[實(shí)用新型]一種充填豎管降速增阻裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921856321.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN211008741U
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳學(xué)民;馬波;汪成明;張斌;吳靜軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京金誠信礦山技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00;E21F15/08;F03B13/00;F03B11/00;F03B15/16;F03B15/08;F16L55/05
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本實(shí)用新型涉及一種充填豎管降速增阻裝置，包括阻尼器、發(fā)電機(jī)、基準(zhǔn)流量傳感器、控制流量傳感器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和充填豎管，阻尼器通過法蘭連接于充填豎管上，阻尼器的軸伸與發(fā)電機(jī)相連接，基準(zhǔn)流量傳感器連接于充填管道入料口附近的管道上，控制流量傳感器連接于阻尼器入料口上部附近的管道上，基準(zhǔn)流量傳感器和控制流量傳感器通過電纜與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)相連接，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)通過電纜相連接。該裝置可以將充填豎管中充填料漿自由落體所產(chǎn)生的重力勢(shì)能消減，通過這種增阻降速減磨技術(shù)措施有效的減緩和消除料漿高位勢(shì)能產(chǎn)生的動(dòng)能對(duì)管道的直接沖蝕和磨礪，有效延長管道壽命，還可利用該勢(shì)能進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)充填料漿勢(shì)能的能源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及礦山充填采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種充填豎管降速增阻裝置。

背景技術(shù)

在礦山充填工程領(lǐng)域，一般將充填站建設(shè)在地面，充填料漿通過充填豎井和采場巷道布設(shè)的充填管道輸送至采空區(qū)。由于充填料漿是由具有磨礪性的尾礦以及破碎廢石構(gòu)成，在輸送過程中會(huì)對(duì)充填管道產(chǎn)生磨蝕而失效。尤其是在自地面到充填采空區(qū)的豎直管道中，充填料漿在管道中由于自由落體運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生高速?zèng)_擊磨蝕造成管道破裂。由于充填豎井建設(shè)及管路敷設(shè)難度大，建設(shè)周期長，工程造價(jià)高昂，充填豎管壽命短的問題成為人們亟待解決的重大技術(shù)難題。隨著礦山資源開采的不斷擴(kuò)展，深部金屬礦的開采所必須采用的深井充填使得該技術(shù)難題顯得更為嚴(yán)重。為解決該問題，業(yè)界采取了儲(chǔ)砂池降壓系統(tǒng)、管道折返式減壓、阻尼節(jié)流孔減壓、滾動(dòng)球閥門和比例流動(dòng)控制閥減壓、孔狀節(jié)流管、安全隔膜減壓、緩沖盒彎頭減壓多種不同方式的減壓增阻減磨措施，以求延長充填管道的壽命周期，但由于受限于各種條件，迄今尚沒有一種普適性的方法能夠有效的解決上述技術(shù)難題，而且減壓增阻效果也不可控，更遑論充填料漿勢(shì)能的能源化利用。

本實(shí)用新型采用一種機(jī)電裝置來解決上述技術(shù)難題，該技術(shù)具有顯著的優(yōu)越特性：對(duì)各種不同類型和濃度的充填料漿具有普適性；針對(duì)不同安裝位置產(chǎn)生的勢(shì)能可以通過調(diào)控實(shí)現(xiàn)管道的滿管流狀態(tài)，通過增阻降速的技術(shù)方法消除自由落體運(yùn)動(dòng)造成的高速?zèng)_蝕對(duì)管道內(nèi)壁的磨損；充填料漿所產(chǎn)生的勢(shì)能還可以通過發(fā)電的方式回收利用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種充填豎管增阻降速消能裝置，通過降低充填豎管中充填料漿的流速和位能的技術(shù)方式，解決充填豎管受充填料漿所產(chǎn)生的高速?zèng)_蝕造成快速磨損破裂的技術(shù)難題，延長管道壽命，實(shí)現(xiàn)充填料漿的穩(wěn)定輸送。

本實(shí)用新型的另一個(gè)技術(shù)目的是，對(duì)充填料漿的勢(shì)能通過發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)勢(shì)能與電能的轉(zhuǎn)換輸出，實(shí)現(xiàn)能源的有效利用。

理想的充填管道系統(tǒng)是滿管流，合理穩(wěn)定的滿管流流速不會(huì)產(chǎn)生高速流的劇烈沖蝕現(xiàn)象，可以保證料流對(duì)管道磨蝕的均勻性，有效地保證管道的壽命周期。而事實(shí)上，當(dāng)充填系統(tǒng)開始工作時(shí)，進(jìn)入充填管道的充填料漿為滿管流，而當(dāng)充填料漿在管道中下向輸送時(shí)，則表現(xiàn)為自由落體運(yùn)動(dòng)，隨著位差的不斷增大，充填料漿在重力加速度的作用下其流速不斷增高，表現(xiàn)為非滿管流，高速下落的充填料漿會(huì)對(duì)充填管道的內(nèi)壁產(chǎn)生高速?zèng)_蝕作用，嚴(yán)重降低了充填管道的使用壽命。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題和實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的方案如下：一種充填豎管降速增阻裝置，包括阻尼器、發(fā)電機(jī)、流量傳感器組件、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和充填豎管，所述阻尼器通過法蘭連接于所述充填豎管上，所述阻尼器的軸伸通過聯(lián)軸器與所述發(fā)電機(jī)的輸入軸相連接，所述流量傳感器組件連接于所述充填豎管上，所述流量傳感器組件通過電纜與所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)相連接，所述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)與所述發(fā)電機(jī)通過電纜相連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：該裝置可以將充填豎管中充填料漿自由落體所產(chǎn)生的重力勢(shì)能消減，有效的減緩和消除料漿高位勢(shì)能產(chǎn)生的動(dòng)能對(duì)管道的直接沖蝕和磨礪，不但可對(duì)充填管道實(shí)現(xiàn)增阻降速減磨作用，還可利用該勢(shì)能進(jìn)行發(fā)電，所發(fā)電力并入充填系統(tǒng)供配電網(wǎng)中消納，降低充填系統(tǒng)能耗，從而實(shí)現(xiàn)充填料漿勢(shì)能的能源化利用。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、空間占位小、安裝維護(hù)方便和可操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。