一种多压力适应型射流泵总成的制作方法

文档序号:15635224发布日期:2018-10-12 21:23

本实用新型属于矿井排水设备技术领域,具体涉及一种多压力适应型射流泵总成。



背景技术:

煤矿主排水系统多采用离心式水泵,水泵工作工况必须与吸上真空高度相适应,保持必须的气蚀余量,才能充分发挥排水效率。降低系统吸上真空高度的方法有:无底阀排水、高水位排水、正压排水等,现阶段采用无底阀排水已成为主流,即取消水泵配套底阀的阀芯,利用真空泵或射流泵引水方式,抽出吸水管和水泵内空气,而使泵体内充满水,然后开动水泵。这种排水方式操作简单,便于实现自动化,并减少了由于底阀而产生的阻力和各种故障。其次,相比真空泵引水方式,射流泵引水方式具有结构简单、系统可靠、无需配电、费用低等优点,已广泛应用于煤矿井下排水系统中。

现阶段,典型的煤矿井下水泵引水用射流泵总成如图1所示,根据水源类型选择开启一号手动球阀1或者二号手动球阀2,水泵12抽真空时,先根据动力水源类型相应的打开一号射流阀3或者二号射流阀4,同时打开真空阀9,射流泵5开始抽真空,负压表7实时显示当前负压值,并通过负压传感器8把压力值反馈至控制系统,当负压达到一定值时控制系统发出指令,真空阀9关闭,开启水泵12,一号射流阀3或者二号射流阀4关闭,一定时间后水泵12出水口形成正压,正压表10实时显示当前正压值,正压传感器11把压力值反馈至控制系统,当正压达到一定程度后,控制系统发出指令,水泵出水口上方的闸阀自动打开,从而实现煤矿井下自动化排水。此种方式存在以下问题:

1.《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》(编号为:GB50451-2008)中规定:“射流泵宜以排水管中的压力水作为能源,以压缩空气或洒水管路中的压力水作为备用能源,两者不得同时使用,两者能源之间应设隔离阀门,其压力按两种能源中压力较大者取值。”井下消防洒水一般采用在矿井地面工业场地内设置高位水池,通过敷设在井筒内的消防洒水管道,将高位水池内的水送至井下,依靠地面和井底的高差产生的势能作为井下消防洒水的动力,在高差较大时,应在井筒底部设置减压阀,一般井下消防洒水管道内压力不超过3.5MPa。

现阶段,我国煤层埋深超过600m的大埋深矿井越来越多,在此埋深条件下,井下主排水泵房处排水管路内部静压达到6.3MPa(随着煤层埋深的加大,排水管路内部静压亦相应增大)。此时,按照设计规范,煤矿井下排水系统射流泵的额定压力应选用6.3MPa以上。然而,实际使用中发现,采用额定压力应为6.3MPa射流泵,动力源采用井下消防洒水时,不能在规定时间内达到水泵启动所需的真空度,甚至在射流泵长时间运行后真空度依然无法达标,造成水泵无法启动的事故,给煤矿的安全生产带来较大隐患。造成这一现象的原因是:射流泵的内部喷嘴大小、混合室尺寸等参数均需与动力源的压力相匹配,以较高压力为设计依据的射流泵,在采用压力较低的动力源时,抽真空的效率低、效果不理想。

2.上述例子中,如果排水系统采用额定压力为4.0MPa的射流泵,以排水管中的压力水(6.3MPa)为动力源时,因系统各部件(包括射流泵、管路)的设计额定压力小于动力源的压力,使得射流泵的机体可能被压裂,部件连接部位的密封在压力超限时也会发生渗漏,出现安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种多压力适应型射流泵总成,其在多种压力等级的压力水源条件下,利用射流泵抽出吸水管和水泵内空气,安全高效地实现主排水泵的无底阀排水。

本实用新型采用如下技术方案来实现的:

一种多压力适应型射流泵总成,包括水仓、水泵、高压引水管道、低压引水管道和直管;其中,

在高压引水管道上自上而下依次安装有一号手动球阀、一号高压射流阀和高压射流泵;在低压引水管道上自上而下依次安装有二号手动球阀、低压射流阀和低压射流泵;高压引水管道的上部端头与矿井井下排水管路相连通,低压引水管道的上部端头与矿井井下压缩空气管路或消防洒水管路相连通;高压引水管道和低压引水管道的下部端头接至水仓内;高压射流泵的侧面连接有一号抽气管道,在一号抽气管道上从左到右依次安装有一号负压表、一号负压传感器和二号高压射流阀;低压射流泵的侧面连接有二号抽气管道,在二号抽气管道上从左到右依次安装有二号负压表、二号负压传感器和三号高压射流阀;一号抽气管道和二号抽气管道最终通过直管与水泵相连通;在直管上安装有正压表和正压传感器。

本实用新型进一步的改进在于,高压引水管道壁厚与井下主排水泵房处排水管路内部静压相匹配;低压引水管道壁厚与井下压缩空气管路或消防洒水管路内的实际压力相匹配。

本实用新型进一步的改进在于,二号高压射流阀与直管之间的部分一号抽气管道,三号高压射流阀与直管之间的部分二号抽气管道,以及直管的壁厚均与水泵出口压力相匹配。

本实用新型进一步的改进在于,一号手动球阀、一号高压射流阀和高压射流泵的额定压力与井下主排水泵房处排水管路内部静压相匹配。

本实用新型进一步的改进在于,二号手动球阀、低压射流阀和低压射流泵的额定压力与井下压缩空气管路或消防洒水管路内的实际压力相匹配。

本实用新型进一步的改进在于,二号高压射流阀、三号高压射流阀、正压表和正压传感器的额定压力和量程与水泵出口压力相匹配。

本实用新型进一步的改进在于,一号负压表和二号负压表的型号相同,一号负压传感器和二号负压传感器的型号相同,二号高压射流阀和三号高压射流阀的型号相同。

本实用新型至少具有以下有益的技术效果:

本实用新型提供的一种多压力适应型射流泵总成,主要应用在煤层埋深超过650m的大埋深矿井的井下排水系统中。水泵抽真空时,若采用井下排水管路作为动力源,因井下排水管路中水压较大,控制系统发出指令,开启一号高压射流阀和二号高压射流阀,关闭低压射流阀和三号高压射流阀,此时井下排水管路中高压水通过高压引水管道进入水仓,带动高压射流泵开始抽真空,当真空度达到设定值后,一号负压传感器将信号传递给控制系统,控制系统发出指令,关闭二号高压射流阀,开启水泵,关闭一号高压射流阀;若采用矿井井下压缩空气或消防洒水作为动力源,因井下压缩空气或消防洒水压力较小,控制系统发出指令,开启低压射流阀和三号高压射流阀,关闭一号高压射流阀和二号高压射流阀,此时压缩空气或消防洒水通过低压引水管道进入水仓,带动低压射流泵开始抽真空,当真空度达到设定值后,二号负压传感器将信号传递给控制系统,控制系统发出指令,关闭三号高压射流阀,开启水泵,关闭低压射流阀。具体来说,有以下优点:

煤层埋深超过650m的大埋深矿井,水泵抽真空时,可根据动力源的压力大小,控制系统自动启动或关闭相关阀门。在采用压力较大的井下排水管路作为动力源时,高压射流泵对水泵进行抽真空;在采用压力较小的井下压缩空气或消防洒水作为动力源时,低压射流泵对水泵进行抽真空。这使得射流泵的内部喷嘴大小、混合室尺寸等参数均与动力源的压力相匹配,大大提高了抽真空的效率高(实际应用中可在3min中内实现所需真空度),避免了水泵无法启动的事故,同时系统各部件(包括射流泵、管路)的设计额定压力与动力源的压力相匹配,射流泵的机体不会被压裂,连接部位不易发生渗漏,避免了安全隐患。

附图说明

图1是典型的煤矿井下水泵引水用射流泵总成示意图。

图2是本实用新型一种多压力适应型射流泵总成示意图。

图中:1、一号手动球阀;2、二号手动球阀;3、一号射流阀;4、二号射流阀;5、射流泵;6、水仓;7、负压表;8、负压传感器;9、真空阀;10、正压表;11、正压传感器;12、水泵;13、一号高压射流阀;14、低压射流阀;15、高压射流泵;16、低压射流泵;17、一号负压表;18、二号负压表;19、一号负压传感器;20、二号负压传感器;21、二号高压射流阀;22、三号高压射流阀;23、高压引水管道;24、低压引水管道;25、一号抽气管道;26、二号抽气管道;27、直管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体技术方案进行详细的描述,但这并不意味着对本实用新型的保护范围加以限制。

如图2所示,本实用新型提供的一种多压力适应型射流泵总成,包括水仓6、水泵12、高压引水管道23、低压引水管道24和直管27;其中,在高压引水管道23上自上而下依次安装一号手动球阀1、一号高压射流阀13和高压射流泵15;在低压引水管道24上自上而下依次安装二号手动球阀2、低压射流阀14和低压射流泵16;高压引水管道23的上部端头与矿井井下排水管路相连通,低压引水管道24的上部端头与矿井井下压缩空气管路或消防洒水管路相连通;高压引水管道23和低压引水管道24的下部端头接至水仓6内。高压射流泵15的侧面连接有一号抽气管道25,在一号抽气管道25上,从左到右依次安装有一号负压表17、一号负压传感器19、二号高压射流阀21;低压射流泵16的侧面连接有二号抽气管道26,在二号抽气管道26上,从左到右依次安装有二号负压表18、二号负压传感器20、三号高压射流阀22;一号抽气管道25和二号抽气管道26最终通过直管27与水泵12相连通;在直管27上安装有正压表10和正压传感器11。

如图2所示,所述的高压引水管道23壁厚与井下主排水泵房处排水管路内部静压相匹配;低压引水管道24壁厚与井下压缩空气管路或消防洒水管路内的实际压力相匹配;二号高压射流阀21与直管27之间的部分一号抽气管道25、三号高压射流阀22与直管27之间的部分二号抽气管道26、直管27的壁厚均与水泵12出口压力相匹配。

如图2所示,所述的一号手动球阀1、一号高压射流阀13和高压射流泵15的额定压力与井下主排水泵房处排水管路内部静压相匹配;二号手动球阀2、低压射流阀14和低压射流泵16的额定压力与井下压缩空气管路或消防洒水管路内的实际压力相匹配;二号高压射流阀21、三号高压射流阀22、正压表10和正压传感器11的额定压力和量程与水泵12出口压力相匹配。一号负压表17和二号负压表18的型号相同,一号负压传感器19和二号负压传感器20的型号相同,二号高压射流阀21和三号高压射流阀22的型号相同。

本实用新型的工作原理是:

本实用新型提供的一种多压力适应型射流泵总成,主要应用在煤层埋深超过650m的大埋深矿井的井下排水系统中。水泵12抽真空时,若采用井下排水管路作为动力源,因井下排水管路中水压较大,控制系统发出指令,开启一号高压射流阀13和二号高压射流阀21,关闭低压射流阀14和三号高压射流阀22,此时井下排水管路中高压水通过高压引水管道23进入水仓6,带动高压射流泵15开始抽真空,当真空度达到设定值后,一号负压传感器19将信号传递给控制系统,控制系统发出指令,关闭二号高压射流阀21,开启水泵12,关闭一号高压射流阀13,一定时间后水泵12出水口形成正压,正压表10实时直观地显示当前正压值,正压传感器11把压力值反馈至控制系统,当正压达到一定程度后,控制系统发出指令,水泵出水口上方的闸阀自动打开,从而实现煤矿井下自动化排水。

若采用矿井井下压缩空气或消防洒水作为动力源,因井下压缩空气或消防洒水压力较小,控制系统发出指令,开启低压射流阀14和三号高压射流阀22,关闭一号高压射流阀13和二号高压射流阀21,此时压缩空气或消防洒水通过低压引水管道24进入水仓6,带动低压射流泵16开始抽真空,当真空度达到设定值后,二号负压传感器20将信号传递给控制系统,控制系统发出指令,关闭三号高压射流阀22,开启水泵12,关闭低压射流阀14,一定时间后水泵12出水口形成正压,正压表10实时直观地显示当前正压值,正压传感器11把压力值反馈至控制系统,当正压达到一定程度后,控制系统发出指令,水泵出水口上方的闸阀自动打开,从而实现煤矿井下自动化排水。

在水泵12抽真空过程中,一号负压表17或二号负压表18可更为直观的显示实际真空度,有利于在一号负压传感器19或二号负压传感器20出现故障时的人工操作;一号手动球阀1和二号手动球阀2的设置有利于在系统出现故障需要维修时,切断动力源。

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