矿用薄膜式高低压转换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用薄膜式高低压转换装置，属于矿井制冷机械【技术领域】，包括设置在矿井外的制冷站、和设置在矿井内的散热器，还包括设置在矿井内的容器Ⅰ和容器Ⅱ，所述容器Ⅰ内设置弹性薄膜Ⅰ，所述容器Ⅱ内设置弹性薄膜Ⅱ，所述弹性薄膜Ⅰ和弹性薄膜Ⅱ分别将容器Ⅰ和容器Ⅱ分隔成冷水侧和热水侧，所述容器Ⅰ和容器Ⅱ的冷水侧分别与制冷站的出水口和散热器的进水口联通，所述容器Ⅰ和容器Ⅱ的热水侧分别与制冷站的回水口和散热器的出水口联通。由于在高低压转换的过程中仅用容器内的薄膜弹性变形进行传递，冷损失小，并进行精确控制，使制冷站的工况和实际制冷负荷相匹配，降低制冷站的运行能耗，可更高效的降低矿井内局部区域的温度。
【专利说明】矿用薄膜式高低压转换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井制冷机械【技术领域】，特别涉及一种采用高压冷水将低压热水推送至地面的矿井冷、热水高低压转换装置。
【背景技术】
[0002]随着矿井开采深度加大，导致矿井地面集中制冷机组的冷水输送到井下时，水的静压就已经远远超过了末端散热器的承压范围，这种高低转换装置可以使高压冷水压力降低到能够满足散热器使用要求，并且冷损失极小。这种装置利用U型管原理，进水管道、回水管道构成一个U型管，实现高压冷水将低压的热水推送地面上，从而实现能量交换，就不需要用泵直接将热水输送到地面，降低运行费用。但是对整个降温系统而言，现有的降压装置存在冷损失大的情况，如何克服有效的降低冷水的冷量损失，如何确保末端冷量需求与实际供给之间的平衡，是矿井降温系统中亟待解决技术难题。
[0003]因此需要一种能够实现冷损失小、制冷量与末端需求相符合的高低压转换装置；同时要保证系统连续稳定运行的大落差的矿井冷、热水高低压转换装置。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型要解决的是一种能够实现冷损失小、制冷量与末端需求相符合；同时要保证系统连续稳定运行的大落差的矿井冷、热水高低压转换装置。
[0005]本实用新型矿用薄膜式高低压转换装置，包括设置在矿井外的制冷站、和设置在矿井内的散热器，还包括设置在矿井内的容器I和容器II ；
[0006]所述容器I内设置弹性薄膜I，所述弹性薄膜I将容器I分隔成冷水侧和热水侦牝所述容器I的冷水侧分别与制冷站的出水口和散热器的进水口联通，所述容器I的热水侧分别与制冷站的回水口和散热器的出水口联通；
[0007]所述容器II内设置弹性薄膜II，所述弹性薄膜II将容器II也分隔成冷水侧和热水侦牝所述容器II的冷水侧分别与制冷站的出水口和散热器的进水口联通，所述容器II的热水侧分别与制冷站的回水口和散热器的出水口联通；
[0008]所述容器I和容器II与制冷站和散热器联通的管路上均设置有控制阀门；
[0009]所述制冷站的出水口端或者回水口端设置有水泵I，所述散热器进水口端或者出水口端设置有水泵II。
[0010]进一步，包括对所述控制阀门的开闭进行控制的控制单元。
[0011]进一步，所述弹性薄膜I和弹性薄膜II均采用具有弹性的隔热材料制成。
[0012]进一步，所述制冷站的出水口端和散热器的进水口端均设置有确保制冷站和散热器各自压力处于正常的设定值区间内的超压泄放单元。
[0013]进一步，所述散热器的出水口端还设置有确保散热器的流量与制冷站的流量相当的补水单元。
[0014]进一步，所述制冷站的回水口端还设置有对热水回水进行净化处理的循环水处理单元。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016]1、本实用新型矿用薄膜式高低压转换装置通过设置两个带弹性薄膜的容器I和容器II，将制冷站的高压冷水转化为低压冷水并进入散热器进行吸热，并将散热器的低压热水转化为高压热水排出地面进行放热，实现了将制冷站的高压冷水和散热器的低压热水之间的势能和热能的转换，冷损失小、且制冷量与末端需求相匹配，可更高效的降低矿井内局部区域的温度和减少能源的耗费，同时由于高压冷水在容器I或容器II内进行势能转换，避免了对散热器的直接冲击，避免了现有技术中高压冷水压力过高对散热器的直接冲击而影响其使用寿命的问题，可有效延长散热器的使用寿命。
[0017]2、设置控制单元对降温系统进行监控，通过CAN工业总线方式实现对高低压转换系统的各个控制对象的控制和设备工作状态及工作面环境状况进行监控；并且，可以实现集中控制中心与地面制冷站控制中心进行实时的数据交换，根据井下制冷负荷来控制地面制冷站的工况，使地面制冷站的工况和实际制冷负荷相匹配，降低制冷站的运行能耗。
[0018]3、本实用新型通过温度传感器、流量传感器采集的温度、流量的信号来控制电动调节阀的开度，对冷水流量进行调节使之与末端负荷相匹配，井下循环水处理单元保证了热水的回水质量，确保流经阀门的水质，提高了阀门的使用寿命。
[0019]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型矿用薄膜式高低压转换装置的实施结构示意图；
【具体实施方式】
[0021]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0022]如图所示，本实施例矿用薄膜式高低压转换装置包括设置在矿井外的制冷站1、和设置在矿井内的散热器2，制冷站I将矿井热水回水进行降温制冷，散热器2吸收矿井局部区域的热量进入循环水中，还包括设置在矿井内的容器I 3和容器II 4，所述容器I 3内设置弹性薄膜I，所述弹性薄膜I将容器I 3分隔成冷水侧和热水侧，所述容器I 3的冷水侧分别与制冷站I的出水口 5和散热器2的进水口 8联通，使容器13的冷水侧与制冷站I之间形成回路，所述容器I 3的热水侧分别与制冷站I的回水口 6和散热器2的出水口 7联通，使容器13的热水侧与散热器2之间形成回路，所述容器II 4内设置弹性薄膜II，所述弹性薄膜II将容器II 4也分隔成冷水侧和热水侧，所述容器II 4的冷水侧分别与制冷站I的出水口 5和散热器2的进水口 8联通，使容器114的冷水侧与制冷站之间形成回路，所述容器II 4的热水侧分别与制冷站I的回水口 6和散热器2的出水口 7联通，使容器114的热水侧与散热器2之间形成回路，所述容器I 3和容器II 4与制冷站I和散热器2联通的管路上均设置有控制阀门，所述控制阀门包括设置在容器I 3上的第一控制阀门Al、第二控制阀门B1、第三控制阀门Cl、第四控制阀门Dl和设置容器II上的第五控制阀门A2、第六控制阀门B2、第七控制阀门C2、第八控制阀门D2 ;所述第一控制阀门Al和第五控制阀门A2与制冷站I的回水口 6联通，所述第二控制阀门BI和第六控制阀门B2与散热器2的出水口 7联通，所述第三控制阀门Cl和第七控制阀门C2与制冷站I的出水口 5联通，第四控制阀门Dl和第八控制阀门D2与散热器2的进水口 8联通，所述制冷站I的出水口 5端或者回水口 6端设置有水泵I 9，水泵19为高压水泵，可向容器13或容器II 4提供高压冷水，所述散热器2进水口 8端或者出水口 7端设置有水泵II 9，水泵II 9为低压水泵，可向容器II 4或容器13提供低压热水，包括对所述控制阀门的开闭进行控制的控制单元11，通过对控制阀门的开闭的控制，确保当容器13的热水侧联通热水时，容器114的冷水侧联通冷水；当容器13的冷水侧联通冷水时，容器114的热水侧联通热水；且交替连通，实现高压冷水和低压热水之间的势能和热能转换。
[0023]本实施例的工作流程:
[0024]假设容器I 3内充满高压冷水，容器II 4中充满低压热水，此时，容器I 3中第二控制阀门BI和第四控制阀门Dl打开，容器II中第五控制阀门A2和第七控制阀门C2打开，容器I 3内的高压冷水的压力下降，变成低压冷水；在低压水泵II 9的推动下，低压热水通过第二控制阀门BI进入容器I 3，同时通过薄膜推动容器I 3内的低压冷水，通过第四控制阀门D流入散热器2 ;而容器II 4内的低压热水的压力上升，变成高压热水；在高压水泵I 8的推动下，高压冷水通过第七控制阀门C2打开进入容器II 4，同时通过薄膜推动容器II 4内的高压热水，通过第五控制阀门A2流回到地面的制冷站1，如此往复运行，形成循环。
[0025]本实施例矿用薄膜式高低压转换装置通过设置两个带弹性薄膜的容器13和容器114，将制冷站I的高压冷水转化为低压冷水并进入散热器2进行吸热，并将散热器2的低压热水转化为高压热水排出地面进行放热，实现了将制冷站I的高压冷水和散热器2的低压热水之间的势能和热能的转换，即将由制冷站I的冷冻水由于高落差产生的势能转化为将散热器2的热水排出矿井的势能和通过冷冻水带走热水中的热量，此过程由于仅用容器内的薄膜弹性变形进行传递，冷损失小，并通过控制单元对控制阀门进行精确控制，使制冷站I的工况和实际制冷负荷相匹配，降低制冷站I的运行能耗，可更高效的降低矿井内局部区域的温度，同时由于高压冷水在容器13或容器114内进行势能转换，避免了对散热器2的直接冲击，避免了现有技术中高压冷水压力过高对散热器的直接冲击而影响其使用寿命的问题，可有效延长散热器的使用寿命。
[0026]作为对本实施例的改进，所述弹性薄膜I和弹性薄膜II均采用具有弹性的隔热材料制成。采用隔热材料可以进一步降低势能转化时冷损失和热损失，提高势能转换效果，减少能耗。
[0027]作为对本实施例的改进，所述制冷站I的出水口 5端和散热器2的进水口 8端均设置有确保制冷站和散热器各自压力处于正常的设定值区间内的超压泄放单元12。采用超压泄放单元可以使制冷站和散热器处于更安全，整个系统更稳定。
[0028]作为对本实施例的改进，所述散热器的出水口端还设置有确保散热器的流量与制冷站的流量相当的补水单元13。补水单元13可使低压的热水和高压的冷水流量相当，实现装置更加稳定的运行。
[0029]作为对本实施例的改进，所述制冷站的回水口端还设置有对热水回水进行净化处理的循环水处理单元14。所述循环水处理单元14用于对装置热水回水的过滤处理，使热水回水的水质达到阀门使用的要求。
[0030]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种矿用薄膜式高低压转换装置，包括设置在矿井外的制冷站、和设置在矿 井内的散热器，其特征在于: 还包括设置在矿井内的容器I和容器II ； 所述容器I内设置弹性薄膜I，所述弹性薄膜I将容器I分隔成冷水侧和热水侧，所述容器I的冷水侧分别与制冷站的出水口和散热器的进水口联通，所述容器I的热水侧分别与制冷站的回水口和散热器的出水口联通； 所述容器II内设置弹性薄膜II，所述弹性薄膜II将容器II也分隔成冷水侧和热水侧，所述容器II的冷水侧分别与制冷站的出水口和散热器的进水口联通，所述容器II的热水侧分别与制冷站的回水口和散热器的出水口联通； 所述容器I和容器II与制冷站和散热器联通的管路上均设置有控制阀门； 所述制冷站的出水口端或者回水口端设置有水泵I，所述散热器进水口端或者出水口端设置有水泵II。
2.根据权利要求1所述的矿用薄膜式高低压转换装置，其特征在于:还包括对所述控制阀门的开闭进行控制的控制单元。
3.根据权利要求1所述的矿用薄膜式高低压转换装置，其特征在于:所述弹性薄膜I和弹性薄膜II均采用具有弹性的隔热材料制成。
4.根据权利要求1所述的矿用薄膜式高低压转换装置，其特征在于:所述制冷站的出水口端和散热器的进水口端均设置有确保制冷站和散热器各自压力处于正常的设定值区间内的超压泄放单元。
5.根据权利要求1所述的矿用薄膜式高低压转换装置，其特征在于:所述散热器的出水口端还设置有确保散热器的流量与制冷站的流量相当的补水单元。
6.根据权利要求1所述的矿用薄膜式高低压转换装置，其特征在于:所述制冷站的回水口端还设置有对热水回水进行净化处理的循环水处理单元。
【文档编号】E21F3/00GK203978479SQ201420457224
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】文光才, 陈孜虎, 姬建虎, 张习军, 董浩民, 褚召祥, 闫洪远, 刘俊杰, 刘利亚 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司