一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置及测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置及测试装置，所述模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置包括驱动装置、双轮盘传动装置和模拟取芯装置；所述模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应的测试装置，还包括通过三通管件与所述模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置连接的充气定量系统和真空脱气系统、数据采集装置。本实用新型专利技术模拟取芯过程及该过程中产生的热效应，包括取芯钻头切削煤体产生的切削热及取芯管管壁摩擦煤壁产生的摩擦热，实现整个过程数据采集及处理自动化，能较好地还原现场取芯的全过程，实现含瓦斯煤取芯过程中温度场的相似模拟。的相似模拟。的相似模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置及测试装置


[0001]本技术涉及于矿井瓦斯防治
，特别是涉及一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置及测试装置。

技术介绍

[0002]煤层瓦斯含量是煤矿瓦斯治理的基础参数。在煤层瓦斯含量测定过程中，取样方式的不同会影响煤层瓦斯含量的准确测定。目前，我国煤矿大多采用取芯管取样，该取样方式具有能够定点取样的优点。然而，取芯管在钻进煤层，提取煤样时，钻头切削煤样会产生热量、取芯管与煤层摩擦也会产热，热量传导至煤样使其温度升高、发生变质并加速煤样瓦斯解吸。为了提高取样质量及瓦斯含量测定的准确性，需要解决钻头与煤层切削产热以及取芯管与煤层摩擦生热而加速煤样解吸的问题。在解决这一问题之前，我们必须先弄清楚煤样取芯过程中的温度传导规律以及煤芯的温度场分布，得到取芯过程中的温度变化对煤样瓦斯解吸的影响规律，从而为尽可能减小取芯过程的瓦斯解吸速率和漏失瓦斯量的新型取芯技术的研发提出理论依据；实际取芯过程中的漏失瓦斯量没法实测，取芯管与煤芯的温度场分布也不得而知，因此，为了准确推算取芯过程中煤芯瓦斯漏失量和取芯管与煤芯的温度场分布，需要有一套可真实模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置。

技术实现思路

[0003]针对目前实际取芯过程的漏失瓦斯量没法实测，取芯管与煤芯的温度场分布不清楚，为了准确推算取芯过程中煤芯瓦斯漏失量和取芯管与煤芯的温度场分布，需要有一套可真实模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置。
[0004]本技术的目的通过下述技术方案实现：
[0005]一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，包括驱动装置、双轮盘传动装置和模拟取芯装置；所述双轮盘传动装置包括2个共轴设置的主动轮盘和2个共轴设置的从动轮盘，所述驱动装置通过联轴器与主动轮盘的转动轴连接，所述从动轮盘中心设置有通孔；所述模拟取芯装置包括加热装置，取芯钻头，与取芯钻头共轴设置的取芯管，2个轴承座，所述加热装置可对取芯钻头进行加热，所述取芯管两头分别穿过从动轮盘中心的通孔设置在2个轴承座上，可通过限位装置固定在轴承座上，所述从动轮盘通过轴承滑动设置在轴承座上，所述取芯管与取芯钻头同轴设置，所述双从动轮盘之间上轴对称设置有转杆，所述转杆上等距设置有若干螺孔，螺孔中均设置有带螺纹的压力杆，所述螺纹与螺孔相配合，所述压力杆上设置有紧固螺帽，所述压力杆末端活动设置有摩擦块；所述取芯管两端设有密封，管壁上设置有若干深孔，深孔中设置温度传感器I，一端设置有通气管和插入取芯管内部的温度传感器II，所述压力杆上设置有压力传感器I；
[0006]进一步的，所述主动轮盘和从动轮盘通过盘周设置的轮齿啮合传动；
[0007]作为本专利技术的另一种实现方式，所述主动轮盘和从动轮盘通过皮带传动；
[0008]作为优选，所述加热装置为可调温加热炉或中频电炉加热线圈；
[0009]进一步的，所述摩擦块上与取芯管的接触部位设置有摩擦片，所述摩擦片与取芯管形状相配合；
[0010]更进一步的，所述摩擦片的表面为光滑接触面，可模拟面摩擦；
[0011]作为优选，所述摩擦片的表面设置有点状或块状突起，可模拟点摩擦；
[0012]一种包括上述模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置的测试装置，还包括数据采集装置、通过三通管件和管线与所述模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置的通气管连接的充气定量系统和真空脱气系统，所述充气定量系统和三通管件之间设置有阀门I，所述真空脱气系统和三通管件之间设置有阀门II，所述通气管和三通管件之间依次设置有压力传感器II、阀门V、解吸仪，所述解吸仪通过阀门III连通管线；
[0013]所述充气定量系统由管线顺序连接的高压甲烷气瓶、阀门IV、压力表I、阀门VI、充气罐和连接阀门I的管线，所述管线上设置有压力表II；
[0014]所述真空脱气系统包括真空泵、连接真空泵与阀门II的真空管线和设置在真空管线上的真空计；
[0015]所述数据采集装置分别数据连接加热装置的控制器、压力传感器I、压力传感器II、温度传感器I和温度传感器II。
[0016]以下内容是为了便于理解本技术，但并不作为实施本技术的限制：所述前述驱动装置可以但不限于是步进电机、变频电机、步进电机与减速机的组合、变频电机与减速机的组合；前述数据采集装置可以但不限于加装专用软件的普通电脑、专业数据采集电脑、其他进行数据采集并同步显示数据的专业装置或设备；前述将取芯管和轴承座进行固定的限位装置可以但不限于是紧固螺栓、卡榫、爪盘，也可以是分别设置在取芯管和轴承座且相互配合的卡头和卡槽；所述摩擦块上的摩擦片采用硬质摩擦材料制成，可以但不限于粉末铜基摩擦材料、粉末铁基摩擦材料、非金属摩擦材料、三元复合摩擦材料中的一种；摩擦块上还可以设置无线温度传感器和无线压力传感器，与数据采集装置无线连接，连接方式可以是基于wifi、蓝牙、6lowpen、ZigBee的无线传输技术中的至少1种。
[0017]本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0018]本技术模拟了煤岩环境下的取芯过程及该过程的热交换效应，进行取芯过程中煤芯瓦斯解吸测试，实现了整个过程数据采集和处理的自动化能够较好地还原现场取芯的全过程。
附图说明
[0019]图1为本技术中模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置的俯视结构示意图。
[0020]图2为实施例一中双轮盘传动装置的侧视结构示意图。
[0021]图3为实施例二中双轮盘传动装置的侧视结构示意图。
[0022]图4为本技术中测试装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。
[0024]本技术描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、
“
底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]实施例一
[0026]如图1、图2、图4所示，一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，包括驱动装置1、双轮盘传动装置3和模拟取芯装置；所述双轮盘传动装置3包括2 个共轴设置的主动轮盘301和2个共轴设置的从动轮盘302，所述驱动装置1通过联轴器2与主动轮盘301的转动轴连接，所述从动轮盘302中心设置有通孔；所述模拟取芯装置包括加热装置4，取芯钻头5，与取芯钻头5共轴设置的取芯管7，2个轴承座6，所述加热装置4可对取芯钻头5进行加热，所述取芯管7 两头分别穿过从动轮盘302中心的通孔设置在2个轴承座6上，可通过限位装置固定在轴承座6上，所述从动轮盘302通过轴承滑动设置在轴承座6上，所述取芯管7与取芯钻头5同轴设置，所述双从动轮盘302之间上轴对称设置有转杆8，所述转杆8上等距设置有若干螺孔，螺孔中均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，其特征在于：包括驱动装置、双轮盘传动装置和模拟取芯装置；所述双轮盘传动装置包括2个共轴设置的主动轮盘和2个共轴设置的从动轮盘，所述驱动装置通过联轴器与主动轮盘的转动轴连接，所述从动轮盘中心设置有通孔；所述模拟取芯装置包括加热装置，取芯钻头，与取芯钻头共轴设置的取芯管，2个轴承座，所述加热装置可对取芯钻头进行加热，所述取芯管两头分别穿过从动轮盘中心的通孔设置在2个轴承座上，可通过限位装置固定在轴承座上，所述从动轮盘通过轴承滑动设置在轴承座上，所述取芯管与取芯钻头同轴设置，所述双从动轮盘之间上轴对称设置有转杆，所述转杆上等距设置有若干螺孔，螺孔中均设置有带螺纹的压力杆，所述螺纹与螺孔相配合，所述压力杆上设置有紧固螺帽，所述压力杆末端活动设置有摩擦块；所述取芯管两端设有密封，管壁上设置有若干深孔，深孔中设置温度传感器I，一端设置有通气管和插入取芯管内部的温度传感器II，所述压力杆上设置有压力传感器I。2.根据权利要求1所述的一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，其特征在于：所述主动轮盘和从动轮盘通过盘周设置的轮齿啮合传动。3.根据权利要求1所述的一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，其特征在于：所述主动轮盘和从动轮盘通过皮带传动。4.根据权利要求1所述的一种模拟含瓦斯煤取芯过程中热效应装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俏，张康佳，马兴莹，孙永鑫，王兆丰，范道鹏，梁景年，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：