專利名稱：一種在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井熱交換系統(tǒng)，特別涉及一種采用高壓冷水將低壓的熱水推送至地面的礦井熱交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著礦井開(kāi)采深度加大，導(dǎo)致礦井地面集中制冷機(jī)組的冷水輸送到井下時(shí)，水的靜壓就已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了末端空冷器的承壓范圍，這種高低壓交換裝置可以使高壓冷水壓力降低到能夠滿足空冷器使用要求，并且能量損失極小。這種裝置利用U型管原理，進(jìn)水管道、回水管道構(gòu)成一個(gè)U型管，實(shí)現(xiàn)高壓冷水將低壓的熱水推送地面上，從而實(shí)現(xiàn)能量交換，就不需要用泵直接將熱水輸送到地面，降低運(yùn)行費(fèi)用。但是冷熱水循環(huán)的過(guò)程中由于水質(zhì)中含有一些雜質(zhì)，使得水質(zhì)達(dá)不到要求，從而惡化了各種閥門的工作環(huán)境，縮短了閥門的使用壽命；使得管道系統(tǒng)發(fā)生一定程度的漏水或者循環(huán)水的損失現(xiàn)象，如果回水管道中的壓力在冷熱水循環(huán)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生變化，無(wú)法確保整個(gè)系統(tǒng)中輸入的冷水和輸出的熱水流量的相等，這樣無(wú)法保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。因此需要一種能夠提高回水質(zhì)量、延長(zhǎng)閥門的使用壽命、同時(shí)要保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的大落差的礦井水壓力交換裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供能夠提高回水質(zhì)量、延長(zhǎng)閥門的使用壽命、同時(shí)要保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的大落差的礦井水壓力交換裝置。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供的一種在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，包括三腔室壓力交換裝置，所述三腔室壓力交換裝置包括地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵、高壓循環(huán)管道、至少一個(gè)水能轉(zhuǎn)換管、低壓循環(huán)管道、回水泵和空冷器，所述地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵、高壓循環(huán)管道、水能轉(zhuǎn)換管形成高壓液體回路，所述高壓循環(huán)管道通過(guò)冷凍水循環(huán)泵將冷水從地面制冷站輸送到水能轉(zhuǎn)換管，所述水能轉(zhuǎn)換管、低壓循環(huán)管道、回水泵和空冷器形成低壓液體回路，還包括控制系統(tǒng)和設(shè)置于冷水進(jìn)入空冷器之前的用于根據(jù)空冷器進(jìn)、出水的溫差來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)流經(jīng)空冷器的冷水流量的末端流量調(diào)節(jié)管道，所述末端流量調(diào)節(jié)管道包括溫度傳感器、進(jìn)水流量傳感器、進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述溫度傳感器包括進(jìn)水溫度傳感器、出水溫度傳感器，所述進(jìn)水流量傳感器和進(jìn)水溫度傳感器分別設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)，所述出水溫度傳感器設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)，所述控制系統(tǒng)包括PLC控制器、集中控制中心和液壓控制站，所述PLC控制器輸入端接收溫度傳感器、流量傳感器采集的信號(hào)，所述 PLC控制器的輸出端與設(shè)置于低壓循環(huán)管道冷水側(cè)的進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接。進(jìn)一步，還包括卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)，所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)包括蓄水池、補(bǔ)水泵、卸壓補(bǔ)水電動(dòng)閘閥、卸壓補(bǔ)水減壓閥、安全閥門、卸壓補(bǔ)水流量傳感器，所述卸壓補(bǔ)水減壓閥通過(guò)卸壓補(bǔ)水電動(dòng)間閥來(lái)控制注入蓄水池的水量，所述補(bǔ)水泵用于將蓄水池中的液體補(bǔ)入低壓循環(huán)管道中，所述安全閥門設(shè)置于回水泵的出水端和蓄水池之間，所述卸壓補(bǔ)水流量傳感器設(shè)置于補(bǔ)水泵出水端和低壓循環(huán)管道之間；進(jìn)一步，還包括水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)包括粗過(guò)濾器和精過(guò)濾器，所述粗過(guò)濾器設(shè)置于低壓循環(huán)管道出水端用于過(guò)濾從低壓循環(huán)管道進(jìn)入水能轉(zhuǎn)換管中液體，所述精過(guò)濾器設(shè)置于粗過(guò)濾器的出水端與回水泵之間；進(jìn)一步，所述粗過(guò)濾器為Y型過(guò)濾器，所述精過(guò)濾器為全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器；進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)還包括高壓管道流量傳感器、低壓管道流量傳感器、腔體壓力傳感器、液壓控制閥門，所述高壓管道流量傳感器設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)用于采集高壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述低壓管道流量傳感器設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)用于采集低壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述腔體壓力傳感器設(shè)置于水能轉(zhuǎn)換管的三通接頭處用于采集水能轉(zhuǎn)換管內(nèi)的壓力信號(hào)，所述流量信號(hào)和壓力信號(hào)分別輸入到PLC控制器的輸入端，所述PLC控制器的輸出端與液壓控制閥門連接并控制液壓控制閥門的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；進(jìn)一步，還包括電動(dòng)旁通閥，所述電動(dòng)旁通閥設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間；進(jìn)一步，還包括手動(dòng)旁通閥，所述手動(dòng)旁通閥設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間；進(jìn)一步，還包括至少一個(gè)止回閥，所述止回閥設(shè)置于每個(gè)水能轉(zhuǎn)換管的熱水側(cè)；進(jìn)一步，所述補(bǔ)水泵為變頻補(bǔ)水泵；進(jìn)一步，所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)還包括用于維持熱水側(cè)回水壓力值的安全閥，所述設(shè)置于冷凍水循環(huán)泵和蓄水池之間；進(jìn)一步，所述的控制系統(tǒng)還包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC控制器之間采用總線連接方式實(shí)現(xiàn)通訊，所述液壓站的電磁閥通過(guò)PLC控制器來(lái)控制液壓閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型通過(guò)溫度傳感器、流量傳感器采集的溫度、流量的信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，對(duì)冷水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)使之與末端負(fù)荷相匹配，水處理系統(tǒng)保證了熱水的回水質(zhì)量，確保流經(jīng)閥門的水質(zhì)，提高了閥門的使用壽命；卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，PLC控制器的作用是使得閥門按照一定的順序開(kāi)啟和關(guān)閉，保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，并通過(guò)集中控制中心對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書和權(quán)利要求書來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖1為三腔室壓力交換裝置簡(jiǎn)圖；圖2為末端流量調(diào)節(jié)管道構(gòu)成示意圖；[0022]圖3為高低壓水能交換系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下將參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖1為三腔室壓力交換裝置簡(jiǎn)圖；如圖所示，三腔室壓力交換裝置包括地面制冷站101，一次水泵102，高壓循環(huán)管道103，水能轉(zhuǎn)換管104，低壓循環(huán)管道105、108，二次水泵 106，空冷器25，由于礦井開(kāi)采深度加大，導(dǎo)致礦井地面集中制冷機(jī)組的冷水輸送到井下時(shí)落差很大，水的靜壓就已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了末端空冷器25的承壓范圍，在水能轉(zhuǎn)換管104中利用壓力交換的原理實(shí)現(xiàn)熱水和冷水的交換，利用左側(cè)冷水的勢(shì)能將右側(cè)熱水壓回到地面， 從而實(shí)現(xiàn)能量交換，就不需要用泵直接將熱水輸送到地面，降低運(yùn)行費(fèi)用。圖2為末端流量調(diào)節(jié)管道構(gòu)成示意圖；圖3為高低壓水能交換系統(tǒng)原理圖，如圖所示本實(shí)用新型提供的一種在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，包括三腔室壓力交換裝置，所述三腔室壓力交換裝置包括地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵111、高壓循環(huán)管道、至少一個(gè)水能轉(zhuǎn)換管A、B、C，低壓循環(huán)管道、回水泵112和空冷器25，所述地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵111、高壓循環(huán)管道、水能轉(zhuǎn)換管A、B、C形成高壓液體回路，所述高壓循環(huán)管道通過(guò)冷凍水循環(huán)泵111將冷水從地面制冷站輸送到水能轉(zhuǎn)換管，所述水能轉(zhuǎn)換管、低壓循環(huán)管道、回水泵和空冷器形成低壓液體回路，還包括控制系統(tǒng)和設(shè)置于冷水進(jìn)入空冷器之前的用于根據(jù)空冷器進(jìn)、出水的溫差來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)流經(jīng)空冷器的冷水流量的末端流量調(diào)節(jié)管道，所述末端流量調(diào)節(jié)管道包括溫度傳感器、進(jìn)水流量傳感器201、進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥204，所述溫度傳感器包括進(jìn)水溫度傳感器202、出水溫度傳感器203，所述進(jìn)水流量傳感器201和進(jìn)水溫度傳感器202分別設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)，所述出水溫度傳感器203設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)，所述控制系統(tǒng)包括PLC控制器18，所述PLC控制器18輸入端接收溫度傳感器、流量傳感器采集的信號(hào)，所述PLC控制器18的輸出端與設(shè)置于低壓循環(huán)管道冷水側(cè)的進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接；在冷水進(jìn)入空冷器之前可以根據(jù)空冷器進(jìn)、出水的溫差，對(duì)流經(jīng)空冷器的冷水流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的一段管道，PLC控制器根據(jù)溫度、流量的信號(hào)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，對(duì)冷水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)使之與末端負(fù)荷相匹配。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)，所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)包括蓄水池、補(bǔ)水泵113、卸壓補(bǔ)水電動(dòng)閘閥、卸壓補(bǔ)水減壓閥22、安全閥門23、卸壓補(bǔ)水流量傳感器153，所述卸壓補(bǔ)水減壓閥22通過(guò)卸壓補(bǔ)水電動(dòng)間閥來(lái)控制注入蓄水池的水量，所述補(bǔ)水泵113用于將蓄水池中的液體補(bǔ)入低壓循環(huán)管道中，所述安全閥門23設(shè)置于回水泵的出水端和蓄水池之間，所述卸壓補(bǔ)水流量傳感器設(shè)置于補(bǔ)水泵出水端和低壓循環(huán)管道之間。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)包括粗過(guò)濾器16和精過(guò)濾器17，所述粗過(guò)濾器16設(shè)置于低壓循環(huán)管道出水端用于過(guò)濾從低壓循環(huán)管道進(jìn)入水能轉(zhuǎn)換管中液體，所述精過(guò)濾器17設(shè)置于粗過(guò)濾器的出水端與回水泵之間。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述粗過(guò)濾器16為Y型過(guò)濾器，所述精過(guò)濾器17 為全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)還包括高壓管道流量傳感器151、低壓管道流量傳感器152、腔體壓力傳感器142、143、144、液壓控制閥門1、2、5、6、9、10，其中El、E2、E3、Fl、F2、F3表示液壓控制壓力平衡閥門，所述高壓管道流量傳感器設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)用于采集高壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述低壓管道流量傳感器設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)用于采集低壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述腔體壓力傳感器設(shè)置于水能轉(zhuǎn)換管的三通接頭處用于采集水能轉(zhuǎn)換管內(nèi)的壓力信號(hào)，對(duì)腔體內(nèi)壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所述流量信號(hào)和壓力信號(hào)分別輸入到PLC控制器的輸入端，所述PLC控制器的輸出端與液壓控制閥門連接并控制液壓控制閥門的開(kāi)關(guān)動(dòng)作?？刂葡到y(tǒng)采用壓力和流量監(jiān)控的方式；保證進(jìn)出水的流量相等；根據(jù)流量的大小，可以確定閥門的開(kāi)關(guān)時(shí)間，根據(jù)工藝流程的閥門開(kāi)關(guān)順序，通過(guò)PLC觸發(fā)液壓站的電磁閥動(dòng)作，關(guān)閉相應(yīng)的液壓閥門；控制系統(tǒng)也可以采用PLC控制器和上位機(jī)共同來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)閥門的開(kāi)關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，并且對(duì)設(shè)備狀態(tài)關(guān)鍵的點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，PLC控制器與上位機(jī)之間采用總線連接方式實(shí)現(xiàn)通訊。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括電動(dòng)旁通閥19，所述電動(dòng)旁通閥設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間，電動(dòng)旁通閥的作用是當(dāng)壓力交換裝置出問(wèn)題時(shí)，隔離壓力交換裝置，方便維護(hù)檢修。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括手動(dòng)旁通閥20，所述手動(dòng)旁通閥設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間，低壓水管道的手動(dòng)旁通閥的作用是隔離空冷器，方便對(duì)空冷器進(jìn)行維護(hù)和檢修。電動(dòng)旁通閥19和手動(dòng)旁通閥20處于常閉狀態(tài)，只有當(dāng)需要隔離維護(hù)或者出現(xiàn)緊急情況的時(shí)候才開(kāi)啟。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括至少一個(gè)止回閥3、4、7、8、11、12，所述止回閥設(shè)置于每個(gè)水能轉(zhuǎn)換管的熱水側(cè)。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述補(bǔ)水泵113為變頻補(bǔ)水泵。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)還包括用于維持熱水側(cè)回水壓力值的安全閥，所述安全閥設(shè)置于冷凍水循環(huán)泵和蓄水池之間，在蓄水池上設(shè)置有顯示蓄水池液面的液位計(jì)21，為了保證總管的進(jìn)出水流量相等，如果回水泵112出口的熱水流量小于冷水的流量時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出流量差，進(jìn)而控制補(bǔ)水系統(tǒng)在變頻補(bǔ)水泵113的作用下開(kāi)始補(bǔ)充相應(yīng)的水量，使得冷熱水的流量基本相等；如果回水泵的出口壓力過(guò)高的話， 則通過(guò)安全閥進(jìn)行卸壓，使得熱水的回水壓力維持一個(gè)設(shè)定值的水平上，在補(bǔ)水部分的流量傳感器153與低壓水管道之間設(shè)置一個(gè)止回閥24。作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的控制系統(tǒng)還包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC控制器之間采用總線連接方式實(shí)現(xiàn)通訊，所述液壓站的電磁閥通過(guò) PLC控制器來(lái)控制液壓閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。溫度傳感器的作用分別是溫度傳感器131用于監(jiān)測(cè)地面制冷站的冷水到達(dá)井下時(shí)的溫度，方便觀察冷水溫度躍升，確定冷水溫度是否控制在期望的范圍內(nèi)；溫度傳感器 132監(jiān)測(cè)冷水在進(jìn)入腔體以前的溫度值；溫度傳感器133監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)壓力轉(zhuǎn)換后的冷水的溫度，方便確定冷水在經(jīng)過(guò)壓力轉(zhuǎn)換前后的溫度變化；腔體右端下側(cè)的溫度傳感器134的作用是測(cè)量回水的溫度值，保證其在合理的控制范圍內(nèi)；如圖3左上角的流量傳感器151的作用是測(cè)量進(jìn)入腔體冷水的流量；右下角的流量傳感器152的作用是測(cè)量回水的流量值， 這兩個(gè)流量值在計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較，得到流量虧損后通過(guò)補(bǔ)水系統(tǒng)或者泄放系統(tǒng)補(bǔ)充或者泄放掉相應(yīng)的差值，維持進(jìn)水和回水流量的相等，補(bǔ)水部分的流量傳感器153 (如圖最右側(cè)) 的作用是測(cè)量補(bǔ)水流量的大小；壓力傳感器141左側(cè)又上到下的作用分別是測(cè)量冷水進(jìn)入井下后的壓力值；水能轉(zhuǎn)換管A、B、C腔體上的壓力傳感器142、143、144的作用是測(cè)量腔體內(nèi)水的壓力變化；低壓冷水管道側(cè)的壓力傳感器145作用是測(cè)量冷水經(jīng)過(guò)降壓以后的壓力值；熱水回水側(cè)的壓力傳感器146的作用是測(cè)量泵出口水的壓力，確定其是否超過(guò)設(shè)定的范圍。 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其做出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，包括三腔室壓力交換裝置，所述三腔室壓力交換裝置包括地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵、高壓循環(huán)管道、至少一個(gè)水能轉(zhuǎn)換管、低壓循環(huán)管道、回水泵和空冷器，所述地面制冷站、冷凍水循環(huán)泵、高壓循環(huán)管道、水能轉(zhuǎn)換管形成高壓液體回路，所述高壓循環(huán)管道通過(guò)冷凍水循環(huán)泵將冷水從地面制冷站輸送到水能轉(zhuǎn)換管，所述水能轉(zhuǎn)換管、低壓循環(huán)管道、回水泵和空冷器形成低壓液體回路，其特征在于還包括控制系統(tǒng)和設(shè)置于冷水進(jìn)入空冷器之前的用于根據(jù)空冷器進(jìn)、出水的溫差來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)流經(jīng)空冷器的冷水流量的末端流量調(diào)節(jié)管道；所述末端流量調(diào)節(jié)管道包括溫度傳感器、進(jìn)水流量傳感器、進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述溫度傳感器包括進(jìn)水溫度傳感器、出水溫度傳感器， 所述進(jìn)水流量傳感器和進(jìn)水溫度傳感器分別設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)，所述出水溫度傳感器設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)，所述控制系統(tǒng)包括PLC控制器、集中控制中心和液壓控制站；所述PLC控制器輸入端接收溫度傳感器、流量傳感器采集的信號(hào)，所述PLC控制器的輸出端與設(shè)置于低壓循環(huán)管道冷水側(cè)的進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于還包括卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)，所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)包括蓄水池、補(bǔ)水泵、卸壓補(bǔ)水電動(dòng)閘閥、卸壓補(bǔ)水減壓閥、安全閥門、卸壓補(bǔ)水流量傳感器，所述卸壓補(bǔ)水減壓閥通過(guò)卸壓補(bǔ)水電動(dòng)閘閥來(lái)控制注入蓄水池的水量，所述補(bǔ)水泵用于將蓄水池中的液體補(bǔ)入低壓循環(huán)管道中，所述安全閥門設(shè)置于回水泵的出水端和蓄水池之間，所述卸壓補(bǔ)水流量傳感器設(shè)置于補(bǔ)水泵出水端和低壓循環(huán)管道之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于還包括水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)包括粗過(guò)濾器和精過(guò)濾器，所述粗過(guò)濾器設(shè)置于低壓循環(huán)管道出水端用于過(guò)濾從低壓循環(huán)管道進(jìn)入水能轉(zhuǎn)換管中液體，所述精過(guò)濾器設(shè)置于粗過(guò)濾器的出水端與回水泵之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于所述粗過(guò)濾器為Y型過(guò)濾器，所述精過(guò)濾器為全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括高壓管道流量傳感器、低壓管道流量傳感器、腔體壓力傳感器、液壓控制閥門，所述高壓管道流量傳感器設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)用于采集高壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述低壓管道流量傳感器設(shè)置于低壓循環(huán)管道的熱水側(cè)用于采集低壓循環(huán)管道中液體的流量信號(hào)，所述腔體壓力傳感器設(shè)置于水能轉(zhuǎn)換管的三通接頭處用于采集水能轉(zhuǎn)換管內(nèi)的壓力信號(hào)，所述流量信號(hào)和壓力信號(hào)分別輸入到PLC控制器的輸入端，所述PLC 控制器的輸出端與液壓控制閥門連接并控制液壓控制閥門的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于還包括電動(dòng)旁通閥和手動(dòng)旁通閥，所述電動(dòng)旁通閥設(shè)置于高壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間， 所述手動(dòng)旁通閥設(shè)置于低壓循環(huán)管道的冷水側(cè)和熱水側(cè)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于還包括至少一個(gè)止回閥，所述止回閥設(shè)置于每個(gè)水能轉(zhuǎn)換管的熱水側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于所述補(bǔ)水泵為變頻補(bǔ)水泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于所述卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)還包括用于維持熱水側(cè)回水壓力值的安全閥，所述安全閥設(shè)置于冷凍水循環(huán)泵和蓄水池之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)還包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與PLC控制器之間采用總線連接方式實(shí)現(xiàn)通訊，所述液壓站的電磁閥通過(guò)PLC控制器來(lái)控制液壓閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種在礦井中使用的高低壓水能交換系統(tǒng)，涉及一種大落差的礦井熱交換系統(tǒng)，包括水能轉(zhuǎn)換管、PLC控制器、卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、溫度傳感器、流量傳感器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在實(shí)現(xiàn)高壓冷水卸壓的同時(shí)把熱水從井下輸送到地面，達(dá)到冷熱水之間的勢(shì)能交換，通過(guò)溫度傳感器、流量傳感器采集的溫度、流量的信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，對(duì)冷水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)使之與末端負(fù)荷相匹配，水處理系統(tǒng)保證了熱水的回水質(zhì)量，確保流經(jīng)閥門的水質(zhì)，提高了閥門的使用壽命；卸壓補(bǔ)水系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，PLC控制器的作用是使得閥門按照一定的順序開(kāi)啟和關(guān)閉，保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，并對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)E21F3/00GK202117700SQ201120164028
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者劉利亞, 向大海, 姬建虎, 張習(xí)軍, 王長(zhǎng)元, 陳孜虎, 霍春秀, 黃克海 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院