专利名称：煤矿井下采空区气样采集分析装置的制作方法
技术领域：
本发明装置涉及煤炭工业安全生产，具体涉及简单、快速、安全的煤矿井下采空区气样采集及分析装置。
背景技术：
目前，煤矿井下采空区气体试样的采集方法主要是通过预埋束管，用抽气泵采集 采空区内的气样，然后带到地面进行分析。在煤矿井下，这不仅要求抽气泵必须是防爆型 的，而且需要外接电源，增加电流线路和接口，使操作起来非常麻烦，也增多了不少安全因 素；而且采完的气样还得拿到地面上再分析，这中间免不了气样的逃逸以及其他气体的混 入，从而造成气样分析误差，影响采空区气样分析的准确性，从而影响煤自燃的判断与三带 的划分。
发明内容
1、技术问题本发明专利的目的在于提供一种快速、简便、安全的气样采集装置，并可直接测定 气样中的成分和含量。2、技术方案一种煤矿井下采空区气样采集分析装置，由气样采集部分和多参数测定部分组 成，其中气样采集部分包括有套筒、活塞、平面齿轮杆、双层齿轮、曲齿轮、固定座、刻度尺和 两个自动进出气口。其特征在于气样采集部分是一个套筒，套筒内设有活塞，活塞与平面 齿轮杆相连接，套筒外部有一双层齿轮，平面齿轮杆与双层齿轮的上齿轮相啮合，双层齿轮 的下齿轮与曲齿轮相啮合，曲齿轮的一端通过一固定螺丝与手柄相连，另一端与复位弹簧 相连，双层齿轮和曲齿轮都固定于固定座上，固定座上除了设有刻度尺外，还有固定栓，固 定栓主要是增加平面齿轮杆转动的平稳；曲齿轮以螺丝为中心轴往返运动带动双层齿轮转 动，双层齿轮的上轮盘带动平面齿轮杆上下运动，使与其相连的活塞往返运动，套筒内的气 流通过自动进出气阀有规律的进气和排气。进气口与采空区预埋束管连接，出气口可接上 采气袋，也可直接关闭出气阀门对气样直接测定，从而形成一个完整的气样采集过程。套筒 末端除了这两个进出气口外，还有另一个接口经阀门与多参数测定仪相连，当需要测采空 区内气样成分时，关闭另外两个接口上的阀门，打开该接口的上阀门，使气样与多参数测定 仪相通，对气样成分和含量进行测定。同时可以通过刻度尺的显示压缩套筒内气样的体积 来改变气样密度，检测气样成分中的微量浓度，达到早期预测与识别采空区煤氧化升温；这 样直接气样采集并测定，避免了把气样带到地面过程中气样的逸散和外界气体的混入，同 时也提高了测试的准确性。3、技术效果由上所述，本发明装置是采用全机械构造手动方式来进行气样采集，通过力矩，依 齿轮传送动力，结构紧凑坚实，传动平稳省力；同时自动进出气阀启闭迅速，小巧轻便，结实耐用，操作非常方便，在煤矿井下有限的空间内，单人就可以实行抽采气样。并关闭进出气口管路上的阀门，打开与测量仪相连的阀门，可以直接读取常规气样的成分和含量，快捷方 便，避免采集气样到地面过程中气样的逸散和外界气体的混入而带来的误差，提高测试的 准确性。对于长距离采空区预埋束管时，因束管内负压大，采集采空区内气样困难，可根据 实际需要，加长手柄长度增加力矩而省力，灵活机动，操作简单；用该采样装置，不仅可以用 在采空区煤自燃气样采集和早期火灾预测识别，也可以用于瓦斯抽放气样成分快速检测， 尤其适合采空区煤自燃三带的观测和划分。
四
图1是本发明装置的总体结构示意图。其中有套筒9、活塞7、平面齿轮杆8、双层 齿轮11、曲齿轮10、固定栓12、复位弹簧13、固定座14、刻度尺15、阀门2、阀门3、阀门18、 钢珠5、弹簧4、自动进气管1、自动出气管23、多参数测定仪24。图2是自动进气管23结构示意图。
五具体实施例方式实施例1:一种煤矿井下采空区气样采集分析装置，由气样采集部分和多参数测定仪所组 成，即气样采集部分是一个套筒，套筒内安设有活塞，该活塞与平面齿轮杆相连，平面齿轮 杆与套筒外双层齿轮的小齿轮连啮合，双层齿轮的大齿轮与曲齿轮相啮合，通过手柄使曲 齿轮做顺时针运动时带动双层齿轮也顺时针转动，此时平面齿轮杆被双层齿轮的小轮带动 向外做抽气动作；进气阀在内外压差的作用下自动打开阀门使气样进入套筒内。实施例2:装置做完抽气动作后，弹簧要恢复形变，拉动曲齿轮逆时针返回，从而曲齿轮带动 双层齿轮也做逆时针运动，双层齿轮推着平面齿轮杆向下运动，进气阀因压差作用自动关 闭，同时出气阀被自动打开，完成排气过程。实施例3:气样采集装置在采集分析气样前，进气管与预埋在采空区的束管相连，出气管排 空，先经过多次抽气排气过程，将装置自身及相连的束管中原有气体排出，然后在出气管接 上采气袋，再重新抽排气样，直到采气袋采满气样为此。实施例4:气样采集装置在采集分析气样前，进气管路与预埋在采空区的束管相连，出气管 排空，先经过多次抽气排气过程，将装置自身及相连的束管中原有气体排出后，关闭出气管 路上的阀门，然后再一次抽气，待抽完气样后，关闭进气管路阀门，打开多参数测定仪管路 上的阀门，等气样稳定，就可以通过多参数测定仪对套筒内气样成份和含量直接测定。
权利要求
一种煤矿井下采空区气样采集分析装置，由气样采集部分、自动进出气部分和多参数测定仪(24)所组成，其中采集气样部分包括有套筒(9)，活塞(7)，平面齿轮杆(8)，双层齿轮(11)，带手柄的曲齿轮(10)；其特征在于采集气样部分是一个套筒(9)，套筒(9)内安设有活塞(7)，并通过平面齿轮杆(8)与套筒(9)外的双层齿轮(11)的小齿轮啮合，曲齿轮(10)通过手柄(17)和复位弹簧(13)的交错作用下与双层齿轮(11)的大齿轮相互啮合，组成采气系统。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下采空区气样采集分析装置，其特征在于自动进出气 部分由自动进气管(23)和自动出气管(1)组成，自动进气管(23)的孔口为锥形孔嘴(22)， 管内有钢珠(21)和弹簧(20)，与套筒(9)相连的有控制阀门(18)；自动出气管⑴管内有 钢珠(5)和弹簧(4)，与套筒(9)相连的为锥形孔嘴(6)，同时与阀门⑵相连，组成自动进 出气系统。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下采空区气样采集分析装置，其特征在于平面齿轮杆 (8)的齿轮要完全与双层齿轮(11)的小齿轮在同一平面上啮合；曲齿轮(10)的齿轮与双 层齿轮(11)的大齿轮在同一平面上啮合。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下气样采集分析装置，其特征在于套筒(9)末端三个 接口呈三角状分布，外侧两个接口是自动进出气管，中间接口接口经过阀门(3)与多参数 测定仪(24)相连，组成多参数气样成分测定系统。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下气样采集分析装置，其特征在于双层齿轮(11)和曲 齿轮(10)固定在固定座(14)上，固定座(14)下端有刻度尺(15)，通过手柄(17)与刻度尺 (15)来读取套筒(9)内气样体积；平面齿轮杆(8)通过固定座(14)上的固定栓(12)来进 行固定。
全文摘要
煤矿井下采空区气样采集分析装置属于煤炭工业安全生产设备，具体涉及简单、快速、安全的煤矿井下采空区气样采集及分析装置。适合单人在矿井下受限空间内快捷方便的操作，完成气样采集。一种煤矿井下气样采集分析装置，由采集气样部分和多参数测定部分所组成，其特征在于套筒内安设有活塞，活塞通过平面齿轮杆与套筒外的双层齿轮的小齿轮相啮合，曲齿轮通过手柄和复位弹簧的交错作用带动双层齿轮转动而形成完整采气系统；套筒末端有三个接口，中间接口与多参数测定仪相连，另两个接口通过锥嘴、钢珠和弹簧所形成的自动进出气阀相连，关闭与自动进出气管路相连的阀门后，打开多参数测定仪管路上的阀门就可以测出气样的成分和含量。
文档编号E21F17/00GK101839130SQ20091012981
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者于水军, 余明高, 周爱桃, 潘荣锟, 董艳军, 贾海林, 黄丽慧 申请人:河南理工大学