机械式负压自动排渣放水器的制作方法

本发明涉及一种排渣放水器，特别是一种机械式负压自动排渣放水器，应用在煤矿瓦斯抽放系统中，对瓦斯抽放主管、干管、支管进行自动排渣、放水。

背景技术：

煤矿瓦斯抽放是瓦斯抽采利用和预防瓦斯灾害的重要措施。在瓦斯抽排的过程中，经常会有一些杂物进入瓦斯抽放管路，因此需要定期对瓦斯抽放管路进行放水、排渣。目前，对瓦斯抽放管路进行放水、排渣主要有两种方式，一种是采用人工进行放水、排渣，此种方式由于人工操作不及时、不到位，会有一些事故发生；另一种是采用自动排渣放水器进行放水、排渣，此种方式传统的自动排渣放水器是通过浮力来进行转换，通过磁铁来控制浮球放水，然而由于进入瓦斯抽放管路的杂物中含有铁锈或铁粉，会吸附在磁铁上，所以影响磁铁使用效果，致使转换时灵敏度不高，而且磁铁在吸合过程会与其他部件产生碰撞，磁铁容易破碎，致使自动排渣放水器无法在正常工作，进而会影响瓦斯抽放效果。

技术实现要素：

本发明的目的是：设计一种机械式负压自动排渣放水器，该装置结构巧妙，控制灵敏，操作方便，能够不受瓦斯抽放管道中杂物的影响，能够有效地将瓦斯抽放管道中的气、水分离，自动排除瓦斯抽放管道中的渣、水，提高了瓦斯抽放效率，保障了煤矿瓦斯抽放系统的安全。

本发明的内容可以通过以下技术方案来实现：

本机械式负压自动排渣放水器，包括外筒组件、上盖、进水管和放水口，其特征是:还包括截止阀、快拧弯头ⅰ、两块安装板、控制机构、支架、连杆机构和密封球，所述外筒组件的上端设置有上盖，外筒组件的后侧壁上部位置设有进水管，进水管连通外筒组件和瓦斯抽放管道，在进水管上，位于外筒组件内部的一端，安装截止阀和快拧弯头ⅰ，外筒组件的内部上方，中间左、右两侧位置，设有左、右对称的两块安装板，两块安装板上安装控制机构，控制机构上设有进气阀装置和排气装置，进气阀装置的上端穿出上盖，位于上盖外侧，排气装置通过连接管与进水管上的快拧弯头ⅰ接通，外筒组件的底部中心位置设置有孔，该孔的正下方设置放水口，外筒组件的内底部设置有支架，支架上安装连杆机构，放水器无须排渣、放水时，连杆机构的左端支撑杆由控制机构压住，连杆机构的右端拉杆穿过外筒组件底部中心的孔，伸出放水口，密封球安装在连杆机构右端拉杆伸出放水口的部分上。

本发明所述的控制机构包括有安装架、两块筋板、上锁头、下锁头、转动板、两个拉簧、拉杆ⅰ、控制浮球、两个限位件、拉杆ⅱ、跳动浮球、进气阀装置、排气装置、滑杆、滑块和半球螺栓，安装架内部中间位置设置有左、右两块筋板，左、右两块筋板上均设置有上、下两个矩形孔，另外，左边的筋板上还设有上、下两个圆孔，上锁头穿过左、右两块筋板上部的两个矩形孔，安装在左、右两块筋板之间，下锁头穿过左、右两块筋板下部的两个矩形孔，安装在左、右两块筋板之间，转动板上设置有三个长孔和一个安装孔，转动板通过螺栓ⅱ经转动板上的一个安装孔与安装架连接，转动板经其上左侧两个长孔，与上锁头、下锁头分别通过螺栓ⅰ、螺栓ⅲ连接，螺栓ⅰ、螺栓ⅲ分别与安装架左边的筋板上、下两个圆孔之间，都安装有一个拉簧，拉杆ⅰ上端穿过安装架上、下侧板右部，拉杆ⅰ上端设置有孔，拉杆ⅰ通过其上端的孔与转动板右侧的长孔连接，拉杆ⅰ下端设置有控制浮球，在拉杆ⅰ上，控制浮球的上方、下方位置，各设置有一个限位件，拉杆ⅱ上端穿过安装架上、下侧板左部，并且拉杆ⅱ上端穿过安装架上侧板的部分位于进气阀装置内，拉杆ⅱ下端设置有跳动浮球，进气阀装置和排气装置均设置在安装架的上侧板上，进气阀装置的上端穿出上盖，位于上盖外侧，排气装置位于进气阀装置的左侧，安装架的上侧板上，设有与排气装置下部的通气口相通的进气孔，在安装架上，排气装置的左侧位置设置有滑杆，滑杆与拉杆ⅱ之间设置有滑块，滑块右侧固定在拉杆ⅱ上，左侧沿滑杆滑动，在排气装置的下方，滑块中间位置安装有半球螺栓，半球螺栓与排气装置下方，安装架上侧板上的进气孔位置相对应；放水器无须排渣、放水时，连杆机构的左端支撑杆由控制机构上的跳动浮球压住。

本发明所述的进气阀装置由进气管、进气口帽、平垫和硅胶球构成，进气管设置在安装架的上侧板上，进气管的上端穿出上盖，位于上盖外侧，并且与进气口帽连接，进气管的上端与上盖的下端面之间有平垫，在进气管上方，进气口帽的左、右两侧面设置有位置相对应的两个进气口，两个进气口均连通外部环境与进气口帽内部空间，在进气管上方的进气口帽内部空间里装有硅胶球，当硅胶球落在进气管的上端顶部时，将进气管的上端口封闭；拉杆ⅱ上端穿过安装架上侧板的部分位于进气管内；所述的排气装置由尼龙座和快拧弯头ⅱ构成，尼龙座设置在安装架的上侧板上，并位于进气阀装置进气管的左侧，尼龙座中心为通孔，上端为螺纹，快拧弯头ⅱ通过尼龙座上端的螺纹与尼龙座相连，尼龙座中心通孔的下端口即为排气装置下部的通气口；排气装置上的快拧弯头ⅱ通过连接管与进水管上的快拧弯头ⅰ接通。

本发明的快拧弯头ⅱ和快拧弯头ⅰ之间接通所用的连接管为pu管。

本发明的外筒组件底部设置有螺纹孔，该螺纹孔处安装堵头。

本发明的外筒组件与上盖之间、进气阀装置下端与上盖之间、排气装置下端，以及放水口下端，均设置有柔性密封材料密封件。

本发明上盖的材质为透明的亚克力板；连杆机构由不锈钢材质制成。

本发明的上锁头和下锁头均一端切有斜角，另一端设置有孔，上锁头和下锁头一端切有斜角的角度均为60°，且锐角倒钝。

本发明的控制浮球内部中间设置有一根管，拉杆ⅰ下端由管中穿过。

本发明的安装架、上锁头、下锁头、转动板和两个拉簧均由不锈钢材质制成。

本发明的优点是：1）该机械式负压自动排渣放水器结构巧妙、体积小、重量轻，便于运输与安装；2）采用插销式控制，弹簧复位的控制方式，控制灵敏，操作方便，避免了采用磁铁控制时，因磁铁撞击破碎或者吸附含铁杂质造成装置失灵的事故发生；3）可边抽放瓦斯边自动排渣、水，安全可靠，能够不受瓦斯抽放管道中杂物的影响，能够有效地将瓦斯抽放管道中的气、水分离，自动排除瓦斯抽放管道中的渣、水，解决了现有的负压放水器容易发生人为操作失控的问题，减少了工人成本，提高了瓦斯抽放效率，保障了煤矿瓦斯抽放系统的安全；4）根据使用要求可悬挂安装，也可支撑使用；5）在工作时，不需要电源、气源，无噪音，并且无论是在停止工作时或者在工作使用中均无安全隐患。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是图1的a-a线剖视图；

图4是去掉进气口帽后，控制机构的主视结构示意图；

图5是图4的b-b线剖视放大结构图；

图6是图4的c-c线剖视图；

图7是控制浮球的主视剖视结构示意图。

图中：41、进气阀装置下端与上盖之间的柔性密封材料密封件。

具体实施方式

如图1-7所示，本机械式负压自动排渣放水器，包括外筒组件1、上盖3、进水管13和放水口9，其特征是:还包括截止阀14、快拧弯头ⅰ15、两块安装板6、控制机构2、支架8、连杆机构7和密封球10，所述外筒组件1的上端设置有上盖3，外筒组件1的后侧壁上部位置设有进水管13，进水管13连通外筒组件1和瓦斯抽放管道，在进水管13上，位于外筒组件1内部的一端，安装截止阀14和快拧弯头ⅰ15，外筒组件1的内部上方，中间左、右两侧位置，设有左、右对称的两块安装板6，两块安装板6上安装控制机构2，控制机构2上设有进气阀装置38和排气装置39，进气阀装置38的上端穿出上盖3，位于上盖3外侧，排气装置39通过连接管12与进水管13上的快拧弯头ⅰ15接通，外筒组件1的底部中心位置设置有孔，该孔的正下方设置放水口9，外筒组件1的内底部设置有支架8，支架8上安装连杆机构7，放水器无须排渣、放水时，连杆机构7的左端支撑杆由控制机构2压住，连杆机构7的右端拉杆穿过外筒组件1底部中心的孔，伸出放水口9，密封球10安装在连杆机构7右端拉杆伸出放水口9的部分上。

如图1、图2、图4-7所示，所述的控制机构2包括有安装架26、两块筋板36、上锁头22、下锁头21、转动板24、两个拉簧23、拉杆ⅰ25、控制浮球28、两个限位件27、拉杆ⅱ30、跳动浮球29、进气阀装置38、排气装置39、滑杆16、滑块31和半球螺栓32，安装架26内部中间位置设置有左、右两块筋板36，左、右两块筋板36上均设置有上、下两个矩形孔，另外，左边的筋板36上还设有上、下两个圆孔，上锁头22穿过左、右两块筋板36上部的两个矩形孔，安装在左、右两块筋板36之间，下锁头21穿过左、右两块筋板36下部的两个矩形孔，安装在左、右两块筋板36之间，转动板24上设置有三个长孔和一个安装孔，转动板24通过螺栓ⅱ34经转动板24上的一个安装孔与安装架26连接，转动板24经其上左侧两个长孔，与上锁头22、下锁头21分别通过螺栓ⅰ33、螺栓ⅲ35连接，螺栓ⅰ33、螺栓ⅲ35分别与安装架26左边的筋板36上、下两个圆孔之间，都安装有一个拉簧23，拉杆ⅰ25上端穿过安装架26上、下侧板右部，拉杆ⅰ25上端设置有孔，拉杆ⅰ25通过其上端的孔与转动板24右侧的长孔连接，拉杆ⅰ25下端设置有控制浮球28，在拉杆ⅰ25上，控制浮球28的上方、下方位置，各设置有一个限位件27，拉杆ⅱ30上端穿过安装架26上、下侧板左部，并且拉杆ⅱ30上端穿过安装架26上侧板的部分位于进气阀装置38内，拉杆ⅱ30下端设置有跳动浮球29，进气阀装置38和排气装置39均设置在安装架26的上侧板上，进气阀装置38的上端穿出上盖3，位于上盖3外侧，排气装置39位于进气阀装置38的左侧，安装架26的上侧板上，设有与排气装置39下部的通气口相通的进气孔，在安装架26上，排气装置39的左侧位置设置有滑杆16，滑杆16与拉杆ⅱ30之间设置有滑块31，滑块31右侧固定在拉杆ⅱ30上，左侧沿滑杆16滑动，在排气装置39的下方，滑块31中间位置安装有半球螺栓32，半球螺栓32与排气装置39下方，安装架26上侧板上的进气孔位置相对应；放水器无须排渣、放水时，连杆机构7的左端支撑杆由控制机构2上的跳动浮球29压住。

如图1-4所示，所述的进气阀装置38由进气管20、进气口帽5、平垫19和硅胶球4构成，进气管20设置在安装架26的上侧板上，进气管20的上端穿出上盖3，位于上盖3外侧，并且与进气口帽5连接，进气管20的上端与上盖3的下端面之间有平垫19，在进气管20上方，进气口帽5的左、右两侧面设置有位置相对应的两个进气口37，两个进气口37均连通外部环境与进气口帽5内部空间，在进气管20上方的进气口帽5内部空间里装有硅胶球4，当硅胶球4落在进气管20的上端顶部时，将进气管20的上端口封闭；拉杆ⅱ30上端穿过安装架26上侧板的部分位于进气管20内；所述的排气装置39由尼龙座17和快拧弯头ⅱ18构成，尼龙座17设置在安装架26的上侧板上，并位于进气阀装置38进气管20的左侧，尼龙座17中心为通孔，上端为螺纹，快拧弯头ⅱ18通过尼龙座17上端的螺纹与尼龙座17相连，尼龙座17中心通孔的下端口即为排气装置39下部的通气口；排气装置39上的快拧弯头ⅱ18通过连接管12与进水管13上的快拧弯头ⅰ15接通。

如图1所示，外筒组件1底部设置有螺纹孔，该螺纹孔处安装堵头11，用于排出剩余的渣、水。如图2所示，快拧弯头ⅱ18和快拧弯头ⅰ15之间接通所用的连接管12为pu管。如图1、2所示，上盖3的材质为透明的亚克力板；连杆机构7由不锈钢材质制成。如图1、2、4所示，外筒组件1与上盖3之间、进气阀装置38下端与上盖3之间、排气装置39下端，以及放水口9下端，均设置有柔性密封材料密封件。

如图4-6所示，上锁头22和下锁头21均一端切有斜角，另一端设置有孔，上锁头22和下锁头21一端切有斜角的角度均为60°，且锐角倒钝。安装架26、上锁头22、下锁头21、转动板24和两个拉簧23均由不锈钢材质制成。如图4、7所示，控制浮球28内部中间设置有一根管40，拉杆ⅰ25下端由管40中穿过。

本机械式负压自动排渣放水器的工作原理是：

瓦斯抽放管道中的水和渣经进水管13进入外筒组件1中，外筒组件1中气体经排气装置39的尼龙座17及快拧弯头ⅱ18、连接管12、快拧弯头ⅰ15、进水管13排入瓦斯抽放管道中，随着外筒组件1内的水位上升，控制机构2的控制浮球28在浮力作用下沿着拉杆ⅰ25向上滑动，在接触到其上方的限位件27后，控制浮球28带动拉杆ⅰ25一同向上滑动，与此同时，转动板24绕螺栓ⅱ34向上旋转，下锁头21在转动板24的作用下向右滑动，当滑块31脱离下锁头21的限制时，在跳动浮球29浮力作用下，跳动浮球29、拉杆ⅱ30、滑块31、半球螺栓32一同向上滑动，直至滑块31被上锁头22卡住，此时，半球螺栓32将排气装置39尼龙座17下方，安装架26上侧板上设置的进气孔封住，拉杆ⅱ30将进气阀装置38进气口帽5中的硅胶球4顶起，外界空气经进气口帽5上的两个进气口37进入外筒组件1中，截止阀14在负压作用下自动吸住，此时瓦斯抽放管道中的水、渣不能经进水管13进入外筒组件1中，待外筒组件1中气压与外界气压平衡后，在重力作用下，密封球10下垂，放水口9被打开，水和渣从放水口9处排出；当外筒组件1内的水位下降以后，控制浮球28也随之下滑，当控制浮球28接触到其下方的限位件27后，带动拉杆ⅰ25一同向下滑动，与此同时，转动板24绕螺栓ⅱ34向下旋转，上锁头22在转动板24的作用下向右滑动，当滑块31脱离上锁头22的限制时，在自重作用下，跳动浮球29、拉杆ⅱ30、滑块31、半球螺栓32一同向下滑动，直至滑块31滑到下锁头21下方，并由跳动浮球29压住连杆机构7的左端支撑杆，密封球10在连杆机构7右端拉杆的拉力下堵住放水口9，下锁头21在安装在其上的一个拉簧23的拉力下向左滑动，并卡住滑块31，此时，半球螺栓32已脱离安装架26上侧板上的进气孔，进气口帽5中的硅胶球4也已落下，堵住进气管20上端口，外筒组件1内部与外界大气完全隔离，外筒组件1中的气体经排气装置39的尼龙座17及快拧弯头ⅱ18、连接管12、快拧弯头ⅰ15、进水管13排入瓦斯抽放管道中，外筒组件1中气压与抽放管道中的气压平衡后，截止阀自动14打开，瓦斯抽放管道中的水和渣经进水管13进入外筒组件1中，装置又处于初始状态，如此周而复始，实现自动排渣放水。