专利名称：瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀及其安装使用方法
技术领域：
本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种用于煤矿井下钻孔瓦斯抽采联 管上使用的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀及其安装使用方法。
背景技术：
煤层瓦斯抽采是治理矿井瓦斯和防治煤与瓦斯突出最有效方法之一，它不仅是安 全生产的需要，也是节省能源、保护环境的迫切需要。瓦斯抽采钻孔控制阀是瓦斯抽采联管 中的重要部件，长期以来我国瓦斯抽采所用控制阀主要是铁件阀体，这种阀体存在的问题 较多，主要表现在联管速度慢、设备笨重、成本高、抗腐蚀能力差，阀体内发生渣体堵塞后不 能及时清理，钻孔瓦斯流量调节开度大小也不能精确指示，这就使得瓦斯抽采管路存在漏 气等隐患，因此导致许多钻孔关闭，这不但造成资源的巨大浪费，而且给煤矿安全生产留下 巨大隐患。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种重量轻、成本低廉、抗腐蚀性 强的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀及其安装使用方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，包 括阀体，所述阀体上设有内部相互连通的上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头、下 疏通接头和测气嘴，其中上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头上分别螺接有上管 箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母，下疏通接头螺接有水渣沉淀器，阀体上设有瓦斯流量调 节装置。所述瓦斯流量调节装置包括设在阀体内的套筒阀芯，套筒阀芯的轴向两端分别与 左连接管接头和右连接管接头连通，套筒阀芯圆周上下对称设有分别与上连接管接头和下 疏通接头的上开口和下开口，左连接管接头或右连接管接头上转动连接有开关环，左连接 管接头或右连接管接头上对应于开关环开设有四分之一的圆周环隙，开关环通过穿设在圆 周环隙内的固定螺栓与套筒阀芯固定连接。所述上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内部轴向为内小外大两种不同 内径的结构，上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头内侧端口处均设有具有环状倒角 的内台阶，上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母内侧上表面均设有具有环状倒角的外台 阶，外台阶与内台阶之间设有梯形密封圈。所述开关环上设有刻度线，阀体上设有与刻度线对应的定位标志。所述套筒阀芯的上开口、下开口的形状为矩形，上连接管接头和下疏通接头与套 筒阀芯的上开口、下开口对应连通的开口形状也为矩形，上连接管接头的矩形开口外侧与 套筒阀芯外缘之间设有矩形密封圈。所述测气嘴设在上连接管接头 ，测气嘴上设有带橡皮圈的橡皮帽，橡皮圈套设 在上连接管接头上。
所述开关环内圈与左连接管接头或右连接管接头表面之间设有两道密封圈，水渣 沉淀器与下疏通接头的连接处设有O型密封圈。将所述五通阀安装在瓦斯抽采钻孔联管装置当中，拧下上管箍螺母、左管箍螺母 和右管箍螺母，梯形密封圈留在其中，然后将竖向连接管、左横向连接管和右横向连接管插 入上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头内与变径处紧密接触，再拧紧上管箍螺母、 左管箍螺母和右管箍螺母，梯形密封圈内壁分别与竖向连接管、左横向连接管、右横向连接 管紧密接触，梯形密封圈外壁分别与上连接管接头和上管箍螺母、左连接管接头和左管箍 螺母、右连接管接头和右管箍螺母紧密接触。在五通阀安装后，需要调整瓦斯流量时，旋转开关环，使开关环上的刻度线大小与 定位标志对应，开关环通过固定螺栓带动套筒阀芯转动，固定螺栓在左连接管接头或右连 接管接头上四分之一的圆周环隙内转动，从而调整上连接管接头下部的矩形开口与套筒阀 芯上部的矩形上开口的连通大小，瓦斯由上连接管接头向左连接管接头或右连接管接头的 流量即改变。当钻孔内有煤屑或者水时，煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器内，当出现钻 孔煤屑过多引起的阀体内部堵塞，扭下水渣沉淀器对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者 水进行清理，避免管路堵塞，也可以定期对水渣沉淀器进行清理；需要测量钻孔内的瓦斯压 力和瓦斯浓度，拧下橡皮帽，使用测量仪器在测气嘴处进行测量。采用上述技术方案，达到的有益效果有
1、阀体具有五个通路，瓦斯从上连接管接头进入，从左连接管接头或者右连接管接头 排出，下疏通接头螺接的下水渣沉淀器内部具有一定的体积空间，用于沉淀清理气路中沉 淀的煤屑和水，水渣沉淀器的体积大小可以根据实际情况进行体积和形状的适当改变；测 气嘴用于测量气路中瓦斯浓度和压力，可以根据实际需要，操作瓦斯流量调节装置来调整 阀体内通道大小以调节瓦斯流量。2、通过旋转开关环，通过固定螺栓带动套筒阀芯转动，通过调整其上开口与上连 接管接头的矩形上开口的连通大小，就可以达到调节瓦斯流量的目的。3、梯形密封圈起到密封竖向连接管与上连接管接头、左横向连接管与左连接管接 头、右横向连接管和右连接管接头之间连接处的作用；矩形密封圈和开关环内侧设置的两 道密封圈均起到密封使连接转动处不漏气的作用。4、开关环上设有刻度线，阀体上设有与刻度线对应的定位标志，刻度线指示阀体 内的开口大小，这便于旋转操作开关环使其刻度线与定位标志对应，达到定量地调节瓦斯 流量的功能。5、测气嘴的橡皮帽，使用橡胶注塑而成，带有橡皮圈，具有一定的弹性，橡皮圈可 套在阀体的上连接管接头上，防止取下橡皮帽后丢失。本发明的五通阀结构简单，阀体可以采用PE材料一次性注塑而成，重量轻，成本 低，抗腐蚀能力强，而且设有瓦斯流量调节装置和可以防止堵塞及时清渣的结构，调节开度 可以精确指示，易于安装，密封性好，操作方法也非常简便，充分提高煤矿瓦斯抽采作业的 安全性能，实用性强，易于推广应用。
图1是本发明的外部结构示意图； 图2是本发明的内部结构示意图。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，包括阀体1，阀体1上设 有内部相互连通的上连接管接头2、左连接管接头3、右连接管接头4、下疏通接头5和测气 嘴6，其中上连接管接头2、左连接管接头3和右连接管接头4上分别螺接有上管箍螺母7、 左管箍螺母8和右管箍螺母9，下疏通接头5螺接有水渣沉淀器10，水渣沉淀器10内腔的体 积大小可以根据实际情况进行体积和形状的适当改变；上连接管接头2、左连接管接头3、 右连接管接头4内部轴向为内小外大两种不同内径的结构，上连接管接头2、左连接管接头 3、右连接管接头4内侧端口处均设有具有环状倒角的内台阶11，上管箍螺母7、左管箍螺母 8和右管箍螺母9内侧上表面均设有具有环状倒角的外台阶12，外台阶12与内台阶11之 间设有梯形密封圈13。测气嘴6设在上连接管接头2上，测气嘴6上设有带橡皮圈14的橡 皮帽15，橡皮圈14套设在上连接管接头2上，阀体1上设有瓦斯流量调节装置。瓦斯流量调节装置包括设在阀体1内的套筒阀芯16，套筒阀芯16的轴向两端分别 与左连接管接头3和右连接管接头4连通，套筒阀芯16圆周上下对称设有分别与上连接管 接头2和下疏通接头5的矩形上开口 17和下开口 18，右连接管接头4上转动连接有开关环 19，右连接管接头4上对应于开关环19开设有两道四分之一的圆周环隙20，开关环19通 过穿设在两道圆周环隙20内的两个固定螺栓21与套筒阀芯16固定连接。开关环19上设 有刻度线30，阀体1上设有与刻度线30对应的定位标志22。上连接管接头2和下疏通接 头5与套筒阀芯16的上开口 17、下开口 18对应连通的开口 23形状也为矩形，上连接管接 头2的矩形开口 23外侧与套筒阀芯16外缘之间设有矩形密封圈24。开关环19内圈与右 连接管接头4表面之间设有两道密封圈25，水渣沉淀器10与下疏通接头5的连接处设有 O型密封圈26。瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀的安装使用方法为，将五通阀安装在瓦斯抽采钻孔联 管装置当中，拧下上管箍螺母7、左管箍螺母8和右管箍螺母9，梯形密封圈13留在其中，然 后将竖向连接管、左横向连接管和右横向连接管插入上连接管接头2、左连接管接头3和右 连接管接头4内与变径处27、28、29紧密接触，再拧紧上管箍螺母7、左管箍螺母8和右管箍 螺母9，梯形密封圈13内壁分别与竖向连接管、左横向连接管、右横向连接管紧密接触，梯 形密封圈外壁分别与上连接管接头2和上管箍螺母7、左连接管接头3和左管箍螺母8、右 连接管接头4和右管箍螺母9紧密接触。在五通阀安装后，需要调整瓦斯流量时，旋转开关环19，使开关环19上的刻度线 30大小与定位标志22对应，开关环19通过两根固定螺栓21带动套筒阀芯16转动，两根固 定螺栓21在右连接管接头4上两道四分之一的圆周环隙20内转动，从而调整上连接管接 头2下部的矩形开口 23与套筒阀芯16上部的矩形上开口 17的连通大小，瓦斯由上连接管 接头2向左连接管接头3和右连接管接头4的流量即改变。当钻孔内有煤屑或者水时，煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器10内，当出现 钻孔煤屑过多引起的阀体1内部堵塞，扭下水渣沉淀器10对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者水进行清理，避免管路堵塞，也可以定期对水渣沉淀器10进行清理；需要测量钻孔 内的瓦斯压力和瓦斯浓度，拧下橡皮帽15，使用测量仪器在测气嘴6处进行测量。
权利要求
瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，包括阀体，其特征在于所述阀体上设有内部相互连通的上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头、下疏通接头和测气嘴，其中上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头上分别螺接有上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母，下疏通接头螺接有水渣沉淀器，阀体上设有瓦斯流量调节装置。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述瓦斯流量调 节装置包括设在阀体内的套筒阀芯，套筒阀芯的轴向两端分别与左连接管接头和右连接管 接头连通，套筒阀芯圆周上下对称设有分别与上连接管接头和下疏通接头的上开口和下开 口，左连接管接头或右连接管接头上转动连接有开关环，左连接管接头或右连接管接头上 对应于开关环开设有四分之一的圆周环隙，开关环通过穿设在圆周环隙内的固定螺栓与套 筒阀芯固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述上连接 管接头、左连接管接头、右连接管接头内部轴向为内小外大两种不同内径的结构，上连接管 接头、左连接管接头、右连接管接头内侧端口处均设有具有环状倒角的内台阶，上管箍螺 母、左管箍螺母和右管箍螺母内侧上表面均设有具有环状倒角的外台阶，外台阶与内台阶 之间设有梯形密封圈。
4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述开关环上设 有刻度线，阀体上设有与刻度线对应的定位标志。
5.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述套筒阀芯的 上开口、下开口的形状为矩形，上连接管接头和下疏通接头与套筒阀芯的上开口、下开口对 应连通的开口形状也为矩形，上连接管接头的矩形开口外侧与套筒阀芯外缘之间设有矩形 密封圈。
6.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述测气嘴设在 上连接管接头上，测气嘴上设有带橡皮圈的橡皮帽，橡皮圈套设在上连接管接头上。
7.根据权利要求3所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀，其特征在于所述开关环内圈 与左连接管接头或右连接管接头表面之间设有两道密封圈，水渣沉淀器与下疏通接头的连 接处设有O型密封圈。
8.如权利要求3 7任一项所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀的安装使用方法，其特 征在于将所述五通阀安装在瓦斯抽采钻孔联管装置当中，拧下上管箍螺母、左管箍螺母和 右管箍螺母，梯形密封圈留在其中，然后将竖向连接管、左横向连接管和右横向连接管插入 上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头内与变径处紧密接触，再拧紧上管箍螺母、左 管箍螺母和右管箍螺母，梯形密封圈内壁分别与竖向连接管、左横向连接管、右横向连接管 紧密接触，梯形密封圈外壁分别与上连接管接头和上管箍螺母、左连接管接头和左管箍螺 母、右连接管接头和右管箍螺母紧密接触。
9.根据权利要求8所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀的安装使用方法，其特征在于 在五通阀安装后，需要调整瓦斯流量时，旋转开关环，使开关环上的刻度线大小与定位标志 对应，开关环通过固定螺栓带动套筒阀芯转动，固定螺栓在左连接管接头或右连接管接头 上四分之一的圆周环隙内转动，从而调整上连接管接头下部的矩形开口与套筒阀芯上部的 矩形上开口的连通大小，瓦斯由上连接管接头向左连接管接头或右连接管接头的流量即改 变。
10.根据权利要求8所述的瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀的安装使用方法，其特征在于 当钻孔内有煤屑或者水时，煤屑由于重力作用会沉淀在水渣沉淀器内，当出现钻孔煤屑过 多引起的阀体内部堵塞，扭下水渣沉淀器对水渣沉淀器内部腔体盛装的煤屑或者水进行清 理，避免管路堵塞，也可以定期对水渣沉淀器进行清理；需要测量钻孔内的瓦斯压力和瓦斯 浓度，拧下橡皮帽，使用测量仪器在测气嘴处进行测量。
全文摘要
本发明公开了一种瓦斯抽采钻孔用五通塑料阀及其安装使用方法，其中五通塑料阀包括阀体，阀体上设有内部相互连通的上连接管接头、左连接管接头、右连接管接头、下疏通接头和测气嘴，上连接管接头、左连接管接头和右连接管接头上分别螺接有上管箍螺母、左管箍螺母和右管箍螺母，下疏通接头螺接有水渣沉淀器，阀体上设有瓦斯流量调节装置，所有部件均可以采用PE材料注塑而成，重量轻，抗腐蚀能力强，密封性好。使用时，操控瓦斯流量调节装置进行瓦斯流量的调节，调节开度可以精确指示，当煤屑或水堵塞阀体时拧下水渣沉淀器，清理其内部空腔盛装的的煤屑或者水，或定期对水渣沉淀器进行清理，操作简便，充分提高煤矿瓦斯抽采作业的安全性能。
文档编号E21F7/00GK101975285SQ201010502800
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者孙玉宁, 宋维宾, 张国平, 张海军, 王振锋, 马建宏 申请人:河南理工大学