煤层气掺混装置的制作方法

本实用新型涉及煤层气混气装置技术领域，具体是煤层气掺混装置。

背景技术：

煤层气以甲烷为主要成分，是煤的伴生矿产资源，属于非常规天然气，是洁净、优质能源和化工原料。对煤层气资源加以开发利用，不仅可以避免因采煤造成的煤层气浪费，还可优化我国的能源结构，改善煤矿安全生产条件、减少温室气体排放和保护大气环境。煤层气与空气混合，混合气体中可燃组分浓度皆超过其爆炸上线的浓度，因此不会形成爆炸性气体，因此推广利用煤层气作为城市煤气的节能技术，具有示范作用，因此需要煤层气的掺混装置使煤层气的浓度达到热值要求，并利于煤层气的开采。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供煤层气掺混装置，能够将高浓度的煤层气与空气掺混使煤层气的浓度降低，保证煤层气达到热值要求，确保燃烧充分，将低浓度的煤层气浓度提高，保证煤层气混合均匀，提高混合浓度的精确度。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

煤层气掺混装置，包括气体混合器、空气管道、低浓度煤层气管道、高浓度煤层气管道、控制器、混合气管道，所述空气管道、低浓度煤层气管道、高浓度煤层气管道均与气体混合器连通，所述混合气管道与气体混合器连通，所述空气管道上设有第一进气电磁阀，所述低浓度煤层气管道上设有第二进气电磁阀，所述高浓度煤层气管道设有第三进气电磁阀，所述第一进气电磁阀、第二进气电磁阀和第三进气电磁阀均与控制器信号连接，所述混合气管道上设有排气电磁阀，所述气体混合器上设有热值仪和氧分析仪，所述排气电磁阀、热值仪和氧分析仪均与控制器信号连接，所述气体混合器内设有混合腔，所述混合腔设有导流体和第一隔板，所述混合腔内设有空气管道入口、低浓度煤层气管道入口、高浓度煤层气管道入口。

所述混合腔内设有环形分布管，所述空气管道、低浓度煤层气管道和高浓度煤层气管道均与环形分布管连通，所述环形分布管上均匀设有排气口。

所述空气管道入口设有第一单向阀，所述低浓度煤层气管道入口设有第二单向阀，所述高浓度煤层气管道入口设有第三单向阀。

所述混合腔内设有第一环形管、第二环形管和第三环形管，所述第一环形管上设有第一出气口，所述第二环形管上设有第二出气口，所述第三环形管上设有第三出气口，所述空气管道与第一环形管连通，所述低浓度煤层气管道与第二环形管连通，所述高浓度煤层气管道与第三环形管连通。

所述气体混合器内还设有第二隔板，所述热值仪和氧分析仪设置在第一隔板和第二隔板之间，所述第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板上均径向设有若干圆孔。

所述空气管道入口高于低浓度煤层气管道入口和高浓度煤层气管道入口。

对比现有技术，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型中通过将空气管道、低浓度煤层气管道、高浓度煤层气管道与气体混合器连通对煤层气进行混合，高浓度煤层气与空气混合后使煤层气的浓度降低，通过热值仪和氧分析仪的分析，确保高浓度煤层气的浓度达到预定数值，确保达到热值要求并且能够充分燃烧；低浓度与高浓度煤层气进行混合使低浓度煤层气的浓度提高，便于低浓度煤层气的开采及使用，使低浓度的煤层气浓度达到热值要求并利于燃烧，确保煤层气的资源开发以及资源化利用。控制器接收热值仪和氧分析仪反馈的数值信息，通过对第一进气电磁阀、第二进气电磁阀和第三进气电磁阀进行控制，将各种气体输入到混合腔，通过导流体的导流作用使气体混合均匀，配合第一隔板的使用确保煤层气的掺混浓度更加精确，保证将各种浓度的煤层气混合为适于使用燃烧的清洁型能源。

2、所述混合腔内设有环形分布管，所述空气管道、低浓度煤层气管道和高浓度煤层气管道均与环形分布管连通，所述环形分布管上均匀设有排气口，将不同浓度的煤层气和空气先输送到环形分布管中，保证在环形分布管内进行第一步混合，通过排气孔将初步混合的气体排出，在导流体的导流作用下进行进一步的混合，保证混合均匀。

3、所述空气管道入口设有第一单向阀，所述低浓度煤层气管道入口设有第二单向阀，所述高浓度煤层气管道入口设有第三单向阀，当需要对高浓度煤层气进行掺混时，第二单向阀处于关闭状态，防止混合气体进入低浓度煤层气管道与低浓度煤层气管道内气体混合，保证混合均匀以及混合的精确度；当需要对低浓度煤层气进行掺混时，第一单向阀关闭，保证仅依靠对低浓度煤层气和高浓度煤层气的气体流量的控制即能够达到掺混的效果，确保掺混的均匀和掺混气体浓度的精确度。

4、所述混合腔内设有第一环形管、第二环形管和第三环形管，所述第一环形管上设有第一出气口，所述第二环形管上设有第二出气口，所述第三环形管上设有第三出气口，所述空气管道与第一环形管连通，所述低浓度煤层气管道与第二环形管连通，所述高浓度煤层气管道与第三环形管连通，将环形管分别设置能够保证不同的气体在排出出气口后能够在导流体的导流作用下进行混合，第一出气口、第二出气口和第三出气口交错均匀设置，能够保证不同气体排出后在导流体的作用下进行充分的混合，保证混合效果。

5、所述气体混合器内还设有第二隔板，所述热值仪和氧分析仪设置在第一隔板和第二隔板之间，所述第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板上均径向设有若干圆孔，经过第一隔板的稳流后，气体浓度均匀，热值仪和氧分析仪的数据采集能够更精确，保证掺混浓度的精确度。

6、所述空气管道入口高于低浓度煤层气管道入口和高浓度煤层气管道入口，根据煤层气和空气的特性，煤层气的密度低于空气，利于煤层气各位置的均匀混合，保证煤层气的掺混均匀。

附图说明

附图1是本实用新型中实施例1的结构示意图；

附图2是本实用新型中实施例2的结构示意图。

附图中所示标号：1、气体混合器；2、空气管道；3、低浓度煤层气管道；4、高浓度煤层气管道；5、控制器；6、混合气管道；7、第一进气电磁阀；8、第二进气电磁阀；9、第三进气电磁阀；10、排气电磁阀；11、热值仪；12、氧分析仪；13、导流体；14、第一隔板；15、环形分布管、16、排气口；17、第一单向阀；18、第二单向阀；19、第三单向阀；20、第一环形管；21、第二环形管；22、第三环形管；23、第一出气口；24、第二出气口；25、第三出气口；26、第二隔板；27、圆孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是煤层气掺混装置，包括气体混合器1、空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4、控制器5、混合气管道6，气体混合器1为圆柱形的筒状。所述空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4均与气体混合器1连通，将不同浓度的煤层气进行混合，所述混合气管道6与气体混合器1连通，混合后的煤层气通过混合气管道6排出气体混合器1。所述空气管道2上设有第一进气电磁阀7，所述低浓度煤层气管道3上设有第二进气电磁阀8，所述高浓度煤层气管道4设有第三进气电磁阀9，所述第一进气电磁阀7、第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9均与控制器5信号连接，所述混合气管道6上设有排气电磁阀10，所述气体混合器1上设有热值仪11和氧分析仪12，所述排气电磁阀10、热值仪11和氧分析仪12均与控制器5信号连接，所述气体混合器1内设有混合腔，所述混合腔设有导流体13和第一隔板14，所述混合腔内设有空气管道2入口、低浓度煤层气管道3入口、高浓度煤层气管道4入口。导流体13固定在混合腔的侧壁上，第一隔板14竖直设置在气体混合器1内。通过将空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4与气体混合器1连通对煤层气进行混合，高浓度煤层气与空气混合后使煤层气的浓度降低，通过热值仪11和氧分析仪12的分析，确保高浓度煤层气的浓度达到预定数值，确保达到热值要求并且能够充分燃烧；低浓度与高浓度煤层气进行混合使低浓度煤层气的浓度提高，便于低浓度煤层气的开采及使用，使低浓度的煤层气浓度达到热值要求并利于燃烧，确保煤层气的资源开发以及资源化利用。控制器5接收热值仪11和氧分析仪12反馈的数值信息，通过对第一进气电磁阀7、第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9进行控制，将各种气体输入到混合腔，通过导流体13的导流作用使气体混合均匀，配合第一隔板14的使用确保煤层气的掺混浓度更加精确，保证将各种浓度的煤层气混合为适于使用燃烧的清洁型能源。

本实用新型在使用时，对高浓度煤层气进行掺混，将第一进气电磁阀7和第三进气电磁阀9打开将煤层气进行掺混，热值仪11和氧分析仪12将收集的数据反馈给控制器5，控制器5对第一进气电磁阀7和第三进气电磁阀9进行控制，掺混后的煤层气浓度和热值达到要求后排气电磁阀10打开将掺混合格的煤层气排出；对低浓度的煤层气进行掺混时，将第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9打开，控制器5根据热值仪11和氧分析仪12将收集的数据对第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9的开合程度进行控制，掺混的煤层气达到规定的热值和浓度后，控制器5控制排气电磁阀10打开，将掺混后的煤层气排出。

为了保证在环形分布管15内进行第一步混合，保证混合均匀，所述混合腔内设有环形分布管15，环形分布管15固定在气体混合器1侧壁上，导流体13设在环形分布管15中心位置，所述空气管道2、低浓度煤层气管道3和高浓度煤层气管道4均与环形分布管15连通，所述环形分布管15上均匀设有排气口16，多个排气口16与导流体13间的具体一致，将不同浓度的煤层气和空气先输送到环形分布管15中，通过排气孔将初步混合的气体排出，在导流体13的导流作用下进行进一步的混合。

为了确保掺混的均匀和掺混气体浓度的精确度，所述空气管道2入口设有第一单向阀17，所述低浓度煤层气管道3入口设有第二单向阀18，所述高浓度煤层气管道4入口设有第三单向阀19，当需要对高浓度煤层气进行掺混时，第二单向阀18处于关闭状态，防止混合气体进入低浓度煤层气管道3与低浓度煤层气管道3内气体混合，保证混合均匀以及混合的精确度；当需要对低浓度煤层气进行掺混时，第一单向阀17关闭，保证仅依靠对低浓度煤层气和高浓度煤层气的气体流量的控制即能够达到掺混的效果。

为了保证煤层气的掺混效果，所述混合腔内设有第一环形管20、第二环形管21和第三环形管22，第一环形管20、第二环形管21和第三环形管22固定连接。所述第一环形管20上设有第一出气口23，所述第二环形管21上设有第二出气口24，所述第三环形管22上设有第三出气口25，所述空气管道2与第一环形管20连通，所述低浓度煤层气管道3与第二环形管21连通，所述高浓度煤层气管道4与第三环形管22连通，将环形管分别设置能够保证不同的气体在排出出气口后能够在导流体13的导流作用下进行混合，第一出气口23、第二出气口24和第三出气口25交错均匀设置，能够保证不同气体排出后在导流体13的作用下进行充分的混合。

为了保证掺混浓度的精确度，所述气体混合器1内还设有第二隔板26，所述热值仪11和氧分析仪12设置在第一隔板14和第二隔板26之间，所述第一隔板14和第二隔板26，所述第一隔板14和第二隔板26上均径向设有若干圆孔27，经过第一隔板14的稳流后，气体浓度均匀，热值仪11和氧分析仪12的数据采集能够更精确。

为了进一步保证煤层气的掺混均匀，气体混合器1为圆柱形筒状且横向设置，所述空气管道2入口高于低浓度煤层气管道3入口和高浓度煤层气管道4入口，根据煤层气和空气的特性，煤层气的密度低于空气，利于煤层气各位置的均匀混合。

实施例1：本实用新型所述是煤层气掺混装置，包括气体混合器1、空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4、控制器5、混合气管道6，气体混合器1为圆柱形的筒状。所述空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4均与气体混合器1连通，将不同浓度的煤层气进行混合，所述混合气管道6与气体混合器1连通，混合后的煤层气通过混合气管道6排出气体混合器1。所述空气管道2上设有第一进气电磁阀7，所述低浓度煤层气管道3上设有第二进气电磁阀8，所述高浓度煤层气管道4设有第三进气电磁阀9，所述第一进气电磁阀7、第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9均与控制器5信号连接，所述混合气管道6上设有排气电磁阀10，所述气体混合器1上设有热值仪11和氧分析仪12，所述排气电磁阀10、热值仪11和氧分析仪12均与控制器5信号连接，所述气体混合器1内设有混合腔，所述混合腔设有导流体13和第一隔板14，所述混合腔内设有空气管道2入口、低浓度煤层气管道3入口、高浓度煤层气管道4入口。所述混合腔内设有环形分布管15，所述空气管道2、低浓度煤层气管道3和高浓度煤层气管道4均与环形分布管15连通，所述环形分布管15上均匀设有排气口16。导流体13套设在环形分布管15内且与环形分布管15同心设置，保证排气口16与导流体13间的距离固定。环形分布管15上设有与空气管道2相适应的第一单向阀17，所述低浓度煤层气管道3入口设有第二单向阀18，所述高浓度煤层气管道4入口设有第三单向阀19。所述气体混合器1内还设有第二隔板26，所述热值仪11和氧分析仪12设置在第一隔板14和第二隔板26之间，所述第一隔板14和第二隔板26，所述第一隔板14和第二隔板26上均径向设有若干圆孔27。所述空气管道2入口高于低浓度煤层气管道3入口和高浓度煤层气管道4入口。

实施例2：本实用新型所述是煤层气掺混装置，包括气体混合器1、空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4、控制器5、混合气管道6，气体混合器1为圆柱形的筒状。所述空气管道2、低浓度煤层气管道3、高浓度煤层气管道4均与气体混合器1连通，将不同浓度的煤层气进行混合，所述混合气管道6与气体混合器1连通，混合后的煤层气通过混合气管道6排出气体混合器1。所述空气管道2上设有第一进气电磁阀7，所述低浓度煤层气管道3上设有第二进气电磁阀8，所述高浓度煤层气管道4设有第三进气电磁阀9，所述第一进气电磁阀7、第二进气电磁阀8和第三进气电磁阀9均与控制器5信号连接，所述混合气管道6上设有排气电磁阀10，所述气体混合器1上设有热值仪11和氧分析仪12，所述排气电磁阀10、热值仪11和氧分析仪12均与控制器5信号连接，所述气体混合器1内设有混合腔，所述混合腔设有导流体13和第一隔板14，所述混合腔内设有空气管道2入口、低浓度煤层气管道3入口、高浓度煤层气管道4入口。所述混合腔内设有第一环形管20、第二环形管21和第三环形管22，所述第一环形管20上设有第一出气口23，所述第二环形管21上设有第二出气口24，所述第三环形管22上设有第三出气口25，所述空气管道2与第一环形管20连通，所述低浓度煤层气管道3与第二环形管21连通，所述高浓度煤层气管道4与第三环形管22连通。第一环形管20、第二环形管21和第三环形管22固定连接为一个环形整体。导流体13位于环形整体的中心处，保证第一环形管20、第二环形管21和第三环形管22与导流体13之间的距离固定，确保第一出气口23、第二出气口24和第三出气口25排出的气体能够更好的进行掺混，保证混合的均匀。所述气体混合器1内还设有第二隔板26，所述热值仪11和氧分析仪12设置在第一隔板14和第二隔板26之间，所述第一隔板14和第二隔板26，所述第一隔板14和第二隔板26上均径向设有若干圆孔27。所述空气管道2入口高于低浓度煤层气管道3入口和高浓度煤层气管道4入口。