适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置，属于用于瓦斯矿井的射流切割技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括液体加压系统、固体投放系统、气体加压系统、射流系统和数据采集处理系统，在射流系统中设置有三相混合罐；在液体加压系统中设置有高压储液罐，高压储液罐的进液端通过耐高压管路依次串接有液体增压泵、截止阀、过滤器、水源；高压储液罐的出口端通过耐高压管路依次串接泄压阀、液体流量计、电磁阀后与三相混合罐连通；本实用新型专利技术应用于瓦斯矿井内的射流切割。流切割。流切割。

【技术实现步骤摘要】
适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置


[0001]本技术适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置，属于用于瓦斯矿井的射流切割


技术介绍

[0002]煤矿井下作业必须要使用锚杆、锚索等对巷道进行支护，但随着井下作业进程的推进，部分支护区域需要维修与拆除，此时必须进行切割退锚，由于煤矿井下环境复杂多变，具有高温、高湿、高粉尘与瓦斯等特点，采用传统锚杆、锚索热切割的方式会产生静电与明火，将对煤矿工作人员的生命安全带来严重威胁。
[0003]为避免使用热切割带来的安全隐患，目前主流的冷切割技术为高压水射流切割技术，其中授权号为CN204772112U的技术专利，公开了一种“高效率高压水射流切割机”，其结构原理是将一定量的水通过泵送使其到达高压管路中，再经过喷嘴加快喷水的速度，形成射流；通过水射流，能够有效地切割、磨削、粉碎与冲蚀，且切割过程中并不会出现粉尘，亦不会产生有毒气体，可将其适用于复杂环境下的切割作业；该方法相比于传统锚杆、锚索的热切割方式，尽管高压水射流切割装置具有显著的优势，但由于其近300MPa～400MPa的高加载压力与混砂液射流在切割金属过程中，仍会产生高于瓦斯临界的着火温度的火花等安全问题，严重限制了该切割方法与技术在瓦斯矿井中的使用。

技术实现思路

[0004]本技术为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置硬件结构的改进。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置，包括液体加压系统、固体投放系统、气体加压系统、射流系统和数据采集处理系统，在所述射流系统中设置有三相混合罐；
[0006]在所述液体加压系统中设置有高压储液罐，所述高压储液罐的进液端通过耐高压管路依次串接有液体增压泵、第一截止阀、过滤器、水源；
[0007]所述高压储液罐的出口端通过耐高压管路依次串接第一泄压阀、液体流量计、第一电磁阀后与三相混合罐连通；
[0008]在所述高压储液罐的内壁上还设置有第一压力传感器与第一温度传感器；
[0009]在所述固体投放系统中设置有搅拌箱，所述搅拌箱的进液口通过普通管路与第二电磁阀的输出端相连，所述第二电磁阀的输入端通过普通管路接在液体增压泵与第一截止阀之间的耐高压管路上；
[0010]所述搅拌箱的进砂口通过进砂管与第三电磁阀的输出端相连，所述第三电磁阀的输入端通过进砂管与砂砾源连接；
[0011]所述搅拌箱的出液口通过耐高压管路与第四电磁阀的输入端相连，所述第四电磁阀的输出端通过耐高压管路接入三相混合罐中；
[0012]所述搅拌箱的底部还设置有电动搅拌轮，所述搅拌箱的内壁上还设置有粘度传感器；
[0013]在所述气体加压系统中设置有高压储气罐，所述高压储气罐的进气端通过耐高压管路依次串接有气体增压泵、第二截止阀、气源；
[0014]所述高压储气罐的出口端通过耐高压管路依次串接第二泄压阀、气体流量计、第五电磁阀后与三相混合罐连通；
[0015]所述高压储气罐的内壁上还设置有第二压力传感器与第二温度传感器；
[0016]所述三相混合罐的出口通过耐高压管路串接第六电磁阀后与喷嘴相连；
[0017]所述三相混合罐的内壁上还设置有第三压力传感器与第三温度传感器；
[0018]所述三相混合罐的外侧还设置有冷却箱；
[0019]在所述数据采集处理系统中设置有控制台，所述控制台中设置有中央控制器，所述中央控制器通过导线分别与第一截止阀、液体增压泵、第一压力传感器、第一温度传感器、第一泄压阀、液体流量计、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、电动搅拌器、粘度传感器、第四电磁阀、第二截止阀、气体增压泵、第二压力传感器、第二温度传感器、第二泄压阀、气体流量计、第五电磁阀、第三压力传感器、第三温度传感器、第六电磁阀的控制端相连。
[0020]还包括运载平台，所述高压储液罐、搅拌箱、高压储气罐、三相混合罐均安装在运载平台上；
[0021]所述运载平台具体为小型履带式运载车。
[0022]所述喷嘴的外壁上还设置有激光集束器，用于在射流切割过程中辅助人员瞄准与定位。
[0023]所述高压储液罐的容积在10L～20L范围内，最大耐压30MPa；
[0024]所述高压储气罐的容积是高压储液罐容积的1/2，最大耐压60MPa；
[0025]所述搅拌箱的容积是高压储液罐容积的2/3，最大耐压5MPa；
[0026]所述三相混合罐的容积是高压储液罐容积的1/5，最大耐压60MPa。
[0027]所述第一截止阀、第二截止阀具体为高压平衡式截止阀，最大耐压20MPa；
[0028]所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀具体为常闭式耐高压截止阀，最大耐压80MPa。
[0029]所述液体增压泵具体为大流量气动液体增压柱塞泵，最大输出压力26Mpa，输出流量2L/min；
[0030]所述气体增压泵具体为大流量气动气体增压柱塞泵，最大输出压力52Mpa，输出流量20L/min。
[0031]所述液体流量计具体为球面密封型耐压涡轮流量计，测量精度为1ml，最大耐压30MPa，工作温度的范围为
‑
20℃～150℃；
[0032]所述气体流量计具体为球面密封型耐压涡轮流量计，测量精度为1ml，最大耐压60MPa，工作温度的范围为
‑
20℃～150℃。
[0033]所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器的测温范围为0～100MPa，测量精度为0.1℃，最大耐温50℃。
[0034]所述粘度传感器的测量范围为0～1000cP，测量精度为0.5cP，最大耐压5MPa，工作温度的范围为
‑
40℃～105℃。
[0035]本技术相对于现有技术具备的有益效果为：本技术提供一种应用于瓦斯矿井中的射流切割装置，主要通过低压液体、中压气体及固体砂砾在低温环境下均匀混合，形成气泡包裹的含砂液，从而极大减小了喷射过程中的阻力；本装置通过气
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液
‑
固三相混合的方式提高了喷嘴处射流的速度，与单向液体或液
‑
固两相射流相比减小了切割所需的压力，实现了中低压条件下的射流切割；冷却箱的使用极大地降低了三相混合物的温度，减少了切割过程中火花的数量及其持续时间，使火花温度远低于瓦斯爆炸的临界着火温度，确保了在瓦斯矿井环境中该装置的安全使用。
附图说明
[0036]下面结合附图对本技术做进一步说明：
[0037]图1为本技术的结构示意图；
[0038]图2为本技术的电路结构示意图；
[0039]图3为本技术的使用状态效果图；
[0040]图中各序号含义为：1：水源；2：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于瓦斯矿井的中低压三相混合射流切割装置，包括液体加压系统、固体投放系统、气体加压系统、射流系统和数据采集处理系统，其特征在于：在所述射流系统中设置有三相混合罐（28）；在所述液体加压系统中设置有高压储液罐（5），所述高压储液罐（5）的进液端通过耐高压管路依次串接有液体增压泵（4）、第一截止阀（3）、过滤器（2）、水源（1）；所述高压储液罐（5）的出口端通过耐高压管路依次串接第一泄压阀（8）、液体流量计（9）、第一电磁阀（10）后与三相混合罐（28）连通；在所述高压储液罐（5）的内壁上还设置有第一压力传感器（6）与第一温度传感器（7）；在所述固体投放系统中设置有搅拌箱（14），所述搅拌箱（14）的进液口通过普通管路与第二电磁阀（11）的输出端相连，所述第二电磁阀（11）的输入端通过普通管路接在液体增压泵（4）与第一截止阀（3）之间的耐高压管路上；所述搅拌箱（14）的进砂口通过进砂管与第三电磁阀（13）的输出端相连，所述第三电磁阀（13）的输入端通过进砂管与砂砾源（12）连接；所述搅拌箱（14）的出液口通过耐高压管路与第四电磁阀（17）的输入端相连，所述第四电磁阀（17）的输出端通过耐高压管路接入三相混合罐（28）中；所述搅拌箱（14）的底部还设置有电动搅拌轮（15），所述搅拌箱（14）的内壁上还设置有粘度传感器（16）；在所述气体加压系统中设置有高压储气罐（21），所述高压储气罐（21）的进气端通过耐高压管路依次串接有气体增压泵（20）、第二截止阀（19）、气源（18）；所述高压储气罐（21）的出口端通过耐高压管路依次串接第二泄压阀（24）、气体流量计（25）、第五电磁阀（26）后与三相混合罐（28）连通；所述高压储气罐（21）的内壁上还设置有第二压力传感器（22）与第二温度传感器（23）；所述三相混合罐（28）的出口通过耐高压管路串接第六电磁阀（31）后与喷嘴（33）相连；所述三相混合罐（28）的内壁上还设置有第三压力传感器（29）与第三温度传感器（30）；所述三相混合罐（28）的外侧还设置有冷却箱（27）；在所述数据采集处理系统中设置有控制台，所述控制台中设置有中央控制器（34），所述中央控制器（34）通过导线分别与第一截止阀（3）、液体增压泵（4）、第一压力传感器（6）、第一温度传感器（7）、第一泄压阀（8）、液体流量计（9）、第一电磁阀（10）、第二电磁阀（11）、第三电磁阀（13）、电动搅拌器（15）、粘度传感器（16）、第四电磁阀（17）、第二截止阀（19）、气体增压泵（20）、第二压力传感器（22）、第二温度传感器（23）、第二泄压阀（24）、气体流量计（25）、第五电磁阀（26）、第三压力传感器（29）、第三温度传感器（30）、第六电磁阀（31）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹怀建，苏士龙，王金龙，姜小强，杜志峰，孔维一，
申请(专利权)人：华晋焦煤有限责任公司，
类型：新型
国别省市：