一種新型的泵房管路及控制裝置的製作方法

2023-06-09 21:38:11

本實用新型發明用於礦山井下主排水泵房出口管路及閥門安裝。

背景技術：

礦山井下水泵房一般由3臺主排水泵和兩條輸水管路構成，其排水管路及閥門均按圖1所示進行安裝。在正常情況下，3臺主排水泵一備一用一檢修，特殊情況下會同時開啟兩臺或三臺水泵。輸水管路一條為工作管路，一條為備用管路。在正常工作時一臺泵開啟，與該泵相對應的一側的閘閥開啟，經工作管路向地面排水。按照相關要求，3臺泵為完全相同的，並且每隔一段時間三臺泵交替運行，以保證3臺泵均能正常使用。

在正常工作時，當單獨開啟1#泵時，前閘閥開啟，水①沿著支管和工作管路排至地面；當單獨開啟2#泵時，2#泵閘閥開啟，泵出口的水②流經過支管併入工作管路時，大部分水②』右轉順著工作管路流向排至地面，但有部分水②』』向左轉逆著工作管路流嚮往泵房裡側回流，此水流與左側管路中的水形成渦流，消耗部分能量，並且會向左側管路中施加壓力，由於排水壓力不穩定，造成左側管路內的水形成隨機的脈動水壓，進一步增加2#泵的能量耗損，使泵所輸出的無用功增加，增加系統噸水百米電耗。同理，當3#泵開啟時也會在支管進入工作管路時形成③』和③』』的水流，造成3#泵的能量損耗。

現有安裝方式具有以下缺點。

1.現有管路及閥門安裝方式造成水泵房外側泵管路效率明顯偏低，進而導致主排水泵實際流量降低，水泵噸水百米電耗增大，增加了排水費用成本。

2.水泵流量降低增加水泵日運轉時間，變相縮短了水泵壽命周期，增加了礦井運行成本。

3.部分段主排水管路水流逆向反覆衝擊裡側泵控制閥及逆止閥，導致閥門壽命明顯縮短。

4.管路及閥門控制方式複雜，不易於泵房操作工操作，日常維護保養較麻煩。

5.每條支管到主管的距離較短，導致在支管中的水量不能穩定，不滿足支管上安裝超聲波監測探頭的條件，不能對每臺泵實現在線流量監測的要求。

6.支管與主排水管採用直角連接，導致系統管路阻力明顯增大，降低了系統管路效率。

技術實現要素：

為了提供一種可以徹底克服了原先的水流逆著主排水管流向反向衝擊現象的發生，解決了水泵系統噸水百米電耗偏高、設備壽命周期縮短、維護保養較麻煩等問題的泵房管路。

為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案。

一種新型的泵房管路及控制裝置，包括多臺水泵和排水管路，水泵通過水泵支管與排水管路連接，

泵房管路包括3臺主排水泵及其水泵支管，水泵通過各自的水泵支管與綜合控制水箱連接，綜合控制水箱還與工作管路、備用管路連接；

與綜合控制水箱連接的管路接口上均安裝有控制各管路水流的電磁閥，所述的電磁閥與控制裝置連接，水泵支管上安裝用於監測水流量和壓力的傳感器。

根據所述的新型的泵房管路及控制裝置，所述的排水泵的出口位置安裝有前閘閥和前逆止閥。

根據所述的新型的泵房管路及控制裝置，所述的綜合控制水箱為長方體形，所述的電磁閥安裝在水箱的外側，電磁閥線纜與控制裝置輸入接口連接。

根據所述的新型的泵房管路及控制裝置，所述的傳感器為具備流量和壓力顯示功能的液體渦輪流量計，液體渦輪流量計通過RS485接口與控制裝置輸入接口連接。

本實用新型具有以下技術效果。本實用新型一改傳統的排水管與閥門安裝方式，採用一泵一支管直接敷設至帶有電動閥門的綜合控制水箱。通過電動閥門連接主排水管路，徹底克服了原先的水流逆著主排水管流向反向衝擊現象的發生，解決了水泵系統噸水百米電耗偏高、設備壽命周期縮短、維護保養較麻煩等問題。另外本安裝方式支管相對較長，敷設路徑可靈活控制，支管中水流可達到穩定運行。將流量計等傳感器布置在每條支管上，實現對每臺水泵流量等參數的在線監測，並將數據引入到智能控制裝置中，便於實現自動化控制，可為下一步實施自動化控制打下良好基礎。

附圖說明

圖1為傳統的礦山井下水泵房管線及其控制裝置結構示意圖。

圖2為改進以後的本實用新型的結構示意圖。

附圖中：1、1#泵； 2、2#泵； 3、3#泵； 4、前逆止閥； 5、前閘閥； 6、後閘閥； 7、後逆止閥； 8、工作管路； 9、備用管路； 10、流量計； 11、控制裝置； 12、1#電磁閥；13、2#電磁閥； 14、3#電磁閥； 15、工作電磁閥；16、備用電磁閥 。

具體實施方式

本方案通過增加電動閥門綜合控制裝置即綜合控制水箱和智能控制裝置等設備改變原有各泵支管的布置，將3臺泵的支管出口全部匯集到綜合控制水箱中，然後通過智能控制裝置控制水箱的各個電磁閥的開啟和閉合，以實現3臺泵的使用。3臺泵的支管與綜合控制水箱接口處均安裝有電磁閥，工作管路、備用管路與綜合控制水箱的接口上也安裝有電磁閥。

正常工作時，單獨開啟1#泵，1#泵的前閘門5開啟，同時綜合控制水箱1#泵支管的1#電磁閥12打開，2#泵、3#泵的支管電磁閥關閉，工作管路工作電磁閥8打開，備用管路電磁閥關閉，則水流經支管流入水箱中，通過工作管路排至地面。

同理，2#泵和3#泵分別開啟時，可將綜合控制水箱的控制2#泵或3#泵支管的電磁閥開啟。當出現特殊情況時，即兩臺泵或三臺泵同時開啟時，將綜合控制水箱中各支管的電磁閥開啟即可。同時如果水量很大時，可以同時開啟工作管路和備用管路的電磁閥，使用兩條排水管路向地面排水，增加排水量，降低能耗。

由於各泵水流均匯集到綜合控制水箱中，各支管的閥門啟閉均在綜合控制水箱中實現，減少了原來各支管匯入工作管路時所引起的分流現象，減少渦流和脈動壓力，降低能量損耗。另外由於各泵的支管長度增加，能夠達到水流穩定的狀態。

為了實現對每臺水泵的各項參數監控，可以在各個分支管線上安裝流量和/或壓力等傳感器，並將電信號傳輸至智能控制裝置即控制裝置11中。控制裝置11可以是PLC主機模塊構成的控制主機。

本安裝方式具備以下特點。

1.本實用新型採用新型的礦井井下泵房管路及閥門安裝方式，增加了綜合控制水箱和智能控制裝置，改變原有支管併入工作管路的接入方式和布置方式。

2.每臺泵採用一路支管直接敷設至綜合控制水箱入口，去除了原備用管路的支管及其附件，減少故障點。將工作管路8和備用管路9全部接入綜合控制水箱，可以實現工作管路8和備用管路9的自由切換，同時也可實現工作管路和備用管路同時使用，減小管路損耗，降低能耗。

3、增加的智能控制裝置可實現原來複雜控制方式下所實現的一切功能，該裝置的有關信號通過模數轉換模塊在液晶顯示屏將有關狀態信息顯示，可實現動態模擬演示效果，水泵工作時可通過顯示屏觀察到每臺泵的工作狀態。

4、在每條支管上安裝有流量和壓力等參數的監測探頭，可實現對每臺泵進行流量等各參數的在線監測，有利於對每臺泵進行性能分析，為檢維修提供技術支持。

本實用新型和安裝方式具有以下技術效果。

1、可解決外側泵運轉時水流往裡側管路反覆衝擊振蕩問題，可實現提高水泵效率，降低系統噸水百米電耗的目的。

2、每臺泵採用支管直接敷設至綜合閥門控制裝置入口，支管敷設路徑可靈活控制，避免了原先支管與主管垂直連接現象，降低了系統管路阻力，提高了系統管路效率。

3、在每個水泵支管上安裝流量和壓力等傳感器，實現對每臺泵各參數進行在線監測，有利於對每臺泵進行性能分析，為檢維修提供技術支持。流量傳感器為超聲波流量計，具備與上位機連接的RS232接口。

4、為了解決了原來閥門分散控制存在的諸多弊端，採用智能型綜合控制水箱降低了線路控制複雜程度，易於實現自動化控制及泵房無人值守，達到機械化換人、自動化減人的目的。