[发明专利]一种瓦斯定压解吸试验装置与方法

权利要求书

1.一种瓦斯定压解吸试验装置，其特征在于：所述瓦斯定压解吸试验装置包括真空泵、充气装置、解吸装置、解吸测量装置、恒温控制装置和恒压调节阀；所述充气装置包括高压甲烷瓶、放气阀、减压阀和三通阀，三通阀分别连接高压甲烷瓶、真空泵和样品罐；所述解吸装置包括样品罐、压力表和截止阀，截止阀连接样品罐和外界大气；所述解吸测量装置包括量筒和针阀，量筒通过橡皮管连接恒压调节阀出口，所述恒压调节阀的阀门入口连接针阀和样品罐；所述恒温控制装置包括恒温水浴槽、加热器、冷冻器、温控装置、水浴对流装置、温度显示器，温控装置与加热器、冷冻器之间电气连接；所述恒压调节阀包括测试阀入口、测试阀出口、阀门入口、阀门出口、阀球、弹簧、带孔压盖、螺纹、密封圈、螺旋调压把手和阀体外壳。

2.根据权利要求1所述的恒压调节阀，其特征在于：阀门入口侧压力与样品罐中压力一致，压力值的大小均为阀门设置阈值，当瓦斯解吸进行，阀门入口侧压力超过阀门阈值，所述恒压调节阀的阀体贯通，多余瓦斯进入所述解吸测量装置，阀门入口侧压力降低至阀门设置阈值，阀球关闭，如此往复，样品罐中压力始终维持在设置压力水平。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的恒压调节阀，其特征在于：通过螺旋调压把手旋转推动带孔压盖在螺纹上移动，调节弹簧的变形量，改变贯通压力阈值，螺旋调压把手与外界之间用密封圈密封，防止阀体外壳漏气；测试阀入口和测试阀出口与阀门出口和阀门入口并联平行，在不拆卸阀体的情况下，可对恒压调节阀阈值进行重新设定或检测。

4.根据权利要求1所述的一种瓦斯定压解吸试验装置的试验方法，其特征包括以下操作步骤：

(1)装置气密性检测：试验前对样品罐中充入高压气体，稳压24h，观测压力表变化；若压力无变化，可进行后续步骤；若压力降低，则找出泄露位置，密封后重新进行气密性检测；

(2)恒压调节阀阈值设定：关闭阀门入口和阀门出口，打开测试阀入口和测试阀出口，使用高压甲烷瓶通过减压阀减压至设计解吸环境压力值后接入测试阀入口，调节螺旋调压把手至测试阀出口开始出气的临界位置，关闭测试阀入口和出口并打开阀门入口和出口；

(3)样品制备：开启恒温控制装置，设置恒温水浴温度，保持温度不变，将待测试煤样放入样品罐中，并密封完好；

(4)真空脱气：对样品罐进行真空脱气，关闭放气阀、截止阀和针阀，打开真空泵与样品罐连接三通阀，观察压力表，启动真空泵抽出样品罐中气体，并维持负压表压力小于20Pa三小时以上；

(5)煤样充气吸附平衡：三通阀转换为高压甲烷瓶与样品罐连通，打开高压气瓶放气阀和减压阀，对样品罐充入甲烷并达到设计吸附平衡压力，观察压力表，压力降低时采用补气的方式维持12h以上，即达到吸附平衡状态；

(6)解吸过程模拟及数据记录：快速打开截止阀，将样品罐中甲烷放入大气中，观察压力表示数，待降低至设计解吸环境压力值时关闭截止阀，打开针阀，观察并记录量筒测得解吸量随时间变化数据。