[实用新型]低浓度瓦斯安全输送柱流装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及应用在煤矿低浓度瓦斯安全输送中的装置，更具体地说为了在输送管道内，沿瓦斯气体的输送方向间隔以柱状水团形成端面水封，低浓度瓦斯气体在间隔设置的端面水封中形成柱塞气流的煤矿低浓度瓦斯安全输送装置。

背景技术：

甲烷浓度低于30％  的煤矿低浓度瓦斯虽可被利用，但却因存在着输送中的安全问题带来极大的困难。

最新提出的煤矿低浓度瓦斯的安全输送方法是在输送管道内，一方面，沿输送管道的内壁形成环形水流，低浓度瓦斯气体处于所述环形水流中形成环形水封；另一方面沿所述瓦斯气体的输送方向间隔以柱状水团形成端面水封，低浓度瓦斯气体在所述环形水封以及间隔设置的端面水封中形成柱塞气流。

但是，目前还没有一种能够在沿瓦斯气体的输送方向上间隔给出柱状水团以形成所需的端面水封的相关装置，使该输送方法的实施受到阻碍。

实用新型内容：

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种低浓度瓦斯安全输送柱流装置，以使在输送管道内，沿瓦斯气体的输送方向上间隔给出柱状水团，从而形成所需的瓦斯气体的端面水封，使煤矿低浓度瓦斯通过安全输送得到有效的利用。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型低浓度瓦斯安全输送柱流装置的结构特点是设置带有进气管的储水腔，储水腔的顶部通过注水口与水源管相通，储水腔的底部设置注流管，在柱流管的管口上设置先导式膜片阀，先导式膜片阀是由橡胶膜与密封盖构成先导腔，橡胶膜位于柱流管的管口上方，密封盖上设有与储水腔相通的进水口，在密封盖与柱流管之间，以虹吸管相通，虹吸管的管径大于进水口的直径。

水流经注水口注入储水腔，并通过密封盖上预留的进水口进入先导腔，当储水腔中的水位超过处在先导腔中虹吸管的管口高度时，先导腔内的水经虹吸管向注流管中排放，由于在密封盖上预留的进水口的直径小于虹吸管的管径，在先导腔内因虹吸形成负压，于是橡胶膜向上抬起，注流管的管口被打口，储水腔中的水随之在柱流管中形成柱流，流入瓦斯输送管。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型能够产生间歇性的疏松水团柱塞流，将瓦斯输送管道中的流动的低浓度瓦斯分割成小段，避免瓦斯利用设施回火时火焰进入低浓度瓦斯输送管路产生灾变，进而实现煤矿低浓度瓦斯气水二相流本质安全型输送。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图中标号：1注水口、2虹吸管、3进气管、4密封盖、5橡胶膜、6先导腔、7柱流、8柱流管、9储水腔、10进水口、11输送管。

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明：

具体实施方式：

参见图1，设置带有进气管3的储水腔9，储水腔9的顶部通过注水口1与水源管相通，储水腔9的底部设置注流管8，在柱流管8的管口上设置先导式膜片阀，先导式膜片阀是由橡胶膜5与密封盖4构成先导腔6，橡胶膜5位于柱流管8的管口上方，密封盖4上设有与储水腔9相通的进水口10，在密封盖4与柱流管8之间以虹吸管2相通，虹吸管2的管径大于进水口10的直径。

水流经注水口1注入储水腔9，并通过密封盖4上预留的进水口10进入先导腔6，当储水腔9中的水位超过处在先导腔6中虹吸管2的管口高度时，先导腔6内的水经虹吸管2向注流管8中排放，由于在密封盖4上预留的进水口10的直径小于虹吸管2的管径，在先导腔6内因虹吸形成负压，于是橡胶膜5向上抬起，注流管8的管口被打口，储水腔9中的水随之在柱流管8中形成流入瓦斯输送管11中的柱流7。

在瓦斯输送过程中，以本实用新型产生间歇性的疏松水团柱塞流，将瓦斯输送管道中的流动的低浓度瓦斯分割成小段，避免瓦斯利用设施回火时火焰进入低浓度瓦斯输送管路产生灾变，进而实现煤矿低浓度瓦斯气水二相流本质安全型输送。

本实用新型紧靠在瓦斯抽采泵站排空管的后端进行安装，是低浓度瓦斯气水二相流输送系统的起始点。

本实用新型所采用的是气水二相流的输送方式。气水二相流属气液二相流的一种形式，情况远比单相流复杂，相关理论已经明确，当水气比在0.3％～0.8％之间，气体折算流速大于15m/s，液体折算流速大于10m/s时，气水二相流的流型为环流。而当气液两相流的质量流速大于2700kg/m².s时，气水二相流的流型为雾散流，可以作为“均相流”简化处理。

具体实施中，可以根据需要调节柱流频率，调整疏松水团在管路中的长度，以使全输送管路中柱流的形态不失效。