一种高负压节水煤矿瓦斯抽采系统的制作方法

一种高负压节水煤矿瓦斯抽采系统，属于水环真空泵。

背景技术：

1、水环真空泵是水环真空泵和水环压缩机的统称，是一类输送气体的流体机械。水环真空泵和压缩机的结构和工作原理相同，其区别仅在于用途不同。作真空泵时入口接系统，并造成一定的真空度，被抽吸气体经泵内加压至大气压力后排至大气中，因而真空泵排出端为大气条件，作压缩机时自大气条件吸气，经泵内压缩到一定压力后排入与泵出口相接的系统内，因而压缩机的入口为大气条件。水环真空泵用于煤矿抽放瓦斯时，其入、出口均与瓦斯管路连接，借其真空特性抽吸煤体中瓦斯，借其压缩特性再将瓦斯压入地面输气管路，供给用户。

2、现有的水环真空泵在抽取瓦斯时，存在如下技术问题：1）水环真空泵通常只能够有进行一级压缩，负压低、且输送压力是恒定的，无法实现输出压力的调节；2）水环真空泵在工作时会产生热量，工作一段时间后，水环真空泵的工作液的温度会升高，而温度升高则会影响瓦斯的输送，导致瓦斯输送存在安全隐患。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种既能够实现两级压缩，又能够实现一级压缩，能够提高负压，避免进气不足的高负压节水煤矿瓦斯抽采系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高负压节水煤矿瓦斯抽采系统，其特征在于：包括一级水环真空泵、二级水环真空泵、气液分离器、补气装置以及工作液循环装置，一级水环真空泵的输出口与二级水环真空泵的输入口连通，二级水环真空泵的输出口与气液分离器的输入口连通，气液分离器的出气口与补气装置的输入口连通，补气装置的补气口与一级水环真空泵的输入口连通，工作液循环装置的输入口与气液分离器的出液口连通，工作液循环装置的输出口与一级水环真空泵和二级水环真空泵的进液口连通，二级水环真泵的主轴与一级水环真空泵的主轴同轴连接。

3、优选的，所述的工作液循环装置包括输送泵、换向装置、换热器以及缓冲罐，输液泵的输入口与气液分离器的出液口连通，输送泵的输出口与换向装置的输入管连通，换向装置的输出管串联缓冲罐后与一级水环真空泵和二级水环真空泵的进液口连通，换热器的管程入口与换向装置的第一出液口连通，换热器的管程出口与换向装置的第二进液口连通，换向装置的第一进液口连接有补液管，换向装置的第二出液口连接有排空管；

4、输入管与第一出液口连通时，输出管与第二进液口连通；输入管与第二出液口连通时，第一进液口与第一出液口连通，输出管与第二进液口连通。气液分离器分离后的工作液经输送泵输送至缓冲罐内，缓冲罐内的工作液在一级水环真空泵的自吸的作用下进入一级水环真空泵和二级水环真空泵内，换热器能够对工作液进行降温，避免一级水环真空泵和二级水环真空泵的工作温度升高，换向装置既能够使输送泵输送的工作液经换热器进入到缓冲罐内，又能够使补液管输送的工作液经换热器进入到缓冲罐内，同时使输送泵输送的工作液经排空管排出，实现了工作液的替换。

5、优选的，所述的换向装置包括换向阀体以及换向阀芯，换向阀芯可转动的设置在换向阀体内，第一进液口和第二进液口设置在换向阀体相对的两侧，第一进液口和第二进液口正对设置，第一出液口和第二出液口设置在换向阀体相对的两侧，第一出液口和第二出液口正对设置，换向阀芯上设置有第一通道和第二通道；

6、第一通道使输入管与第一出液口连通时，输出管与第二进液口连通；第二通道使输入管与第二出液口连通时，第一进液口与第一出液口连通，输出管与第二进液口连通。转动换向阀芯即可实现第一通道和第二通道的转动，即可实现工作液的循环和工作液的替换两种状态的切换，调节方便。

7、优选的，所述的第一通道包括第一输入通道和第一输出通道，第一输入通道的内端与输出管连通，外端位于换向阀芯的侧部；第一输出通道的内端与输入管连通，外端设置在换向阀芯的侧部，且第一输入通道的外端和第一输出通道的外端位于换向阀芯的同一侧。在第一输入通道将输出管与第二进液口连通，第一输出通道的将输入管与第一出液口连通，使输送泵输出的工作液经第一出液口排出至换热器管程内，换热器管程内的工作液经第二进液口排出并经输出管输出。

8、优选的，所述的第二通道包括连通通道、第二输入通道以及第二输出通道，第二输入通道的一端与输出管连通，另一端设置在换向阀芯的侧部，且第二输入通道与第一输入通道在圆周方向上间隔设置，第二输出通道的一端与输入管连通，另一端设置在换向阀芯的侧部，且第二输出通道和第一输出通道在圆周方向上间隔设置，连通通道的两端分别设置在换向阀芯相对的两侧，且连通通道的两端分别与第二输出通道和第二输入通道正对设置，并分别与第二输出通道和第二输入通道位于换向阀芯相对的两侧。连通通道能够将第一进液口和第一出液口连通，第二输入通道将第二进液口与输出管连通，第二输出通道将输入管与第二出液口连通，使输送泵输出端与排空管连通，补液管与管程入口连通，实现了工作液的替换。

9、优选的，所述的换向装置还包括蜗轮以及蜗杆，蜗轮同轴套设在换向阀芯外，蜗轮与换向阀芯保持同步转动，蜗杆可转动的安装在换向阀体上，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆上安装有手轮。通过蜗轮蜗杆机构实现了对换向阀芯的调节，保证换向阀芯调节后位置稳固，避免换向阀芯在压力作用下自由转动。

10、优选的，所述的补气装置包括补气阀主体、密封轴以及压紧弹簧，补气阀主体的底部设置有与气液分离器的出气口连通的补气进气口，补气阀主体的两端均设置有补气出气口和补气口，补气进气口同时与补气出气口和补气口，密封轴可滑动的设置在补气阀主体内，并在密封轴与补气口之间形成补气腔，密封轴上设置有将补气进气口与补气出气口连通的出气通道，补气阀主体内壁设置有补气槽，补气槽的一端与补气腔连通，另一端伸至密封轴与补气阀主体内壁之间，密封轴上设置有补气孔，补气孔的一端与出气通道连通，另一端间隔设置在补气槽远离补气口的一侧，压紧弹簧设置在密封轴靠近补气口的一端，补气口与二级泵体的进气口连通。压紧弹簧推动密封轴压紧补气出气口，使出气通道将补气进气口和补气出气口连通，当补气口处产生负压时，密封轴向靠近补气口的方向运动，此时补气孔将出气通道与补气槽连通，进而与补气腔连通，并为一级水环真空泵补气，由于补气时的压力高，因此能够保证对一级水环真空泵补气充足。

11、优选的，所述的密封轴靠近补气进气口的一侧设置有进气槽，补气进气口通过补气槽与出气通道连通。进气槽能够在密封轴运动时，使出气通道与补气进气口维持连通状态。

12、优选的，所述的补气阀主体包括补气阀体以及补气阀芯，补气阀芯可转动的设置在补气阀体内，补气阀芯内设置有贯穿补气阀芯的安装孔，密封轴可滑动的设置在安装孔内，安装孔的两端分别与补气口和补气出气口连通，补气阀芯的底部设置有将补气进气口出气通道连通的连通孔。补气阀芯可转动的安装在补气阀体内，转动补气阀芯可以使安装孔的两端分别与补气口和补气出气口错开，以使整个补气阀体断开，起到了截止阀的功能。

13、与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

14、本高负压节水煤矿瓦斯抽采系统通过一级水环真空泵对瓦斯压缩后，再通过二级水环真空泵对瓦斯进行二次压缩，二次压缩后的瓦斯送入到气液分离器内，两级水环真空泵能提高瓦斯抽采负压，工作液循环装置能够将气液分离器分离出的工作液送回至一级水环真空泵和二级水环真空泵内，补气装置能够将输出的高压瓦斯向一级水环真空泵内补气，以避免一级水环真空泵内的进气量不足而影响工作的问题，保证本高负压节水煤矿瓦斯抽采系统使用更加顺畅。