管，所述泄压管上设有泄压阀，所述压力传感器和泄压阀均与控制器相连。
进一步，所述泄爆桶体上设有用于观察水位的耐压透明视窗。
本发明的水封阻火泄爆装置具有以下有益效果：
第一，进气管的出气端管口封闭，迫使气体进入排气管后通过排气孔及导气管排出，排气孔能够将进气管中的大体积气泡切割为中等体积气泡，随后中等体积气泡从导气管的导气孔排出，防止大气泡排出过程造成的水封液面的不稳定和剧烈波动，便于水位的控制，提高装置的安全性和可靠性；
第二，当瓦斯气沿进气管流入时，进气管管径变大，气体流速得以降低，有利于进一步保证水封液面的稳定，防止剧烈波动；
第三，金属环网、金属网和瓦导气管在水封前端发生回火爆炸时可给爆炸火焰起到很好的降温作用，提高了本装置的阻火性能，因此本装置的水封面水封高度可较其他水封阻火泄爆装置降低，在保证相同阻火防爆性能的同时减轻瓦斯抽采泵正压端的负荷；
第四，能够确保密封水温度保持在合适范围内，保证气体中水份的析出和吸收；
第五，能够实现水封液面高度的自动监控及补水；
第六，能够进行装置内自动压力保护，保证装置及相关管道的压力正常；
第七，能够人工观察装置内水位情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2图1的A-A视图；
图3为图1中B向视图；
图4为本发明的导气管的结构示意图；
图5为图1中C向视图；
其中：
1-阻火桶体，2-泄爆桶体，3-泄爆管，4-进气管，5-排气管，6-出气管，7-滤水金属环网，8-溢流管，9-耐压透明视窗，10-挡板，11-出水管路，12-金属网，13-补水管路，14-温度传感器，15-泄压阀，16-水位传感器，17-回水孔，18-排气孔，19-导气孔，20-导气管，21-爆破片，22-补水阀，23-排渣阀，24-出水阀，25-螺旋叶片，26-压力传感器，27-泄压管。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述，如图1至5所示：本实施例的水封阻火泄爆装置，包括阻火器和泄爆器；所述阻火器包括阻火桶体1、进气管4、出气管6及滤水金属环网7，所述进气管4的一端位于阻火桶体1外、另一端伸入阻火桶体1内且插入密封水液面以下，所述滤水金属环网7设在密封水液面上方并套在进气管4外；所述泄爆器包括泄爆桶体2及与泄爆桶体2相通的排气管5和泄爆管3，所述阻火桶体1通过出气管6及设于底部的连通管与泄爆桶体2相通，所述泄爆管3中设有爆破片21；所述进气管4的出气端管口封闭，所述进气管4的位于密封水液面以下的侧壁开设有排气孔18，所述排气孔18与导气管20连接，所述导气管20上分布有用于排出气体的导气孔19；阻火桶体1和泄爆桶体2可呈圆柱状，为中空结构，采用立卧方式；进气管4插入密封水液面的深度可根据具体情况而定；滤水金属环网7优选采用不锈钢材料制成，覆盖在密封水上；可设置多个滤水金属环网7，以增强滤水效果；进气管4的出气端管口可连接一金属挡板10，以形成封闭结构；排气管5的上端管口朝向泄爆桶体2顶部、下端管口则伸出泄爆桶体2；排气管5正对出气管6的出气口，有利于气体的撞击而实现气液分离；进气管4的出气端管 口封闭，迫使气体进入排气管5后通过排气孔18及导气管20排出，排气孔18能够将进气管4中的大体积气泡切割为中等体积气泡，随后中等体积气泡从导气管20的导气孔19排出，防止大气泡排出过程造成的水封液面的不稳定和剧烈波动，便于水位的控制，提高装置的安全性和可靠性。
本实施例中，所述排气孔18呈半圆形；所述导气管20沿进气管4的径向设置，同一导气管20上的导气孔19均匀分布；半圆形的排气孔18不仅能够通过较大的气量，而且有利于分割气泡；导气管20的管口形状与排气孔18适形配合，二者可通过焊接方式连接；多根导气管20呈放射状匀设于排气管5，瓦斯气均以小气泡的形式从导气孔19流出。
本实施例中，沿所述进气管4的气流方向依次设置有管段Ⅰ及管段Ⅱ，所述管段Ⅱ的管径大于管段Ⅰ的管径；管段Ⅰ与管段Ⅱ圆滑过渡连接，优选为一体成型的结构；当然，进气管4分段设置并不限于两段，也可以是其它的数量；当瓦斯气沿进气管4流入时，进气管4管径变大，气体流速得以降低，有利于进一步保证水封液面的稳定，防止剧烈波动。
本实施例中，所述出气管6中设有螺旋叶片25及金属网12，所述金属网12以可抽拉方式从出气管6的径向插入；螺旋叶片25及金属网12的设置能够提高通过出气管6时的气液分离效果；金属网12优选为铜网；出气管6可分为两段，两端管道之间通过法兰进行连接，同时金属网12设在两段管道的连接处；金属网12以可拆卸方式设在出气管6中，便于安装和拆卸；在滤水金属环网7、金属网12和导气管20消焰和降温作用下，本装置的阻火性能得到了提高，本装置的水封面水封高度可较其他水封阻火泄爆装置降低，减轻了瓦斯抽采泵正压端的负荷；金属环网、出气管6、金属网12和排气管5具有良好的脱水功能；出气管6下方还设有回水孔17，被出气管6和金属网12脱除的液态水沿回水孔17分别流入阻火桶体和泄爆桶体2。
本实施例中，所述阻火器还包括用于补充密封水的补水管路13及用于检测密封水温度的温度传感器14，所述补水管路13设有补水阀22；所述泄爆器还 包括用于排出密封水的出水管路11，所述出水管路11设有出水阀24；该装置还包括控制器(图中未示出)，所述控制器分别与温度传感器14、补水阀22及出水阀24连接；补水管路13可连接电站冷却循环水管道，在设定的较低水温情况下通过给瓦斯气降温，在阻火桶体内利于瓦斯气中的气体中水份的析出；若阻火桶体1内水温过高，则通过控制器打开补水阀22进低温水，打开出水阀24将高温水排出，水温度达到设定值后两阀门自动关闭。
本实施例中，所述泄爆桶体2内设有U型溢流管8，所述溢流管8与出水管路11连接；U型溢流管8的两端保持平齐，能够保证水封液面的稳定，避免因出水流速过大而影响水封效果。
本实施例中，所述阻火器还包括用于检测密封水水位的水位传感器16，所述水位传感器16与控制器相连；水位传感器16将水位信号传至控制器，实现水位的监控，当密封水水位偏离预设值时，控制器打开相关阀门实现进排水，保证水位的稳定。
本实施例中，所述水位传感器16连接有用于排除杂质的排渣管，所述排渣管上设有排渣阀23；在使用一段时间后，水位传感器16下方会沉淀一定的煤粉粒和煤泥杂质，设置排渣阀23有利于排除干净杂质，延长装置的使用寿命。
本实施例中，所述泄爆器还包括用于检测泄爆桶体2内压力的压力传感器26及用于卸放泄爆桶体2内压力的泄压管27，所述泄压管27上设有泄压阀15，所述压力传感器26和泄压阀15均与控制器相连；泄压管27的一端与泄爆桶体2连接、另一端与泄爆管3连接并位于爆破片21上方；压力传感器26将压力信号传至控制器，实现压力的监控，当装置内的压力偏离预设值时，控制器打开泄压阀15进行自动压力保护。
本实施例中，所述泄爆桶体2上设有用于观察水位的耐压透明视窗9；可通过耐压透明视窗9人工观察装置内的水位情况。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。