专利名称：矿用通风机气体在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种矿用通风机气体在线检测处理 装置。 技术背景
通风机向井下提供新鲜风流，以冲淡并排出井下的毒性、窒息性、爆炸性 气体和粉尘，保证井下风流的质量(成分、温度和速度)和数据符合国家安全卫 生标准，保证井下良好的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故，保障井下人员 身体健康和生命安全，其在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。鉴 于通风机的重要性，其工作的可靠性深受相关科研机构和煤矿管理人员的重视。 随着科学技术的发展与应用，矿井主要通风机的监测、监控和故障谚断技术取 得了前所未有的发展，通风机在线监控系统可对地面主通风机系统的各种运行 参数及状态进行监控。近年来，许多高等院校、科研院所研制出了主要通风机 的监测、监控和故障诊断系统或仪器仪表，通过试验或应用取得了良好的效果。 现场实时监测数据的各种动态图形及数字显示主要以直观、符合人们习惯的模 拟表盘和图形组成，各种监测数据的存储及查询，如风机入口静压、全压、风
量、电机轴温、风机轴温、电机绕组温度、排气温度、排气瓦斯、排气co、排
气C02、风机开停、机房瓦斯、A相电流、A相电压、电机功率、风机振动等。 这些检测传感器将接入风机监控站并在就地上位机上进行分显示、存储。该系统数据同时也将通过接入矿井工业以太环网交换机，进入全矿井综合自动化监 控系统集成平台。根据监测到的环境参数(如风量、瓦斯浓度、C0浓度、C02浓 度、粉尘、湿度等)完成对通风机的调节倒换风门，倒机(能够在风机启动前自 动盘车)等一系列动作。还可以根据监测排气瓦斯浓度，风量，计算瓦斯排出量， 实时显示、绘制曲线，并提供历史数据査询，以便用户进行数据报表打印，这些 都便于管理部门(如通风科、调度室等)分析有关数据，强化通风机的管理；一 些常规的参数比如静压、全压、风量、电机轴温、风机轴温、电机绕组温度、 排气温度等目前稳定性较好，受各种外界环境影响较小，但是对气体浓度类在 线检测容易受检测气体工况条件的影响，往往待检测气体中含有固体颗粒杂质、 油雾和水汽雾等。目前，常规的气体浓度检测方式不能准确、稳定、实时的检 测排放气体的浓度。 实用新型内容
为能准确、稳定、实时检测各检测点气体浓度，保证在线检测系统的稳定 可靠运行，本实用新型的目的是根据现场环境要求提供一种矿用通风机气体在 线检测装置，该装置不仅适用于通风机在线监控系统，也适用于煤矿瓦斯抽放 管道、石油化工等等环境恶劣条件下的气体检测；该装置还集样气冷却、气水 分离、固体杂质过滤和自动差压排水于一体。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种矿用通风机气体在 线检测装置，包括户外箱体、在所述户外箱体上设有挂架、电缆/通讯接口、进 气口、箱体冷却水出口、箱体冷却水进口和回气口，其中所述挂架装在户外箱 体上端，其要点是在所述户外箱体内装有传感器表头、流量计、气体检测装 置响应气室和管道气体检测样气处理装置，所述管道气体检测样气处理装置上端安装所述气体检测装置响应气室，在所述气体检测装置响应气室上端装有传 感器表头，流量计位于传感器表头一侧；
所述气体检测装置响应气室，包括气室外壳、探测器、气室灌封压盖和气 室卡盘上盘，其中气室灌封压盖安装在气室外壳上端构成检测腔体，检测腔体
内装有探测器，气室外壳的下端设有气室卡盘上盘，并且A.所述气室灌封压盖 上部中央孔有带电缆的灌封胶，该灌封胶呈"1"形，材质为环氧树脂；B.在 所述气室外壳底端设有过滤杯，，该过滤杯为高密高细纤维形成的毛细过滤单元 或者烧结粉末多孔冶金，因此可以实现固体颗粒杂质、油雾和水汽雾扑获，所 述过滤杯下表面与气室卡盘上盘上表面贴合，该过滤杯与气室外壳过盈配合， 在过滤杯与所述探测器之间有疏水膜，该疏水膜为微孔PTEE透气薄膜，耐腐蚀， 耐高温，能承受一定压力而不损坏，起到疏水透气的作用，所述疏水膜与气室 外壳过盈配合，过滤杯与疏水膜之间设有间距；C.在所述疏水膜与探测器之间 的气室外壳的侧壁上设有与外界相通的标定/排气嘴，通过打开该标定/排气嘴， 可以免拆卸气室而快速标定传感器；
所述管道气体检测样气处理装置，包括安装固定板、圆筒、样气迸气口、 冷却水入口、冷却水出口、排闸口、压盖和进出气装置，所述圆筒固定在安装 固定板上，该圆筒上端螺纹连接有压盖，所述进出气装置固定在压盖顶面，该 进出气装置的上端设置有气室卡盘下盘，在所述圆筒侧壁上设有样气进气口、 冷却水入口、冷却水出口和排闸口，并且A、所述圆筒中空部分由冷却水腔体、 气水分离腔体和稳压/溢流瓶腔体组成，所述气水分离腔体位于圆筒的中轴线 上，且该气水分离腔体下端延伸至所述圆筒底部并与所述稳压/溢流瓶腔体相 通，所述气水分离腔体上部与圆筒构成冷却水腔体，下部与圆筒构成稳压/溢流瓶腔体；B、在所述冷却水腔体中的气水分离腔体上绕有冷却盘管，该冷却盘管 上端从样气进气口伸出圆筒，下端接入气水分离腔体；C、在所述气水分离腔体 内设有柱形过滤器，该过滤器为高密高细纤维形成的毛细过滤单元或者SiC材 质滤芯，所述过滤器上端固定在压盖下端，在所述压盖内设有片状膜式过滤器； D.所述进出气装置呈卜形，该进出气装置横向凸出部分设出气口，轴向部分的 上部设有气体导流锥，该气体导流锥上端穿出所述气室卡盘下盘中，所述气体 导流锥周围的腔体与出气口相通，所述进出气装置设有轴向中心回气口，该回 气口穿过所述气体导流锥；所述气水分离腔体上部呈""T"形，下部呈漏斗状， 该气水分离腔体"-r"形横向部分位于圆筒上端螺纹处且与圆筒过盈配合，所 述气水分离腔体下部漏斗口部与圆筒过盈配合，将所述圆筒分成冷却水腔体和 稳压/溢流瓶腔体，所述气水分离腔体的漏斗下端为结构水封管，该结构水封管 伸至圆筒底部并与所述稳压/溢流瓶腔体相通。
所述气水分离腔体的漏斗下端为结构水封管，该结构水封管伸至圆筒底部 且其末端为楔形或者细槽缺口，在所述结构水封管处的圆筒侧壁上设有观察窗。 所述箱体上的进气口、箱体冷却水出口、箱体冷却水进口和回气口分别和 所述管道气体检测样气处理装置上的样气进气口、冷却水出口、冷却水入口和 回流管用管子相连接；
所述管道气体检测样气处理装置上的回流管和排闸口分别用管子与所述流 量计的出气口和进气口连接。所述气体检测装置响应气室和所述管道气体检测样气处理装置通过所述气 室卡盘上盘和气室卡盘下盘连接，该气室卡盘上盘和气室卡盘下盘用内壁有槽 的环装快接卡箍和压紧螺母进行连接，所述气室卡盘上盘与下盘连接之间设有 橡胶密封垫。
所述样气进气口、冷却水出口和冷却水入口位于所述冷却水腔体部分的圆 筒侧壁上，所述排闸口位于所述稳压/溢流瓶腔体部分的圆筒侧壁上。
在所述圆筒外设有回气管和回流管，回流管由圆筒下部稳压/溢流瓶腔体的 侧壁伸出，回气管上端与进出气装置上出气口相接，下端与回流管连通。
本实用新型的效果是装置集样气冷却、气水分离、固体杂质过滤和自动 差压排水于一体；多级过滤机构，过滤精度高，高温高湿样气检测滤水效果好。 克服了传统测量方式受水蒸气冷凝产生较大测量误差的缺点通过两级过滤机 构，因此过滤精度高，高温高湿样气检测滤水效果好，克服了传统测量方式受 水蒸气冷凝产生较大测量误差的缺点，全不锈钢外壳，不产生静电，处理装置 为无源器件，属本质安全。
图1为本实用新型的结构示意图2为本实用新型中气室卡盘14安装时的剖面图3为图2中快接卡箍24和压紧螺母25未工作时的示意图4为图2中快接卡箍24剖视图5为图2中快接卡箍24和压紧螺母25工作时的示意图6为气体检测装置响应气室10的结构示意图7为本实用新型中气体检测样气处理装置6的结构示意图。4.箱体冷却水出口， 5.箱体冷却水进口， 6.气体检测样气处理装置，7.挂架， 8.传感器表头，9.流量计，10.气体检测装置响应气室，11.导流锥，12.三通 卡套接头，13.回气口， 14.气室卡盘，14a,气室卡盘上盘，14b.气室卡盘下盘， 15.过滤杯，16.疏水膜，17.气室外壳，18.探测器，19.气室灌封压盖，20.紧 定螺钉，2L标定/排气嘴，22.橡胶密封垫，23.出气口， 24.快接卡箍，25.压 紧螺母，26.灌封胶，27.电缆，28.交换腔体，29.检测腔体，30.进出气装置， 31.样气进气口， 32.冷却水出口， 33.冷却水入口， 34.气水分离腔体，35.观察 窗，36.回气卡套，37.回气管，38.冷却盘管，39.过滤器，40.回流管，41.排 闸口， 42.稳压/溢流瓶腔体，43.冷却水腔体，44.安装固定板，45.圆筒，46. 膜式过滤器，47.压盖，48.结构水封管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。 请参见图1 图5:矿用通风机气体在线检测装置，包括户外箱体l、在所 述户外箱体1上设有挂架7、电缆/通讯接口 2、进气口 3、箱体冷却水出口 4、 箱体冷却水进口 5和回气口 13，其中所述挂架7装在户外箱体1上端，在所述 户外箱体1内装有传感器表头8、流量计9、气体检测装置响应气室10和管道 气体检测样气处理装置6，所述管道气体检测样气处理装置6上端安装所述气体 检测装置响应气室IO，在所述气体检测装置响应气室10上端装有传感器表头8， 流量计9位于传感器表头8 —侧；参见图6:所述气体检测装置响应气室10，包括气室外壳17、探测器18、
气室灌封压盖19和气室卡盘上盘14a，其中气室灌封压盖19安装在气室外壳 17上端构成检测腔体29，检测腔体29内装有探测器18，气室外壳17的下端设 有气室卡盘上盘14a，并且A.所述气室灌封压盖19上部中央孔有带电缆27的 灌封胶26，该灌封胶26呈"丄，，形，材质为环氧树脂；B.在所述气室外壳17 底端设有过滤杯15，该过滤杯15下表面与气室卡盘上盘14a上表面贴合，该过 滤杯15与气室外壳17过盈配合，在过滤杯15与所述探测器18之间有疏水膜 16，该疏水膜16与气室外壳17过盈配合，且疏水膜16为微孔PTEE透气薄膜， 过滤杯15与疏水膜16之间设有间距；C.在所述疏水膜16与探测器18之间的 气室外壳17的侧壁上设有与外界相通的标定/排气嘴21;
由图7所示所述管道气体检测样气处理装置6，包括安装固定板44、圆 筒45、样气进气口 31、冷却水入口 33、冷却水出口 32、排闸口 41、压盖47和 进出气装置30，所述圆筒45固定在安装固定板44上，该圆筒45上端螺纹连接 有压盖47，所述进出气装置30固定在压盖47顶面，该进出气装置30的上端设 置有气室卡盘下盘14b，在所述圆筒45侧壁上设有样气进气口 31、冷却水入口 33、冷却水出口 32和排闸口 41，并且A、所述圆筒45中空部分由冷却水腔体 43、气水分离腔体34和稳压/溢流瓶腔体42组成，所述气水分离腔体34位于 圆筒45的中轴线上，且该气水分离腔体34下端延伸至所述圆筒45底部并与所 述稳压/溢流瓶腔体42相通，所述气水分离腔体34上部与圆筒45构成冷却水 腔体43，下部与圆筒45构成稳压/溢流瓶腔体42; B、在所述冷却水腔体34中 的气水分离腔体34上绕有冷却盘管38，该冷却盘管38上端从样气进气口 31伸 出圆筒45，下端接入气水分离腔体34; C、在所述气水分离腔体34内设有柱形过滤器39，所述过滤器39为高密高细纤维形成的毛细过滤单元或者SiC材质滤 芯，该过滤器39上端固定在压盖47下端，在所述压盖47内设有片状膜式过滤 器46; D.所述进出气装置30呈卜形，该进出气装置30横向凸出部分设出气口 23，轴向部分的上部设有气体导流锥ll，该气体导流锥ll上端穿出所述气室卡 盘下盘14b中，所述气体导流锥11周围的腔体与出气口 23相通，所述进出气 装置30设有轴向中心回气口 13，该回气口 13穿过所述气体导流锥11;所述气 水分离腔体34上部呈"T"形，下部呈漏斗状，该气水分离腔体34 ""r"形横 向部分位于圆筒45上端螺纹处且与圆筒45过盈配合，所述气水分离腔体34下 部漏斗口部与圆筒46过盈配合，将所述圆筒46分成冷却水腔体43和稳压/溢 流瓶腔体42，所述气水分离腔体34的漏斗下端为结构水封管48,该结构水封 管48伸至圆筒45底部并与所述稳压/溢流瓶腔体42相通，所述结构水封管48 末端为楔形或者细槽缺口。所述样气进气口 31、冷却水出口 32和冷却水入口 33位于所述冷却水腔体43部分的圆筒45侧壁上，所述排闸口 41位于所述稳压 /溢流瓶腔体42部分的圆筒45侧壁上。在所述圆筒45外设有回气管37和回流 管40，回流管40由圆筒45下部稳压/溢流瓶腔体42的侧壁伸出，回气管37上 端与进出气装置30上出气口 23相接，下端与回流管40连通。在所述圆筒45 下部侧壁上设有观察窗35。
在图1中还可以看出箱体1上的进气口 3、箱体冷却水出口 4、箱体冷 却水进口 5和回气口 13分别和所述管道气体检测样气处理装置6上的样气进气 口31、冷却水出口32、冷却水入口 33和回流管40用管子相连接；管道气体检 测样气处理装置6上的回流管40和排闸口 41分别用管子与所述流量计9的出 气口和进气口连接。在图1、图2和图5中气体检测装置响应气室10和管道气体检测样气处
理装置6通过所述气室卡盘上盘14a和气室卡盘下盘14b连接，该气室卡盘14 用内壁有槽的环装快接卡箍24和压紧螺母25进行连接，所述气室卡盘14上盘 与下盘连接之间设有橡胶密封垫22。
权利要求1、一种矿用通风机气体在线检测装置，包括户外箱体(1)、在所述户外箱体(1)上设有挂架(7)、电缆/通讯接口(2)、进气口(3)、箱体冷却水出口(4)、箱体冷却水进口(5)和回气口(13)，其中所述挂架(7)装在户外箱体(1)上端，其特征在于在所述户外箱体(1)内装有传感器表头(8)、流量计(9)、气体检测装置响应气室(10)和管道气体检测样气处理装置(6)，所述管道气体检测样气处理装置(6)上端安装所述气体检测装置响应气室(10)，在所述气体检测装置响应气室(10)上端装有传感器表头(8)，流量计(9)位于传感器表头(8)一侧；所述气体检测装置响应气室(10)，包括气室外壳(17)、探测器(18)、气室灌封压盖(19)和气室卡盘上盘(14a)，其中气室灌封压盖(19)安装在气室外壳(17)上端构成检测腔体(29)，检测腔体(29)内装有探测器(18)，气室外壳(17)的下端设有气室卡盘上盘(14a)，并且A.所述气室灌封压盖(19)上部中央孔有带电缆(27)的灌封胶(26)；B.在所述气室外壳(17)底端设有过滤杯(15)，该过滤杯(15)下表面与气室卡盘上盘(14a)上表面贴合，该过滤杯(15)与气室外壳(17)过盈配合，在过滤杯(15)与所述探测器(18)之间有疏水膜(16)，该疏水膜(16)与气室外壳(17)过盈配合，过滤杯(15)与疏水膜(16)之间设有间距；C.在所述疏水膜(16)与探测器(18)之间的气室外壳(17)的侧壁上设有与外界相通的标定/排气嘴(21)；所述管道气体检测样气处理装置(6)，包括安装固定板(44)、圆筒(45)、样气进气口(31)、冷却水入口(33)、冷却水出口(32)、排闸口(41)、压盖(47)和进出气装置(30)，所述圆筒(45)固定在安装固定板(44)上，该圆筒(45)上端螺纹连接有压盖(47)，所述进出气装置(30)固定在压盖(47)顶面，该进出气装置(30)的上端设置有气室卡盘下盘(14b)，在所述圆筒(45)侧壁上设有样气进气口(31)、冷却水入口(33)、冷却水出口(32)和排闸口(41)，并且A、所述圆筒(45)中空部分由冷却水腔体(43)、气水分离腔体(34)和稳压/溢流瓶腔体(42)组成，所述气水分离腔体(34)位于圆筒(45)的中轴线上，且该气水分离腔体(34)下端延伸至所述圆筒(45)底部并与所述稳压/溢流瓶腔体(42)相通，所述气水分离腔体(34)上部与圆筒(45)构成冷却水腔体(43)，下部与圆筒(45)构成稳压/溢流瓶腔体(42)；B、在所述冷却水腔体(34)中的气水分离腔体(34)上绕有冷却盘管(38)，该冷却盘管(38)上端从样气进气口(31)伸出圆筒(45)，下端接入气水分离腔体(34)；C、在所述气水分离腔体(34)内设有柱形过滤器(39)，该过滤器(39)上端固定在压盖(47)下端，在所述压盖(47)内设有片状膜式过滤器(46)；D.所述进出气装置(30)呈 id="icf0001" file="Y2009201264050003C1.tif" wi="2" he="5" top= "193" left = "70" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>形，该进出气装置(30)横向凸出部分设出气口(23)，轴向部分的上部设有气体导流锥(11)，该气体导流锥(11)上端穿出所述气室卡盘下盘(14b)中，所述气体导流锥(11)周围的腔体与出气口(23)相通，所述进出气装置(30)设有轴向中心回气口(13)，该回气口(13)穿过所述气体导流锥(11)；所述箱体(1)上的进气口(3)、箱体冷却水出口(4)、箱体冷却水进口(5)和回气口(13)分别和所述管道气体检测样气处理装置(6)上的样气进气口(31)、冷却水出口(32)、冷却水入口(33)和回流管(40)用管子相连接；所述管道气体检测样气处理装置(6)上的回流管(40)和排闸口(41)分别用管子与所述流量计(9)的出气口和进气口连接。
2、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于 所述气体检测装置响应气室(10)和所述管道气体检测样气处理装置(6)通过 所述气室卡盘上盘(14a)和气室卡盘下盘(14b)连接，该气室卡盘(14)用 内壁有槽的环装快接卡箍(24)和压紧螺母(25)进行连接，所述气室卡盘上 盘(14a)和气室卡盘下盘(14b)之间设有橡胶密封垫(22)。
3、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于 所述灌封胶(26)呈"工"形，材质为环氧树脂；所述疏水膜(16)为微孔PTEE 透气薄膜。
4、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于所述气水分离腔体(34)上部呈"t"形，下部呈漏斗状，该气水分离腔体(34) "t"形横向部分位于圆筒(45)上端螺纹处且与圆筒(45)过盈配合，所述 气水分离腔体(34)下部漏斗口部与圆筒(46)过盈配合，将所述圆筒(46) 分成冷却水腔体(43)和稳压/溢流瓶腔体(42)，所述气水分离腔体(34)的 漏斗下端为结构水封管(48)，该结构水封管(48)伸至圆筒(45)底部并与所 述稳压/溢流瓶腔体(42)相通。
5、根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于-所述样气进气口 (31)、冷却水出口 (32)和冷却水入口 (33)位于所述冷却水 腔体(43)部分的圆筒(45)侧壁上，所述排闸口 (41)位于所述稳压/溢流瓶 腔体(42)部分的圆筒(45)侧壁上。
6、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于在 所述圆筒(45)外设有回气管(37)和回流管(40)，回流管(40)由圆筒(45) 下部稳压/溢流瓶腔体(42)的侧壁伸出，回气管(37)上端与进出气装置(30) 上出气口 (23)相接，下端与回流管(40)连通。
7、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于在 所述圆筒(45)下部侧壁上设有观察窗(35)。
8、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测装置，其特征在于所 述过滤器(39)为高密高细纤维形成的毛细过滤单元或者SiC材质滤芯。
9、 根据权利要求1所述的矿用通风机气体在线检测处理装置，其特征在于 所述结构水封管(48)末端为楔形或者细槽缺口。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用通风机气体在线检测装置，包括户外箱体、在所述户外箱体上设有挂架、电缆/通讯接口、进气口、箱体冷却水出口、箱体冷却水进口和回气口，其中所述挂架装在户外箱体上端，在所述户外箱体内装有气体检测装置响应气室和管道气体检测样气处理装置，所述管道气体检测样气处理装置上端安装有所述气体检测装置响应气室，在所述气体检测装置响应气室上端装有传感器表头，流量计位于传感器表头一侧。该装置集样气冷却、气水分离、固体杂质过滤和自动差压排水于一体；多级过滤机构，过滤精度高，高温高湿样气检测滤水效果好。
文档编号G01N1/34GK201358807SQ20092012640
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者庆 于, 孙世岭, 军 李, 荣 樊, 莫志刚, 强 黄 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院