[發明專利]一種用于礦山深井換能排水的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010156001.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111396122A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 朱德春
• 申請（專利權）人: 安徽金安礦業有限公司;南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: E21F16/00
• 分類號: E21F16/00;F04B9/103;F04B49/22
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

1.一種用于礦山深井換能排水的裝置，包括換能泵的泵體（1），其特征在于：

泵體（1）內設有驅動室（2）和抽水室（3），驅動室（2）和抽水室（3）的腔體之間連接一根柱塞（4），柱塞（4）位于驅動室（2）的一端設有驅動塞（4a），驅動塞（4）將驅動室（2）分為左驅動室（2a）和右驅動室（2b），柱塞（4）位于抽水室（3）的一端設有抽水塞（4b），抽水塞（4b）將抽水室（3）分為左抽水室（3a）和右抽水室（3b）；

驅動室（2）與一個連接于泵體（1）上的驅動閥（5）相連，驅動閥（5）上設有第一進水腔（6）和第一出水腔（7），第一進水腔（6）內設有一組進水閥芯（8），第一出水腔（7）內設有一組出水閥芯（9），位于進水閥芯（8）兩側的第一進水腔（6）上分別連有第一進水管（10）和第二進水管（11），第一進水管（10）與右驅動室（2b）相連，第二進水管（11）與左驅動室（2a）相連，位于出水閥芯（9）兩側的第一出水腔（7）上分別連有第一出水管（12）和第二出水管（13），第一出水管（12）與左驅動室（2a）相連，第二出水管（13）與右驅動室（2b）相連；

抽水室（3）與一個連接于泵體（1）上的抽水閥（14）相連，抽水閥（14）上設有第二進水腔（15）和第二出水腔（16），第二進水腔（15）通過第三進水管（17）和第四進水管（18）分別與左抽水室（2a）和右抽水室（2b）相連，第二出水腔（16）通過第三出水管（19）和第四出水管（20）分別與左抽水室（2a）和右抽水室（2b）相連；

泵體（1）的兩端分別設有一個第一信號器（21）和一個第二信號器（22），所述第一信號器（21）與驅動塞（4a）相互配合，所述第二信號器（22）與抽水塞（4b）相互配合，第一信號器（21）和第二信號器（22）均與驅動閥（5）相連。

2.根據權利要求1所述的用于礦山深井換能排水的裝置，其特征在于：

驅動塞（4a）的直徑大于抽水塞（4b）的直徑。

3.根據權利要求1或2所述的用于礦山深井換能排水的裝置，其特征在于：

驅動塞（4a）與抽水塞（4b）的面積比為1.1~1.2。

4.一種使用如權利要求1所述的換能裝置進行深井換能排水的方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

步驟一：地表供水管網將生產用清潔水送至井底產生20~30MPa的高壓，高壓水進入換能裝置的泵體（1）內換能；

步驟二：此時驅動閥（5）內的進水閥芯（8）處于左位，高壓水通過第一進水管（10）進入右驅動室（2b）內；

步驟三：進入右驅動室（2b）內的高壓水推動驅動塞（4a）向左運動，左驅動室（2a）內的水被擠壓后經過第一出水管（12）送至井下的工作面用水點，此時出水閥芯（9）處于左位；

步驟四：驅動塞（4a）向左運動的同時，左抽水室（3a）被壓縮，右抽水室（3b）通過抽水閥（14）經第三進水管（17）吸入水倉內的廢水，吸入的廢水通過第三出水管（19）送至排水管排到地表；

步驟五：當驅動塞（4a）運行接近泵體（1）左端時，驅動塞（4a）觸碰到第一信號器（21），引起第一信號器21發出壓力信號，并傳輸至驅動閥（5）右端，推動進水閥芯（8）和出水閥芯（9）換向，此時閥芯切換到右位；

步驟六：高壓水改由第二進水管（11）流入左驅動室（2a），推動驅動塞（4a）向右運動，右驅動室（2b）內的水被擠壓后經過第二出水管（13）送到井下的工作面用水點；

步驟七：驅動塞（4a）向右運動的同時，右抽水室（3b）被壓縮，左抽水室（3a）通過抽水閥（14）經第四進水管（18）吸入水倉內的廢水，吸入的廢水再通過第四出水管（20）送至排水管排至地表；

步驟八：當抽水塞（4b）運行到泵體（1）右端時，抽水塞（4b）觸發第二信號器（22）發出壓力信號，進水閥芯（8）和出水閥芯（9）再換向，如此反復循環工作。