[实用新型]用于制备含瓦斯水合物煤体的可调节恒温装置

说明书

本实用新型涉及一种恒温装置，尤其涉及一种用于制备含瓦斯水合物煤体的可调节恒温装置，包括：高压反应釜、循环管道和冷水机；所述循环管道绕所述高压反应釜的中轴线螺旋式布设于所述高压反应釜的内壁上；所述循环管道上端的进液口通过进液管道与所述冷水机连接，下端的出液口通过出液管道与所述冷水机连接；所述冷水机用于向所述循环管道通入并回收冷却液，构成冷却液循环。该装置结构简单，操作方便，工作时可根据要求设置不同的恒温条件且釜内各处温度相同，有助于制备分布均匀的含瓦斯水合物煤体；同时，循环管道换热效率高，降温快，节能环保。

技术领域

本实用新型涉及恒温装置技术领域，尤其涉及一种用于制备含瓦斯水合物煤体的可调节恒温装置。

背景技术

煤与瓦斯突出作为一种具有极其复杂动力现象的工程地质灾害，在极短时间内造成的煤体突出、瓦斯大量涌出等巨大动力效应严重威胁煤矿安全。目前较为普遍的学术观点认为：煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力、煤体自身力学性质相互作用结果。为预防煤与瓦斯突出，可采用向煤层中高压注水和向水中添加有利于水合物形成的促进剂的方法，使煤层中大部分瓦斯气体水合固化为水合物形态。瓦斯水合物在煤体中形成后，煤体的力学性质变化规律是判定此方法是否有效的关键，因此在实际应用前，需要在实验室制备含瓦斯水合物煤体进行模拟试验，以测试其力学性质。

目前，用于人工合成水合物沉积物的恒温装置有夹套式恒温装置、恒温箱。夹套式恒温装置是将夹套安装在高压反应釜外壁，测量精度低，易加大实验设计温度和实际实验温度之间的误差，引起实验温度振幅增大，导致实际水合物生成量与原设定温度条件下的水合物生成量差别较大，影响试验结果。恒温箱是以空气作为制冷过程的导热介质，由于空气的比热容较小，空间内部温度场不均匀，难于做到精确地恒温控制，且降温过程缓慢。同时，空间内部温度场分布不均匀将使水合物在温度条件适合生成的地方大量生成，温度条件不适合生成的地方则无法生成，不能制备出水合物均匀分布的样品。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述至少一部分缺陷，提供一种专门的可调节恒温装置以制备不同饱和度的含瓦斯水合物煤体。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于制备含瓦斯水合物煤体的可调节恒温装置，包括：高压反应釜、循环管道和冷水机；

所述循环管道绕所述高压反应釜的中轴线螺旋式布设于所述高压反应釜的内壁上；所述循环管道上端的进液口通过进液管道与所述冷水机连接，下端的出液口通过出液管道与所述冷水机连接；

所述冷水机用于向所述循环管道通入并回收冷却液，构成冷却液循环。

优选地，所述装置还包括控制器与至少一个温度传感器；

所述温度传感器设于所述高压反应釜内部，用于实时监测所述高压反应釜内部温度，并向所述控制器反馈；

所述控制器与所述温度传感器、所述冷水机均电连接，用于根据所述温度传感器反馈的温度生成相应的工作指令，并向所述冷水机发送。

优选地，所述装置至少包括第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

所述第一温度传感器设于所述高压反应釜内部上方，所述第二温度传感器设于所述高压反应釜内部中段，所述第三温度传感器设于所述高压反应釜内部下方；

所述控制器用于根据所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器反馈的温度综合处理，生成相应的工作指令。

优选地，所述第一温度传感器、所述第三温度传感器设于所述高压反应釜内部未设置所述循环管道的区域，所述第二温度传感器设于所述高压反应釜内部中段相邻两圈所述循环管道之间或一圈所述循环管道一侧。

优选地，所述循环管道的上端距离所述高压反应釜内部的顶面、所述循环管道的下端距离所述高压反应釜内部的底面，均不超过所述高压反应釜内部高度的1/5。