阅读说明：本技术 一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺 (Low-disturbance high-stability flow measurement and gas extraction integrated device and process for pipeline ) 是由 隆清明 张卫东 陈德敏 邱飞 饶家龙 曾银松 瞿宝华 宋薪锞 唐勇 任文贤 刘娟 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于煤矿安全技术与流量测量中的大管路流量测量领域,涉及一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺,低扰动测流取气皮托管安装于瓦斯抽采管道内部,该皮托管具有锥形探头结构,降低了测压孔周围流场的扰动,以取得更为稳定的压差；皮托管内部焊接有测流管路与采样管路,可在测流的同时对管道内部气体进行采样,提高了测量效率；采样管路直连于除尘除湿器,除尘除湿器内设有冷凝固液过滤层、防水透气层、湿度干燥层,滤除掉采样气体中混入的固体、液体,同时对采样气体起到了干燥的作用,防止水与煤渣进入瓦斯综合参数测量仪器内部,保护传感器、泵等元件免遭堵塞及损坏,大幅度降低瓦斯综合参数测量仪器的维护频率及成本。(The invention belongs to the field of large pipeline flow measurement in coal mine safety technology and flow measurement, and relates to a low-disturbance high-stability flow measurement and gas extraction integrated device and a process for a pipeline, wherein a low-disturbance flow measurement and gas extraction pitot tube is arranged in a gas extraction pipeline, and the pitot tube has a conical probe structure, so that the disturbance of a flow field around a pressure measuring hole is reduced, and more stable pressure difference is obtained; a flow measuring pipeline and a sampling pipeline are welded in the pitot tube, so that gas in the pipeline can be sampled while flow measurement is carried out, and the measurement efficiency is improved; the sampling pipeline is directly connected with the dust-removing dehumidifier, a condensed solid liquid filter layer, a waterproof breathable layer and a humidity drying layer are arranged in the dust-removing dehumidifier, solid and liquid mixed in the sampling gas are filtered, the sampling gas is dried, water and coal cinder are prevented from entering the gas comprehensive parameter measuring instrument, elements such as a sensor, a pump and the like are prevented from being blocked and damaged, and the maintenance frequency and the maintenance cost of the gas comprehensive parameter measuring instrument are greatly reduced.)

一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺

技术领域

本发明属于煤矿安全技术与流量测量中的大管路流量测量领域，涉及一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺。

背景技术

在煤矿井下瓦斯抽采管道参数测量中，瓦斯参数综合测量仪器凭借其测量参数多、适用范围广等特点取得了广泛应用，而煤矿井下条件复杂，瓦斯抽采管道测量孔位多，现有的瓦斯参数测量仪器进行测量工作时会体现出如下的缺陷和不足：

1、矿用传统皮托管采用普通圆形保护管对探头进行防护，导致皮托管对流场的扰动加剧，进而加剧皮托管取得压差的波动范围，瓦斯综合参数测量仪测得流体流量的精度与稳定性低。

2、煤矿井下瓦斯抽采管道需对甲烷流量、浓度、一氧化碳浓度等参数进行测量，而传统皮托管只能进行压差的测量，其他参数的测量还需要另外使用取气导管进行二次测量，测量步骤繁琐，时间成本大。

3、瓦斯抽采管道内部水与煤渣等杂质较多，在对瓦斯抽采管道内部流体浓度进行取样时，水与煤渣等杂质会伴随气体一同进入测量仪器中，易导致传感器堵塞、损坏，大幅度提高维护成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺，

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置，包括安装于瓦斯抽采管道内部的低扰动测流取气皮托管，以及设置在低扰动测流取气皮托管内的测流管路与采样管路；

测流管路与采样管路均连通有瓦斯参数测量仪，采样管路上在瓦斯抽采管道与瓦斯参数测量仪之间还设置有除尘除湿器。

可选的，低扰动测流取气皮托管具有降低了测压孔周围流场的扰动用的锥形探头结构。

可选的，除尘除湿器内沿采样方向依次设有冷凝固液过滤层、湿度干燥层、防水透气层。

可选的，测流管路包括全压管路与负压管路，全压管路与负压管路分别与瓦斯参数测量仪连通。

可选的，低扰动测流取气皮托管与瓦斯抽采管道内部垂直设置，即与气流方向垂直。

一种管道低扰动高稳定测流取气一体化工艺，应用如上述的管道低扰动高稳定测流取气一体化装置，包括以下步骤：

(1)测流方案：低扰动测流取气皮托管具有锥形探头结构，其全压管路与负压管路可获取更为稳定的全压和负压，全压管路与负压管路连接于瓦斯参数综合测量仪器内的压差传感器，压差传感器可读取得到相应流体的压差，经计算可得流体流量。

(2)取样方案：低扰动测流取气皮托管内的采样管路直连于除尘除湿器，采样气体经过除尘除湿器内设有的冷凝固液过滤层、湿度干燥层、防水透气层后，滤除掉采样气体中混入的水、煤渣等杂质，得到干燥采样气体接入瓦斯参数测量仪器，通过瓦斯参数测量仪器内部的浓度、温度等传感器后，通过真空泵排出，从皮托管送回瓦斯抽采管道，测量完成。

(3)排样方案：测量完成后的气体从瓦斯参数测量仪器中排出，通过低扰动测流取气皮托管的排样管路再回到瓦斯抽采管道。

可选的，测流方案与取气方案为同时进行。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺，选用低扰动测流取气皮托管所具有的锥形探头降低流场扰动，提高了测得压差、流量等参数的精度与稳定性。

(2)本发明一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺，选用低扰动测流取气皮托管内部设有采样管路与排气管路，实现测流取气同步进行，有效提升测量效率。

(3)本发明一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置及工艺，增设了除尘除湿器，滤除采样气体中的水、煤渣等杂质，克服了瓦斯参数测量仪器内传感器及真空泵易堵易损坏的难题。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种管道低扰动高稳定测流取气一体化工艺示意图；

图2为本发明一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置示意图。

附图标记：瓦斯参数测量仪1、除尘除湿器2、防水透气层3、湿度干燥层4、冷凝固液过滤层5、采样管路6、排样管路7、全压管路8、负压管路9、低扰动测流取气皮托管10、瓦斯抽采管道11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图2，为一种管道低扰动高稳定测流取气一体化装置，包括安装于瓦斯抽采管道11内部的低扰动测流取气皮托管10，以及设置在低扰动测流取气皮托管10内的测流管路与采样管路6；测流管路与采样管路6均连通有瓦斯参数测量仪1，采样管路6上在瓦斯抽采管道11与瓦斯参数测量仪1之间还设置有除尘除湿器2，低扰动测流取气皮托管10具有降低了测压孔周围流场的扰动用的锥形探头结构，除尘除湿器2内沿采样方向依次设有冷凝固液过滤层5、湿度干燥层4、防水透气层3，测流管路包括全压管路8与负压管路9，全压管路8与负压管路9分别与瓦斯参数测量仪1连通，低扰动测流取气皮托管10与瓦斯抽采管道11内部垂直设置，即与气流方向垂直。

请参阅图1，一种管道低扰动高稳定测流取气一体化工艺，应用如上述的管道低扰动高稳定测流取气一体化装置，包括以下步骤：

(1)测流方案：低扰动测流取气皮托管10具有锥形探头结构，其全压管路8与负压管路9可获取更为稳定的全压和负压，全压管路8与负压管路9连接于瓦斯参数综合测量仪器内的压差传感器，压差传感器可读取得到相应流体的压差，经计算可得流体流量。

(2)取样方案：低扰动测流取气皮托管10内的采样管路6直连于除尘除湿器2，采样气体经过除尘除湿器2内设有的冷凝固液过滤层5、湿度干燥层4、防水透气层3后，滤除掉采样气体中混入的水、煤渣等杂质，得到干燥采样气体接入瓦斯参数测量仪1器，通过瓦斯参数测量仪1器内部的浓度、温度等传感器后，通过真空泵排出，从皮托管送回瓦斯抽采管道11，测量完成。

(3)排样方案：测量完成后的气体从瓦斯参数测量仪1器中排出，通过低扰动测流取气皮托管10的排样管路7再回到瓦斯抽采管道11。

上述测流方案与取气方案为同时进行。

本发明有效的提升了利用瓦斯参数测量仪1器测流精度与稳定性，同时将测流取气工作并行开展，大幅度提高了测量效率，解决了瓦斯参数测量仪1器内部传感器易堵塞易受潮顺坏的问题，有效降低了瓦斯参数测量仪1器的维护频率与成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。