装有煤样瓶弹射器的煤钻屑瓦斯解吸仪及其试验方法
【专利摘要】装有煤样瓶弹射器的煤钻屑瓦斯解吸仪及其试验方法，包括壳体，壳体内设有水柱计和解吸室，解吸室下部设置有弹射器，弹射器顶部放置有煤样瓶，解吸室上部通过密封盖密封；弹射器包括瓶托架、基体和变轨轮，瓶托架包括推杆、托台以及推帽，推帽外壁固定连接有压块；基体内壁固定连接有轨道圈，轨道圈开设有长轨道槽和短轨道槽，变轨轮外壁固定连接有与压块相对应的压条，变轨轮中心穿设有导杆，导杆上套设有压缩弹簧。本发明通过在解吸室内安装煤样瓶弹射器可以快速容易地取出煤样瓶，避免在取出煤样瓶过程中煤屑洒落解吸室影响测量结果，操作简便，测量精准。
【专利说明】
装有煤样瓶弹射器的煤钻屑瓦斯解吸仪及其试验方法
技术领域
[0001]本发明属于瓦斯测定技术领域，尤其涉及一种装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪及其试验方法。
【背景技术】
[0002]煤与瓦斯突出是煤矿的重大灾害之一，在开采的过程中，准确预测工作面的煤与瓦斯突出危险性对煤矿的安全生产具有重要的意义。煤钻肩瓦斯解吸指标A ^、!^值是确定工作面煤与瓦斯突出的重要指标，钻肩解吸指标Ah2为测定开始后2min内的瓦斯解吸量，它反映了煤样释放瓦斯能力的大小;解吸指标仏值为煤样自煤体脱落暴露后，第Imin内每克煤样的累积瓦斯解吸量。现在常用的煤钻肩瓦斯解吸指标测量装置，在使用时存在以下不足之处:煤样瓶放置于解吸室内距离解吸室口有一定的距离，不易将煤样瓶从解吸室中取出，而且在将煤样瓶取出解吸室的过程中容易将煤肩洒落在解吸室内，洒落煤肩继续解吸，导致下次测量数据偏大，影响测量结果。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪及其试验方法，通过在解吸室内安装煤样瓶弹射器可以快速容易地取出煤样瓶，避免在取出煤样瓶过程中煤肩洒落解吸室影响测量结果，操作简便，测量精准。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪，包括由有机玻璃制成的壳体，壳体内设有水柱计，水柱计包括分别位于壳体内部左右两侧的左示液管和右示液管，壳体上部开设有位于左示液管和右示液管之间的解吸室，解吸室上部敞口，左示液管和右示液管下端均密封连接有调零螺栓，左示液管和右示液管下端部之间通过导管相连通，左示液管上端连接有两通接头，两通接头分别与壳体外部及左示液管相连通，两通接头内密封连接有两通旋塞，右示液管上端连接有三通接头，三通接头分别与壳体外部、解吸室及右示液管相连通，三通接头内密封连接有三通旋塞，解吸室内设有弹射器和设在弹射器顶部的煤样瓶，解吸室上部通过密封盖密封;弹射器包括瓶托架、基体和变轨轮，瓶托架包括推杆、固定连接在推杆上端的托台以及固定连接在推杆下端的推帽，推帽外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有压块;基体上部呈圆筒形结构，基体下部呈锥形结构，推杆下部插设在基体中心并与基体滑动连接，基体的圆筒形结构内壁固定连接有轨道圈，轨道圈沿圆周方向间隔开设有长轨道槽和短轨道槽，长轨道槽和短轨道槽均沿轴向开设并交替分布;推帽沿轴线方向滑动连接在轨道圈内，变轨轮位于推帽下方，变轨轮外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有与压块相对应的压条，压块下端与压条上端滑动顶压配合，变轨轮中心穿设有导杆，变轨轮中心套设并滑动设在导杆上，导杆下端向下伸出基体并与解吸室底部内壁接触，导杆上套设有压缩弹簧，基体的锥形结构内设置有锥形台，锥形台上表面水平，压缩弹簧上端与变轨轮下表面顶压配合，压缩弹簧下端与锥形台上表面顶压配合。
[0005]变轨轮的压条上表面呈斜面结构，并且各个压条的斜面结构的倾斜长度及倾斜方向相同；轨道圈下表面设置为与压条上表面相对应的斜面结构。
[0006]煤样瓶在解吸室内具有测定位置和弹出位置;煤样瓶在测定位置状态下，压条位于短轨道槽内并与短轨道槽内壁滑动连接;煤样瓶在弹出位置状态下，压条位于长轨道槽内并与长轨道槽内壁滑动连接。
[0007]装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪的试验方法，包括以下步骤:
(1)在井下采掘工作面上钻取新鲜煤钻肩试样，迅速将所取煤样进行严密封装后送至地面实验室；
(2)打开两通旋塞和三通旋塞，使得左示液管和右示液管分别与大气相连通，向水柱计的左示液管和右示液管内注水，通过调节两个调零螺栓将左示液管和右示液管调整至零刻度线，关闭两通旋塞和三通旋塞，检测解吸室及水柱计的密封性能；
(3)将弹射器固定在解吸室内，打开两通旋塞，将装有煤样的煤样瓶放置在瓶托架的托台上，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在长轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离长轨道槽时，由于压条上表面呈斜面结构，在压块的作用下，变轨轮发生转动，使得压条进入相邻的短轨道槽内，完成变轨动作，此时煤样瓶处于测定位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的弹力作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在短轨道槽内向上移动，从而使得煤样瓶完全放置在解吸室内，用密封盖将解吸室密封；
(4)打开三通旋塞，使解吸室与水柱计及大气均连通，煤样处于暴露状态；
(5 )当煤样的暴露时间为3min时，迅速旋转三通旋塞，使解吸室与大气隔绝，仅与水柱计相连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时；
(6)每隔Imin记录下水柱计的压差，连续测定1min;
(7)解吸完成后，打开密封盖，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在短轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离短轨道槽时，变轨轮在压块的作用下发生转动，从而使得压条进入到相邻的长轨道槽中，完成变轨动作，此时煤样瓶处于弹出位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在长轨道槽内向上移动，从而通过瓶托架将煤样瓶上部弹出解吸室。
[0008]采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果:
1、本发明中，在解吸室内安装有弹射器，可以方便快捷的取出煤样瓶，避免在取出煤样瓶过程中煤样洒落在解吸室内，影响下次测量结果。
[0009]2、本发明的变轨轮的变轨过程为:当需要将煤样瓶放置在解吸室内进行解吸测定时，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在长轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离长轨道槽时，由于压条上表面呈斜面结构，在压块的作用下，变轨轮发生转动，使得压条进入相邻的短轨道槽内，完成变轨动作，此时煤样瓶处于测定位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的弹力作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在短轨道槽内向上移动，从而使得煤样瓶完全放置在解吸室内；当解吸测定完成后，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在短轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离短轨道槽时，变轨轮在压块的作用下发生转动，从而使得压条进入到相邻的长轨道槽中，完成变轨动作，此时煤样瓶处于弹出位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在长轨道槽内向上移动，从而通过瓶托架将煤样瓶上部弹出解吸室。
[0010]3、采用本发明的装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪的试验方法，操作简单、测量方便、采用弹射器将煤样瓶弹出或固定在解吸室内，方便快捷，提高了工作效率，并且测量精确。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的弹射器的结构示意图；
图3是本发明中轨道圈的剖视图；
图4是本发明中变轨轮的俯视图。
【具体实施方式】
[0012]如图1-4所示，本发明的装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪，包括由有机玻璃制成的壳体I，壳体I内设有水柱计，水柱计包括分别位于壳体I内部左右两侧的左示液管2和右示液管3，壳体I上部开设有位于左示液管2和右示液管3之间的解吸室4，解吸室4上部敞口，左示液管2和右示液管3下端均密封连接有调零螺栓5，左示液管2和右示液管3下端部之间通过导管6相连通，左示液管2上端连接有两通接头7，两通接头7分别与壳体I外部及左示液管2相连通，两通接头7内密封连接有两通旋塞8，右示液管3上端连接有三通接头9，三通接头9分别与壳体I外部、解吸室4及右示液管3相连通，三通接头9内密封连接有三通旋塞10；
解吸室4内设有弹射器11和设在弹射器11顶部的煤样瓶12，解吸室4上部通过密封盖13密封;弹射器11包括瓶托架、基体14和变轨轮15，瓶托架包括推杆16、固定连接在推杆16上端的托台17以及固定连接在推杆16下端的推帽18，推帽18外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有压块19;基体14上部呈圆筒形结构，基体14下部呈锥形结构，推杆16下部插设在基体14中心并与基体14滑动连接，基体14的圆筒形结构内壁固定连接有轨道圈20，轨道圈20沿圆周方向间隔开设有长轨道槽21和短轨道槽22，长轨道槽21和短轨道槽22均沿轴向开设并交替分布;推帽18沿轴线方向滑动连接在轨道圈20内，变轨轮15位于推帽18下方，变轨轮15外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有与压块19相对应的压条23，压块19下端与压条23上端滑动顶压配合，变轨轮15中心穿设有导杆24，变轨轮15中心套设并滑动设在导杆24上，导杆24下端向下伸出基体14并与解吸室4底部内壁接触，导杆24上套设有压缩弹簧25，基体14的锥形结构内设置有锥形台26，锥形台26上表面水平，压缩弹簧25上端与变轨轮15下表面顶压配合，压缩弹簧25下端与锥形台26上表面顶压配合。
[0013]压条23上表面呈斜面结构，并且各个压条23的斜面结构的倾斜长度及倾斜方向相同；轨道圈20下表面设置为与压条23上表面相对应的斜面结构。
[0014]煤样瓶12在解吸室4内具有测定位置和弹出位置;煤样瓶12在测定位置状态下，压条23位于短轨道槽22内并与短轨道槽22内壁滑动连接;煤样瓶12在弹出位置状态下，压条23位于长轨道槽21内并与长轨道槽21内壁滑动连接。
[0015]装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪的试验方法，包括以下步骤:
(1)在井下采掘工作面上钻取新鲜煤钻肩试样，迅速将所取煤样进行严密封装后送至地面实验室；
(2)打开两通旋塞8和三通旋塞10，使得左示液管2和右示液管3分别与大气相连通，向水柱计的左示液管2和右示液管3内注水，通过调节两个调零螺栓5将左示液管2和右示液管3调整至零刻度线，关闭两通旋塞8和三通旋塞10，检测解吸室4及水柱计的密封性能；
(3 )将弹射器11固定在解吸室4内，打开两通旋塞8，将装有煤样的煤样瓶12放置在瓶托架的托台17上，将煤样瓶12向下按，压缩弹簧25被压缩，推帽18通过压块19向下推动变轨轮15的压条23，从而使得变轨轮15通过压条23在长轨道槽21向下移动，当变轨轮15的压条23完全脱离长轨道槽21时，由于压条23上表面呈斜面结构，在压块19的作用下，变轨轮15发生转动，使得压条23进入相邻的短轨道槽22内，完成变轨动作，此时煤样瓶12处于测定位置，当撤去外力后，在压缩弹簧25的弹力作用下，推帽18和变轨轮15—起向上移动，压条23在短轨道槽22内向上移动，从而使得煤样瓶12完全放置在解吸室4内，用密封盖13将解吸室4密封；
(4)打开三通旋塞10，使解吸室4与水柱计及大气均连通，煤样处于暴露状态；
(5)当煤样的暴露时间为3min时，迅速旋转三通旋塞10，使解吸室4与大气隔绝，仅与水柱计相连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时；
(6)每隔Imin记录下水柱计的压差，连续测定1min;
(7)解吸完成后，打开密封盖13，将煤样瓶12向下按，压缩弹簧25被压缩，推帽18通过压块19向下推动变轨轮15的压条23，从而使得变轨轮15通过压条23在短轨道槽22向下移动，当变轨轮15的压条23完全脱离短轨道槽22时，变轨轮15在压块19的作用下发生转动，从而使得压条23进入到相邻的长轨道槽21中，完成变轨动作，此时煤样瓶12处于弹出位置，当撤去外力后，在压缩弹簧25的作用下，推帽18和变轨轮15—起向上移动，压条23在长轨道槽21内向上移动，从而通过瓶托架将煤样瓶12上部弹出解吸室4。
[0016]本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪，包括由有机玻璃制成的壳体，壳体内设有水柱计，水柱计包括分别位于壳体内部左右两侧的左示液管和右示液管，壳体上部开设有位于左示液管和右示液管之间的解吸室，解吸室上部敞口，左示液管和右示液管下端均密封连接有调零螺栓，左示液管和右示液管下端部之间通过导管相连通，左示液管上端连接有两通接头，两通接头分别与壳体外部及左示液管相连通，两通接头内密封连接有两通旋塞，右示液管上端连接有三通接头，三通接头分别与壳体外部、解吸室及右示液管相连通，三通接头内密封连接有三通旋塞，其特征在于:解吸室内设有弹射器和设在弹射器顶部的煤样瓶，解吸室上部通过密封盖密封;弹射器包括瓶托架、基体和变轨轮，瓶托架包括推杆、固定连接在推杆上端的托台以及固定连接在推杆下端的推帽，推帽外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有压块;基体上部呈圆筒形结构，基体下部呈锥形结构，推杆下部插设在基体中心并与基体滑动连接，基体的圆筒形结构内壁固定连接有轨道圈，轨道圈沿圆周方向间隔开设有长轨道槽和短轨道槽，长轨道槽和短轨道槽均沿轴向开设并交替分布;推帽沿轴线方向滑动连接在轨道圈内，变轨轮位于推帽下方，变轨轮外壁沿圆周方向均匀间隔固定连接有与压块相对应的压条，压块下端与压条上端滑动顶压配合，变轨轮中心穿设有导杆，变轨轮中心套设并滑动设在导杆上，导杆下端向下伸出基体并与解吸室底部内壁接触，导杆上套设有压缩弹簧，基体的锥形结构内设置有锥形台，锥形台上表面水平，压缩弹簧上端与变轨轮下表面顶压配合，压缩弹簧下端与锥形台上表面顶压配合。2.根据权利要求1所述的装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪，其特征在于:变轨轮的压条上表面呈斜面结构，并且各个压条的斜面结构的倾斜长度及倾斜方向相同；轨道圈下表面设置为与压条上表面相对应的斜面结构。3.根据权利要求2所述的装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪，其特征在于:煤样瓶在解吸室内具有测定位置和弹出位置;煤样瓶在测定位置状态下，压条位于短轨道槽内并与短轨道槽内壁滑动连接;煤样瓶在弹出位置状态下，压条位于长轨道槽内并与长轨道槽内壁滑动连接。4.采用权利要求3所述的装有煤样瓶弹射器的煤钻肩瓦斯解吸仪的试验方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)在井下采掘工作面上钻取新鲜煤钻肩试样，迅速将所取煤样进行严密封装后送至地面实验室； (2)打开两通旋塞和三通旋塞，使得左示液管和右示液管分别与大气相连通，向水柱计的左示液管和右示液管内注水，通过调节两个调零螺栓将左示液管和右示液管调整至零刻度线，关闭两通旋塞和三通旋塞，检测解吸室及水柱计的密封性能； (3)将弹射器固定在解吸室内，打开两通旋塞，将装有煤样的煤样瓶放置在瓶托架的托台上，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在长轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离长轨道槽时，由于压条上表面呈斜面结构，在压块的作用下，变轨轮发生转动，使得压条进入相邻的短轨道槽内，完成变轨动作，此时煤样瓶处于测定位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的弹力作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在短轨道槽内向上移动，从而使得煤样瓶完全放置在解吸室内，用密封盖将解吸室密封； (4)打开三通旋塞，使解吸室与水柱计及大气均连通，煤样处于暴露状态； (5)当煤样的暴露时间为3min时，迅速旋转三通旋塞，使解吸室与大气隔绝，仅与水柱计相连通，开始进行解吸测定，并重新开始计时； (6)每隔Imin记录下水柱计的压差，连续测定1min; (7)解吸完成后，打开密封盖，将煤样瓶向下按，压缩弹簧被压缩，推帽通过压块向下推动变轨轮的压条，从而使得变轨轮通过压条在短轨道槽向下移动，当变轨轮的压条完全脱离短轨道槽时，变轨轮在压块的作用下发生转动，从而使得压条进入到相邻的长轨道槽中，完成变轨动作，此时煤样瓶处于弹出位置，当撤去外力后，在压缩弹簧的作用下，推帽和变轨轮一起向上移动，压条在长轨道槽内向上移动，从而通过瓶托架将煤样瓶上部弹出解吸室。
【文档编号】G01N7/14GK105938077SQ201610525340
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】杨明, 刘亚鹏, 李沙沙, 王洪磊
【申请人】河南理工大学