[发明专利]一种动态钻屑变压解吸实验系统

摘要

本发明提供一种动态钻屑变压解吸实验系统，包括高压气源模块、抽真空模块、动态钻屑模拟模块、变解吸压力控制模块、参数采集与测控模块，本发明通过动态钻屑模块对容器内钻屑进行扰动，以模拟煤矿井下压风取样测定煤层瓦斯含量时钻屑不同的运动状态；通过对变解吸压力控制模块来调整煤样瓦斯解吸环境压力，可实现解吸环境压力为正压、为压力随时间变化的函数，可研究钻屑不同运动状态和不同解吸环境压力下动态解吸特性，模拟煤矿井下压风取样进行煤层瓦斯含量测定时煤样解吸的真实状态，系统测控灵敏，在减少人为操作误差前提下，可实现以秒为单位计量解吸量，为完善压风排渣取样过程中瓦斯损失量计算模型，为提高瓦斯量测定精度提供理论依据。

主权项

1.一种动态钻屑变压解吸实验系统，其包括高压气源模块、抽真空模块、动态钻屑模拟模块、变解吸压力控制模块、参数采集与测控模块；其特征在于，所述的高压气源模块包括依次串联的高压气源、气体减压阀及精密压力表；所述抽真空模块包括真空泵；所述真空泵、气体减压阀和阀门一采用三通一相连接；所述动态钻屑模拟模块包括电磁调速电机、吸附容器和搅拌桨，其中，所述电磁调速电机的输出端与搅拌桨相连，所述吸附容器外围设有电热圈加热层，所述吸附容器的上端设置有上端盖，所述吸附容器的下端设置有下端盖，所述吸附容器上端盖上设置有四个出口，所述电磁调速电机穿过所述吸附容器上端盖的其中一个出口伸入所述吸附容器内，以便使所述电磁调速电机的输出端连接所述搅拌桨，所述搅拌桨的尺寸比吸附容器腔室的尺寸小5mm，所述吸附容器与所述阀门一连接；所述变解吸压力控制模块包括PLC控制器、数据采集与显示平台、压力传感器二、电磁阀、维压容器、活塞、丝杆及伺服电机；所述维压容器上端部设有三个出口，所述压力传感器二的一接口接入到所述维压容器三个出口的一个出口上，所述压力传感器二的另一接口与PLC控制器的一个接口相连，所述PLC控制器的另一接口与所述数据采集与显示平台相连，所述电磁阀的一接口接入到维压容器，所述电磁阀的另一接口排空；所述活塞与所述丝杆连接置于所述维压容器内，所述伺服电机带动丝杆运动；所述参数采集与测控模块包括压力传感器一、压力传感器二、温度传感器、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五、气体质量流量计一、气体质量流量计二和气体质量流量计三，所述压力传感器一和所述温度传感器并联后的一个接口通过快速接头接入所述吸附容器的一个出口上，所述压力传感器一和所述温度传感器并联后的另一接口接入到参数采集与显示平台，电磁阀一及三通三的一个接口分别接入三通二的两个出口上，所述三通二的另一个出口与所述吸附容器通过阀门二相连，三通三的另两端分别与电磁阀三、三通四的一端连接，三通四的另两端与电磁阀二及电磁阀四相连，电磁阀三与气体质量流量计一连接，电磁阀二与气体质量流量计二连接，电磁阀四与气体质量流量计三连接，气体质量流量计二与气体质量流量计三分别接入三通五的两个出口，三通六的三个出口分别接入气体质量流量计一、三通五及维压容器；所述气体质量流量计一、气体质量流量计二、气体质量流量计三的数据输出端均接入参数采集与显示平台，所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五的控制线均与PLC控制器连接；所述气体质量流量计一、气体质量流量计二及气体质量流量计三的量程范围分别依次为100ml/min、500ml/min、10000ml/min；所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、电磁阀四、电磁阀五的耐压值均为10MPa。