一种高精度变径式煤矿用提纯装置的制作方法

本发明涉及煤矿提纯技术领域，具体为一种高精度变径式煤矿用提纯装置。

背景技术：

煤矿可以提炼出煤气、焦炭等工业用品，粗煤中含有含有但煤层气中甲烷含量很低，需要提纯至80％后才能使用，一般采用变压吸附技术，而变压吸附技术通常需要将环境抽成真空，需要单独的真空泵，而温度也会对提取过程造成影响，此种方式无法做到真空度和反应温度的匹配。因此，设计匹配性高的一种高精度变径式煤矿用提纯装置是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高精度变径式煤矿用提纯装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高精度变径式煤矿用提纯装置，包括提纯装置，其特征在于：所述提纯装置包括上下对称设置的短弧壳和长弧壳，所述短弧壳的半径小于长弧壳，所述短弧壳与长弧壳之间连接有凸台，所述长弧壳的底部对应安装有电热丝，所述凸台的外壁设置有吸附头，所述提纯装置的中部转动设置有辊轮，所述辊轮的两侧对应安装有锥形板，且两个锥形板长度与短弧壳和长弧壳的半径相适配，所述提纯装置的两侧对应安装有支架。

根据上述技术方案，所述锥形板的一端连接有接触轮，所述接触轮的外壁开设有单向斜齿，且单向斜齿与短弧壳和长弧壳的内壁接触。

根据上述技术方案，所述锥形板与短弧壳和长弧壳之间连接有弹性牵拉部，所述短弧壳的顶部和长弧壳的底部均设置有惯性阻通装置，所述惯性阻通装置包括阻通阀体，所述阻通阀体的内部安装有卡接体，所述卡接体的外壁均匀开设有三个凹槽，且凹槽的内部活动安装有惯性球，三个所述惯性球的密度各不相同，所述惯性球上均匀开设有渗出孔，所述惯性球和接触轮均具有磁性。

根据上述技术方案，所述阻通阀体的顶部和底部对应贯通连接有保持架，两个所述保持架之间贯通连接有压滤壳，所述压滤壳的内部转动连接有压滤轴，所述压滤轴的外部缠绕有泵送螺旋，所述压滤轴的两端对应设置有l型流道。

根据上述技术方案，所述保持架与阻通阀体的一侧贯通连接有弹性体，所述短弧壳和长弧壳的两侧外壁与外部转矩连接，所述压滤壳的一侧设置有分配装置，所述分配装置包括分配罐，所述分配罐的内壁滑动设置有塞板，所述塞板的一端连接有螺杆，所述螺杆的一端连接有弧形接触部，所述弧形接触部与短弧壳和长弧壳的外壁相接触。

根据上述技术方案，所述分配罐的一端连接有接触部，两个所述分配罐通过接触部相互面对设置，所述支架的一侧安装有中轴，所述中轴的两边安装有平衡架，位于上方的所述分配罐安装在平衡架的一侧。

根据上述技术方案，两个所述分配罐之间连接有除杂箱，所述除杂箱的内壁对应安装有挡流板，且两个挡流板之间铰接有铰接杆，所述铰接杆的一端连接有支杆，所述支杆的一端连接有节流球，所述除杂箱的一侧贯通连接有逆止阀一，所述逆止阀一的一端贯通连接有逆止阀二。

根据上述技术方案，所述除杂箱的中部与辊轮贯通连接。

根据上述技术方案，所述塞板的一端连接有嵌合部，所述嵌合部的内部螺接有螺杆，所述分配罐的内壁还通过轴承转动连接有转动体一，所述转动体一和嵌合部的相邻侧对应开设有旋向相反的齿，所述嵌合部的一侧设置有弹簧，所述转动体一的一侧连接有收缩部，所述收缩部穿过分配罐，所述收缩部的两侧对应开设有滑槽，所述滑槽的外部滑动套接有套壳。

根据上述技术方案，所述阻通阀体的内部设置有柔性膜，所述柔性膜与惯性球相接触。

根据上述技术方案，所述辊轮的外部均匀通过焊接固定有接合凸条，所述短弧壳和长弧壳的内壁开设有螺旋槽，且螺旋槽的内部滑动安装有弹力圈，所述弹力圈的内壁连接有反应柱，所述反应柱的一端贯通连接有菌类释放盒，所述反应柱与辊轮相邻侧的内壁均匀粘接有柔性刮条，所述柔性刮条的一端与接合凸条相接触。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，使得左腔的炉内压强增大并持续降温使得甲烷和二氧化硫从煤层中溢出，并通过吸附头排出，右腔加热面积增大且炉内压强减小，造成炉内焦炭的膨胀疏松，使得颗粒之间的间隙增大，同时从外部吸入空气，有利于下次加压和加热，形成降温升压、升温降压的循环，实现温度和压强的匹配。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体原理示意图；

图3是本发明的惯性阻通装置结构示意图；

图4是本发明的分配罐内部结构示意图；

图5是本发明的辊轮安装示意图；

图中：1、分配装置；2、压滤壳；3、提纯装置；4、除杂箱；5、惯性阻通装置；11、平衡架；12、中轴；13、分配罐；14、接触部；15、塞板；16、嵌合部；161、弹簧；17、螺杆；171、弧形接触部；18、转动体一；181、收缩部；19、套壳；21、保持架；211、弹性体；22、压滤轴；23、泵送螺旋；24、分流道；31、支架；32、短弧壳；33、长弧壳；34、弹性牵拉部；35、锥形板；36、辊轮；37、凸台；38、接触轮；41、挡流板；42、铰接杆；43、支杆；44、节流球；45、逆止阀一；46、逆止阀二；51、惯性球；52、柔性膜；53、卡接体；54、阻通阀体；361、菌类释放盒；362、反应柱；363、柔性刮条；364、弹力圈；365、接合凸条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种高精度变径式煤矿用提纯装置，包括提纯装置3，其特征在于：提纯装置3包括上下对称设置的短弧壳32和长弧壳33，短弧壳32的半径小于长弧壳33，短弧壳32与长弧壳33之间连接有凸台37，长弧壳33的底部对应安装有电热丝，凸台37的外壁设置有吸附头，提纯装置3的中部转动设置有辊轮36，辊轮36的两侧对应安装有锥形板35，且两个锥形板35长度与短弧壳32和长弧壳33的半径相适配，提纯装置3的两侧对应安装有支架31，当使用该提纯装置时，首先将待分馏的煤粉通入长弧壳33内部，并驱动辊轮36转动，锥形板35用于将煤粉分隔开形成左腔和右腔，随着锥形板35的转动，可以对加热区域面积即加热温度进行调整，另一方面短弧壳32增加的面积小于长弧壳33减小的面积，使得左腔的炉内压强增大并持续降温使得甲烷和二氧化硫从煤层中溢出，并通过吸附头排出，右腔加热面积增大且炉内压强减小，造成炉内焦炭的膨胀疏松，使得颗粒之间的间隙增大，同时从外部吸入空气，有利于下次加压和加热，形成降温升压、升温降压的循环，通过选取合适的短弧壳32与长弧壳33半径的比值可以调整温度和压强的比值关系，便于产物充分的溢出，实现温度和压强的匹配；

锥形板35的一端连接有接触轮38，接触轮38的外壁开设有单向斜齿，且单向斜齿与短弧壳32和长弧壳33的内壁接触，当转动时辊轮36贴着短弧壳32和长弧壳33滚动，对最下层的煤粉进行碾压，使下层的煤粉与底壁致密贴合，加热效果更充分，上层的煤粉进行贴壁冷却形成冷硬的煤壳，冷却效果更佳，同时辊轮36在回撤转动时会反向转动，单向斜齿会将贴附在内壁的煤粉层刮起，将左腔的底层高热致密煤粉壳重新混入右腔室的刚刚升温后细颗粒煤粉中，煤粉壳表面形成柔软的煤粉灰碳化层，混合充分后便于形成具有高热值且易燃的混合物，而右腔室冷硬的低温煤粉壳被降温后的细煤粉颗粒包裹在外部，便于细煤粉颗粒在落下后两边具有极大温差，表面凝结出水蒸气，进一步排出煤粉中的水分，使煤粉干燥效果更好；

锥形板35与短弧壳32和长弧壳33之间连接有弹性牵拉部34，短弧壳32的顶部和长弧壳33的底部均设置有惯性阻通装置5，惯性阻通装置5包括阻通阀体54，阻通阀体54的内部安装有卡接体53，卡接体53的外壁均匀开设有三个凹槽，且凹槽的内部活动安装有惯性球51，三个惯性球51的密度各不相同，惯性球51上均匀开设有渗出孔，惯性球51和接触轮38均具有磁性，在接触轮38往复刮动时，会将煤粉灰挤入阻通阀体54内，此时驱动卡接体53旋转，低转速时由于惯性力较大，可以将较重的惯性球51甩出，锥形板35顺向转动由于斥力会带动卡接体53逆时针转动，惯性球51将阻通阀体54内部的惰性气体挤入煤粉中，对即将加热的右侧腔室内的煤粉通入惰性气体防止外部空气与氧气的浓度过高造成爆燃的现象，锥形板35逆向转动由于斥力会带动卡接体53顺时针转动，将密度较小的氢气收集在内部，并且随着锥形板35转动速度的加快，卡接体53转动的速度也会加快，更快地进行泵气，达到防止惰性气体浪费的效果，并且也防止惰性气体含量过高造成甲烷的吸收浓度过低，逆时针转动的速度越快会造成氢气吸收速度的变大，可以更快地吸收氢气，防止内部氢气的浓度过高来不及吸收；

阻通阀体54的顶部和底部对应贯通连接有保持架21，两个保持架21之间贯通连接有压滤壳2，压滤壳2的内部转动连接有压滤轴22，压滤轴22的外部缠绕有泵送螺旋23，压滤轴22的两端对应设置有l型流道，随着惯性球51的转动会有一部分煤粉灰挤入保持架21内，并通入压滤壳2的内部，此时向其内部通入压滤液可以将煤粉中的微量元素析出，随着煤粉的不断来回泵送，压滤液从两端的l型通道进入中部与煤粉充分接触，最后再合流流出，达到了同步过滤的效果，并且当切断一端的通路时，随着泵送螺旋23的不断转动，可以提高压滤液的压力，让更难析出的杂质也能渗出，达到了分种类回收的效果，简化后续的分离步骤；

保持架21与阻通阀体54的一侧贯通连接有弹性体211，短弧壳32和长弧壳33的两侧外壁与外部转矩连接，压滤壳2的一侧设置有分配装置1，分配装置1包括分配罐13，分配罐13的内壁滑动设置有塞板15，塞板15的一端连接有螺杆17，螺杆17的一端连接有弧形接触部171，弧形接触部171与短弧壳32和长弧壳33的外壁相接触，当需要涂覆防护煤层时，只需驱动短弧壳32和长弧壳33转动，阻通阀体54也会随之滚动，随着滚动部分压滤后的煤粉从其端口渗出，并且由于压滤液的作用，煤粉会贴附在两者的外壁，当转动到底部时会与加热部件接触实现高温烘烤，烘干成为完全提取后的煤渣壳，当转动到凸台37的位置时，弹性体211释放能量使得可以引起较大的震颤，可以阻通阀体54敲打在外壳上，将煤粉壳震落，震落的煤粉壳呈一大一小两个堆叠起来的弧形，用于承装后续烘干工艺当中的煤球，小煤粉壳用于盖在煤球上防止煤球与空气接触，相比于其他承装容器，可以起到更好的通气效果便于水蒸气的溢出；

分配罐13的一端连接有接触部14，两个分配罐13通过接触部14相互面对设置，支架31的一侧安装有中轴12，中轴12的两边安装有平衡架11，位于上方的分配罐13安装在平衡架11的一侧，当转动中轴12可以带动各个分配罐13切换位置，在一个分配罐13吸收甲烷满了之后无缝接合到下一个，同时当两个分配罐13的接触部14相互接合时，通过挤压塞板15，可以将上一个分配罐13没分配完的甲烷重新通入该分配罐13中，防止甲烷在定量存取时产生不够定量部分的浪费，提高甲烷的利用率；

两个分配罐13之间连接有除杂箱4，除杂箱4的内壁对应安装有挡流板41，且两个挡流板41之间铰接有铰接杆42，铰接杆42的一端连接有支杆43，支杆43的一端连接有节流球44，除杂箱4的一侧贯通连接有逆止阀一45，逆止阀一45的一端贯通连接有逆止阀二46，通入分配罐13的气体中含有一部分惰性气体，在自然沉淀后会通入除杂箱4中，将挡流板41向内挤压，上方少量误排进的氢气首先累积在上方分配罐13的顶部，随着惰性气体含量的增多，会将铰接杆42向中间挤压，从而将支杆43向内缩回，使得两个分配罐13之间的甲烷可以回收进除杂箱4的中部，便于甲烷的有序分配，在外部将甲烷抽送走后，两个挡流板41向中间挤压，使得氢气可以进入除杂箱4的下腔室，从另一方面抽迅速送走，此时分配罐13呈接近真空状态，此时节流球44会短暂地脱离逆止阀一45，使得抽走后挡流板41向两边运动使得未除尽的其他气体如氧气等通入两个挡流板41之间，便于实现甲烷、氢气和惰性气体的有序分离，防止三者混合；

除杂箱4的中部与辊轮36贯通连接，其他气体在挡流板41重新向两边扩散时会挤压到中部，进而回到辊轮36内并通入提纯装置2中得到重复利用；

塞板15的一端连接有嵌合部16，嵌合部16的内部螺接有螺杆17，分配罐13的内壁还通过轴承转动连接有转动体一18，转动体一18和嵌合部16的相邻侧对应开设有旋向相反的齿，嵌合部16的一侧设置有弹簧161，转动体一18的一侧连接有收缩部181，收缩部181穿过分配罐13，收缩部181的两侧对应开设有滑槽，滑槽的外部滑动套接有套壳19，在抽送时驱动螺杆17转动，此时会带动嵌合部16转动，通过轮齿的啮合使得上方的分配罐13向前进给，便于两者接合，反向转动时会由于轮齿之间反向啮合发出哒哒的声音，并且通过声音可以判断出移开的距离和速度，提醒操作人员防止甲烷气体的泄漏和掌握转动速度，相比于电子提醒装置，此种方式完全不会出现故障，大大保证了操作人员的安全性；

阻通阀体54的内部设置有柔性膜52，柔性膜52与惯性球51相接触，柔性膜52的内部为非牛顿流体，可以防止煤灰粘接到惯性球51上，同时在由于煤粉量不足导致的空转现象发生时，由于卡接体53转动的速度过快可能造成惰性气体的过量挤出，从而时内部压强过大造成爆炸现象，非牛顿流体一方面可以使得泵送过程变得平滑不造成气体突变，另一方面由于其瞬时刚性的性质可以防止惯性球51快速甩出，提升装置的安全性；

辊轮36的外部均匀通过焊接固定有接合凸条365，短弧壳32和长弧壳33的内壁开设有螺旋槽，且螺旋槽的内部滑动安装有弹力圈364，弹力圈364的内壁连接有反应柱362，反应柱362的一端贯通连接有菌类释放盒361，反应柱362与辊轮36相邻侧的内壁均匀粘接有柔性刮条363，柔性刮条363的一端与接合凸条365相接触，反应开始前将产甲烷细菌放入菌类释放盒361中，并向反应柱362内通入培养液，起始时甲烷也会通入除杂箱4的中部，一部分直接回收，一部分会将通入辊轮36中并泄漏进柔性刮条363之间的缝隙中，向反应柱362内通入甲烷挤出氧气并使得柔性刮条363发生不规则摆动，甲烷达到一定量时触发厌氧状态，细菌功能被激活，且由于震荡会挤落叠加在上方的细菌菌群，便于提高即将开始的甲烷生成作用效果，而在其他时候反应柱362不动，任由细菌自然生长不干扰其生长环境，在涂覆防护煤层时，随着短弧壳32和长弧壳33的转动会带动整个反应柱362发生自传，使细菌平铺在反应柱362的内壁，由于外部的防护煤层隔绝热量，达到细菌生存温度达到适宜繁殖的状态，接着随着甲烷的回收干净，二氧化碳和残余的氢气也会通入辊轮36内部，使得厌氧反应开始，氢气和二氧化碳的作用下细菌发生厌氧反应生成甲烷，便于进一步使得反应中的废气得以利用，生成的甲烷进入柔性刮条363内使之鼓胀，直到限制住接合凸条365的转动，辊轮36止转并且不再使煤粉颗粒发生温度和压强的变化，进而暂时不再泻出各种气体，此时甲烷能够通入接合凸条365并储存起来，当煤粉壳震落后，外部氧气得以从凸台37处通入，由于加热部件直接接触壳体，升高到不适宜反应的温度，细菌不再产出甲烷，且由于外部氧气的灌入，细菌进入休眠状态，减缓新城代谢速度便于延长使用寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。