[发明专利]一种气体压力提升装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种气体压力提升装置及方法，涉及煤层瓦斯压力测定技术领域，主要是为了解决现有的一种气体压力提升装置及方法存在无法充分利用气源进行补气的问题，包括外壳、椭球形滚和第一腔体，外壳内设置有用于承受进气口进来的风的压力而旋转的若干叶片，椭球形滚轴端部与叶片连接，叶片用于带动椭球形滚轴围绕自身轴线旋转，椭球形滚轴表面设置有双螺旋滑槽，第一腔体上设置有第二进气口、出气口和阀门，阀门上设置有位于双螺旋滑槽内的球体，通过高压气体驱动椭球形滚轴旋转，并充分利用双螺旋滑槽的结构特点和椭球形滚轴两端细、中间粗的特点，带动阀门做周期性往复运动，实现气体压缩，并输出高压气体。

技术领域

本申请涉及煤层瓦斯压力测定技术领域，具体是一种气体压力提升装置及方法。

背景技术

煤层瓦斯压力是矿井瓦斯灾害风险评估的关键指标（确定瓦斯风化带下部边界的瓦斯压力临界值为0.1-0.15MPa，鉴定煤层突出危险性的瓦斯压力临界值为0.74MPa），因此，获得可靠的煤层瓦斯压力数据是防治矿井瓦斯灾害的关键环节。

国家制定了直接法测定煤层瓦斯压力的标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047-2007）。

根据是否向测压钻孔内补充气体，直接法分为主动式和被动式两种：被动式测压，需观察20-30天；主动式测压，当煤层瓦斯压力小于4MPa时，需观察5-10天。因此，在条件允许的情况下，多用主动式直接法测定煤层瓦斯压力。

通常，补气来源于压风和气瓶。压风补气，气源比较充足，但是，压力有限，一般为0.4-0.7MPa（多数情况下不超过0.6MPa）。气瓶补气，虽然压力高，但是，气源受限，运输高压气瓶，风险高、难度大，并且气源难以充分利用。因此，急需将气体压力提升起来，以满足瓦斯压力测定高压补气的需要。

目前，提升气体压力的主要方法是以电做动力，利用电能对气体进行压缩，输出高压气体；但是，煤矿井下属于爆炸危险环境，电动压缩设备（比如空气压缩机）需要防爆，不便采用；市场上也有以高压气体做动力的气体压力提升设备，但其能效有待进一步提升。

因此，探索新的气体压力提升方法与装置，为煤矿井下煤层瓦斯压力测定提供充足的高压气体来源，就显得尤为迫切。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种气体压力提升装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种气体压力提升装置，包括：

外壳，所述外壳的一侧设置有进气口，且外壳内设置有用于承受进气口进来的风的压力而旋转的若干叶片；以及

椭球形滚轴，所述椭球形滚轴端部与叶片连接，叶片用于带动椭球形滚轴围绕自身轴线旋转，椭球形滚轴表面设置有双螺旋滑槽，所述椭球形滚轴设计为两端细、中间粗的外形轮廓，所述双螺旋滑槽设计为首尾相连的结构形式；以及

第一腔体，所述第一腔体上设置有第二进气口和出气口；以及位于第一腔体内的阀门，阀门上设置有位于双螺旋滑槽内的球体，椭球形滚轴带动球体沿着通过双螺旋滑槽运动，进而带动阀门沿着第一腔体内壁作往复直线运动，进而将从第二进气口进入的气体压缩，并由出气口排出。

作为本申请进一步的方案：所述第二进气口和出气口内分别设置有第二单向阀和第一单向阀，第二单向阀用于限制气体单向经过第二进气口进入第一腔体内，第一单向阀用于限制第一腔体内的气体从出气口单向排出。

作为本申请再进一步的方案：所述外壳内还设置有中心轴，所述若干叶片连接在中心轴上。

作为本申请再进一步的方案：所述中心轴端部与椭球形滚轴的连接处还设置有轴承，且所述轴承与椭球形滚轴中细的一端连接。