一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置的制作方法

本发明属于煤矿采空、采动区抽采设备的技术领域，具体是一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置。

背景技术：

采空、采动井受井下采煤工作面进度、通风、密闭情况等因素影响，抽采时甲烷和氧气浓度波动较大，依据重庆煤科院相关实验，使用螺杆增压机组抽采利用采空、采动井煤层气时，甲烷浓度不得低于40%，氧气浓度不得高于9%。

为保障采空井、采动井安全生产，螺杆增压机组需配备甲烷浓度、氧气浓度传感器等，实时监测甲烷、氧气浓度等变化情况，实现抽采设备的保护报警和连锁停机功能。

采空井、采动井抽气时水蒸气含量较高，环境气温较低时煤层气中的水蒸气会在抽采设备传感器探头上产生冷凝水，堵塞传感器探头，造成传感器读数不准、失灵，使增压机连锁报警停机保护误报、失效，存在安全隐患。而且冷凝水一旦进入传感器内部，严重时可造成电路部分短路，使昂贵的传感器损坏报废，只能进行更换。因此急需对增压机传感器管路部分进行系统改造，减少和避免煤层气体中的水分对各个传感器探头的损害。

技术实现要素：

本发明为了解决煤矿区地面采空、采动井抽气时水蒸气含量较高，环境气温较低时煤层气中的水蒸气会在抽采设备传感器探头上产生冷凝水，堵塞传感器探头，造成传感器读数不准、失灵，使增压机连锁报警停机保护误报、失效，存在安全隐患的问题，提供一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置。

本发明采取以下技术方案：一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置，包括进气细软管、水气分离冷却挡板、氧气传感器、甲烷传感器、伴热带保温棉加热器、密封壳体、出气细软管、排水细软管和增压机组进气管路；

密封壳体的一端连有进气细软管，密封壳体的另一端并联有出气细软管和排水细软管；所述的水气分离冷却挡板通过开孔焊接固定在密封壳体上；所述的进气细软管和出气细软管通过中孔丝堵与增压机组进气管路相连；所述的排水细软管一端通过中孔丝堵与密封壳体相连，另一端与外界连通；密封壳体上安装有氧气传感器和甲烷传感器，伴热带保温棉加热器使用螺旋缠绕的方式固定在氧气传感器和甲烷传感器的中孔丝堵上。

进一步的，密封壳体与增压机组进气管路分别固定连接在支架i和支架ii上。

进一步的，水气分离冷却挡板设置在密封壳体内的部分是外部的十分之一。水气分离冷却挡板实现气水物理分离。

进一步的，进气细软管和出气细软管的出口为楔形。利用“伯努利效应”促进气体进入防凝露装置内部。

进一步的，排水细软管安装在密封壳体最低处。

进一步的，密封壳体倾斜10°角，连接出气细软管的一端低于连接进气细软管的一端。使冷凝水自然流出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明以低廉的成本研制了增压机组传感器防凝露装置，避免了昂贵的传感器因凝露失灵或进水报废；

2、本发明保证传感器读数灵敏度、准确度，提高了增压机组安全保护系统可靠性，保障了安全连续生产；

3、该发明节能环保、安全高效。

附图说明

图1为本发明的立面图；

图中：1-进气细软管、2-水气分离冷却挡板、3-氧气传感器、4-甲烷传感器、5-伴热带保温棉加热器、6-密封壳体、7-1-出气细软管、7-2-排水细软管、8-1-支架i、8-2-支架ii、9-增压机组进气管路。

具体实施方式

结合附图1，对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置，包括进气细软管1、水气分离冷却挡板2、氧气传感器3、甲烷传感器4、伴热带保温棉加热器5、密封壳体6、出气细软管7-1、排水细软管7-2、支架i8-1、支架ii8-1、和增压机组进气管路9。

所述的密封壳体6通过支架i8-1和支架ii8-2与增压机组进气管路9连接到一起，密封壳体6上利用中孔丝堵焊接到该管体上然后在上面安装氧气传感器3和甲烷传感器4。

所述的密封壳体6的两端并联有进气细软管1、出气细软管7-1和排水细软管7-2。

所述的水气分离冷却挡板2通过开孔焊接固定在密封壳体6上，水气分离冷却挡板2在密封壳体内的部分约是外部的十分之一。

所述的进气细软管1和出气细软管7-1通过中孔丝堵与增压机组进气管路相连。

所述的排水细软管7-2通过中孔丝堵与密封壳体6相连，并且通过细软管向外界排掉凝结的水分、该细软管安装在密封壳体6最低处。

所述的伴热带保温棉加热器5使用螺旋缠绕的方式固定在氧气传感器3和甲烷传感器4的中孔丝堵上用来给传感器的进气管路加热。

其中管路根据煤层采空、采动区地面井抽采最大混合量8~16m3/min，抽采过程中负压最大达到96.5kpa，结合现场经验，地面抽采管的管径按单井平均混合流量12m3/min进行管径计算。管径计算按一下公式：

d=0.1457（q/v）

式中：d-抽采管内径，m；q-管内气体流量，m3/min；v-气体流动速度，m/s，一般选经济流速5~15m/s，本算例管内气体流速取11m/s。

带入上式得：

d=0.1457（12/11）=0.1589（m）

因此，密封壳体和增压机组进气管路均选用d159*7的无缝钢管，管内气体实际流速为：10.9m/s。

技术特征：

技术总结
本发明属于煤矿采空、采动区抽采设备的技术领域，具体是一种提高采空、采动井增压机传感器性能的装置。密封壳体的一端连有进气细软管，密封壳体的另一端并联有出气细软管和排水细软管；水气分离冷却挡板通过开孔焊接固定在密封壳体上；进气细软管和出气细软管通过中孔丝堵与增压机组进气管路相连；排水细软管一端通过中孔丝堵与密封壳体相连，另一端与外界连通；密封壳体上安装有氧气传感器和甲烷传感器，伴热带保温棉加热器使用螺旋缠绕的方式固定在氧气传感器和甲烷传感器的中孔丝堵上。本发明提高了增压机组安全保护系统可靠性。

技术研发人员：张文君;郭向前;王争;李超;毕利丽;焦田丰;周显俊;李阳;任鸽
受保护的技术使用者：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司
技术研发日：2018.08.29
技术公布日：2019.01.04