本发明涉及煤矿瓦斯抽放领域，特别涉及一种具自清洗功能的瓦斯抽放用阻火装置。
背景技术：
在煤矿开采中，产生的甲烷有百分之六十以风排瓦斯的形式被排放掉，在风排瓦斯过程中，空气稀释甲烷，造成本处于燃烧极限范围外的甲烷混合气体成为可燃物，存在安全隐患。为保证整个风排瓦斯减排系统能安全运行，消除安全隐患，需采取相应的阻火措施，比如在每一个减排单元的进气管道中安装阻火装置。
且我国煤矿抽采的低浓度煤层气占比高，且抽采量大、浓度波动大，一般在3％～20％，大部分采用就地利用方式，如低浓度瓦斯发电。现有的用于发电机的瓦斯抽采管路上用的阻火装置多是在阻火壳体内设置阻火芯进行阻火，但由于煤层气体中含有粉尘、极易堵塞干式阻火器，造成供气量下降甚至停机，影响发电系统的开机率及电站稳定运行。
因此，需要对现有的阻火装置进行改进，使其能够对堵塞阻火器阻火芯的杂质及时清除，降低输气过程中因堵塞造成的压力损失，避免管道气体流量和压力的拨动，为下游装置提供稳定的瓦斯气源，保证瓦斯抽采管路的工作稳定性。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具自清洗功能的瓦斯抽放用阻火装置，其能够对堵塞阻火器阻火芯的杂质及时清除，降低输气过程中因堵塞造成的压力损失，避免管道气体流量和压力的拨动，为下游装置提供稳定的瓦斯气源，保证瓦斯抽采管路的工作稳定性。
本发明的具自清洗功能的瓦斯抽放用阻火装置，包括用于设置于瓦斯抽放输送管道上的阻火壳体和固定设置在阻火壳体内的阻火芯，阻火芯将阻火壳体内腔沿轴向分为进气腔和出气腔，阻火芯为由多孔泡沫金属阻火芯和金属波纹板式阻火芯相叠合组成的复合式结构；
阻火装置还包括对阻火芯进行清洗的自清洗系统，自清洗系统包括用于对进气腔与出气腔间压力损失监测的压差监测装置和在监测到压力损失超过规定值时由压差监测装置控制对阻火芯进行清洗的清洗装置。
进一步，压差监测装置包括第一压力检测单元、第二压力检测单元和压差控制器，第一压力检测单元对应进气腔设置在阻火壳体上，第二压力检测单元对应出气腔设置在阻火壳体上，第一压力检测单元和第二压力检测单元均用于检测腔内压力并与压差控制器电连接。
进一步，第一压力检测单元包括固定设置在阻火壳体上与进气腔连通的第一取压管和与第一取压管连接的第一压差测量管；第二压力检测单元包括固定设置在阻火壳体上与出气腔连通的第二取压管和与第二取压管连接的第二压差测量管。
进一步，清洗装置包括与压差控制器电连接的水泵和由水泵供水并设置在阻火壳体的出气腔内向阻火芯喷水清洗的喷水机构。
进一步，喷水机构包括喷水管路和设置在喷水管路上并出水口朝向阻火芯设置的喷嘴。
进一步，对应出气腔的阻火壳体底部还设置有用于放水的放水器。
进一步，进气腔内靠近阻火芯位置设置有对杂质过滤的过滤网，阻火壳体底部对应过滤网根部位置设置有用于过滤后的杂质排出的排渣口。
进一步，阻火壳体包括进气壳体和与进气壳体形成法兰连接的出气壳体，进气壳体与出气壳体连接处设置有法兰密封垫。
进一步，所述阻火装置还包括用于给各用电部件供电的蓄电池，所述蓄电池与用于为蓄电池供电的太阳能发电装置电连接；所述太阳能发电装置包括底座及设于底座的支柱，所述底座中设有连接于支柱并用于驱动支柱自轴旋转的驱动器ⅰ；所述支柱中设有驱动器ⅱ，所述支柱远离驱动器ⅰ的一端通过转轴较接有一框架，所述驱动器ⅱ的驱动端连接于框架并可驱动框架沿转轴旋转，所述框架上安装有太阳能电池板及用于探测太阳方位的太阳定位跟踪器；所述底座中还设有控制器，所述控制器分别与蓄电池、太阳定位跟踪器、驱动器ⅰ和驱动器ⅱ电连接，所述控制器根据太阳定位跟踪器的检测数据而向驱动器ⅰ和驱动器ⅱ发出控制信号。
进一步，所述太阳定位跟踪器包括基板和设于基板上表面的检测组件，所述基板与太阳能电池板以共面的方式设于框架；
所述检测组件包括支撑杆、第一遮光板、第二遮光板、第三遮光板、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板、第二遮光板和第三遮光板均为圆板结构并沿支撑杆由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；
所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板正下方并固定设置于基板上表面的第一光敏电阻，多个所述第一光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板受垂直光线直射时的影子边界；
所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板正下方并固定设置于第一遮光板上表面的第二光敏电阻，多个所述第二光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板受垂直光线直射时的影子边界；
所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板正下方并固定设置于第二遮光板上表面的第三光敏电阻，多个所述第三光敏电阻沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板受垂直光线直射时的影子边界；
所述控制器分别与第一光敏电阻、第二光敏电阻和第三光敏电阻电连接并根据这些光敏电阻的检测数据而向驱动器ⅰ和驱动器ⅱ发出控制信号
本发明的有益效果：
本发明的具自清洗功能的瓦斯抽放用阻火装置，通过由多孔泡沫金属阻火芯和金属波纹板式阻火芯相叠合组成的复合式结构的阻火芯，能够有效阻止瓦斯抽放输送管道中的火焰燃烧和爆炸，保障了管道内气体的输送安全；且通过对阻火芯两侧的压力损失监测控制清洗装置自动工作，实现对阻火芯的免拆卸、不停机、在线自动清洗，满足自动化操作的要求，省时省力；本发明结构简单，操作容易，可适用于多个行业和领域用于管道内易燃易爆气体的阻火抑爆。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的太阳能发电装置的结构示意图；
图3为本发明的太阳定位跟踪器的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示：本实施例的具自清洗功能的瓦斯抽放用阻火装置，包括用于设置于瓦斯抽放输送管道上的阻火壳体和固定设置在阻火壳体内的阻火芯，阻火芯将阻火壳体内腔沿轴向分为进气腔和出气腔，阻火芯为由多孔泡沫金属阻火芯17和金属波纹板式阻火芯16相叠合组成的复合式结构；如图所示，多孔泡沫金属阻火芯17和金属波纹板式阻火芯16均设置至少一片，沿轴向相互叠加通过紧固螺钉12实现紧固形成整体复合式结构的阻火芯，还包括用于对阻火芯进行定位的定位环8，阻火芯定位安装在定位环8内侧，定位环8的外侧壁与阻火壳体的内侧壁圆周紧紧抵靠形成固定，且阻火壳体内设置有对定位环8形成轴向限位的限位肩；本实施例中，多孔泡沫金属阻火芯17和金属波纹板式阻火芯16各设置两片且相互间隔叠加而成。
阻火装置还包括对阻火芯进行清洗的自清洗系统，自清洗系统包括用于对进气腔与出气腔间压力损失监测的压差监测装置和在监测到压力损失超过规定值时由压差监测装置控制对阻火芯进行清洗的清洗装置；瓦斯气体自进气腔进入，经过阻火芯然后从出气腔排出，由于瓦斯气体中本身可能携带有颗粒杂质或其爆炸燃烧后产生颗粒物对阻火芯造成堵塞，从而使得阻火芯两端，即进气腔和出气腔内的压力造成损失，通过压差监测装置对压力损失进行监测，当监测到压力损失值超过规定值时，控制清洗装置对阻火芯进行清洗，以排除杂质。
本实施例中，压差监测装置包括第一压力检测单元、第二压力检测单元和压差控制器6，第一压力检测单元对应进气腔设置在阻火壳体上，第二压力检测单元对应出气腔设置在阻火壳体上，第一压力检测单元和第二压力检测单元均用于检测腔内压力并与压差控制器6电连接；即第一压力检测单元和第二压力检测单元分别对进气腔和出气腔内的压力损失进行检测，并将检测信号输入至压差控制器6内进行判断，当压差控制器6判断进气腔和出气腔内的压力损失超过规定值时，则向清洗装置发出工作命令使清洗装置对阻火芯进行清洗。
本实施例中，第一压力检测单元包括固定设置在阻火壳体上与进气腔连通的第一取压管2和与第一取压管2连接的第一压差测量管3；第二压力检测单元包括固定设置在阻火壳体上与出气腔连通的第二取压管和与第二取压管连接的第二压差测量管。
本实施例中，清洗装置包括与压差控制器6电连接的水泵9和由水泵9供水并设置在阻火壳体的出气腔内向阻火芯喷水清洗的喷水机构；喷水机构包括喷水管路10和设置在喷水管路10上并出水口朝向阻火芯设置的喷嘴11；其中，水泵9为高压水泵9，喷水管路10和喷嘴11均为高压管路和高压喷嘴11，喷嘴11设置多个，保证了阻火芯能够清洗干净，满足实际应用。
本实施例中，对应出气腔的阻火壳体底部还设置有用于放水的放水器13；防水器为自动放水器13，其具体结构为现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，进气腔内靠近阻火芯位置设置有对杂质过滤的过滤网15，阻火壳体底部对应过滤网根部位置设置有用于过滤后的杂质排出的排渣口14；能够阻止颗粒较大杂质进入阻火芯，并使其及时排出，提高了阻火装置的工作效率。
本实施例中，阻火壳体包括进气壳体1和与进气壳体1形成法兰连接的出气壳体7，进气壳体1与出气壳体7连接处设置有法兰密封垫4；即阻火壳体由两部分组成，并由螺栓5连接，阻火芯设置在出气壳体的内部，过滤网为金属过滤网，其固定在进气壳体1内。
本实施例中，还包括用于给各用电部件(包括压差控制器6、水泵9及放水器13等)供电的蓄电池；所述蓄电池与用于为蓄电池供电的太阳能发电装置电连接；所述太阳能发电装置包括底座1801及设于底座1801的支柱1802，所述底座1801中设有连接于支柱1802并用于驱动支柱1802自轴旋转的驱动器ⅰ1803；所述支柱1802中设有驱动器ⅱ1804，所述支柱1802远离驱动器ⅰ1803的一端通过转轴1805较接有一框架1806，所述驱动器ⅱ1804的驱动端连接于框架1806并可驱动框架1806沿转轴1805旋转，所述框架1806上安装有太阳能电池板1807及太阳定位跟踪器；所述底座1801中还设有电源控制器1808，所述电源控制器1808分别与蓄电池、驱动器ⅰ1803和驱动器ⅱ1804电连接；驱动器ⅰ1803可为旋转电机，用于驱动支柱1802旋转；驱动器ⅱ1804可为推杆电机，用于驱动框架1806旋转；驱动器ⅱ1804的驱动端连接在框架1806的下端，框架1806的背部中心设有用于与转轴1805连接的连接件；电源控制器1808可为现有的单片机，在此不再赘述；可配备多块蓄电池备用；蓄电池可固定在阻火壳体上；太阳能发电装置则独立于阻火壳体外置，太阳能发电装置在白天持续给蓄电池充电即可；当然，蓄电池还可通过市电充电，以保证足够的电力供应；当太阳能电池板1807与太阳光线接触时，太阳能电池板1807上的光伏元件可将光能转化为电能，进而将电能储存于蓄电池内；当太阳位置变动时，太阳定位跟踪器将信号传至电源控制器1808，电源控制器1808则向驱动器ⅰ1803及驱动器ⅱ1804发出启动信号，驱动器ⅰ1803、驱动器ⅱ1804的配合使得框架1806得以进行旋转，使得太阳能电池板1807的向光面均能与太阳光线垂直，从而有效地提高太阳能的利用率和转换率，以保持其较强的发电能力。
所述太阳定位跟踪器包括基板1811和设于基板1811上表面的检测组件，所述基板1811与太阳能电池板1807以共面的方式设于框架1806；框架1806可为金属架结构，其上可设置与太阳能电池板1807适形配合的板槽ⅰ及与基板1811适形配合的板槽ⅱ，便于装配；共面是指基板1811与太阳能电池板1807位于同一平面，在框架1806旋转时基板1811与太阳能电池板1807旋转相同的角度；所述检测组件包括支撑杆1812、第一遮光板1813、第二遮光板1814、第三遮光板1815、第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组；所述第一遮光板1813、第二遮光板1814和第三遮光板1815均为圆板结构并沿支撑杆1812由下往上依次平行设置且尺寸逐渐减小；支撑杆1812依次穿过第一遮光板1813、第二遮光板1814的中心并穿入第三遮光板1815的中心；第一遮光板1813、第二遮光板1814和第三遮光板1815的具体尺寸可根据实际需要而定；第一光敏电阻组、第二光敏电阻组和第三光敏电阻组分别包括若干结构相同的光敏电阻，光敏电阻是一种现有的光线亮度传感器，对光线十分敏感。
所述第一光敏电阻组包括多个位于第一遮光板1813正下方并固定设置于基板1811上表面的第一光敏电阻1816，多个所述第一光敏电阻1816沿周向均匀分布并用于检测第一遮光板1813受垂直光线直射时的影子边界；第一光敏电阻组可包括4～8个第一光敏电阻1816；多个第一光敏电阻1816在以支撑杆1812与基板1811连接点为中心的圆周上均匀分布；第一光敏电阻1816的探头端应设在第一遮光板1813边缘的正下方，当第一遮光板1813受到垂直光线直射时在基板1811上产生同形状的影子，第一光敏电阻1816即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第一光敏电阻1816显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第一遮光板1813受到倾斜光线照射，第一遮光板1813产生的影子偏斜，某个第一光敏电阻1816将会因此而受到光线照射，该第一光敏电阻1816显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整，可根据各第一光敏电阻1816的相对关系而调整，直至所有第一光敏电阻1816回复高阻状态为止。
所述第二光敏电阻组包括多个位于第二遮光板1814正下方并固定设置于第一遮光板1813上表面的第二光敏电阻1817，多个所述第二光敏电阻1817沿周向均匀分布并用于检测第二遮光板1814受垂直光线直射时的影子边界；第二光敏电阻组可包括4～8个第二光敏电阻1817；多个第二光敏电阻1817在以支撑杆1812与第一遮光板1813连接点为中心的圆周上均匀分布；第二光敏电阻1817的探头端应设在第二遮光板1814边缘的正下方，当第二遮光板1814受到垂直光线直射时在第一遮光板1813上产生同形状的影子，第二光敏电阻1817即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第二光敏电阻1817显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第二遮光板1814受到倾斜光线照射，第二遮光板1814产生的影子偏斜，某个第二光敏电阻1817将会因此而受到光线照射，该第二光敏电阻1817显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整；理论上第一光敏电阻组与第二光敏电阻组的探测结果是一致的，但是当第一光敏电阻组出现探测错误时，第二光敏电阻组就可以作为纠正(即只有两组情况一致时电源控制器1808才发出控制信号)，从而提高定位精度。
所述第三光敏电阻组包括多个位于第三遮光板1815正下方并固定设置于第二遮光板1814上表面的第三光敏电阻1818，多个所述第三光敏电阻1818沿周向均匀分布并用于检测第三遮光板1815受垂直光线直射时的影子边界；第三光敏电阻组可包括4～8个第三光敏电阻1818；多个第三光敏电阻1818在以支撑杆1812与第二遮光板1814连接点为中心的圆周上均匀分布；第三光敏电阻1818的探头端应设在第三遮光板1815边缘的正下方，当第三遮光板1815受到垂直光线直射时在第二遮光板1814上产生同形状的影子，第三光敏电阻1818即位于影子边缘，由于受影子阻挡，所有第三光敏电阻1818显现出无光照时的高阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳直射位置的，该位置无需调整；而当太阳位置变动时，第三遮光板1815受到倾斜光线照射，第三遮光板1815产生的影子偏斜，某个第三光敏电阻1818将会因此而受到光线照射，该第三光敏电阻1818显现出有光照时的低阻状态，此时表明基板1811、太阳能电池板1807是处于太阳斜射位置的，该位置需要调整，理论上第一光敏电阻组、第二光敏电阻组与第三光敏电阻组的探测结果是一致的，但是当某一光敏电阻组出现探测错误时，其他光敏电阻组就可以作为纠正(即只有三组情况或者两组情况一致时电源控制器1808才发出控制信号)，从而大大提高定位精度。
所述电源控制器1808分别与第一光敏电阻1816、第二光敏电阻1817和第三光敏电阻1818电连接并根据这些光敏电阻的检测数据而向驱动器ⅰ1803和驱动器ⅱ1804发出控制信号；使用时可将整个装置放置于阳光下，当太阳能电池板1807与阳光接触时，太阳能电池板1807上的光伏元件可将光能转化为电能，进而将电能储存于蓄电池内；当太阳位置变动时，太阳定位跟踪器将信号传至电源控制器1808，电源控制器1808则向驱动器ⅰ1803及驱动器ⅱ1804发出启动信号，驱动器ⅰ1803、驱动器ⅱ1804的配合使得框架1806得以进行旋转，使得太阳能电池板1807始终处于太阳直射的位置，以保持其较强的发电能力，提高能量利用率；此外，太阳定位跟踪器通过太阳照射相关遮光板产生的影子作用于相关光敏电阻实现对太阳位置进行定位，进而以基板1811为参考而调节太阳能电池板1807的转动角度，保证发电效率较高；而利用遮光板结合光敏电阻实现太阳定位，保证发电装置具备高精度且能降低环境因素影响时刻跟踪太阳位置，能削弱环境因素对信号的干扰，降低感应信号误差。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。