[发明专利]抽采瓦斯即时分离装置

权利要求书

1.抽采瓦斯即时分离装置，其特征在于：包括导流管道、气体整流装置及抽采瓦斯即时分离器，所述导流管道包括若干直流管与三通管，用于提供瓦斯向管路上方积聚的空间条件，并实现管路之间的互通连接；所述气体整流装置安装于直流管的气体入口侧，用于改善瓦斯气体在管道内流动状态，利于瓦斯向管道上部积聚；所述抽采瓦斯即时分离器包括Y型瓦斯分离管、分离装置、传动装置及信息处理装置，用于分离在管道上方积聚的高浓度瓦斯；

所述抽采瓦斯即时分离装置的分离方法包括以下步骤：

S001根据煤层瓦斯压力、瓦斯含量情况，推测待抽采区域进行瓦斯抽采时瓦斯抽放泵出口瓦斯流量Q；

S002直流管半径R和直流管长度M的值的设置不仅要考虑到瓦斯积聚效果，同时还要考虑到空间占用，因此需要确定最为合适的R、M值，首先直流管半径R越大，直流管内瓦斯气体流速越慢，流动状态更稳定，瓦斯分离效果更好，因此考察安装抽采瓦斯即时分离装置的空间，确定空间条件允许下最大直流管半径R，则截面积S＝πR²，由此得出瓦斯气体在直流管内流动时的水平速度

S003估测直流管内瓦斯向上积聚的平均速度v₂，假设瓦斯分子均从直流管内最底端开始向上积聚，达到最佳分离效果，即均上升至最顶端，则所需流动距离

S004待瓦斯抽采准备工作完成，将直流管气体入口侧安装气体整流装置，后与瓦斯抽放泵出口相连，气体出口侧连接抽采瓦斯即时分离器进气口，并将抽采瓦斯即时分离器高浓瓦斯出气口调整于低浓瓦斯出气口正上方；

S005瓦斯在直流管内向上积聚，便在纵向形成浓度梯度，为尽可能多的将瓦斯分子分离，并使气体中瓦斯浓度升高，判断达到最佳分离效果时的瓦斯浓度，并将该浓度输入信息处理装置，记为u；

S006随后判断信息处理装置所设瓦斯浓度u是否达到待利用瓦斯指定浓度和可排空瓦斯指定浓度，若是，则收集待利用瓦斯气体或直接排出可排空瓦斯气体，若否，则在高、低浓瓦斯出气口连接装有气体整流装置的直流管入口侧，并在直流管气体出口侧连接抽采瓦斯即时分离器进气口，进行再分离；

S007调整后续信息处理装置u值，u值的设定因在整个系统中所处位置的不同而不同，所述抽采瓦斯即时分离器中的所述Y型瓦斯分离管设有高浓瓦斯出气口和低浓瓦斯出气口，并分别通过两个出气口与下一个抽采瓦斯即时分离器的进气口相连通，其中与前一个抽采瓦斯即时分离器高浓瓦斯出气口连接的抽采瓦斯即时分离器，相较于前一个抽采瓦斯即时分离器要设置更高的u值，瓦斯气体经过两个抽采瓦斯即时分离器，由于u值的增大，分离出的气体瓦斯浓度也进一步升高；与前一个抽采瓦斯即时分离器低浓瓦斯出气口连接的抽采瓦斯即时分离器，相较于前一个抽采瓦斯即时分离器要设置更低的u值，瓦斯气体经过两个抽采瓦斯即时分离器，由于u值的降低，分离出的气体瓦斯浓度也进一步降低，从而实现对瓦斯分子的层层分离；

S008通过三通管将浓度相近的两管道连通，使两管内瓦斯气体由一个抽采瓦斯即时分离器进行浓度分离，提高抽采瓦斯即时分离器的利用效率；

S009所述传动装置包括防爆电机、传动轴、轴环、传动齿轮及动力齿轮，将所述防爆电机与电源相连；

S010将抽采瓦斯即时分离装置调至同一平面，利用垂直校准仪使整个平面垂直；

S011所述分离装置由半圆形挡板及瓦斯浓度传感器组成，内置于所述Y型瓦斯分离管，调整所述半圆形挡板朝向所述Y型瓦斯分离管进气口，并保持水平；

S012打开瓦斯抽放泵，进行瓦斯抽采，瓦斯气体在瓦斯抽放泵出口流出，进入所述抽采瓦斯即时分离装置；

S013瓦斯气体经气体整流装置、直流管流至抽采瓦斯即时分离器，瓦斯浓度传感器测得瓦斯浓度p，若p小于u，则信息处理装置通过控制防爆电机工作，使半圆形挡板上旋，反之下旋；

S014根据瓦斯抽采的不断进行，气体瓦斯浓度不断变化，在此基础上修改u值，或加装抽采瓦斯即时分离装置，提高瓦斯分离效果。

2.根据权利要求1所述的抽采瓦斯即时分离装置，其特征在于：所述Y型瓦斯分离管整体结构为“Y”型，以“Y”字为平面，于垂直平面方向“Y”字拐角处两侧分设有一小孔，孔内装有密封轴承，“Y”字由下至上、由左至右依次为进气口、高浓瓦斯出气口与低浓瓦斯出气口，进气口与直流管的气体出口侧相连，高浓瓦斯出气口、低浓瓦斯出气口分别与其他直流管的进气口相连。