一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置製造方法
2023-05-06 10:05:41
一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，包括依次相連的外部供水裝置、主供水管道和盾構機水箱，所述主供水管道上設有用於調節主供水管道內的水壓和流速的水壓監控裝置，所述主供水管道上還設有用於所述調節盾構機水箱內水溫高低的溫度監控裝置。由於在主供水管道上設置了水壓監控裝置，可以實時監測供水管道內的水壓和水流的大小，並且可以根據需要調整供水管道內的水壓和水流的大小，從而減少盾構機的供水開閉時出現水錘效應，提高設備的安全。所述溫度監控裝置，可以對進入盾構機水箱的水流進行實時的溫度監測和控制，避免供水管道中水溫過高，出現的水質結垢造成的管道阻塞。
【專利說明】一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及盾構機的附屬設備，尤其涉及一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置。
【背景技術】
[0002]煤礦斜井的建設主要採用鑽爆法施工，該種方法施工速度慢，成本高，環境使用性差。目前已有採用盾構機建設煤礦斜井，該種方法比較先進，安全係數高、施工速度快、適用範圍廣。但是採用盾構機建設煤礦時，也存在一定的問題，如盾構機在工作時，機體內的液壓系統、驅動裝置及電器部件都會產生大量的熱量，導致盾構機和斜井環境的溫度升高，使水質結垢，阻塞管道，所以需要進行及時的冷卻。在長距離和高落差的斜井中施工時，盾構機的降溫和供水就成了難題。如長距離達到數千米斜井中施工時，外部的冷水受盾構機和斜井內環境溫度的影響以及長距離與水管的摩擦，到達盾構機的水箱時，水溫已經偏高，不能起到很好的降溫作用。在深度達到數百米斜井施工時，盾構機的供水裝置還將極易出現水錘效應，供水閥門和水泵將會受到嚴重的水衝擊，給機械設備帶來了安全問題，嚴重時將威脅工作人員的人身安全。
[0003]因此，有必要設計一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，可以使盾構機在長距離和高落差的斜井中施工時，能夠實現對供水裝置的水壓和溫度的監測和控制，保證斜井施工的速度和安全性。
實用新型內容
[0004]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種結構簡單、能夠實現對水壓和溫度的監測和控制的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供的一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，包括依次相連的外部供水裝置、主供水管道和盾構機水箱，所述主供水管道上設有用於調節主供水管道內的水壓和流速的水壓監控裝置，所述主供水管道還設有用於調節所述盾構機水箱內水溫高低的溫度監控裝置。
[0006]進一步，所述外部供水裝置包括蓄水池和外部供水管道，所述外部供水管道的進水端與所述蓄水池出水口連接，所述外部供水管道的出水端與所述主供水管道相連接，所述外部供水管道的進水端設有控制閥，所述外部供水管道上設有加壓管道，所述加壓管道上沿水流方向依次設有加壓管道控制閥和增壓泵，所述加壓管道的後方沿水流方向依次連接有外部供水溫度表、外部供水水壓表和溢流裝置。
[0007]進一步，所述溢流裝置包括溢流管，所述溢流管的一端與所述外部供水管道相連，另一端與所述蓄水池的頂部相連，所述溢流管上設有用於控制所述溢流管開閉的溢流閥。
[0008]進一步，所述蓄水池的出水口上設有過濾器。
[0009]進一步，所述水壓監控裝置包括連接在所述盾構機水箱進水端上的壓力傳感器，所述水壓監控裝置還包括根據所述壓力傳感器的信號來調節和控制所述主供水管道的水壓和流速的減壓閥構件和調速閥構件，其中所述減壓閥構件和所述調速閥構件沿所述主供水管道內水流的方向依次設置。
[0010]進一步，所述溫度監控裝置包括冷卻水箱，所述冷卻水箱的進水端與所述主供水管道相連通，其出水端與所述盾構機水箱的進水端相連通，所述冷卻水箱的進水端連接有進水電控氣動球閥、進水溫度傳感器和進水壓力表，所述冷卻水箱的出水端上設有出水電控氣動球閥、出水調速閥和流速傳感器，所述冷卻水箱的頂部設有頂部液面傳感器，所述冷卻水箱的底部設有底部液面傳感器，所述冷卻水箱上還設有用於降低所述冷卻水箱的水溫的冷風機。
[0011]進一步，所述盾構機水箱上設有盾構機水箱溫度傳感器，所述盾構機水箱的頂部設有高液面傳感器，所述盾構機水箱的中部設有中液面傳感器，所述盾構機水箱的底部設有低液面傳感器。
[0012]進一步，所述盾構機水箱的連接有排汙裝置，所述排汙裝置包括排汙管和排汙泵，所述排汙泵的進水端通過所述排汙管連接在所述盾構機水箱的底部，所述排汙泵的出水端通過所述排汙管連接到外部的汙水池。
[0013]採用上述技術方案具有如下有益效果:
[0014]本實用新型提供的一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，由於在主供水管道上設置了水壓監控裝置，可以實時監測供水管道內的水壓和水流的大小，並且可以根據需要調整供水管道內的水壓和水流的大小，從而減少盾構機的供水開閉時出現水錘效應，提高設備的安全性。所述溫度監控裝置，可以對進入盾構機水箱的水溫進行監測和控制，避免供水管道中水溫過高，出現的水質結垢造成的管道阻塞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型一實施例中用於煤礦斜井盾構機的供水裝置結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型一實施例中用於煤礦斜井盾構機的供水裝置的水壓邏輯控制示意圖；
[0017]圖3是本實用新型一實施例中用於煤礦斜井盾構機的供水裝置的水溫邏輯控制示意圖。
[0018]附圖標記對照表:
[0019]IL^外部供水裝置；2——水壓監控裝置；3^溫度監控裝置； 4~一主供水管道； 5—盾構機水箱；6-煤礦斜井；
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11--—蓄水池；i 2—一外部供水管道； 13—^加壓管道；
14-外部供水溫度表;15-——外部供水壓力表;16-——溢流管;
111^^蓄水池開關；12控制閥；
131-加壓管道控制閥;13 2-第二加壓管道控制閥;
133——增壓泵;161——溢流閥;
[0020]
2第一減壓閥； 22——第二減壓閥； 23^第一調速閥;24^第二調速閥；25^進水溫度表；
21——壓力傳感器；
31一一進水電控氣動球閥;32—一進水溫度傳感器；33——進水壓力表； 3參一一冷卻水箱；341——風冷機；342——頂部液面傳感器；343—一底部部液面傳感器；35^^出水電控氣動球閥；36-出水調速閥；37^—流速傳感器；
5 盾構機水箱溫度傳感器；
52——高液面傳感器；53——中液面傳感器；54——低液面傳感器； 55——棑汙管；56——排水泵β
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖來進一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0022]如圖1所示，本實用新型的提供的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，包括依次相連的外部供水裝置1、主供水管道4和盾構機水箱5，主供水管道4上設有用於調節主供水管道4內的水壓和流速的水壓監控裝置2，主供水管道4上還設有用於調節盾構機水箱5內水溫高低的溫度監控裝置3。外部供水裝置I通過主供水管道4向盾構機水箱5供水，在主供水管道4上設置水壓監控裝置2可以根據需要控制主供水管道4內水壓的大小，減少水壓過大引起的水錘效應。如在長距離和深度大煤礦斜井6中採用盾構機施工時，利用水壓監控裝置2可以將主供水管道4中的水壓控制在IOPa以下，保證施工時的安全性。溫度監控裝置3可以根據具體的需要對盾構機水箱5內的水溫進行調節，保證盾構機水箱5內的水溫滿足生產用水的水溫。如，將盾構機水箱5的水溫調整使其不超過26oC，保證水溫滿足盾構機工作的需要，同時避免因水溫過高引起的水質結垢阻塞管道的等問題。
[0023]本實施例中，外部供水裝置I包括蓄水池11和外部供水管道12，外部供水管道12的進水端與蓄水池11出水口連接，外部供水管道12的出水端與主供水管道4相連接，外部供水管道12的進水端設有控制閥121，外部供水管道12上設有加壓管道13，加壓管道13上沿水流方向依次設有加壓管道控制閥131和增壓泵133，加壓管道13的後方沿水流方向依次連接有外部供水溫度表14、外部供水水壓表15和溢流裝置。上述增壓泵133的出水端還可以設有第二加壓管道控制閥132。在盾構機施工初期，由於煤礦斜井6的深度不大，此時僅僅依靠蓄水池11中的常壓水壓向盾構機供水可能會壓力不足。打開加壓管道13上的加壓管道控制閥131、第二加壓管道控制閥132和增壓泵133，提高外部供水的水壓，最終滿足盾構機工作的用水水壓。隨著盾構機施工的進展，煤礦斜井6的深度不斷增減，煤礦斜井6的高度差不斷增加，此時主供水管道4內的水壓也不斷的增加，當水壓不需要增加泵133的加壓也可以滿足工作要求時，關閉加壓管道13上的加壓管道控制閥131、第二加壓管道控制閥132和增壓泵133，打開控制閥121，外部供水管道12對主供水管道4常壓供水即可。從而有效控制主供水管道4內的壓力同時節省能源。
[0024]上述外部供水溫度表14用於測量和顯示外部供水管道12內水溫高低。上述外部供水水壓表15用於測量和顯示外部供水管道12內水壓大小。外部供水溫度表14可以保證操作人員掌握外部供水裝置I內的供水水溫，當外部供水溫度表14顯示水溫過高時，暫停供水，進一步採取其他冷卻措施，避免將高溫水供給盾構機。外部供水壓力表15可以讓操作人員掌握外部供水裝置I內水的壓力大小，當外部供水壓力表15顯示水壓偏小時，開啟加壓管道13上的加壓設施，從而提高供水的壓力，當外部供水壓力表15顯示水壓滿足工作需要時，可以關閉加壓管道13，常壓供水即可。
[0025]上述溢流裝置包括溢流管16，溢流管16用於保持外部供水管道12內水壓的穩定。溢流管16的一端與外部供水管道12相連，另一端與蓄水池11的頂部相連，溢流管16上設有用於控制溢流管開閉的溢流閥161。調整溢流閥161的開啟大小，可以相應的調整外部供水管道12內的水壓大小，從而保證了外部供水裝置I的水壓穩定。
[0026]上述蓄水池11的出水口上設有過濾器112。過濾器112可以將蓄水池11中的雜質濾除，避免雜質進入供水的管道，引起阻塞。同時蓄水池11的出水口上還設有蓄水池開關111，蓄水池開關111用於控制蓄水池出水端的開啟和關閉。
[0027]本實用新型的一種實施列中，水壓監控裝置2包括連接在盾構機水箱5進水端上的壓力傳感器26，水壓監控裝置2還包括根據壓力傳感器2的信號來調節和控制主供水管道4的水壓和流速的減壓閥構件和調速閥構件，其中減壓閥構件和調速閥構件沿主供水管道4內水流的方向依次設置。減壓閥構件包括第一減壓閥21和第二減壓閥23，調速閥構件包括第一調速閥22和第二調速閥24。上述的減壓閥與調速閥可以間隔設置。如在盾構機的工作水壓不超過IOPa的前提下，當壓力傳感器26檢測到水壓達到9Pa時，壓力傳感器26將檢測的信號傳送給相關操作人員，使其同時打開第一減壓閥21和第二減壓閥23或者調整第一調速閥22和第二調速閥24調整主供水管道4內的水流大小，從而降低主供水管道4內的水壓，保證其水壓不超過10Pa。當然根據具體施工不同的壓力要求，可以設置啟動一減壓閥21、第二減壓閥23、第一調速閥22和第二調速閥24不同的工作調節壓力值。設置多個減壓閥和調速閥可以對主供水管道4內的水壓進行多級調整，保證調節過程的穩定性，同時擴大的對主供水管道4內水壓調節的範圍。
[0028]本實施例中，溫度監控裝置3包括冷卻水箱34，冷卻水箱34的進水端與主供水管道4相連通，冷卻水箱34的出水端與盾構機水箱5的進水端相連通，其進水端連接有進水電控氣動球閥31、進水溫度傳感器32和進水壓力表33，冷卻水箱34的出水端上設有出水電控氣動球閥35、出水調速閥36和流速傳感器37，冷卻水箱34的頂部設有頂部液面傳感器342，冷卻水箱34的底部設有底部液面傳感器343，冷卻水箱34上還設有用於降低冷卻水箱4的水溫的冷風機341。進水溫度傳感器32用於檢測進入冷卻水箱34的水溫大小，當主供水管道4中的水流經長距離輸送到冷卻水箱34中時，主供水管道4中的水流與管壁的摩擦導致水流的溫度上升。此時進水溫度傳感器32可以將檢測的信號反饋到壓力監控裝置2中的第一調速閥22和第二調速閥24，用來調節水流的速度，初步降低因長距離輸送與管壁摩擦導致的水流溫升。冷卻水箱34不但可以對主供水水管4內的水流的進行緩衝，同時擴大水流散熱面積，進一步降低冷卻水箱34內的水溫。冷卻水箱34上的風冷機341，對冷卻水箱34的水溫進行最終的降溫。冷風機341可以根據具體施工的水溫要求把冷卻水箱34內的水溫降低到需要值。如將水溫降低到26°C以下。在冷卻水箱34的頂部和底部分別對應設置的頂部液面傳感器342和底部液面傳感器343，用於監測冷卻水箱34的水量。當冷卻水箱34的液面低於底部液面傳感器343時，打開進水電控氣動球閥31，對冷卻水箱34進水。進水壓力表33用於顯示進入冷卻水箱34的水流的壓力。位於冷卻水箱34的出水端上流速傳感器37，可以檢測到流入盾構機水箱5的水流的大小，從而控制出水調速閥36的出水流速，同時可以水流的信號反饋給水壓監控裝置2，使水壓監控裝置2中的第一調速閥22和第二調速閥24對水流進行相應地調整，保證主供水管道4內的水流速度滿足工作的需要。如當流速傳感器37測量到水流的速度達到lOm/s時，同時開啟出水調速閥36、第一調速閥22和第二調速閥24，迅速使水流速度降低到安全值。當然也可以根據具體施工時的需要，單個或同時調節出水調速閥36或第一調速閥22和第二調速閥24。出水電控氣動球閥35用於控制對盾構機水箱5的供水，當盾構機工作時，打開出水電控氣動球閥35，經冷卻水箱冷卻34的符合工作溫度的水流入盾構機水箱5中。
[0029]本實施例中,盾構機水箱上5設有盾構機水箱溫度傳感器51,盾構機水箱5的頂部設有高液面傳感器52，盾構機水箱5的中部設有中液面傳感器53，盾構機水箱5的底部設有低液面傳感器54。盾構機水箱溫度傳感器51用於監測盾構機水箱5內的水溫，當盾構機水箱5的水溫超過工作溫度時，開啟出水電控氣動球閥35，將冷卻水箱34的冷卻水注入到盾構機水箱5內，從而將盾構機水箱5內的水溫降低到安全值。盾構機水箱上5上設置的液面傳感器用於監控盾構機水箱5內的水量。當高位的傳感器53檢測到無水時，打開出水電控氣動球閥35並調節出水調速閥36或第一調速閥22和第二調速閥24進行低速供水；當中液面傳感器53或低液面傳感器54檢測到無水時，打開出水電控氣動球閥35同時調節出水調速閥36或第一調速閥22和第二調速閥24進行大流量、高速供水以滿足盾構機工作時的用水需要。
[0030]上述盾構機水箱5還連接有排汙裝置,排汙裝置包括排汙管55和排汙泵56,排汙泵56的進水端通過排汙管55連接在盾構機水箱5的底部,排汙泵56的出水端通過排汙管55連接到外部的汙水池7。排汙裝置將盾構機水箱5的汙水及時地排出，保證盾構機水箱的水質滿足施工的需要。[0031]圖2是本實用新型一實施例中用於煤礦斜井盾構機的供水裝置的水壓邏輯控制示意圖。當外部供水壓力表15檢測外部供水水壓沒有達到盾構機工作水壓時，開啟加壓管道13，增加供水的壓力，當外部供水裝置的水壓達到盾構機工作水壓時，關閉加壓管道13，進行常壓供水。當盾構機水箱5進水端的壓力傳感器26檢測到水壓大於IOPa時，開啟水壓監控裝置2的相關減壓閥和調速閥，保證供水的水壓小於10Pa。
[0032]圖3是本實用新型實施例中用於煤礦斜井盾構機的供水裝置的水溫邏輯控制示意圖。當流速傳感器37檢測到水流速度超過lOm/s時，開啟水壓監控裝置2中的調速閥，減小水流速度。當盾構機水箱5上的盾構機水箱溫度傳感器51檢測到盾構機水箱5內的水溫高於26°C時，開啟冷卻水箱34上的風冷機341，對冷卻水箱34內的水進行降溫，再將冷卻水箱34內冷卻的水注入到盾構機水箱5中，使盾構機水箱5中的水溫小於或等於26°C，從而對盾構機正常供水，保證盾構機的正常工作。
[0033]以上所述的僅是本實用新型的原理和較佳的實施例。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在本實用新型原理的基礎上，還可以做出若干其它變型，也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，包括依次相連的外部供水裝置、主供水管道和盾構機水箱，所述主供水管道上設有用於調節主供水管道內的水壓和流速的水壓監控裝置，所述主供水管道上還設有用於調節所述盾構機水箱內水溫高低的溫度監控裝置。
2.根據權利要求1所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述外部供水裝置包括蓄水池和外部供水管道，所述外部供水管道的進水端與所述蓄水池出水口連接，所述外部供水管道的出水端與所述主供水管道相連接，所述外部供水管道的進水端設有控制閥，所述外部供水管道上設有加壓管道，所述加壓管道上沿水流方向依次設有加壓管道控制閥和增壓泵，所述加壓管道的後方沿水流方向依次連接有外部供水溫度表、外部供水水壓表和溢流裝置。
3.根據權利要求2所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述溢流裝置包括溢流管，所述溢流管的一端與所述外部供水管道相連，另一端與所述蓄水池的頂部相連，所述溢流管上設有用於控制所述溢流管開閉的溢流閥。
4.根據權利要求2所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述蓄水池的出水口上設有過濾器。
5.根據權利要求1所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述水壓監控裝置包括連接在所述盾構機水箱進水端上的壓力傳感器，所述水壓監控裝置還包括根據所述壓力傳感器的信號來調節和控制所述主供水管道的水壓和流速的減壓閥構件和調速閥構件，其中所述減壓閥構件和所述調速閥構件沿所述主供水管道內水流的方向依次設置。
6.根據權利要求1所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述溫度監控裝置包括冷卻水箱，所述冷卻水箱的進水端與所述主供水管道相連通，其出水端與所述盾構機水箱的進水端相連通，所述冷卻水箱的進水端連接有進水電控氣動球閥、進水溫度傳感器和進水壓力表，所述冷卻水箱的出水端上設有出水電控氣動球閥、出水調速閥和流速傳感器，所述冷卻水箱的頂部設有頂部液面傳感器，所述冷卻水箱的底部設有底部液面傳感器，所述冷卻水箱上還設有用於降低冷卻水箱的水溫的冷風機。
7.根據權利要求1所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述盾構機水箱上設有盾構機水箱溫度傳感器，所述盾構機水箱的頂部設有高液面傳感器，所述盾構機水箱的中部設有中液面傳感器，所述盾構機水箱的底部設有低液面傳感器。
8.根據權利要求1所述的用於煤礦斜井盾構機的供水裝置，其特徵在於，所述盾構機水箱的連接有排汙裝置，所述排汙裝置包括排汙管和排汙泵，所述排汙泵的進水端通過所述排汙管連接在所述盾構機水箱的底部，所述排汙泵的出水端通過所述排汙管連接到外部的汙水池。
【文檔編號】E21D9/06GK203716977SQ201320865070
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】牛雲鵬, 張永旭, 張海峰, 李守彪, 米仁鵬, 李君政, 白笠言, 王奇峰, 成冬冬 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華新街能源有限責任公司, 中鐵十三局集團有限公司