一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置，包括依次相连的外部供水装置、主供水管道和盾构机水箱，所述主供水管道上设有用于调节主供水管道内的水压和流速的水压监控装置，所述主供水管道上还设有用于所述调节盾构机水箱内水温高低的温度监控装置。由于在主供水管道上设置了水压监控装置，可以实时监测供水管道内的水压和水流的大小，并且可以根据需要调整供水管道内的水压和水流的大小，从而减少盾构机的供水开闭时出现水锤效应，提高设备的安全。所述温度监控装置，可以对进入盾构机水箱的水流进行实时的温度监测和控制，避免供水管道中水温过高，出现的水质结垢造成的管道阻塞。
【专利说明】一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及盾构机的附属设备，尤其涉及一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置。
【背景技术】
[0002]煤矿斜井的建设主要采用钻爆法施工，该种方法施工速度慢，成本高，环境使用性差。目前已有采用盾构机建设煤矿斜井，该种方法比较先进，安全系数高、施工速度快、适用范围广。但是采用盾构机建设煤矿时，也存在一定的问题，如盾构机在工作时，机体内的液压系统、驱动装置及电器部件都会产生大量的热量，导致盾构机和斜井环境的温度升高，使水质结垢，阻塞管道，所以需要进行及时的冷却。在长距离和高落差的斜井中施工时，盾构机的降温和供水就成了难题。如长距离达到数千米斜井中施工时，外部的冷水受盾构机和斜井内环境温度的影响以及长距离与水管的摩擦，到达盾构机的水箱时，水温已经偏高，不能起到很好的降温作用。在深度达到数百米斜井施工时，盾构机的供水装置还将极易出现水锤效应，供水阀门和水泵将会受到严重的水冲击，给机械设备带来了安全问题，严重时将威胁工作人员的人身安全。
[0003]因此，有必要设计一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置，可以使盾构机在长距离和高落差的斜井中施工时，能够实现对供水装置的水压和温度的监测和控制，保证斜井施工的速度和安全性。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构简单、能够实现对水压和温度的监测和控制的用于煤矿斜井盾构机的供水装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置，包括依次相连的外部供水装置、主供水管道和盾构机水箱，所述主供水管道上设有用于调节主供水管道内的水压和流速的水压监控装置，所述主供水管道还设有用于调节所述盾构机水箱内水温高低的温度监控装置。
[0006]进一步，所述外部供水装置包括蓄水池和外部供水管道，所述外部供水管道的进水端与所述蓄水池出水口连接，所述外部供水管道的出水端与所述主供水管道相连接，所述外部供水管道的进水端设有控制阀，所述外部供水管道上设有加压管道，所述加压管道上沿水流方向依次设有加压管道控制阀和增压泵，所述加压管道的后方沿水流方向依次连接有外部供水温度表、外部供水水压表和溢流装置。
[0007]进一步，所述溢流装置包括溢流管，所述溢流管的一端与所述外部供水管道相连，另一端与所述蓄水池的顶部相连，所述溢流管上设有用于控制所述溢流管开闭的溢流阀。
[0008]进一步，所述蓄水池的出水口上设有过滤器。
[0009]进一步，所述水压监控装置包括连接在所述盾构机水箱进水端上的压力传感器，所述水压监控装置还包括根据所述压力传感器的信号来调节和控制所述主供水管道的水压和流速的减压阀构件和调速阀构件，其中所述减压阀构件和所述调速阀构件沿所述主供水管道内水流的方向依次设置。
[0010]进一步，所述温度监控装置包括冷却水箱，所述冷却水箱的进水端与所述主供水管道相连通，其出水端与所述盾构机水箱的进水端相连通，所述冷却水箱的进水端连接有进水电控气动球阀、进水温度传感器和进水压力表，所述冷却水箱的出水端上设有出水电控气动球阀、出水调速阀和流速传感器，所述冷却水箱的顶部设有顶部液面传感器，所述冷却水箱的底部设有底部液面传感器，所述冷却水箱上还设有用于降低所述冷却水箱的水温的冷风机。
[0011]进一步，所述盾构机水箱上设有盾构机水箱温度传感器，所述盾构机水箱的顶部设有高液面传感器，所述盾构机水箱的中部设有中液面传感器，所述盾构机水箱的底部设有低液面传感器。
[0012]进一步，所述盾构机水箱的连接有排污装置，所述排污装置包括排污管和排污泵，所述排污泵的进水端通过所述排污管连接在所述盾构机水箱的底部，所述排污泵的出水端通过所述排污管连接到外部的污水池。
[0013]采用上述技术方案具有如下有益效果:
[0014]本实用新型提供的一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置，由于在主供水管道上设置了水压监控装置，可以实时监测供水管道内的水压和水流的大小，并且可以根据需要调整供水管道内的水压和水流的大小，从而减少盾构机的供水开闭时出现水锤效应，提高设备的安全性。所述温度监控装置，可以对进入盾构机水箱的水温进行监测和控制，避免供水管道中水温过高，出现的水质结垢造成的管道阻塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一实施例中用于煤矿斜井盾构机的供水装置结构示意图；
[0016]图2是本实用新型一实施例中用于煤矿斜井盾构机的供水装置的水压逻辑控制示意图；
[0017]图3是本实用新型一实施例中用于煤矿斜井盾构机的供水装置的水温逻辑控制示意图。
[0018]附图标记对照表:
[0019]IL^外部供水装置；2——水压监控装置；3^温度监控装置； 4~一主供水管道； 5—盾构机水箱；6-煤矿斜井；
imJytj ^||y t *
11--—蓄水池；i 2—一外部供水管道； 13—^加压管道；
14-外部供水温度表;15-——外部供水压力表;16-——溢流管;
111^^蓄水池开关；12控制阀；
131-加压管道控制阀;13 2-第二加压管道控制阀;
133——增压泵;161——溢流阀;
[0020]
2第一减压阀； 22——第二减压阀； 23^第一调速阀;24^第二调速阀；25^进水温度表；
21——压力传感器；
31一一进水电控气动球阀;32—一进水温度传感器；33——进水压力表； 3參一一冷却水箱；341——风冷机；342——顶部液面传感器；343—一底部部液面传感器；35^^出水电控气动球阀；36-出水调速阀；37^—流速传感器；
5 盾构机水箱温度传感器；
52——高液面传感器；53——中液面传感器；54——低液面传感器； 55——棑污管；56——排水泵β
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0022]如图1所示，本实用新型的提供的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，包括依次相连的外部供水装置1、主供水管道4和盾构机水箱5，主供水管道4上设有用于调节主供水管道4内的水压和流速的水压监控装置2，主供水管道4上还设有用于调节盾构机水箱5内水温高低的温度监控装置3。外部供水装置I通过主供水管道4向盾构机水箱5供水，在主供水管道4上设置水压监控装置2可以根据需要控制主供水管道4内水压的大小，减少水压过大引起的水锤效应。如在长距离和深度大煤矿斜井6中采用盾构机施工时，利用水压监控装置2可以将主供水管道4中的水压控制在IOPa以下，保证施工时的安全性。温度监控装置3可以根据具体的需要对盾构机水箱5内的水温进行调节，保证盾构机水箱5内的水温满足生产用水的水温。如，将盾构机水箱5的水温调整使其不超过26oC，保证水温满足盾构机工作的需要，同时避免因水温过高引起的水质结垢阻塞管道的等问题。
[0023]本实施例中，外部供水装置I包括蓄水池11和外部供水管道12，外部供水管道12的进水端与蓄水池11出水口连接，外部供水管道12的出水端与主供水管道4相连接，外部供水管道12的进水端设有控制阀121，外部供水管道12上设有加压管道13，加压管道13上沿水流方向依次设有加压管道控制阀131和增压泵133，加压管道13的后方沿水流方向依次连接有外部供水温度表14、外部供水水压表15和溢流装置。上述增压泵133的出水端还可以设有第二加压管道控制阀132。在盾构机施工初期，由于煤矿斜井6的深度不大，此时仅仅依靠蓄水池11中的常压水压向盾构机供水可能会压力不足。打开加压管道13上的加压管道控制阀131、第二加压管道控制阀132和增压泵133，提高外部供水的水压，最终满足盾构机工作的用水水压。随着盾构机施工的进展，煤矿斜井6的深度不断增减，煤矿斜井6的高度差不断增加，此时主供水管道4内的水压也不断的增加，当水压不需要增加泵133的加压也可以满足工作要求时，关闭加压管道13上的加压管道控制阀131、第二加压管道控制阀132和增压泵133，打开控制阀121，外部供水管道12对主供水管道4常压供水即可。从而有效控制主供水管道4内的压力同时节省能源。
[0024]上述外部供水温度表14用于测量和显示外部供水管道12内水温高低。上述外部供水水压表15用于测量和显示外部供水管道12内水压大小。外部供水温度表14可以保证操作人员掌握外部供水装置I内的供水水温，当外部供水温度表14显示水温过高时，暂停供水，进一步采取其他冷却措施，避免将高温水供给盾构机。外部供水压力表15可以让操作人员掌握外部供水装置I内水的压力大小，当外部供水压力表15显示水压偏小时，开启加压管道13上的加压设施，从而提高供水的压力，当外部供水压力表15显示水压满足工作需要时，可以关闭加压管道13，常压供水即可。
[0025]上述溢流装置包括溢流管16，溢流管16用于保持外部供水管道12内水压的稳定。溢流管16的一端与外部供水管道12相连，另一端与蓄水池11的顶部相连，溢流管16上设有用于控制溢流管开闭的溢流阀161。调整溢流阀161的开启大小，可以相应的调整外部供水管道12内的水压大小，从而保证了外部供水装置I的水压稳定。
[0026]上述蓄水池11的出水口上设有过滤器112。过滤器112可以将蓄水池11中的杂质滤除，避免杂质进入供水的管道，引起阻塞。同时蓄水池11的出水口上还设有蓄水池开关111，蓄水池开关111用于控制蓄水池出水端的开启和关闭。
[0027]本实用新型的一种实施列中，水压监控装置2包括连接在盾构机水箱5进水端上的压力传感器26，水压监控装置2还包括根据压力传感器2的信号来调节和控制主供水管道4的水压和流速的减压阀构件和调速阀构件，其中减压阀构件和调速阀构件沿主供水管道4内水流的方向依次设置。减压阀构件包括第一减压阀21和第二减压阀23，调速阀构件包括第一调速阀22和第二调速阀24。上述的减压阀与调速阀可以间隔设置。如在盾构机的工作水压不超过IOPa的前提下，当压力传感器26检测到水压达到9Pa时，压力传感器26将检测的信号传送给相关操作人员，使其同时打开第一减压阀21和第二减压阀23或者调整第一调速阀22和第二调速阀24调整主供水管道4内的水流大小，从而降低主供水管道4内的水压，保证其水压不超过10Pa。当然根据具体施工不同的压力要求，可以设置启动一减压阀21、第二减压阀23、第一调速阀22和第二调速阀24不同的工作调节压力值。设置多个减压阀和调速阀可以对主供水管道4内的水压进行多级调整，保证调节过程的稳定性，同时扩大的对主供水管道4内水压调节的范围。
[0028]本实施例中，温度监控装置3包括冷却水箱34，冷却水箱34的进水端与主供水管道4相连通，冷却水箱34的出水端与盾构机水箱5的进水端相连通，其进水端连接有进水电控气动球阀31、进水温度传感器32和进水压力表33，冷却水箱34的出水端上设有出水电控气动球阀35、出水调速阀36和流速传感器37，冷却水箱34的顶部设有顶部液面传感器342，冷却水箱34的底部设有底部液面传感器343，冷却水箱34上还设有用于降低冷却水箱4的水温的冷风机341。进水温度传感器32用于检测进入冷却水箱34的水温大小，当主供水管道4中的水流经长距离输送到冷却水箱34中时，主供水管道4中的水流与管壁的摩擦导致水流的温度上升。此时进水温度传感器32可以将检测的信号反馈到压力监控装置2中的第一调速阀22和第二调速阀24，用来调节水流的速度，初步降低因长距离输送与管壁摩擦导致的水流温升。冷却水箱34不但可以对主供水水管4内的水流的进行缓冲，同时扩大水流散热面积，进一步降低冷却水箱34内的水温。冷却水箱34上的风冷机341，对冷却水箱34的水温进行最终的降温。冷风机341可以根据具体施工的水温要求把冷却水箱34内的水温降低到需要值。如将水温降低到26°C以下。在冷却水箱34的顶部和底部分别对应设置的顶部液面传感器342和底部液面传感器343，用于监测冷却水箱34的水量。当冷却水箱34的液面低于底部液面传感器343时，打开进水电控气动球阀31，对冷却水箱34进水。进水压力表33用于显示进入冷却水箱34的水流的压力。位于冷却水箱34的出水端上流速传感器37，可以检测到流入盾构机水箱5的水流的大小，从而控制出水调速阀36的出水流速，同时可以水流的信号反馈给水压监控装置2，使水压监控装置2中的第一调速阀22和第二调速阀24对水流进行相应地调整，保证主供水管道4内的水流速度满足工作的需要。如当流速传感器37测量到水流的速度达到lOm/s时，同时开启出水调速阀36、第一调速阀22和第二调速阀24，迅速使水流速度降低到安全值。当然也可以根据具体施工时的需要，单个或同时调节出水调速阀36或第一调速阀22和第二调速阀24。出水电控气动球阀35用于控制对盾构机水箱5的供水，当盾构机工作时，打开出水电控气动球阀35，经冷却水箱冷却34的符合工作温度的水流入盾构机水箱5中。
[0029]本实施例中,盾构机水箱上5设有盾构机水箱温度传感器51,盾构机水箱5的顶部设有高液面传感器52，盾构机水箱5的中部设有中液面传感器53，盾构机水箱5的底部设有低液面传感器54。盾构机水箱温度传感器51用于监测盾构机水箱5内的水温，当盾构机水箱5的水温超过工作温度时，开启出水电控气动球阀35，将冷却水箱34的冷却水注入到盾构机水箱5内，从而将盾构机水箱5内的水温降低到安全值。盾构机水箱上5上设置的液面传感器用于监控盾构机水箱5内的水量。当高位的传感器53检测到无水时，打开出水电控气动球阀35并调节出水调速阀36或第一调速阀22和第二调速阀24进行低速供水；当中液面传感器53或低液面传感器54检测到无水时，打开出水电控气动球阀35同时调节出水调速阀36或第一调速阀22和第二调速阀24进行大流量、高速供水以满足盾构机工作时的用水需要。
[0030]上述盾构机水箱5还连接有排污装置,排污装置包括排污管55和排污泵56,排污泵56的进水端通过排污管55连接在盾构机水箱5的底部,排污泵56的出水端通过排污管55连接到外部的污水池7。排污装置将盾构机水箱5的污水及时地排出，保证盾构机水箱的水质满足施工的需要。[0031]图2是本实用新型一实施例中用于煤矿斜井盾构机的供水装置的水压逻辑控制示意图。当外部供水压力表15检测外部供水水压没有达到盾构机工作水压时，开启加压管道13，增加供水的压力，当外部供水装置的水压达到盾构机工作水压时，关闭加压管道13，进行常压供水。当盾构机水箱5进水端的压力传感器26检测到水压大于IOPa时，开启水压监控装置2的相关减压阀和调速阀，保证供水的水压小于10Pa。
[0032]图3是本实用新型实施例中用于煤矿斜井盾构机的供水装置的水温逻辑控制示意图。当流速传感器37检测到水流速度超过lOm/s时，开启水压监控装置2中的调速阀，减小水流速度。当盾构机水箱5上的盾构机水箱温度传感器51检测到盾构机水箱5内的水温高于26°C时，开启冷却水箱34上的风冷机341，对冷却水箱34内的水进行降温，再将冷却水箱34内冷却的水注入到盾构机水箱5中，使盾构机水箱5中的水温小于或等于26°C，从而对盾构机正常供水，保证盾构机的正常工作。
[0033]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，包括依次相连的外部供水装置、主供水管道和盾构机水箱，所述主供水管道上设有用于调节主供水管道内的水压和流速的水压监控装置，所述主供水管道上还设有用于调节所述盾构机水箱内水温高低的温度监控装置。
2.根据权利要求1所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述外部供水装置包括蓄水池和外部供水管道，所述外部供水管道的进水端与所述蓄水池出水口连接，所述外部供水管道的出水端与所述主供水管道相连接，所述外部供水管道的进水端设有控制阀，所述外部供水管道上设有加压管道，所述加压管道上沿水流方向依次设有加压管道控制阀和增压泵，所述加压管道的后方沿水流方向依次连接有外部供水温度表、外部供水水压表和溢流装置。
3.根据权利要求2所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述溢流装置包括溢流管，所述溢流管的一端与所述外部供水管道相连，另一端与所述蓄水池的顶部相连，所述溢流管上设有用于控制所述溢流管开闭的溢流阀。
4.根据权利要求2所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述蓄水池的出水口上设有过滤器。
5.根据权利要求1所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述水压监控装置包括连接在所述盾构机水箱进水端上的压力传感器，所述水压监控装置还包括根据所述压力传感器的信号来调节和控制所述主供水管道的水压和流速的减压阀构件和调速阀构件，其中所述减压阀构件和所述调速阀构件沿所述主供水管道内水流的方向依次设置。
6.根据权利要求1所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述温度监控装置包括冷却水箱，所述冷却水箱的进水端与所述主供水管道相连通，其出水端与所述盾构机水箱的进水端相连通，所述冷却水箱的进水端连接有进水电控气动球阀、进水温度传感器和进水压力表，所述冷却水箱的出水端上设有出水电控气动球阀、出水调速阀和流速传感器，所述冷却水箱的顶部设有顶部液面传感器，所述冷却水箱的底部设有底部液面传感器，所述冷却水箱上还设有用于降低冷却水箱的水温的冷风机。
7.根据权利要求1所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述盾构机水箱上设有盾构机水箱温度传感器，所述盾构机水箱的顶部设有高液面传感器，所述盾构机水箱的中部设有中液面传感器，所述盾构机水箱的底部设有低液面传感器。
8.根据权利要求1所述的用于煤矿斜井盾构机的供水装置，其特征在于，所述盾构机水箱的连接有排污装置，所述排污装置包括排污管和排污泵，所述排污泵的进水端通过所述排污管连接在所述盾构机水箱的底部，所述排污泵的出水端通过所述排污管连接到外部的污水池。
【文档编号】E21D9/06GK203716977SQ201320865070
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】牛云鹏, 张永旭, 张海峰, 李守彪, 米仁鹏, 李君政, 白笠言, 王奇峰, 成冬冬 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华新街能源有限责任公司, 中铁十三局集团有限公司