Устройство для определения объема газовыделения Советский патент 1979 года по МПК E21F7/00 

1

Изобретение относится к технике определения объема газовыделения, например, для контроля выделения метана в шахтах с поверхности забоя, боков, кровли и почвы горных выработок. .

Изобретение может быть использовано и в других областях техники, связанных, например, с определением газопроницаемости стен, перемычек и других поверхностей, а также как пробоотборник при выделении весьма малых количеств газа.

Известно устройство для определения объема газовыделений из угля включающее герметичный стакан, вакуумную камеру с клапаном и измерительный прибор, газоприемная часть которого выполнена малоинерционной с противоударным лабиринтом 1 .

Известное устройство не может быть использовано для замера газовыделения в шахте, где необходимо замерять объемы выделяюшегося газа, особенно малых его количеств, непосредственно с поверхностей горного массива в естественных условиях.

Известно также устройство для определения объема газовыделения, включающее вакуумную камеру, разделенную эластичной

мембраной на газоприе.мную и компенсационную полости, каждая из которых снабжена штуцерами, а последние газоводными трубками, с запорной арматурой и средство для создания вакуума в одной из полостей, в

частности вакуумный насос 2.

Недостатком указанного устройства является то, что оно не может быть использовано для точного замера во времени выделяюшегося газа с обнаженных поверхностей, особенно малых его количеств, а только пригодно для разовых отборов пробы при последующем определении свойств исследуемого газа по пробе в лабораторных условиях.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения газовыделений, особенно в малых его количествах. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено газосъемной емкостью, трубкой из прозрачного материала с шаровым шарниром, шкалой, штоком-указателем, измерителем давления отбираемого газа, приводным валиком, блокировочным кулачком и механизмом отсчета времени, причем газосъемная емкость соединена с газоприемной полостью вакуумной камеры посредством газоводной трубки с запорной арматурой, трубка из прозрачного материала с шаровым шарниром одним концом закреплена на поверхности газоприемной полости и сообщена с ней, а другим - с измерителем давления отбираемого газа, шток-указатель одним концом закреплен на эластичной мембране, а другой размещен в полости трубки из прозрачного материала и выполнен с возможностью перемещения по ней, щкала размещена на поверхности трубы из прозрачного материала, а приводной валик соединен с одной стороны с за горной арматурой газосъемной емкости, а с другой - с блокировочным кулачком, последний же соединен с механизмом отсчета времени. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для определения объема газовыделения с поверхности исследуемого объекта. Устройство содержит вакуумную камеру, выполненную в виде двух разъемных частей, одна из которых, преимущественно, имеет форму полусферы и перекрыта для образования газоприемной полости 1 эластичной, например, резиновой диафрагмой 2. Вторая разъемная часть камеры содержит крышку 3 и образует с упомянутой диафрагмой 2 компенсационную полость. Для отбора выделяющегося газа с обнаженной поверхности, устройство имеет газосъемную емкость, которая образована стаканом 4, плотно поджатым к обнаженной, поверхности 5 исследуемого объекта гаэовыделения, в частности, горного массива. Запорная арматура газосъемной емкости в виде трехходового крана 6 установлена на газоводной трубке 7, например, гибком шланге, которая сообщает газоприемную полость 1 вакуумной камеры с газосъемной емкостью. На поверхности газоприемной полости 1 жестко закреплена одним концом и сообщена с ней трубка 8, выполненная из прозрачного материала, например, плаксиглаза. В полости трубки 8 расположен шток- указатель 9, который имеет возможность перемещаться по ней. Вторым концом трубка 8 из прозрачного материала соединена с измерителем давления отбираемого газа 10, например и -образным микромонометром и снабжена шкалой 11, размещенной на поверхности трубки 8. Шкала проградуирована в единицах объема. Трубка 8 из прозрачного материала имеет щаровой щарнир 12, расположенный на противоположном конце от места ее закрепления к поверхности газоприемной полости 1. Компенсационная полость посредством канала 13 сообщена с насосом 14, являющимся средство.м создания вакуума в газоприемной полости, и через воздуховод 15 сообщена с атмосферой и снабжена запорной арматурой в виде микровентиля 16. Приводной валик 17 соединен с одной стороны с запорной арматурой газосъемной полости - трехходовым краном 6, а с другой - с блокировочным кулачком 18, последний же соединен с .механизмом отсчета времени 19, например, секундо.мером. Устройство работает следующим образом. Вначале устанавливают трехходовой кран 6 газоводной трубки 7 в положение сброса в атмосферу, а микровентиль 16 перекрывают. Затем насосом 14 нагнетают воздух либо жидкость в компенсационную полость, образованную крышкой 3 и упругой диафрагмой 2. Нагнетание производят до полного вытеснения газа из газоприемной полости образованной упругой диафрагмой 2 и полусферической частью вакуумной камеры, создавая тем самым вакуум в газоприемной полости. При этом шток- указатель 9 займет нулевое положение по шкале 11 в трубке 8 из прозрачного материала. Упругая диафрагма 2 при этом под воздействием избыточного давления прилегает к внутренней поверхности полусферы вакуумной камеры. Далее, газосъемную емкость, выполненную, преимущественно в форме стакана, прикладывают к поверхности 5 исследуе.мого объекта газовыделения, например, поверхности угольного забоя и герметизируют его. Вакуумная камера под действием собственного веса самоустанавливается в шаровом шарнире 12 в вертикальном положении. Трехходовой кран 6 переключают в положение поступления газа на газосъемной е.мкости - загерметизированного стакана 4 по газоводной трубке 7 в газоприемную полость, образованную полусферой 1 и упругой диафрагмой 2. При повороте трехходового крана 6 блокировчный кулачок 18, закрепленный на приводном валике 17, воздействует на головку механизма отсчета времени 19, например, секундомера, и последний запускается. При поступлении газа в газолриемную полость визуально наблюдают за показателем измерителя давления отбираемого газа, например и -образного микроманометра 10 и по мере нарушения равенства давлений в газоприемной полости и атмосферного, микровентилем 16 стравливают воздух или жидкость из компенсационной полости до полного уравновешивания, а по шкале 11, установленной на трубке 8 .отсчитывают объем газа, непосредственно поступивший в газоприемную полость за определенный про.межуток времени. При необходимости перекрывают трехходовой кран 6, изолируя таким образом отобранную порцию газа. Механизм отсчета времени 19 при этом останавливается.

Если требуется произвести анализ выелившегося газа в лабораторных условиях, то посредством накачивания воздуха или жидкости насосом 14 в компенсационную олость пропускают газ через трехходовой кран 6 из газоприемной полости в другую j емкость. При этом шток-указатель 9 вновь устанавливается в нулевое положение и устройство подготовлено для приема и замера очередной порции выделившегося газа.

Устройство-позволяет с высокой точностью определять объе.мы выделяюшегося га- ю за, особенно в малых количествах, с обнаженной поверхности исследуемого объекта.

Одним из таких объектом исследования является обнаженная поверхность горного массива (породного или угольного), которая может выделять газ в естественных условиях.

Такие замеры позволяют повысить качество исследовательских работ при изучении процессов .газовыделения, упростить и резко сократить время на замеры.20

Устройство . позволит также повысить точность исследований при определении газопроницаемости стен, различного рода пере.мычек и поверхностей других объектов.

Формула изобретения

Устройство для определения объе.ма газовыделения, включающее вакуумную камеру, выполненную в виде двух разделенных между собой эластичной мембраной полостей, газоприемной и компенсационной, каждая из которых снабжена штуцерами, а последние газоводными трубками с запорной арматурой, измерительным прибором и вакуумным насосом, отличающееся тем, что. с целью повышения точности измерения малых объемов газовыделений оно снабжено газосъемной емкостью, трубкой из прозрачного материала с шаровым шарниром, шкалой, штоком-указателем, измерителем давления отбираемого газа, приводным валиком, блокировочным кулачком и механиз.мом отсчета времени, причем газосъемная емкость соединена с газоприемной полостью вакуумной камеры посредством газоводной трубки с запорной арматурой, -i рубка из прозрачного материала с шаровым шарниром одним концом закреплена на поверхности газоприемной полости и сообшена с ней, а другим - с измерителем давления отбираемого газа, шток-указатель одним концом закреплен на эластичной мембране, а другим - размешен в полости трубки из прозрачного материала и выполнен с возможностью перемещения по ней, шкала размешена на поверхности трубки из прозрачного материала, а приводной валик соединен с одной стороны с запорной арматурой газосъе.мной емкости, а с другой - с блокировочным кулачком, последний же соединен с механизмом отсчета вре.мени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР jYo 201285, кл. Е 21 F 7/00, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 392237, кл. Е 21 В 49/00, 1971.

10