专利名称：矿用高低压换冷器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将地面制冷站的高压低温冷媒的冷量传给矿井内低压高温冷 媒的中间换冷装置。
背景技术：
随着矿井开采深度的不断增加，矿井工作地点工作环境越来越热，即热害越来越 严重。中国是世界上高温热害矿井最多的国家，据不完全统计，我国已有130多对矿 井的采掘工作面风流温度超过30'C，同时已探明的煤炭储量中，1000 2000m深处的 煤炭储量占总储量的53.2%。如此多的热害矿井，如果不研究出成熟的降温技术和装 备，煤炭资源的开釆和利用就会很困难，结果是影响整个国民经济的可持续发展。因 此矿井高温热害已经成为一个不容忽视且急需解决的问题。要彻底解决矿井高温热害 就必须采用矿并空调，矿井空调需从分散局部发展到大型集中式空调系统。国外采用 地面集中和井下集中的空调系统基本各占50%，而在地面集中空调系统中采用高低压 换热器的占70%以上，其它矿井也有用高低压转换器、或深井用水轮机和其它降压方 式的。矿用高低压换热器安装在井下，是地面制冷站与井下需冷点之间的中间冷热交 换和压力转换设备，能把地面制冷设备的制冷量传递到井下需冷地点，而不使工作地 点的水压超标。我国的高低压换热器在化工系统中已有生产和使用，但其换热介质都是高温水或 高温气，换热温度较高，换热介质之间的温差较大。对于矿井降温工程中以低温水作 换热介质、温差较小、压力较高、低压水水质较差的矿井高低压换热器，国内尚无任 何厂家生产，更谈不上自动清洗管内积垢。在这方面我国还是一个空白。现有《一种矿井冰冷低温辐射降温系统》(专利号200420002466)，该降温系统 中设置地面制冰设备、输冰设施、通过输冰设施与地面制冰设备相连通的井下融冰池， 通过冷水输送管路与井下融冰池相连通的工作面吸热装置。其主要缺点与上述制冰设 备一样。发明内容本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种运行成本低、系统投资低，降 温性能稳定、降温效果好的矿用高低压换冷器。本实用新型目的的实现方式为，矿用高低压换冷器，筒体6上装与地面制冷站制冷设备的出口、入口对应相连接的高压侧低温冷媒体入口 5、高压侧低温冷媒体出口 8， 与井下工作地点的空冷器的入口、出口对应相连接的低压侧出水口 9、低压侧入水口 IO和高压侧排气阀14、高压侧排污阀15、高压侧排污阀15，内部有紫铜换热管7，紫铜管7与管板3、 11胀接，紫铜管内通过筒节2与低压侧 出水口 9、低压侧入水口 IO相通，紫铜管外通过筒体6上的高压侧低温冷媒体入口 5、 高压侧低温冷媒体出口 8相通，筒体6—端装管板11， 一端装管板3、法兰4，管板3外装筒节2、封头l，筒节 2上装低压侧排气阀12、低压侧排污阀13。本实用新型工作时，高压侧低温冷媒体入口 5、高压侧低温冷媒体出口 8通过管 達与地面制冷站制冷设备的出口、入口对应相连接，实现高压侧冷媒的制冷循环，高 S恻回路的冷媒工作压力一般为6.4Mpa 10MPa;低压侧出水口 9、低压侧入水口 10 通过管道与矿井下的工作地点(需降温点)的空冷器的入口、出口对应相连接，实现 低压水回路的制冷循环，低压水回路的水压一般为2.5Mpa 6.4Mpa，空冷器使矿井 内的环境温度达到施工要求。本实用新型外壳为16MnR钢板焊制成圆筒状或直接釆用无缝钢管，内部为通过 臂板装配的紫铜管或外螺纹紫铜高效管，沿纵向布置，管内走低压水，管外走高压水 或其它冷媒，管内外水阻力小，并可根据换冷量的需求进行任意组合；具有强大的承 珏能力，能满足6.4Mpa以上的水压要求；每根紫铜管内装一个尼龙刷17，能自动清 教管内积垢；换冷能力强。本实用新型已在平煤四矿成功试用，证明了其换冷能力强，能使矿井内的环境温 虔达到施工要求。
图1是本实用新型结构示意图 图2是本实用新型结构侧视图 图3是管刷和接头结构图 图4a、 b是方向调节装置工作原理图 图5是紫铜管、流程板在管板3、 ll上的布置图具体实施方式
参照图l、 2，本实用新型筒体6上装与地面制冷站制冷设备的出口、入口对应相 涟接的高压侧低温冷媒体入口5、高压侧低温冷媒体出口 8,与井下工作地点的空冷器 ffl入口、出口对应相连接的低压侧出水口 9、低压侧入水口 10和高压侧排气阀14、高 压侧排污阀15、高压侧排污阀15，紫铜管7与管板3、 11胀接，紫铜管内通过筒节2与低压侧出水口 9、低压侧入水 口10相通，紫铜管外通过筒体6上的高压侧低温冷媒体入口 5、高压侧低温冷媒体出 口8相通。筒体6—端装管板11， 一端装管板3、法兰4，管板3外装筒节2、封头l，筒节 2七装低压侧排气阀12、低压侧排污阀13。筒体6呈圆筒状，由于筒体内需要承受6.4Mpa 10Mpa的压力，因此采用厚28mm 的16MnR钢板成，直径为600 800mm。封头1、筒节2用16mm厚的16MnR钢板焊成。高压侧低温冷媒体入口 5、高压侧低温冷媒体出口 8通过管道与地面制冷站制冷 设备的出口、入口对应相连接，实现高压侧冷媒的制冷循环，高压侧回路的冷媒工作 压力一般为6.4Mpa 10Mpa。低压侧出水口 9、低压侧入水口 10通过管道与井下工 作地点(需冷点)的空冷器的入口、出口对应相连接，实现低压水回路的制冷循环， 低压水回路的水压一般为2.5Mpa 6.4MPa。紫铜管7通过管板3、 ll胀接，管内与低压侧低压侧出水口 9、低压侧入水口IO 相沟通，管外与高压侧高压侧低温冷媒体入口5、高压侧低温冷媒体出口8相沟通。为使承压大紫铜管7或外螺纹紫铜高效管作为换热管沿设备纵向布置，根据设备 制冷能力的不同，沿纵向按一定规则平行摆放600-800根4> 19X 1.5的紫铜管，根据温 差要求，管板3、 11胀接的紫铜管7由流程板20隔开3—5个区，每个区的热水回路 形成一个流程，紫铜管7外有6-8个折流板19，形成6—8个折流，这样管内热水与管 外冷媒形成逆流换热，换热效率高。管外一般为纯水或由纯水配置的乙二醇溶液或其 它低温防冻液，管内为普通水，管内外水阻力小。参照图3，为防止管内结垢，本实用新型在每根紫铜管两端各装一个自动清洗接 头16，每根紫铜管内装一个尼龙刷17，通过尼龙刷17的来回运动将管内结垢物带出管外，并通过水流带走，以提高换热效率。参照图4a、 b，低压侧出水口9、低压侧入水口 10之间有方向调节装置18，方向 谓节装置18与尼龙刷17连接。方向调节装置18可通过手动或电动调节，其状态如图 有两种方式，即A或B。在状态A下，低压侧水从低压侧入水口 IO进入，从低压侧 Hi水口 9离开矿用高低压换冷器；在状态B下，低压侧水从低压侧出水口 9进入矿用 髙低压换冷器，从低压侧入水口 10离开矿用高低压换冷器。方向调节装置18使尼龙 刷17来回运动，从而实现自动清洗。
权利要求1、矿用高低压换冷器，其特征在于筒体(6)上装与地面制冷站制冷设备的出口、入口对应相连接的高压侧低温冷媒体入口(5)、高压侧低温冷媒体出口(8)，与井下工作地点的空冷器的入口、出口对应相连接的低压侧出水口(9)、低压侧入水口(10)和高压侧排气阀(14)、高压侧排污阀(15)，内部有紫铜换热管(7)，紫铜管(7)与管板(3、11)胀接，紫铜管内通过筒节(2)与低压侧出水口(9)、低压侧入水口(10)相通，紫铜管外通过筒体(6)上的高压侧低温冷媒体入口(5)、高压侧低温冷媒体出口(8)相通，筒体(6)一端装管板(11)，一端装管板(3)、法兰(4)，管板(3)外装筒节(2)、封头(1)，筒节(2)上装低压侧排气阀(12)、低压侧排污阀(13)。
2、 根据权利要求1所述的矿用高低压换冷器，其特征在于紫铜管(7)的两端各 装一个自动清洗接头(16)，每根紫铜管内装一个尼龙刷(17)。
3、 根据权利要求1和2所述的矿用高低压换冷器，其特征在于低压侧出水口 (9)、 低压侧入水口 (10)之间有方向调节装置(18)，方向调节装置(18)与尼龙刷(17) 连接。
4、 根据权利要求1所述的矿用高低压换冷器，其特征在于筒体(6)呈圆筒状， 用厚28mm的16MnR钢板焊制成，直径为600 800mm。
5、 根据权利要求1所述的矿用高低压换冷器，其特征在于封头(1)、筒节(2) 用16mm厚的16MnR钢板焊成。
6、 根据权利要求1所述的矿用高低压换冷器，其特征在于管板(3、 11)胀接的 紫铜管(7)由流程板(20)隔开3—5个区。
7、 根据权利要求1所述的矿用高低压换冷器，其特征在于紫铜管(7)外有6-8 个折流板(19)。
专利摘要矿用高低压换冷器，涉及一种将地面制冷站的高压低温冷媒的冷量传给矿井内低压高温冷媒的中间换冷装置。筒体上装与地面制冷站制冷设备的出口、入口对应相连接的高压侧低温冷媒体入口、高压侧低温冷媒体出口，与井下工作地点的空冷器的入口、出口对应相连接的低压侧出水口、低压侧入水口和高压侧排气阀、高压侧排污阀，内部有与低压侧出、入水口、高压侧低温冷媒体入、出口相通的紫铜换热管，筒体一端装管板，一端装管板、法兰，管板外装筒节、封头，筒节上装低压侧排气、排污阀。本实用新型工作时，管内走低压水，管外走高压水或其它冷媒，管内外水阻力小；具有强大的承压能力，能满足6.4MPa以上的水压要求；能自动清洗管内积垢，换冷能力强。
文档编号F28G1/02GK201093898SQ200720087260
公开日2008年7月30日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者刘贵平, 卫修君, 欧阳广斌, 胡春胜, 陈启永 申请人:武汉星田热环境控制技术有限公司