[發明專利]礦用薄膜式高低壓轉換裝置

有效

• 申請號: 201410398154.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104121032A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 文光才;陳孜虎;姬建虎;張習軍;董浩民;褚召祥;閆洪遠;劉俊杰;劉利亞
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及礦井制冷機械技術領域，特別涉及一種采用高壓冷水將低壓熱水推送至地面的礦井冷、熱水高低壓轉換裝置。

背景技術

隨著礦井開采深度加大，導致礦井地面集中制冷機組的冷水輸送到井下時，水的靜壓就已經遠遠超過了末端散熱器的承壓范圍，這種高低轉換裝置可以使高壓冷水壓力降低到能夠滿足散熱器使用要求，并且冷損失極小。這種裝置利用U型管原理，進水管道、回水管道構成一個U型管，實現高壓冷水將低壓的熱水推送地面上，從而實現能量交換，就不需要用泵直接將熱水輸送到地面，降低運行費用。但是對整個降溫系統而言，現有的降壓裝置存在冷損失大的情況，如何克服有效的降低冷水的冷量損失，如何確保末端冷量需求與實際供給之間的平衡，是礦井降溫系統中亟待解決技術難題。

因此需要一種能夠實現冷損失小、制冷量與末端需求相符合的高低壓轉換裝置；同時要保證系統連續穩定運行的大落差的礦井冷、熱水高低壓轉換裝置。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的是一種能夠實現冷損失小、制冷量與末端需求相符合；同時要保證系統連續穩定運行的大落差的礦井冷、熱水高低壓轉換裝置。

本發明礦用薄膜式高低壓轉換裝置，包括設置在礦井外的制冷站、和設置在礦井內的散熱器，還包括設置在礦井內的容器Ⅰ和容器Ⅱ；

所述容器Ⅰ內設置彈性薄膜Ⅰ，所述彈性薄膜Ⅰ將容器Ⅰ分隔成冷水側和熱水側，所述容器Ⅰ的冷水側分別與制冷站的出水口和散熱器的進水口聯通，所述容器Ⅰ的熱水側分別與制冷站的回水口和散熱器的出水口聯通；

所述容器Ⅱ內設置彈性薄膜Ⅱ，所述彈性薄膜Ⅱ將容器Ⅱ也分隔成冷水側和熱水側，所述容器Ⅱ的冷水側分別與制冷站的出水口和散熱器的進水口聯通，所述容器Ⅱ的熱水側分別與制冷站的回水口和散熱器的出水口聯通；

所述容器Ⅰ和容器Ⅱ與制冷站和散熱器聯通的管路上均設置有控制閥門；

所述制冷站的出水口端或者回水口端設置有水泵Ⅰ，所述散熱器進水口端或者出水口端設置有水泵Ⅱ。

進一步，包括對所述控制閥門的開閉進行控制的控制單元。

進一步，所述彈性薄膜Ⅰ和彈性薄膜Ⅱ均采用具有彈性的隔熱材料制成。

進一步，所述制冷站的出水口端和散熱器的進水口端均設置有確保制冷站和散熱器各自壓力處于正常的設定值區間內的超壓泄放單元。

進一步，所述散熱器的出水口端還設置有確保散熱器的流量與制冷站的流量相當的補水單元。

進一步，所述制冷站的回水口端還設置有對熱水回水進行凈化處理的循環水處理單元。

本發明的有益效果在于：

1、本發明礦用薄膜式高低壓轉換裝置通過設置兩個帶彈性薄膜的容器I和容器II，將制冷站的高壓冷水轉化為低壓冷水并進入散熱器進行吸熱，并將散熱器的低壓熱水轉化為高壓熱水排出地面進行放熱，實現了將制冷站的高壓冷水和散熱器的低壓熱水之間的勢能和熱能的轉換，冷損失小、且制冷量與末端需求相匹配，可更高效的降低礦井內局部區域的溫度和減少能源的耗費，同時由于高壓冷水在容器I或容器II內進行勢能轉換，避免了對散熱器的直接沖擊，避免了現有技術中高壓冷水壓力過高對散熱器的直接沖擊而影響其使用壽命的問題，可有效延長散熱器的使用壽命。

2、設置控制單元對降溫系統進行監控，通過CAN工業總線方式實現對高低壓轉換系統的各個控制對象的控制和設備工作狀態及工作面環境狀況進行監控；并且，可以實現集中控制中心與地面制冷站控制中心進行實時的數據交換，根據井下制冷負荷來控制地面制冷站的工況，使地面制冷站的工況和實際制冷負荷相匹配，降低制冷站的運行能耗。

3、本發明通過溫度傳感器、流量傳感器采集的溫度、流量的信號來控制電動調節閥的開度，對冷水流量進行調節使之與末端負荷相匹配，井下循環水處理單元保證了熱水的回水質量，確保流經閥門的水質，提高了閥門的使用壽命。

本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。

附圖說明

圖1為本發明礦用薄膜式高低壓轉換裝置的實施結構示意圖；

具體實施方式

以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。