圆煤样可视化突出试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种圆煤样可视化突出试验装置，包括圆形筒、进气法兰组件和出气法兰组件，圆形筒采用至少能承受2MPA压力的石英玻璃制成，进气法兰组件、出气法兰组件分别布置在圆形筒的左右两侧，且三者结合密封圈共同围成一个密封的煤试件腔，进气法兰组件、出气法兰组件的外周分别通过呈圆周环绕在圆形筒外的双头螺杆螺母组件拉紧，圆形筒外裹覆有硅橡胶加热套，硅橡胶加热套上开有长条形的观察孔，在圆形筒的外正对观察孔的位置处安装有高速摄像仪。本装置能真实地模拟微型圆煤样在不同压力、不同温度等地下真实状况下的气体渗流及突出情况，实现可视化，能进行突出及渗流试验，对煤层安全开采提供可靠保障。

Visual outburst test device for round coal sample

【技术实现步骤摘要】
圆煤样可视化突出试验装置
本专利技术属于气体突出模拟试验装置
，具体涉及一种用于对微型圆煤样进行气体突出试验的可视化装置。
技术介绍
煤样在气体突出过程中的变化过程通常只有零点几秒，而突出过程中的压力较大，突出试验用的外壳需要具备较高的密封性和承压能力。现目前，使用的突出试验装置采用金属外壳，无法观察到内部的突出变化过程。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种专用于微型煤样突出试验的模拟装置，能更加真实地反映煤样在突出过程中的变化情况，实现可视化，并降低试验成本。为此，本专利技术所采用的技术方案为：一种圆煤样可视化突出试验装置，包括圆钢筒，包括圆形筒、进气法兰组件和出气法兰组件，所述圆形筒采用至少能承受2MPA压力的石英玻璃制成，进气法兰组件、出气法兰组件分别布置在圆形筒的左右两侧，且三者结合密封圈共同围成一个密封的煤试件腔，所述进气法兰组件、出气法兰组件的外周分别通过呈圆周环绕在圆形筒外的双头螺杆螺母组件拉紧，所述圆形筒外裹覆有硅橡胶加热套，所述硅橡胶加热套上开有长条形的观察孔，在圆形筒的外正对观察孔的位置处安装有高速摄像仪。作为上述方案的优选，所述进气法兰组件包括进气法兰盘和气动阀连接头，两者均采用304不锈钢制成，气动阀连接头焊接在进气法兰盘的外侧，气动阀连接头的外侧端配车有外螺纹段用于连接至少6mpa的高压气动阀，进气法兰盘的内侧端带有第一凸台，所述圆形筒的其中一端头正好套装在第一凸台上。突出模拟试验中，通常在出气口安装爆破片，每次模拟试验均耗费一个爆破片，一个爆破片的成本大约在400元左右，试验成本高；采用高压气动阀替代传统的爆破片，利用突出试验中的高压气体打开高压气动阀，高压气动阀的成本为800元左右，且能重复使用，显著降低了试验成本，而高压气动阀利用配车的带外螺纹段的气动阀连接头进行安装，进一步简化了结构。进一步优选为，所述出气法兰组件包括出气法兰盘和进气管快接接头，两者均采用304不锈钢制成，进气管快接接头焊接在出气法兰盘的外侧，出气法兰盘的内侧端带有第二凸台，所述圆形筒的另一端头正好套装在第二凸台上。结合第一、第二凸台进行圆形筒两端头的套装，进行安装的初步定位后再结合双头螺杆螺母组件拉紧，同时两个凸台的设置也便于布置密封圈。进一步优选为，所述第一凸台、第二凸台与圆形筒的内壁之间，进气法兰盘、出气法兰盘与圆形筒的侧壁之间分别设置有氟胶O型圈作为所述密封圈。圆形筒两端的内壁、侧壁上分别设置氟胶O型圈，构成双重密封；同时，侧壁上的氟胶O型圈还能起到缓冲法兰组件对圆形筒压力的作用。进一步优选为，所述硅橡胶加热套展开后呈“H”形，“H”形的两端通过魔术贴或粘接扣固定，方便硅橡胶加热套的安装和拆卸。进一步优选为，所述煤试件腔的直径为φ50mm，长度为200mm；所述双头螺杆螺母组件采用304不锈钢制成，共6根；硅橡胶加热套的加热温度180℃，功率为1KW。本专利技术的有益效果：(1)选用至少能承受2MPA压力的石英玻璃作为圆形筒，并利用石英玻璃的透明特性，为突出试验的可视化奠定了基础；(2)由于石英玻璃钻孔与法兰组件连接，必然会影响其承压能力，因此成为了可视化突出试验的技术瓶颈，本专利技术创造性地利用法兰盘及双头螺杆螺母组件拉紧，避免在石英玻璃上钻孔影响强度，从而确保了突出试验可视化的实现；(3)在圆形筒外裹覆硅橡胶加热套，能根据需要进行不同温度的加热，以模拟不同地层因地热对突出的影响，同时还能进行渗流试验，实现了在一套设备上同时进行突出试验和渗流试验；(4)在硅橡胶加热套上开设长条形的观察孔，实现加热过程的可视化，避免因加热而影响观察；(5)由于突出过程时间非常短，在圆形筒外正对观察孔的位置处安装有高速摄像仪，能更加真实地反映突出过程，且高速摄像仪置于圆形筒外，不受突出过程中的气流影响，观察效果更加清晰。本试验装置能真实地模拟微型圆煤样在不同压力、不同温度等地下真实状况下的气体渗流及突出情况，实现可视化，能分别进行突出及渗流试验，使试验结果具有更高的现实指导意义，对煤层安全开采提供可靠保障。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为硅橡胶加热套的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步说明：结合图1、图2所示，一种圆煤样可视化突出试验装置，主要由圆形筒1、进气法兰组件2、出气法兰组件3、密封圈4、硅橡胶加热套5、双头螺杆螺母组件6组成。圆形筒1采用至少能承受2MPA压力的石英玻璃制成，石英玻璃为透明材质，选用至少能承受2MPA压力的石英玻璃。进气法兰组件2、出气法兰组件3分别布置在圆形筒1的左右两侧，且三者结合密封圈4共同围成一个密封的煤试件腔A，煤试件腔A用于放置圆形煤样。进气法兰组件2、出气法兰组件3的外周分别通过呈圆周环绕在圆形筒1外的双头螺杆螺母组件6拉紧。圆形筒1外裹覆有硅橡胶加热套5，硅橡胶加热套5上开有长条形的观察孔5a，在圆形筒1的外正对观察孔5a的位置处安装有高速摄像仪(图中未示出)。最好是，进气法兰组件2由进气法兰盘2a和气动阀连接头2b组成，两者均采用304不锈钢制成。气动阀连接头2b焊接在进气法兰盘2a的外侧，气动阀连接头2b的外侧端配车有外螺纹段用于连接至少6mpa的高压气动阀。进气法兰盘2a的内侧端带有第一凸台，圆形筒1的其中一端头正好套装在第一凸台上。出气法兰组件3由出气法兰盘3a和进气管快接接头3b组成，两者均采用304不锈钢制成。进气管快接接头3b焊接在出气法兰盘3a的外侧，出气法兰盘3a的内侧端带有第二凸台，圆形筒1的另一端头正好套装在第二凸台上。另外，第一凸台、第二凸台与圆形筒1的内壁之间，进气法兰盘2a、出气法兰盘3a与圆形筒1的侧壁之间分别设置有氟胶O型圈作为密封圈4，起到双重密封并缓冲法兰组件对圆形筒压力的作用。煤试件腔A的直径为φ50mm，长度为200mm；双头螺杆螺母组件6采用304不锈钢制成，共6根；硅橡胶加热套5的加热温度180℃，功率为1KW。硅橡胶加热套5展开后呈“H”形，“H”形的两端通过魔术贴或粘接扣固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆煤样可视化突出试验装置，包括圆形筒(1)、进气法兰组件(2)和出气法兰组件(3)，其特征在于：所述圆形筒(1)采用至少能承受2MPA压力的石英玻璃制成，进气法兰组件(2)、出气法兰组件(3)分别布置在圆形筒(1)的左右两侧，且三者结合密封圈(4)共同围成一个密封的煤试件腔(A)，所述进气法兰组件(2)、出气法兰组件(3)的外周分别通过呈圆周环绕在圆形筒(1)外的双头螺杆螺母组件(6)拉紧，所述圆形筒(1)外裹覆有硅橡胶加热套(5)，所述硅橡胶加热套(5)上开有长条形的观察孔(5a)，在圆形筒(1)的外正对观察孔(5a)的位置处安装有高速摄像仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆煤样可视化突出试验装置，包括圆形筒(1)、进气法兰组件(2)和出气法兰组件(3)，其特征在于：所述圆形筒(1)采用至少能承受2MPA压力的石英玻璃制成，进气法兰组件(2)、出气法兰组件(3)分别布置在圆形筒(1)的左右两侧，且三者结合密封圈(4)共同围成一个密封的煤试件腔(A)，所述进气法兰组件(2)、出气法兰组件(3)的外周分别通过呈圆周环绕在圆形筒(1)外的双头螺杆螺母组件(6)拉紧，所述圆形筒(1)外裹覆有硅橡胶加热套(5)，所述硅橡胶加热套(5)上开有长条形的观察孔(5a)，在圆形筒(1)的外正对观察孔(5a)的位置处安装有高速摄像仪。


2.按照权利要求1所述的圆煤样可视化突出试验装置，其特征在于：所述进气法兰组件(2)包括进气法兰盘(2a)和气动阀连接头(2b)，两者均采用304不锈钢制成，气动阀连接头(2b)焊接在进气法兰盘(2a)的外侧，气动阀连接头(2b)的外侧端配车有外螺纹段用于连接至少6mpa的高压气动阀，进气法兰盘(2a)的内侧端带有第一凸台，所述圆形筒(1)的其中一端头正好套装在第一凸台上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张东明，王浩，王磊，尹思禹，肖伟晶，余北辰，高恒，杨瀚，叶辰，王小蕾，王晨宇，陈嘉祺，李青霖，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50