一种自动负压放水器的制作方法

本使用新型设计一种自动负压放水器，更具体的说尤其是应用于煤矿井下永久瓦斯抽排管道系统和地面及井下临时瓦斯抽排管道系统的自动放水器，做排除积水之用。

背景技术：

根据煤矿规章制度先抽后才的原则，煤矿井下工作环境较为恶劣，抽排管道系统大都存在不同程度的积水，这种现象往往造成负压侧管路堵塞，系统抽排不畅，降低瓦斯抽排的效率，给安全生产带来很多隐患。目前煤矿采用人工放水的方式，即先关闭抽放后放水。这种方式明显的制约了生产效率的提高；煤矿采用的自动放水器存在气路不能做到及时开闭，影响放水器的正常工作。

技术实现要素：

本使用新型发明是为了避免上述现有技术的不足之处，通过设计具有迅速的气路切换装置的一种自动负压放水器，使装置及时排除管道中的积水，解决管路排水不畅的问题，保障煤矿的安全生产。

实用新型要解决其技术问题所采用的技术方案为：包括箱体，气路切换器，水渣分离箱，瓦斯管道。其特征在于：所述的箱体上设有与大气和水渣分离箱连通的气孔、与水渣分离箱连通的进水管路以及出水管路。

本实用新型的浮子升降系统包括连杆以及设置在箱体底部用来限定连杆运动方向的芯轴，所述的连杆呈铅垂方向布置，且连杆底部套设在芯轴上，所述连杆从上到下为套杆，第一、第二定位挡板。所述的套杆为中空结构，套杆上端内径缩小。所述的第一、第二定位挡板的板面与连杆的杆长方向相垂直，所述的第一、第二定位挡板之间设有可沿连杆上下运动的浮子。所述的芯轴固定于箱体底部，连杆可沿芯轴上下运动。

本实用新型的气路切换器包括驱动装置、运动导槽和第一、二活塞阀门。所述的驱动装置包括转子、第一驱动连杆和第二驱动连杆。所述的转子为椭圆轴芯，布置在运动导槽中，并围绕中心旋转运动，椭圆轴芯在距离圆心为椭圆短轴一半的距离处与第一驱动连杆相连，连接处为支点，连杆可沿支点旋转；。

所述的第一驱动连杆前端与椭圆轴芯相连，连接处为支点，连杆可沿支点旋转；第二活动连杆前端与第一活动连杆末端相连，连接处为支点，连杆可沿支点旋转，第二活动连杆的末端设有定位挡板，第二连杆末端与浮子升降系统的连杆上端的套杆相连接。

所述的活动阀门包括球形滑块、弹簧、活塞、进气管路和出气管路。其特征在于所述的球形滑块紧贴椭圆做上下运动。所述的弹簧上部与气路切换器的壳体固定，下部与圆形滑块固定，弹簧沿着活塞杆作上下运动。所述的活塞布置于进气管路与出气管路公共处，可以开闭管路。所述的进气管路布置于气路切换器的表面，与大气或箱体内部气体相连；所述的出气路布置于气路切换器的表面，与水渣分离箱或箱体内部气体相连。

所述的进气管路和出气管路通过软管与箱体上的气孔连接。

本实用新型的箱体包括浮子、进水管道和出水管道、气孔；其特征在于：所述的箱体下部为倾斜面，出水管道处的高度略低。所述的浮子密度低于水的密度，可沿浮子升降系统的连杆上下运动。所述的进水管道与水渣分离箱相连，阀门向内侧开启。所述的出水管道通往外部，阀门向外侧开启。所述的气孔位于箱体的上部，分别通过软管与气路切换器进、出气管路和水渣分离箱上的气孔相连。

本实用新型的水渣分离箱包括U型管、阀门和气孔；其特征在于：所述的U型管上部与瓦斯管道相连，并设有阀门，可以开闭整个系统，其下部为倾斜结构，可以沉降沙石，便于清理。气孔通过软管与气路切换器相连。

由上技术方案可知，本实用新型中的浮子升降系统通过箱体内的水位高低来驱动，以杠杆联动和弹簧驱动的方式控制气路的通断，从而实现负压状态下排水管路的自动排水工作。负压放水器采用弹簧助力驱动可以做到切换迅速，准确，从而保证了负压放水器的工作性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的气路切换器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示的负压放水器，包括箱体1，箱体1上设有与大气相连进气口15和与水渣分离箱相连的出气口14、与水渣分离箱相连的进水管路13和与大气相连排水管路12。本负压放水器还包括用来切换大气及抽排管路负压气路的切换装置，气路切换器2设置在箱体1内部的上方，通过浮子升降系统驱动控制气路的通断。

进一步的，出水管路12和进水管路13的阀门直径略大于管路直径，阀门一圈铺设橡胶环，以保证管路的密闭性。

进一步的，气路切换器2包括驱动装置20、第一活塞阀门22、第二活塞阀门23，驱动装置20的转子201为椭圆体轴芯，椭圆体轴芯的在椭圆的四个端点处加工成适应第一活塞阀门22的球形滑块220和第二活塞阀门23的球形滑块230的凹槽。

进一步的，第一驱动连杆202前端与转子201相连接第一驱动连杆202的末端和第二驱动连杆203的前端相连接，连接处为支点，活动连杆202活动连杆203可以沿支点旋转。第二驱动连杆203的末端设有定位挡板204。

进一步的，第一活塞阀门22包括球形滑块220、弹簧221、活塞222、进气管路223、出气管路224。优选的，活塞222为轻质复合材料，以保证弹簧221可以迅速带动活塞222动作。

进一步的，浮子升降系统包括连杆10和浮子11，连杆10呈铅垂方向布置，其下部设置有固定在箱体1底部来限制连杆10运动方向的芯轴105.且连杆10底部套设在芯轴104上。优选的，连杆10为空心杆，连杆10套设在芯轴104上，由芯轴104和连杆10的同芯设置保证了系统的灵活、稳定。

首先，初始状态时，箱体1内无水，浮子11和连杆10均落在底部，此时弹簧221处于不受压松弛状态，从而活塞222打开气路223和气路224；弹簧221处于受压状态，从而活塞232关闭气路233和气路234，进而使得箱体1内部的气压与水渣分离箱3的气压平衡。在气压的作用下出水管路12的阀门闭合，进水管路13的阀门打开，给水流入箱体1中。

其次，水位上升时，浮子11随着水位上升至第一定位挡板102，浮子11连同连杆10一同上升，最终使得连杆10触及气路切换器2的第二驱动连杆203。此时在第二驱动连杆203和第二驱动连杆202的驱动下，转子201逆时针转动，使得球形滑块230和球形滑块220运动到转子201的椭圆端点处，即转子201处于水平状态，继续逆时针运动，在受压弹簧231的作用下，转子201迅速转动，使得气路223和气路224及时关闭，气路233和气路234及时打开，完成气路切换动作。此时箱体1中的气压与外界大气相同，在气压的作用下进水管路13关闭，出水管路12打开，积水从箱体1中排除。

再次，水位开始下降时，浮子11和连杆10一同随着水位下降，到一定距离时连杆上部套杆101与气路切换器2中的第二驱动连杆203上的定位挡板204相接触，使得连杆10暂时停止下落，浮子11继续下落。

最后，水位继续下降时候，浮子11与连杆10的第二定位挡板103接触带动连杆10一同下降，此时气路切换器2中第一活塞阀门22中的弹簧221继续受压，活塞222继续关闭气路223和气路224连通的通道。第二活塞阀门23中的弹簧231继续减压，活塞232继续打开气路233和气路234连通的通道。转子系统运动到铅垂的状态，然后在浮子的带动下转子继续逆时针旋转，使得弹簧221迅速的释放弹性能，带动活塞222打开气路223和气路224；弹簧231受压储存弹性能，活塞232打开气路223和气路224。系统恢复到初始状态，此时箱体1内部的压力等于水渣分离箱3中的压力，在气压的作用下排水管路12的阀门关闭，进水管路13的阀门开启。积水流入箱体1中。

本实用新型的有益效果在于：设计了独立的气路切换器，装置内部设计的合理紧凑，利用浮力做功并储翠为弹簧的弹性势能，以确保气路切换器迅速作用，避免因气路开闭延迟造成的漏气现象，提高了系统的可靠性。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实时方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。