一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法

本发明涉及瓦斯净化技术领域，具体为一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法。

背景技术：

瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。瓦斯是无色、无味的气体，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的，在煤矿开采作业中，需要对井下瓦斯进行净化以保证煤矿开采的顺利进行，从而需要一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法。

现有的煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法其过程繁琐，耗时较长，影响煤矿开采进度，且现有的瓦斯净化装置缺乏自身的清理功能，易影响装置后续的净化功能。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法，解决了上述背景技术中提出现有的煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法其过程繁琐，耗时较长，影响煤矿开采进度，且现有的瓦斯净化装置缺乏自身的清理功能，易影响装置后续的净化功能的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法，包括瓦斯净化箱和清洁刷，所述瓦斯净化箱的左侧安装有第一吸气泵，且第一吸气泵的左侧连接有进气管道，所述瓦斯净化箱的内部安装有驱动气缸，且驱动气缸的右侧连接有伸缩杆，所述伸缩杆的右侧连接有联动板，且联动板的右侧安装有固定桩，所述联动板的前后两侧均设置有限位卡槽，所述固定桩内部的上下两侧均安装有电动推杆，且电动推杆远离固定桩水平中心线的位置连接有伸缩柱，所述清洁刷安装于伸缩柱远离固定桩水平中心线的位置，所述固定桩的右侧设置有清污通道，且清污通道的右侧设置有导向滑槽，所述导向滑槽的右侧安装有密封板，且密封板的前后两侧均安装有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的外部安装有传送螺母，所述滚珠丝杆的上方安装有伺服电机，所述清污通道的上方安装有分离网板，且分离网板上方的左右两侧均固定有限位板，所述限位板的上方连接有回位弹簧，且回位弹簧的上方连接有弹性板，所述弹性板的上方安置有吸水棉板，且吸水棉板上方的左右两侧均安装有加热棒，所述加热棒的上方安装有第一活性炭板，且第一活性炭板的上方安装有第二活性炭板，所述瓦斯净化箱的上方安装有第二吸气泵，且第二吸气泵的右侧连接有输气管道，所述输气管道的右侧连接有集气箱，且集气箱的右侧安装有出气管道，所述瓦斯净化箱的前端安装有外箱门。

可选的，所述第一吸气泵与进气管道之间为螺纹连接，且进气管道与瓦斯净化箱之间构成连通结构。

可选的，所述分离网板与瓦斯净化箱的横截面尺寸相吻合，且分离网板的结构为镂空网状结构，并且吸水棉板与瓦斯净化箱的横截面尺寸相吻合，同时吸水棉板与分离网板之间相互平行。

可选的，所述第一活性炭板与第二活性炭板之间相互平行，且瓦斯净化箱通过输气管道与集气箱之间构成连通结构，并且集气箱与出气管道之间构成连通结构。

可选的，所述电动推杆与伸缩柱之间构成拉伸结构，且伸缩柱与清洁刷之间为固定连接，并且固定桩的结构为内部中空结构。

可选的，所述驱动气缸通过伸缩杆与联动板之间构成伸缩结构，且固定桩与固定桩之间相互平行，并且清洁刷关于固定桩的水平中心线呈对称分布，同时清洁刷与分离网板之间相互垂直，所述联动板通过限位卡槽与瓦斯净化箱之间构成滑动结构。

可选的，所述清污通道与密封板之间相互平行，且滚珠丝杆关于密封板的竖直中心线呈对称分布，并且伺服电机与滚珠丝杆之间构成转动结构，同时滚珠丝杆贯穿于传送螺母的内部。

可选的，所述限位板通过回位弹簧与弹性板之间构成弹性结构，且回位弹簧关于吸水棉板的竖直中心线呈对称分布。

可选的，所述加热棒与吸水棉板之间相互垂直，且加热棒关于吸水棉板的竖直中心线呈对称分布。

可选的，所述煤矿井下瓦斯净化装置的净化方法包括以下步骤：

s1：将瓦斯气体通入瓦斯净化箱之后，由于瓦斯气体自身属性原因使其自然向上运动，通过分离网板时，由分离网板对其进行固气分离；

s2：固气分离后的瓦斯气体在继续向上运动时，经过吸水棉板，吸水棉板对其内部水气进行吸附，即可随对其进行脱水处理；

s3：瓦斯气体在经过脱水后继续向上运动依次经过第一活性炭板和第二活性炭板，第一活性炭板和第二活性炭板分别对其进行干燥和净化。

本发明提供了一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法，具备以下有益效果：

1、该煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法设置有第一吸气泵能够通过进气管道将瓦斯气体导入瓦斯净化箱内，通过镂空网状结构的分离网板能够对瓦斯净化箱内的瓦斯气体进行分离，使气体内颗粒物被隔离，从而能够达到除杂的效果，吸水棉板能够对瓦斯气体中的水气进行吸附，从而能够使瓦斯气体更加纯净，第一活性炭板能够对吸附水分后的气体进行干燥处理，从而提高了气体的干燥程度，第二活性炭板能够对瓦斯气体中的杂质等进行吸附，使其达到净化的目的，通过输气管道能够将瓦斯净化箱内净化后的瓦斯气体吸入集气箱内，由集气箱对其进行储存，通过出气管道便于将气体排出使用，解决了现有的煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法其过程繁琐，耗时较长，影响煤矿开采进度的问题。

2、该煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法设置有电动推杆能够带动伸缩柱向远离固定桩水平中心线的方向相对运动，通过伸缩柱能够带动清洁刷同步运动，从而清洁刷的两侧能够分别接触分离网板和瓦斯净化箱的底面，驱动气缸能够通过伸缩杆带动联动板向右运动，在联动板右移的过程中能够带动固定桩与清洁刷随之运动，移动的清洁刷能够分别对分离网板和瓦斯净化箱进行清扫，通过限位卡槽能够对联动板的移动起到限位导向的作用，避免了现有的瓦斯净化装置缺乏自身的清理功能，易影响装置后续的净化功能的问题。

3、该煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法设置有清污通道能够便于对瓦斯净化箱内杂物的清理，伺服电机能够带动滚珠丝杆进行转动，转动滚珠丝杆能够对传送螺母进行上下方向的直线传送，传送螺母在移动的过程中能够带动密封板随之移动，从而能够打开瓦斯净化箱。

4、该煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法设置有限位板能够通过回位弹簧与弹性板之间产生弹性，从而能使弹性板靠近或远离吸水棉板，进而便于对吸水棉板的装卸或更换，加热棒能够通过将自身热量传递至吸水棉板处，对吸水棉板进行加热，从而能够对其进行干燥处理，提高了吸水棉板的使用寿命。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为发明图1中a处局部放大结构示意图；

图3为本发明瓦斯净化箱的左视结构示意图；

图4为本发明瓦斯净化箱的内部剖视示意图；

图5为本发明的外部结构示意图。

图中：1、瓦斯净化箱；2、伸缩杆；3、驱动气缸；4、联动板；5、第一吸气泵；6、进气管道；7、清洁刷；8、伸缩柱；9、电动推杆；10、固定桩；11、清污通道；12、密封板；13、滚珠丝杆；14、传送螺母；15、分离网板；16、限位板；17、回位弹簧；18、弹性板；19、吸水棉板；20、伺服电机；21、加热棒；22、第一活性炭板；23、第二活性炭板；24、输气管道；25、第二吸气泵；26、集气箱；27、出气管道；28、限位卡槽；29、导向滑槽；30、外箱门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法，包括瓦斯净化箱1和清洁刷7，瓦斯净化箱1的左侧安装有第一吸气泵5，且第一吸气泵5的左侧连接有进气管道6，瓦斯净化箱1的内部安装有驱动气缸3，且驱动气缸3的右侧连接有伸缩杆2，伸缩杆2的右侧连接有联动板4，且联动板4的右侧安装有固定桩10，联动板4的前后两侧均设置有限位卡槽28，固定桩10内部的上下两侧均安装有电动推杆9，且电动推杆9远离固定桩10水平中心线的位置连接有伸缩柱8，清洁刷7安装于伸缩柱8远离固定桩10水平中心线的位置，固定桩10的右侧设置有清污通道11，且清污通道11的右侧设置有导向滑槽29，导向滑槽29的右侧安装有密封板12，且密封板12的前后两侧均安装有滚珠丝杆13，滚珠丝杆13的外部安装有传送螺母14，滚珠丝杆13的上方安装有伺服电机20，清污通道11的上方安装有分离网板15，且分离网板15上方的左右两侧均固定有限位板16，限位板16的上方连接有回位弹簧17，且回位弹簧17的上方连接有弹性板18，弹性板18的上方安置有吸水棉板19，且吸水棉板19上方的左右两侧均安装有加热棒21，加热棒21的上方安装有第一活性炭板22，且第一活性炭板22的上方安装有第二活性炭板23，瓦斯净化箱1的上方安装有第二吸气泵25，且第二吸气泵25的右侧连接有输气管道24，输气管道24的右侧连接有集气箱26，且集气箱26的右侧安装有出气管道27，瓦斯净化箱1的前端安装有外箱门30。

发明中：第一吸气泵5与进气管道6之间为螺纹连接，且进气管道6与瓦斯净化箱1之间构成连通结构；第一吸气泵5能够通过进气管道6将瓦斯气体导入瓦斯净化箱1内。

发明中：分离网板15与瓦斯净化箱1的横截面尺寸相吻合，且分离网板15的结构为镂空网状结构，并且吸水棉板19与瓦斯净化箱1的横截面尺寸相吻合，同时吸水棉板19与分离网板15之间相互平行；通过镂空网状结构的分离网板15能够对瓦斯净化箱1内的瓦斯气体进行分离，使气体内颗粒物被隔离，从而能够达到除杂的效果，吸水棉板19能够对瓦斯气体中的水气进行吸附，从而能够使瓦斯气体更加纯净，第一活性炭板22能够对吸附水分后的气体进行干燥处理，从而提高了气体的干燥程度。

发明中：第一活性炭板22与第二活性炭板23之间相互平行，且瓦斯净化箱1通过输气管道24与集气箱26之间构成连通结构，并且集气箱26与出气管道27之间构成连通结构；第二活性炭板23能够对瓦斯气体中的杂质等进行吸附，使其达到净化的目的，通过输气管道24能够将瓦斯净化箱1内净化后的瓦斯气体吸入集气箱26内，由集气箱26对其进行储存，通过出气管道27便于将气体排出使用，解决了现有的煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法其过程繁琐，耗时较长，影响煤矿开采进度的问题。

发明中：电动推杆9与伸缩柱8之间构成拉伸结构，且伸缩柱8与清洁刷7之间为固定连接，并且固定桩10的结构为内部中空结构；电动推杆9能够带动伸缩柱8向远离固定桩10水平中心线的方向相对运动，通过伸缩柱8能够带动清洁刷7同步运动，从而清洁刷7的两侧能够分别接触分离网板15和瓦斯净化箱1的底面。

发明中：驱动气缸3通过伸缩杆2与联动板4之间构成伸缩结构，且固定桩10与固定桩10之间相互平行，并且清洁刷7关于固定桩10的水平中心线呈对称分布，同时清洁刷7与分离网板15之间相互垂直，联动板4通过限位卡槽28与瓦斯净化箱1之间构成滑动结构；驱动气缸3能够通过伸缩杆2带动联动板4向右运动，在联动板4右移的过程中能够带动固定桩10与清洁刷7随之运动，移动的清洁刷7能够分别对分离网板15和瓦斯净化箱1进行清扫，通过限位卡槽28能够对联动板4的移动起到限位导向的作用，避免了现有的瓦斯净化装置缺乏自身的清理功能，易影响装置后续的净化功能的问题。

发明中：清污通道11与密封板12之间相互平行，且滚珠丝杆13关于密封板12的竖直中心线呈对称分布，并且伺服电机20与滚珠丝杆13之间构成转动结构，同时滚珠丝杆13贯穿于传送螺母14的内部；清污通道11能够便于对瓦斯净化箱1内杂物的清理，伺服电机20能够带动滚珠丝杆13进行转动，转动滚珠丝杆13能够对传送螺母14进行上下方向的直线传送，传送螺母14在移动的过程中能够带动密封板12随之移动，从而能够打开瓦斯净化箱1。

发明中：限位板16通过回位弹簧17与弹性板18之间构成弹性结构，且回位弹簧17关于吸水棉板19的竖直中心线呈对称分布；限位板16能够通过回位弹簧17与弹性板18之间产生弹性，从而能使弹性板18靠近或远离吸水棉板19，进而便于对吸水棉板19的装卸或更换。

发明中：加热棒21与吸水棉板19之间相互垂直，且加热棒21关于吸水棉板19的竖直中心线呈对称分布；加热棒21能够通过将自身热量传递至吸水棉板19处，对吸水棉板19进行加热，从而能够对其进行干燥处理，提高了吸水棉板19的使用寿命。

发明中：煤矿井下瓦斯净化装置的净化方法包括以下步骤：

s1：将瓦斯气体通入瓦斯净化箱1之后，由于瓦斯气体自身属性原因使其自然向上运动，通过分离网板15时，由分离网板15对其进行固气分离；

s2：固气分离后的瓦斯气体在继续向上运动时，经过吸水棉板19，吸水棉板19对其内部水气进行吸附，即可随对其进行脱水处理；

s3：瓦斯气体在经过脱水后继续向上运动依次经过第一活性炭板22和第二活性炭板23，第一活性炭板22和第二活性炭板23分别对其进行干燥和净化。

综上，该煤矿井下瓦斯净化装置及其净化方法，使用时，首先启动第一吸气泵5，第一吸气泵5通过进气管道6将瓦斯气体导入瓦斯净化箱1内，由于气体自身的特性，使得瓦斯气体在进入瓦斯净化箱1内后会持续向上运动，气体内大颗粒的颗粒物由于自身重力直接落入瓦斯净化箱1的底部，其余瓦斯气体伴随小颗粒杂质向上通过镂空网状结构的分离网板15时，分离网板15即可对瓦斯气体进行固气的分离，其他内的小颗粒杂质被隔离至分离网板15处，从而达到除杂的效果；其次分离后的瓦斯气体向上经过吸水棉板19处，吸水棉板19对瓦斯气体中的水气进行吸附后，气体继续向上经过第一活性炭板22，第一活性炭板22对吸附水分后的气体进行干燥处理，从而提高了气体的干燥程度，干燥后的气体经过第二活性炭板23，第二活性炭板23对瓦斯气体中的杂质等进行吸附，使瓦斯气体达到净化的目的；再其次启动第二吸气泵25，第二吸气泵25通过输气管道24将瓦斯净化箱1内净化后的瓦斯气体吸入集气箱26内，由集气箱26对其进行储存，后续需要对净化后的气体加以使用时，通过出气管道27即可将气体排出；然后启动伺服电机20，伺服电机20带动滚珠丝杆13进行转动，转动滚珠丝杆13对传送螺母14进行向上方的直线传送，传送螺母14上移过程中带动密封板12随之上移，从而即可打开瓦斯净化箱1，导向滑槽29对密封板12的上移起到限位作用，再启动电动推杆9，电动推杆9带动伸缩柱8向远离固定桩10水平中心线的方向相对运动，通过伸缩柱8带动清洁刷7同步运动，从而清洁刷7的上下两侧即可分别接触分离网板15和瓦斯净化箱1的底面，再启动驱动气缸3，驱动气缸3通过伸缩杆2带动联动板4向右运动，在联动板4右移的过程中即可带动固定桩10与清洁刷7随之运动，移动的清洁刷7分别对分离网板15和瓦斯净化箱1进行清扫，通过限位卡槽28对联动板4的移动起到限位导向的作用，清扫的杂质通过清污通道11到达瓦斯净化箱1外部，避免瓦斯净化装置缺乏自身的清理功能，易影响装置后续的净化功能；最后对加热棒21通电，加热棒21将自身热量传递至吸水棉板19处，对吸水棉板19进行加热，从而即可对其进行干燥处理，提高了吸水棉板19，有利于吸水棉板19后续的吸水性能，需要对吸水棉板19进行更换时，打开外箱门30，下压回位弹簧17，回位弹簧17带动弹性板18靠近限位板16，即可对吸水棉板19进行更换，将吸水棉板19安置与瓦斯净化箱1后，松开回位弹簧17，回位弹簧17即可带动弹性板18远离限位板16，此时弹性板18即可将吸水棉板19夹持于弹性板18内侧。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。