[发明专利]一种充填气爆消除器

说明书

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，具体涉及井下充填过程的一种安全保障装置，尤其是能自动选择性地排除混入输送管道内的气体而防止气爆发生的充填气爆消除器。

背景技术

目前，公知的在采矿充填作业中，充填浆体的输送过程极易混入大量的气体，这部分混入的气体在输送管道内气析呈气、浆断续状态，气体被压缩随浆体同步运行。当充填管道出现不均匀给料而产生水击脉冲现象时，压缩气体会瞬间能量聚集，发生输送管道爆裂事故；当压缩气体运行至充填管道排料端时又会瞬间减压产生气爆，这种气爆能使充填管道跳跃舞动，极易造成伤人事故。多年来，人们试图解决气体混入的问题，但由于充填过程十分复杂，充填浆体的造浆浓度、给料方式、充填倍线、生产能力、管道流速等技术参数，都对这气体混入有着较大的影响，并且是一种不定量的变数关系，因此问题一直未能解决；有人曾试图采用改变充填管道为异径输送解决气体混入或加设缓冲压力包等措施解决气爆问题，但是收效甚微，一直不能从根本上解决问题，在2011年五月“中国第五届充填采矿技术与装备大会”上该问题被列为充填采矿技术四大难题之一，并号召广大工程技术人员，积极努力，尽快予以攻克，但时至今日，问题仍未得到解决。

发明内容

为了解决采矿充填过程的充填浆体混入气体导致输送管道爆裂及发生气爆伤人事故的问题，本发明提供了一种充填气爆消除器，该充填气爆消除器是利用混入气体与充填浆体在输送管道内呈断续分开、同步运行的特点，以及气、浆不同的物理特性，将气体自动地、选择性地排出，不影响充填浆体的正常运行，从而消除了因水击脉冲现象所造成的危害，也不会再在排料端发生气爆，因此可以：避免相关事故的发生，保障安全生产的正常进行。

本发明提供的一种充填气爆消除器，它与充填管道串联，由进料管、出料管、排气管、气浆分离阀、单向排气阀、气浆分离室、缓冲室，共七个部分组成。其工作原理是：当充填浆体与混入的气体经进料管以正向压力进入气浆分离室之后，浆体在其重力的作用下优先落入气浆分离室底部，并进入位于底部的出料管，而混入的气体则滞留于浆体上部不能进入出料管，只能进入缓冲室经排气管排出；随着充填浆体与混入气体的断续或连续地进入，浆体与气体在气浆分离室内自然形成的气、浆界面将连续提高，当这一界面高于进料管的底线时，给入的浆体就会对气浆分离阀产生浮力和平向推力使气浆分离阀趋于关闭状态，这时如果只是浆体进入没有气体进入，这气浆分离阀就会完全关闭，进入的浆体也就只能同步从出料管排出；当有气体混入或气体连续进入时，进入的气体挤压浆体，使得气、浆界面下向移动，当界面低于进料管的底线时，气浆分离阀就失去了浆体的浮力和推力，就会凭自身的重力自动打开，同时由于气体的存在，它还会被水击脉冲力的反作用力弹开并自动地排出压缩气体；当压缩气体排完，接续而来的浆体又会浮起并推动气浆分离阀关闭，这样既保证了充填浆体的连续输送，同时也保证了压缩气体不再进入充填管道，从而保障了人身安全和生产安全。

本发明提供的一种充填气爆消除器，其特征在于单向排气阀位于顶端与缓冲室法兰连接，缓冲室位于气浆分离室上方与气浆分离室法兰连接，气浆分离阀虽然在气浆分离室之内，但却以铰链连接方式固定在缓冲室底下；气浆分离室的结构是进料管在上部，出料管在底部，两管对应布置，分别与充填管道连接。设置单向排气阀的目的在于它不仅要足以排除经气浆分离阀排出的气体，而且还必须做到防止气体回流和其它气体的进入。单向排气阀是为了防止气体被吸入输送管道，给充填作业造成危害而设置的安全必备器件。缓冲室的设置则是为了在压缩气体排出时起消音减震作用。

本发明提供的一种充填气爆消除器，其特征还在于：a、进料管、出料管、排气管，皆为一个规格型号的厚壁无缝钢管做成，厚壁无缝钢管具有较好的耐磨性，能承受较强的工作压力；b、气浆分离室、缓冲室的筒壁，也是同一规格型号的厚壁无缝钢管做成，厚壁无缝钢管具有较好的耐磨性，能承受较强的工作压力；c、气浆分离阀、单向排气阀，气浆分离室、缓冲室的底、盖都是同一种规格型号的优质钢板制作而成；d、所有连接法兰、铰链轴销、固定螺丝，皆选用与之匹配的国标产品。

本发明提供的一种充填气爆消除器，其特征在于：它只是工作于低压工况，不属于压力容器类设备，使用普通的割焊器具即可加工制造。

本发明的有益效果是：a.结构简单，容易制造，安装方便，工作稳定；b.自动排气，无需动力，消音减震，安全可靠；c.能排尽混入的气体，不再受水击脉冲力影响，避免了爆管事故的发生；d.排尽了混入的气体，即消除了气爆现象，保障了人身安全。

附图说明