CN112709616B - 一种矿井井下降温与废热回收利用系统 - Google Patents

一种矿井井下降温与废热回收利用系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿井井下降温与废热回收利用系统，包括：安装板，设置在矿井通道内的矿井框架的上端，换热壳体，设置在矿井框架的顶端，驱动结构，固定在换热壳体上，余热锅炉，设置在换热壳体内，抽风结构，设置在换热壳体的一侧，出风结构，设置在矿井框架的侧壁上，换热管，缠绕在余热锅炉上，换热管的一端与抽风结构相连接，换热管的另一端与出风结构相连接，过滤结构，设置在安装板上，设置于换热管的另一端与出风结构之间，汽轮机，与余热锅炉相连接，该降温与废热回收利用系统，操作方便，降温效率较高，将收集到热能辅助发电，使矿井井下的废热能得到较好的回收和利用，降低矿井中的生产能耗和成本。

Description

一种矿井井下降温与废热回收利用系统
技术领域
本发明属于矿井设备技术领域，更具体地，涉及一种矿井井下降温与废热回收利用系统。
背景技术
随着矿井采深的日益增加和采掘机械化程度的不断提高，矿井深井高温热害已经成为制约煤矿安全开采的重大问题之一，它不仅影响井下员工的工作效率，造成经济损益，而且还会严重影响员工的身体健康及生命安全，目前，矿井降温的措施主要有非人工制冷降温和人工制冷降温两种，其中，非人工制冷降温通常以利用或增加通风量的形式实现，人工制冷降温则需要消耗较高能耗以提供制冷负荷，此外，矿井降温排热还需要借助矿井回风、矿井排水或者在地面设置冷却塔等手段实现。
然而现有的矿井井下的废热不能得到较好的回收和利用，增加了生产能耗和成本，且降温效率较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种矿井井下降温与废热回收利用系统，该井下降温与废热回收利用系统操作方便，降温效率较高，将收集到热能辅助发电，使矿井井下的废热能得到较好的回收和利用，降低矿井中的生产能耗和成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种矿井井下降温与废热回收利用系统，包括：
安装板，设置在矿井通道内的矿井框架的上端；
换热壳体，设置在所述矿井框架的顶端；
驱动结构，固定在所述换热壳体上；
余热锅炉，设置在所述换热壳体内；
抽风结构，设置在所述换热壳体的一侧；
出风结构，设置在所述矿井框架的侧壁上；
换热管，缠绕在所述余热锅炉上，所述换热管的一端与所述抽风结构相连接，所述换热管的另一端与所述出风结构相连接；
过滤结构，设置在所述安装板上，设置于所述换热管的所述另一端与所述出风结构之间；
汽轮机，与所述余热锅炉相连接；
发电机，与所述汽轮机、所述抽风结构和所述出风结构相连接。
可选地，所述抽风结构包括：
收集罩，设置在所述安装板上，开口向下；
第一风机，设置在所述换热壳体的一端，一端与所述换热管输入端连通，另一端通过输送管与所述收集罩连通；
第二风机，设置在所述换热壳体的另一端，一端与所述换热管输出端连通，另一端通过导管与所述吹风罩连通。
可选地，所述过滤结构包括：
过滤箱，为上端设有开口的箱体，设置在所述安装板的上端；
盖板，可拆卸地设置在所述过滤箱的开口内；
过滤盒，可移动地设置在所述过滤箱内。
可选地，所述出风结构包括：
吹风罩，设置在所述矿井框架的侧壁上；
支撑杆，设置在所述吹风罩内；
扇叶，设置在所述吹风罩内，通过转动杆固定在支撑杆上；
涡轮，设置在所述扇叶的远离所述转动杆端；
电机，设置在所述吹风罩的上端，输出端设置有第二齿轮；
控制杆，一端转动连接在所述安装板上，另一端通过蜗杆与所述涡轮啮合；
第一齿轮，设置在所述控制杆上，与所述第二齿轮啮合。
可选地，所述控制杆的所述一端贯穿所述过滤箱，所述控制杆的所述一端设有凸轮，所述凸轮和所述过滤盒的一侧接触。
可选地，所述过滤盒和所述过滤箱之间设有恢复结构，所述恢复结构包括：
固定柱，设置在所述过滤箱的内壁上，所述固定柱远离所述过滤箱的内壁的一端开设有压簧槽；
连接杆，一端插接在所述压簧槽内，另一端与所述过滤盒相连接，所述连接杆和所述压簧槽之间设有压簧。
可选地，所述过滤箱和所述盖板之间设有锁紧结构，所述锁紧结构包括：
空腔，开设在所述盖板内部；
转动轴，贯穿所述空腔的上端；
转动座，设置在所述盖板的上侧，与所述转动轴的上端相连接；
齿轮，设置在所述转动轴的下端；
两个齿条，设置在所述空腔内，两个所述齿条的相互靠近的一端与所述齿轮啮合；
两个卡块，分别设置在两个所述齿条的相互远离的一端；
卡槽，设置在所述过滤箱的内壁上，与所述卡块相匹配。
可选地，所述空腔的两端开设有凹槽，所述卡块滑动连接在所述凹槽内，所述卡块和所述凹槽的槽底之间设有弹簧。
可选地，所述矿井框架上设有辅助收集罩，所述辅助收集罩设置在所述矿井框架的内侧壁上，所述辅助收集罩通过导管和所述抽风结构连接。
可选地，所述换热壳体内设置有隔热层。
本发明提供一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其有益效果在于：
操作方便，降温效率较高，将收集到热能辅助发电，使矿井井下的废热能得到较好的回收和利用，降低矿井中的生产能耗和成本。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统的图1的A处放大图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统的图1的B处放大图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统的图1的C处放大图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统的齿条的结构示意图。
附图标记说明：
1、矿井框架；2、换热壳体；3、余热锅炉；4、换热管；5、第一风机；6、安装板；7、收集罩；8、吹风罩；9、第二风机；10、输送管；11、支撑杆；12、转动杆；13、扇叶；14、涡轮；15、控制杆；16、蜗杆；17、第一齿轮；18、电机；19、第二齿轮；20、过滤箱；21、盖板；22、过滤盒；23、凸轮；24、固定柱；25、连接杆；26、压簧；27、卡块；28、齿条；29、弹簧；30、转动座；31、齿轮；32、转动轴。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例一种矿井井下降温与废热回收利用系统，包括：
安装板，设置在矿井通道内的矿井框架的上端；
换热壳体，设置在矿井框架的顶端；
驱动结构，固定在换热壳体上；
余热锅炉，设置在换热壳体内；
抽风结构，设置在换热壳体的一侧；
出风结构，设置在矿井框架的侧壁上；
换热管，缠绕在余热锅炉上，换热管的一端与抽风结构相连接，换热管的另一端与出风结构相连接；
过滤结构，设置在安装板上，设置于换热管的另一端与出风结构之间；
汽轮机，与余热锅炉相连接；
发电机，与汽轮机、抽风结构和出风结构相连接。
具体的，抽风机构提供动力，矿井内的热气经抽风机构被吸进换热管内，通过换热管缠绕在余热锅炉上对余热锅炉辅助加热，余热锅炉可以通过蒸汽轮机带动发电机进行发电，降低了矿井的运行成本和能耗，之后换热管内的换热后气体再过滤结构，净化气体中的灰尘和杂质，净化后的气体通过出风结构输送回矿井通道内。
在一个示例中，抽风结构包括：
收集罩，设置在安装板上，开口向下；
第一风机，设置在换热壳体的一端，一端与换热管输入端连通，另一端通过输送管与收集罩连通；
第二风机，设置在换热壳体的另一端，一端与换热管输出端连通，另一端通过导管与吹风罩连通。
具体的，通过第一风机提供动力将矿井通道内热气经收集罩吸进换热管内，通过第二风机将换热后气体输入过滤结构，保证气流循环迅速通畅。
在一个示例中，过滤结构包括：
过滤箱，为上端设有开口的箱体，设置在安装板的上端；
盖板，可拆卸地设置在过滤箱的开口内；
过滤盒，可移动地设置在过滤箱内。
在一个示例中，出风结构包括：
吹风罩，设置在矿井框架的侧壁上；
支撑杆，设置在吹风罩内；
扇叶，设置在吹风罩内，通过转动杆固定在支撑杆上；
涡轮，设置在扇叶的远离转动杆端；
电机，设置在吹风罩的上端，输出端设置有第二齿轮；
控制杆，一端转动连接在安装板上，另一端通过蜗杆与涡轮啮合；
第一齿轮，设置在控制杆上，与第二齿轮啮合。
具体的，电机转动提供动力，带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮带动控制杆转动，控制杆带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动扇叶转动，扇叶带动吹风罩内的空气流动，同时可以将风吹送到矿井内，对矿井内进行吹风降温。
在一个示例中，控制杆的转动端贯穿过滤箱，控制杆的转动端设有凸轮，凸轮和过滤盒的一侧接触。
具体的，控制杆带动凸轮转动，凸轮敲打过滤盒抖动将杂质和灰尘抖落在底部，防止堵塞
在一个示例中，过滤盒和过滤箱之间设有恢复结构，恢复结构包括：
固定柱，设置在过滤箱的内壁上，固定柱远离过滤箱的内壁的一端开设有压簧槽；
连接杆，一端插接在压簧槽内，另一端与过滤盒相连接，连接杆和压簧槽之间设有压簧。
具体的，控制杆带动凸轮转动，凸轮带动滤盒移动，滤盒带动连接杆移动，连接杆拉动压簧，压簧的弹性作用可带动连接杆复位移动，以此往复使得滤盒来回抖动，将附着在滤盒上堆积的杂质和灰尘抖落在底部，防止滤盒在过滤时发生堵塞
在一个示例中，过滤箱和盖板之间设有锁紧结构，锁紧结构包括：
空腔，开设在盖板内部；
转动轴，贯穿空腔的上端；
转动座，设置在盖板的上侧，与转动轴的上端相连接；
齿轮，设置在转动轴的下端；
两个齿条，设置在空腔内，两个齿条的相互靠近的一端与齿轮啮合；
两个卡块，分别设置在两个齿条的相互远离的一端；
卡槽，设置在过滤箱的内壁上，与卡块相匹配。
具体的，转动转动座，转动座带动转动轴旋转，转动轴带动齿轮旋转，齿轮带动两个齿条移动，齿条带动对应的卡块移动，卡块滑出卡槽，即可取消盖板的固定限制，方便对滤盒内的灰尘和杂质进行清理
在一个示例中，空腔的两端开设有凹槽，卡块滑动连接在凹槽内，卡块和凹槽的槽底之间设有弹簧。
具体的，通过弹簧提供支持力，锁闭时保证卡块卡接在卡槽内，防止震动使卡块脱出卡槽，盖板打开。
在一个示例中，矿井框架上设有辅助收集罩，辅助收集罩设置在矿井框架的内侧壁上，辅助收集罩通过导管和抽风结构连接。
在一个示例中，换热壳体内设置有隔热层。
实施例
如图1至图5所示，一种矿井井下降温与废热回收利用系统，包括：
安装板6，设置在矿井通道内的矿井框架1的上端；
换热壳体2，设置在矿井框架1的顶端；
驱动结构，固定在换热壳体2上；
余热锅炉3，设置在换热壳体2内；
抽风结构，设置在换热壳体2的一侧；
出风结构，设置在矿井框架1的侧壁上；
换热管4，缠绕在余热锅炉3上，换热管4的一端与抽风结构相连接，换热管4的另一端与出风结构相连接；
过滤结构，设置在安装板6上，设置于换热管的另一端与出风结构之间；
汽轮机，与余热锅炉相连接；
发电机，与汽轮机、抽风结构和出风结构相连接。
在本实施例中，抽风结构包括：
收集罩7，设置在安装板6上，开口向下；
第一风机5，设置在换热壳体2的一端，一端与换热管4输入端连通，另一端通过输送管10与收集罩7连通；
第二风机9，设置在换热壳体2的另一端，一端与换热管4输出端连通，另一端通过导管与吹风罩8连通。
在本实施例中，过滤结构包括：
过滤箱20，为上端设有开口的箱体，设置在安装板6的上端；
盖板21，可拆卸地设置在过滤箱20的开口内；
过滤盒22，可移动地设置在过滤箱20内。
在本实施例中，出风结构包括：
吹风罩8，设置在矿井框架1的侧壁上；
支撑杆11，设置在吹风罩8内；
扇叶13，设置在吹风罩8内，通过转动杆12固定在支撑杆11上；
涡轮14，设置在扇叶13的远离转动杆12端；
电机18，设置在吹风罩8的上端，输出端设置有第二齿轮19；
控制杆15，一端转动连接在安装板6上，另一端通过蜗杆16与涡轮14啮合；
第一齿轮17，设置在控制杆15上，与第二齿轮19啮合。
在本实施例中，控制杆15的转动端贯穿过滤箱20，控制杆15的转动端设有凸轮23，凸轮23和过滤盒22的一侧接触。
在本实施例中，过滤盒22和过滤箱20之间设有恢复结构，恢复结构包括：
固定柱24，设置在过滤箱20的内壁上，固定柱24远离过滤箱20的内壁的一端开设有压簧槽；
连接杆25，一端插接在压簧槽内，另一端与过滤盒相连接，连接杆25和压簧槽之间设有压簧26。
在本实施例中，过滤箱20和盖板21之间设有锁紧结构，锁紧结构包括：
空腔，开设在盖板21内部；
转动轴，贯穿空腔的上端；
转动座30，设置在盖板的上侧，与转动轴的上端相连接；
齿轮31，设置在转动轴的下端；
两个齿条28，设置在空腔内，两个齿条28的相互靠近的一端与齿轮31啮合；
两个卡块27，分别设置在两个齿条28的相互远离的一端；
卡槽，设置在过滤箱20的内壁上，与卡块27相匹配。
在本实施例中，空腔的两端开设有凹槽，卡块27滑动连接在凹槽内，卡块27和凹槽的槽底之间设有弹簧29
在本实施例中，矿井框架上设有辅助收集罩，辅助收集罩设置在矿井框架1的内侧壁上，辅助收集罩通过导管和抽风结构连接。
在本实施例中，换热壳体2内设置有隔热层。
综上，本实施例的一种矿井井下降温与废热回收利用系统使用时，通过第一风机5带动一个收集罩7或者多个收集罩7对矿井内的热气体进行收集，将热气体输送到换热管4内，换热管4包裹着余热锅炉3，可以对余热锅炉3进行辅助加热，换热壳体2可提供较好的隔热性，余热锅炉3可以通过蒸汽轮机带动发电机进行发电，发电机发出的电可供给到矿井内设备上进行使用，降低了矿井的运行成本和能耗，换热后的气体被第二风机9输送到过滤箱20内，过滤盒22可以对气体中的灰尘和杂质进行净化和过滤，过滤和净化后的气体从输送管10进入吹风罩8内，电机18带动第二齿轮19转动，第二齿轮19带动第一齿轮17转动，第一齿轮17带动控制杆15转动，控制杆15带动蜗杆16转动，蜗杆16带动蜗轮14转动，蜗轮14带动扇叶13转动，扇叶13带动吹风罩8内的空气流动，同时可以将风吹送到矿井内，并对矿井内进行吹风降温，与此同时，控制杆15带动凸轮23转动，凸轮23带动过滤盒22移动，过滤盒22驱动连接杆25移动，连接杆25拉动压簧26，压簧26的弹性作用可带动连接杆25复位移动，以此往复使得过滤盒22来回抖动，可将附着在过滤盒22上堆积的杂质和灰尘抖落在底部，防止过滤盒22在过滤时发生堵塞，转动转动座30，转动座30带动转动轴32旋转，转动轴32带动齿轮31旋转，齿轮31带动两个齿条28移动，齿条28带动对应的卡块27移动，卡块27滑出卡槽，即可取消盖板21的固定限制，方便对过滤盒22内的灰尘和杂质进行清理。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (4)

1.一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于，包括：
安装板，设置在矿井通道内的矿井框架的上端；
换热壳体，设置在所述矿井框架的顶端；
驱动结构，固定在所述换热壳体上；
余热锅炉，设置在所述换热壳体内；
抽风结构，设置在所述换热壳体的一侧；
出风结构，设置在所述矿井框架的侧壁上；
换热管，缠绕在所述余热锅炉上，所述换热管的一端与所述抽风结构相连接，所述换热管的另一端与所述出风结构相连接；
过滤结构，设置在所述安装板上，设置于所述换热管的所述另一端与所述出风结构之间；
汽轮机，与所述余热锅炉相连接；
发电机，与所述汽轮机、所述抽风结构和所述出风结构相连接；
所述过滤结构包括：
过滤箱，为上端设有开口的箱体，设置在所述安装板的上端；
盖板，可拆卸地设置在所述过滤箱的开口内；
过滤盒，可移动地设置在所述过滤箱内；
所述出风结构包括：
吹风罩，设置在所述矿井框架的侧壁上；
支撑杆，设置在所述吹风罩内；
扇叶，设置在所述吹风罩内，通过转动杆固定在支撑杆上；
涡轮，设置在所述扇叶的远离所述转动杆端；
电机，设置在所述吹风罩的上端，输出端设置有第二齿轮；
控制杆，一端转动连接在所述安装板上，另一端通过蜗杆与所述涡轮啮合；
第一齿轮，设置在所述控制杆上，与所述第二齿轮啮合；
所述控制杆的所述一端贯穿所述过滤箱，所述控制杆的所述一端设有凸轮，所述凸轮和所述过滤盒的一侧接触；
所述过滤盒和所述过滤箱之间设有恢复结构，所述恢复结构包括：
固定柱，设置在所述过滤箱的内壁上，所述固定柱远离所述过滤箱的内壁的一端开设有压簧槽；
连接杆，一端插接在所述压簧槽内，另一端与所述过滤盒相连接，所述连接杆和所述压簧槽之间设有压簧；
所述抽风结构包括：
收集罩，设置在所述安装板上，开口向下；
第一风机，设置在所述换热壳体的一端，一端与所述换热管输入端连通，另一端通过输送管与所述收集罩连通；
第二风机，设置在所述换热壳体的另一端，一端与所述换热管输出端连通，另一端通过导管与所述吹风罩连通；
所述过滤箱和所述盖板之间设有锁紧结构，所述锁紧结构包括：
空腔，开设在所述盖板内部；
转动轴，贯穿所述空腔的上端；
转动座，设置在所述盖板的上侧，与所述转动轴的上端相连接；
齿轮，设置在所述转动轴的下端；
两个齿条，设置在所述空腔内，两个所述齿条的相互靠近的一端与所述齿轮啮合；
两个卡块，分别设置在两个所述齿条的相互远离的一端；
卡槽，设置在所述过滤箱的内壁上，与所述卡块相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于，所述空腔的两端开设有凹槽，所述卡块滑动连接在所述凹槽内，所述卡块和所述凹槽的槽底之间设有弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于，所述矿井框架上设有辅助收集罩，所述辅助收集罩设置在所述矿井框架的内侧壁上，所述辅助收集罩通过导管和所述抽风结构连接。
4.根据权利要求1所述的一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于，所述换热壳体内设置有隔热层。
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