CN113565555B - 井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置 - Google Patents

井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置 Download PDF

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Abstract

一种井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置，煤矿井下使用。包括散冷器、风扇和循环水箱，风扇设置在散冷器上，循环水箱的出水口通过循环冷却水泵与散冷器的入水口管路连接，散冷器的出水口通过管路与循环水箱的入水口连接；所述风扇为冷媒驱动风扇，冷媒驱动风扇上设有液体驱动器，液体驱动器包括外壳，外壳内设有设置在驱动轴上的水轮，驱动轴底部设有风扇叶片，其中水轮一端的外壳上设有进水喷口，水轮另一端的外壳上设有出水口，液体驱动器设置在循环冷却水泵与散冷器的入水口之间，其中循环冷却水泵与进水喷口连接，液体驱动器的的出水口通过管路与散冷器的入口连接。其结构简单，使用方便，安全可靠。

Description

井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置
技术领域
本发明涉及一种散冷装置，尤其适用于煤矿井下使用的一种井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置。
背景技术
随着深部开采，矿井热害问题愈发突出，井下热环境治理迫在眉睫。目前，矿井井下降温***一般采用制冷机组制取低温冷水（3~5℃），然后通过管路将冷水输送至井下采掘巷道，与布置在巷道内空冷器进行冷量交换，最后将冷风输送至采面或掘进头。这种空冷器散冷过程需要配备电力驱动的局扇，而煤矿井下电源及电动设备需要进行防爆，因此，在井下采掘过程中配备局扇的空冷器随着降温面的变化需要重新安装，并且需要架设电线及防爆电源。
目前井下降温散冷装置一般在通风巷道内，距离工作面降温区域较远，冷量输送损失较大，能力利用效率不高。采用冷媒驱动一体化散冷装置，方便井下悬挂在液压支架上及设备移动，降温区域温度均匀，冷量利用效率高。
发明内容
针对上述技术的不足之处，提供一种采掘工作面降温不受井下电源防爆影响的井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置，该装置采用冷媒驱动风扇解决了电力驱动电源需要防爆的问题；散冷装置悬挂在液压支架上，解决了工作面降温区域空气温度分布不均匀，提高了冷量利用效率。
为实现上述目的，本发明提供一种井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置，包括散冷器、风扇和循环水箱，其中风扇通过支架设置在散冷器上用以将散冷器冷量向指定位置传递，所述循环水箱内设有用以给循环水箱内的存水降温的冷媒盘管，冷媒盘管的入口和出口分别延伸出循环水箱与制冷装置连接，循环水箱的出水口通过循环冷却水泵与散冷器的入水口管路连接，散冷器的出水口通过管路与循环水箱的入水口连接；所述风扇为冷媒驱动风扇，冷媒驱动风扇上设有液体驱动器，液体驱动器包括外壳，外壳内设有设置在驱动轴上的水轮，驱动轴底部设有风扇叶片，其中水轮一端的外壳上设有进水喷口，水轮另一端的外壳上设有出水口，液体驱动器设置在循环冷却水泵与散冷器的入水口之间，其中循环冷却水泵与进水喷口连接，液体驱动器的的出水口通过管路与散冷器的入口连接。
进一步，所述散冷器包括外壳，所述风扇通过支架设置在外壳上，外壳内设有用于释冷的椭圆管式换热管，盘管两端分别与散冷器的进水口和出水口连接，外壳底部还设有根据需要开合的排液口。
进一步，所述体驱动器的的出水口连接的管路通过三通分为两条管路，一条管路通过闸阀与散冷器内的盘管进水口连接，另一条管路通过调节阀门连接有设置在散冷器内的多个针型清洗喷头，用以清洗喷淋污水及散冷器冷却空气产生的冷凝水，喷淋水由排液口排出。
进一步，所述循环水箱顶部通过排空气阀设有排气管路，还通过闸阀g连接有补水箱。
进一步，循环水箱的出水口与循环冷却水泵之间的管路上先后设有过滤***和闸阀c，所述的过滤***包括过滤器，所述过滤器进水端设有闸阀a、出水端设有闸阀b，闸阀a、过滤器和闸阀b之间通过管路并联有旁路阀门。
进一步，循环冷却水泵与冷媒驱动风扇中液体驱动器的出水喷口之间的管路上现有设有闸阀d、流量调节阀、流量计和闸阀e，通过调节流量调节阀控制冷却水流量及压力，从而调节散冷装器18输出的冷量，最终实现调节工作面的温度。
进一步，所述冷媒驱动风扇外侧设有风扇防护罩。
进一步，所述液体驱动器的进水喷口和出水口处使用的管路分别为橡胶软管a和橡胶软管b，散冷器与循环水箱之间使用的管路为橡胶软管c，橡胶软管a、橡胶软管b和橡胶软管c方便进行拆除及位置固定。
有益效果：
本装置的冷媒驱动风扇通过冷媒压力驱动，无需要供电，不受井下电源防爆要求限制，冷媒驱动风扇装置不影响冷却水在散冷器内的冷量交换。该***实现了井下降温散冷器局扇电力驱动电源需要防爆的问题；同时，冷媒驱动一体化散冷装置可悬挂在液压支架，解决了工作面降温区域空气温度分布不均匀的技术难题。
附图说明
图1是本发明井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置的结构示意图。
图中：1-闸阀a 2-过滤器 3-闸阀b 4-旁路阀门 5-闸阀c 6-循环冷却水泵 7-闸阀d 8-流量调节阀 9-流量计10-闸阀e 11-橡胶软管a 12-冷媒驱动风扇 13-风扇防护罩14-橡胶软管b 15-闸阀f 16-调节阀门 17-清洗喷头18-散冷器 19-冷空气 20-排液口21-橡胶软管c 22-排空气阀 23-补水箱 24-闸阀g 25-循环水箱 26-蛇形盘管。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明：
如图1所示，本发明的一种井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷装置，它包括散冷器18、风扇和循环水箱25，其中风扇通过支架设置在散冷器18上用以将散冷器18释冷产生的冷空气19向指定位置传递，所述散冷器18包括外壳，所述风扇通过支架设置在外壳上，外壳内设有用于释冷的椭圆管式换热管，盘管两端分别与散冷器18的进水口和出水口连接，外壳底部还设有根据需要开合的排液口20。
所述循环水箱25内设有用以给循环水箱25内的存水降温的冷媒盘管26，冷媒盘管26的入口和出口分别延伸出循环水箱25与制冷装置连接，循环水箱25的出水口通过循环冷却水泵6与散冷器18的入水口管路连接，散冷器18的出水口通过管路与循环水箱25的入水口连接；所述风扇为冷媒驱动风扇12，冷媒驱动风扇12外侧设有风扇防护罩13，冷媒驱动风扇12上设有液体驱动器，液体驱动器包括外壳，外壳内设有设置在驱动轴上的水轮，驱动轴底部设有风扇叶片，其中水轮一端的外壳上设有进水喷口，水轮另一端的外壳上设有出水口，液体驱动器设置在循环冷却水泵6与散冷器18的入水口之间，其中循环冷却水泵6与进水喷口连接，液体驱动器的的出水口通过管路与散冷器18的入口连接。所述液体驱动器的的出水口连接的管路通过三通分为两条管路，一条管路通过闸阀15与散冷器18内的盘管进水口连接，另一条管路通过调节阀门16连接有设置在散冷器18内的多个针型清洗喷头17，用以清洗喷淋污水及散冷器18冷却空气产生的冷凝水，喷淋水由排液口20排出。
循环水箱25顶部通过排空气阀22设有排气管路，还通过闸阀g24连接有补水箱23。循环水箱25的出水口与循环冷却水泵6之间的管路上先后设有过滤***和闸阀c5，所述的过滤***包括过滤器2，所述过滤器进水端设有闸阀a1、出水端设有闸阀b3，闸阀a1、过滤器2和闸阀b3之间通过管路并联有旁路阀门4。
循环冷却水泵6与冷媒驱动风扇12中液体驱动器的出水喷口之间的管路上现有设有闸阀d7、流量调节阀8、流量计9和闸阀e10，通过调节流量调节阀8控制冷却水流量及压力，从而调节散冷装器18输出的冷量，最终实现调节工作面的温度。
所述液体驱动器的进水喷口和出水口处使用的管路分别为橡胶软管a11和橡胶软管b14，散冷器18与循环水箱25之间使用的管路为橡胶软管c21，橡胶软管a11、橡胶软管b14和橡胶软管c21方便进行拆除及位置固定。
所述的冷媒驱动风扇12由水涡轮、风机叶片、喷嘴、外壳、进出口管、主轴和轴承座组成，冷却水由循环水泵6增压（工作压力2~4MPa）后进入冷媒驱动风扇16内部，冷却水通过喷嘴产生高速水流，高速流动的冷却水驱动水涡轮旋转（转速在800~2000r/min），水涡轮通过主轴带动风扇旋转，实现井下散冷器局扇工作冷媒驱动，避免了井下散冷器供电及电源防爆带来的安全隐患。
散冷器18为椭圆管式结构，内部安装高效针型清洗喷头17，井下采煤工作面空气粉尘浓度大，散冷器内部换热管表面容易积灰，利用清洗喷头17能及时清洗椭圆管表面粉尘，提高散冷器能量转换效率。
使用时，本申请的散冷器18根据需要放置，最优放置位置为悬挂在综采面的液压支架下方。

Claims (4)

1.一种煤矿井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷设备，其特征在于：它包括散冷器（18）、风扇和循环水箱（25），散冷器（18）悬挂在综采面的液压支架下方；其中风扇通过支架设置在散冷器（18）上用以将散冷器（18）冷量向指定位置传递，所述循环水箱（25）内设有用以给循环水箱（25）内的存水降温的冷媒盘管（26），冷媒盘管（26）的入口和出口分别延伸出循环水箱（25）与制冷装置连接，循环水箱（25）的出水口通过循环冷却水泵（6）与散冷器（18）的入水口管路连接，散冷器（18）的出水口通过管路与循环水箱（25）的入水口连接；所述风扇为冷媒驱动风扇（12），无需要供电，不受井下电源防爆要求限制，冷媒驱动风扇（12）上设有液体驱动器，液体驱动器包括外壳，外壳内设有设置在驱动轴上的水轮，驱动轴底部设有风扇叶片，其中水轮一端的外壳上设有进水喷口，水轮另一端的外壳上设有出水口，液体驱动器设置在循环冷却水泵（6）与散冷器（18）的入水口之间，其中循环冷却水泵（6）与进水喷口连接，液体驱动器的的出水口通过管路与散冷器（18）的入口连接；
所述散冷器（18）包括外壳，所述风扇通过支架设置在外壳上，外壳内设有用于释冷的椭圆管式换热管，盘管两端分别与散冷器（18）的进水口和出水口连接，外壳底部还设有根据需要开合的排液口（20）；
所述液体驱动器的出水口连接的管路通过三通分为两条管路，一条管路通过闸阀（15）与散冷器（18）内的盘管进水口连接，另一条管路通过调节阀门（16）连接有设置在散冷器（18）内的多个针型清洗喷头（17），用以清洗喷淋污水及散冷器（18）冷却空气产生的冷凝水，喷淋水由排液口（20）排出；散冷器（18）为椭圆管式结构，内部安装高效针型清洗喷头（17），井下采煤工作面空气粉尘浓度大，散冷器内部换热管表面容易积灰，利用清洗喷头（17）能及时清洗椭圆管表面粉尘，提高散冷器能量转换效率；
所述循环水箱（25）顶部通过排空气阀（22）设有排气管路，还通过闸阀g（24）连接有补水箱（23）；
循环水箱（25）的出水口与循环冷却水泵（6）之间的管路上先后设有过滤***和闸阀c（5），所述的过滤***包括过滤器（2），所述过滤器进水端设有闸阀a（1）、出水端设有闸阀b（3），闸阀a（1）、过滤器（2）和闸阀b（3）之间通过管路并联有旁路阀门（4）；
冷却水由循环水泵（6）增压后进入冷媒驱动风扇（16）内部，冷却水通过喷嘴产生高速水流，高速流动的冷却水驱动水涡轮旋转，水涡轮通过主轴带动风扇旋转，实现井下散冷器局扇工作冷媒驱动，避免了井下散冷器供电及电源防爆带来的安全隐患。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷设备，其特征在于：循环冷却水泵（6）与冷媒驱动风扇（12）中液体驱动器的出水喷口之间的管路上现有设有闸阀d（7）、流量调节阀（8）、流量计（9）和闸阀e（10），通过调节流量调节阀（8）控制冷却水流量及压力，从而调节散冷装器（18）输出的冷量，最终实现调节工作面的温度。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷设备，其特征在于：所述冷媒驱动风扇（12）外侧设有风扇防护罩（13）。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下热环境治理冷媒驱动一体化散冷设备，其特征在于：所述液体驱动器的进水喷口和出水口处使用的管路分别为橡胶软管a（11）和橡胶软管b（14），散冷器（18）与循环水箱（25）之间使用的管路为橡胶软管c（21），橡胶软管a（11）、橡胶软管b（14）和橡胶软管c（21）方便进行拆除及位置固定。
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