瓦斯预警装置及系统.pdf

本发明提供一种瓦斯预警装置及系统。本发明瓦斯预警装置，包括：壳体、第一端盖、第二端盖、梭阀、梭阀套和阀门开关，通过当阀门开关关闭时，高压气体经进气孔进入第一腔室，以施加第一作用力于梭阀并使梭阀向第一方向移动封住排气孔，当阀门开关打开时，第一腔室内的高压气体经壳体内设置的通路向梭阀施加第二作用力使梭阀向第二方向移动打开排气孔，以使壳体内的高压气体经排气孔排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量，使用本实施例提供的瓦斯预警装置对煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量进行预警实现简单且省时省力。

权利要求书
1.  一种瓦斯预警装置，其特征在于，包括：壳体、第一端盖、第二端盖、梭阀、梭阀套和阀门开关；
其中，所述第一端盖和所述第二端盖分别固定连接在所述壳体的两端；
所述梭阀套套设在所述梭阀上且设置在所述壳体内，所述梭阀套的外壁与所述壳体的内壁贴合，所述梭阀套将所述壳体的内部空间分割为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的侧壁上设置有进气孔，所述第二腔室的侧壁上设置有排气孔，所述阀门开关设置在所述第一腔室内；
当所述阀门开关关闭时，高压气体经所述进气孔进入所述第一腔室，以施加第一作用力于所述梭阀并使所述梭阀向第一方向移动封住所述排气孔；
当所述阀门开关打开时，所述第一腔室内的高压气体经所述壳体内设置的通路向所述梭阀施加第二作用力使所述梭阀向第二方向移动打开所述排气孔，以使所述壳体内的高压气体经所述排气孔排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据所述脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。

2.  根据权利要求1所述的瓦斯预警装置，其特征在于，还包括：
弹性组件，所述弹性组件设置在所述第二腔室内，所述弹性组件用于当所述梭阀向所述第一方向移动时减少所述梭阀受到的冲击力。

3.  根据权利要求1所述的瓦斯预警装置，其特征在于，所述第一端盖和所述第二端盖分别与所述壳体的两端螺纹连接。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的瓦斯预警装置，其特征在于，所述阀门开关为电磁阀、气阀和液压阀中的任意一种。

5.  一种瓦斯预警系统，其特征在于，包括传感器、处理器以及如权利要求1～4中任一项所述的瓦斯预警装置，所述瓦斯预警装置与所述传感器连接，所述传感器与所述处理器连接。

说明书瓦斯预警装置及系统
技术领域
本发明实施例涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种瓦斯预警装置及系统。
背景技术
随着我国能源需求量的增加，矿井开采强度和深度也在不断增加，在高瓦斯富集矿区使得瓦斯涌出量也在不断增加，瓦斯积聚可能引起瓦斯爆炸事故，造成大量设备损坏及人员伤亡。因此，有必要及时、准确地掌握煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。
由于煤层开采深度的增加，需要通过打钻开辟较深的通道，再由人工进入通道取出煤岩样本，再通过瓦斯测量仪测试样本中的瓦斯含量，并且需要在较多的采样点测试瓦斯含量，因此，该方法比较繁琐，且比较费时费力。
发明内容
本发明提供一种瓦斯预警装置及系统，以解决现有技术中通过人工取出一定深度的煤层样本，再通过瓦斯测量仪测试样本中的瓦斯含量，并且需要在较多的采样点测试瓦斯含量，从而造成比较繁琐、费时费力的问题。
本发明的第一个方面提供一种瓦斯预警装置，包括：壳体、第一端盖、第二端盖、梭阀、梭阀套和阀门开关；
其中，所述第一端盖和所述第二端盖分别固定连接在所述壳体的两端；
所述梭阀套套设在所述梭阀上且设置在所述壳体内，所述梭阀套的外壁与所述壳体的内壁贴合，所述梭阀套将所述壳体的内部空间分割为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的侧壁上设置有进气孔，所述第二腔室的侧壁上设置有排气孔，所述阀门开关设置在所述第一腔室内；
当所述阀门开关关闭时，高压气体经所述进气孔进入所述第一腔室，以施加第一作用力于所述梭阀并使所述梭阀向第一方向移动封住所述排气孔；
当所述阀门开关打开时，所述第一腔室内的高压气体经所述壳体内设置的通路向所述梭阀施加第二作用力使所述梭阀向第二方向移动打开所述排气孔，以使所述壳体内的高压气体经所述排气孔排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据所述脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。
在上述瓦斯预警装置的一个实施例中，可选地，还包括：
弹性组件，所述弹性组件设置在所述第二腔室内，所述弹性组件用于当所述梭阀向所述第一方向移动时减少所述梭阀受到的冲击力。
在上述瓦斯预警装置的一个实施例中，可选地，所述第一端盖和所述第二端盖分别与所述壳体的两端螺纹连接。
在上述瓦斯预警装置的一个实施例中，可选地，所述阀门开关为电磁阀、气阀和液压阀中的任意一种。
本发明的第二个方面提供一种瓦斯预警系统，包括传感器、处理器以及上述任一项所述的瓦斯预警装置，所述瓦斯预警装置与所述传感器连接，所述传感器与所述处理器连接。
本发明瓦斯预警装置及系统，通过当阀门开关关闭时，高压气体经进气孔进入第一腔室，以施加第一作用力于梭阀并使梭阀向第一方向移动封住排气孔，当阀门开关打开时，第一腔室内的高压气体经壳体内设置的通路向梭阀施加第二作用力使梭阀向第二方向移动打开排气孔，以使壳体内的高压气体经排气孔排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量，使用本实施例提供的瓦斯预警装置对煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量进行预警实现简单且省时省力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种瓦斯预警装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的阀门开关关闭时瓦斯预警装置的工作原理示意图；
图3为本发明实施例提供的阀门开关打开时瓦斯预警装置的工作原理示意图；
图4为本发明实施例提供的一种瓦斯预警系统200的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的一种瓦斯预警装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的瓦斯预警装置包括：壳体1、第一端盖2、
第二端盖3、梭阀4、梭阀套5和阀门开关6。
其中，第一端盖2和第二端盖3分别固定连接在壳体1的两端，其中，壳体1可以用不锈钢制成。
梭阀套5套设在梭阀4上且设置在壳体1内，梭阀套5的外壁与壳体1的内壁贴合，梭阀套5将壳体1的内部空间分割为第一腔室7和第二腔室8，第一腔室7的侧壁上设置有进气孔9，第二腔室8的侧壁上设置有排气孔10，阀门开关6设置在第一腔室7内。
当阀门开关6关闭时，高压气体经进气孔9进入第一腔室7，以施加第一作用力于梭阀4并使梭阀4向第一方向移动封住排气孔10。
当阀门开关6打开时，第一腔室7内的高压气体经壳体1内设置的通路向梭阀4施加第二作用力使梭阀4向第二方向移动打开排气孔10，以使壳体1内的高压气体经排气孔10排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。
图2为本发明实施例提供的阀门开关关闭时瓦斯预警装置的工作原理示意图，图3为本发明实施例提供的阀门开关打开时瓦斯预警装置的工作原理示意图，如图2、图3所示，高压气体可以来自空气压缩机储气罐，高压气体可以通过空气过滤器、软管接头经进气孔9进入第一腔室7，此时阀门开关6常闭，高压气体能够推动梭阀4向第一方向移动封住排气孔10。需要说明的是，如图2中示出的箭头所指示的梭阀4移动的方向为第一方向，也即为高压气体的气流流动方向。由于高压气体可以从第一腔室7经过梭阀4的中间孔12向第二腔室8内充入高压气体，在第一腔室7和第二腔室8内充满高压气体时，由于第一腔室7内的梭阀4的受力面积远远大于第二腔室8内梭阀4的受力面积，因此高压气体能够推动梭阀8向第一方向移动封住排气孔10。
当阀门开关6打开时，第一腔室7内的高压气体与通路11连通，经通路11向梭阀4施加第二作用力使梭阀4向第二方向移动打开排气孔10，排气孔10打开后，第二腔室8内的高压气体和第一腔室7内的高压气体同时经排气 孔10向外释放，如图3示出的高压气体经排气孔10向外释放，并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。需要说明的是，如图3中示出的箭头所指示的梭阀4的移动方向且与第一方向相反的方向为第二方向，瓦斯预警装置周围可以布控传感器，传感器获取到脉冲信号后将脉冲信号发送给处理器，由处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。
使用本实施例提供的瓦斯预警装置时，仅需将瓦斯预警装置置入需测试煤矿井下的煤岩中，向其输入高压气体爆炸产生脉冲信号，即可以通过处理器获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量，因此无需通过人工在较多的采样点通过瓦斯测量仪测试瓦斯含量，并且瓦斯预警装置置入深度也较浅，也即仅通过打钻钻出较浅的通道后将瓦斯预警装置置入煤岩中即可，因此，比较简单且省时省力。
本实施例提供的瓦斯预警装置，通过当阀门开关6关闭时，高压气体经进气孔9进入第一腔室7，以施加第一作用力于梭阀4并使梭阀4向第一方向移动封住排气孔10，当阀门开关6打开时，第一腔室7内的高压气体经壳体1内设置的通路11向梭阀4施加第二作用力使梭阀4向第二方向移动打开排气孔10，以使壳体1内的高压气体经排气孔10排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量，使用本实施例提供的瓦斯预警装置对煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量进行预警实现简单且省时省力。
进一步的，还包括：
弹性组件，弹性组件设置在第二腔室8内，弹性组件用于当梭阀4向第一方向移动时减少梭阀4受到的冲击力。
进一步的，第一端盖2和第二端盖3分别与壳体1的两端螺纹连接。
进一步的，阀门开关6为电磁阀、气阀和液压阀中的任意一种。
本发明实施例还提供一种瓦斯预警系统，如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种瓦斯预警系统200的结构示意图，瓦斯预警系统包括传感器201、处理器202以及上述任一实施例中提及的瓦斯预警装置203，瓦斯预警装置203与传感器201连接，传感器201与处理器202连接。
本实施例提供的瓦斯预警系统，应用上述的瓦斯预警装置，通过当阀门 开关6关闭时，高压气体经进气孔9进入第一腔室7，以施加第一作用力于梭阀4并使梭阀4向第一方向移动封住排气孔10，当阀门开关6打开时，第一腔室7内的高压气体经壳体1内设置的通路11向梭阀4施加第二作用力使梭阀4向第二方向移动打开排气孔10，以使壳体1内的高压气体经排气孔10排出并爆炸产生脉冲信号，并使处理器202根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量。由于高压气体与周围气体和岩煤发生冲击并爆炸，使煤层中附着的瓦斯释放出来，并产生振动以触动瓦斯预警装置周围布控的传感器，传感器201把脉冲信号上传给处理器202，由处理器202根据脉冲信号获取煤矿井下煤岩内瓦斯聚积量，使用本实施例提供的瓦斯预警系统获取瓦斯聚积量实现简单且省时省力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。