CN117339300B - 一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，涉及废水处理技术领域；包括底座、初滤桶、再滤桶和精滤桶；初滤桶内安装有初滤结构，初滤结构包括过滤筒，初滤桶内安装有一级挡板，一级挡板中部滑动安装有支撑环，支撑环上转动安装有过滤筒；再滤桶内安装有再滤结构，再滤结构包括呈U型设置在再滤桶内的滤布，再滤桶内安装有牵引结构，牵引结构分别连接滤布的两端；再滤桶内安装有多组夹持在滤布内外两面的刮板。本装置能够缩短供水和排水流程，快速完成废水过滤以及循环利用的工作，显著提升了煤矿井下作业过程中的供水和废水净化的负担。

Description

一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体是一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置。

背景技术

煤矿掘进是指在矿层中，开掘各种形状、断面或纵横交错的井、巷和峒室的工作。掘进工序的主要工序是直接在工作面上完成保证工作面进度的工序，以及在巷道掘进区域进行的支护作业；辅助工序包括调车、通风、排水、临时支架、工作面铺轨、照明、敷设风筒和电缆等工作。

煤矿掘进过程中，需要用到大量的水，这些水在使用后，就会成为混合有井下颗粒物的废水。煤矿的废水制造量非常大，且煤矿废水中含有大量的有害化学物质，因此需要使用复杂的大型净化设备处理后，才能够进行排放。废水净化装置所需的空间极大，井下的废水一般使用抽水机抽到井外的净化设备处进行处理，同时输入设备不断的向井内补充清洁的水资源，导致了极大的浪费，对水的反复转运也会浪费很多的资源。

因此目前存在一些能够在井下，对废水进行快速处理的小型设备，由于井下使用的水大多数情况下并不需要进行充分的净化即可再利用，因此小型设备只需要具备初步过滤颗粒物的效果。但是井下的废水量非常大，且内部含有大量的砂石残渣等颗粒物，以及难以快速分离的泥浆，如果不使用专用的大型设备，便于移动的小型设备难以满足过滤的需求，且内部使用的滤膜和滤网等都会以极快的速度堵塞，需要频繁的清理，反而无法满足在井下快速完成废水循环的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。提供一种能够在井下使用，快速对井下废水进行初步处理，可以对废水进行循环利用的处理装置，且本装置可以减少内部堵塞的发生，降低清理的频率，在井下使用更加便利。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，包括底座、初滤桶、再滤桶和精滤桶；所述底座上依次安装有初滤桶、再滤桶和精滤桶，所述初滤桶、再滤桶和精滤桶之间通过转输结构依次连通；所述初滤桶内安装有初滤结构，所述初滤结构包括过滤筒，所述初滤桶内安装有一级挡板，所述一级挡板中部滑动安装有支撑环，所述支撑环上转动安装有过滤筒，所述支撑环上安装有多个连接初滤桶的电动推杆；所述过滤筒中部安装有伸缩杆，所述伸缩杆连接一级驱动器；所述一级挡板中部开有安装孔，所述支撑环的尺寸与安装孔的尺寸配合，所述过滤筒内部安装有支撑架，所述支撑架连接伸缩杆；所述再滤桶内安装有再滤结构，所述再滤结构包括呈U型设置在再滤桶内的滤布，所述再滤桶内安装有牵引结构，所述牵引结构分别连接滤布的两端；所述再滤桶内安装有多组夹持在滤布内外两面的刮板；所述滤布两侧分别连接有多个限位珠，所述再滤桶内壁上开有U型的轨道槽，所述滤布两侧和位于外侧的限位珠均嵌入轨道槽内，所述再滤桶内安装有多个位于滤布内侧的定位辊；

所述牵引结构用于牵引滤布在自身的轨迹线上往复移动；

所述精滤桶内安装有精滤结构，所述精滤结构用于对已经去除颗粒物和泥浆的废水进行精细过滤。

作为本发明进一步的方案：所述滤布两端分别安装有支撑杆，所述支撑杆上安装有牵引绳，所述牵引绳连接牵引结构。

作为本发明再进一步的方案：所述牵引结构包括分别安装在再滤桶两侧内壁上的安装盒，所述安装盒内转动安装有转盘，所述转盘一侧安装有驱动柱，所述安装盒内滑动安装有丁字形的滑动架，所述滑动架中部开有竖槽，所述驱动柱插入竖槽，所述滑动架两端分别连接牵引绳。

作为本发明再进一步的方案：所述安装盒上安装有二级驱动器，所述二级驱动器连接转盘，所述滑动架上开有横槽，所述安装盒内安装有多个穿过横槽的限位杆，所述安装盒两侧安装有导柱，所述牵引绳绕过导柱。

作为本发明再进一步的方案：所述精滤结构包括安装在精滤桶内的二级挡板，所述二级挡板上开有多个通孔，所述二级挡板上安装有多组与通孔位置对应的滤芯。

作为本发明再进一步的方案：所述初滤桶一侧靠近一级挡板的位置安装有排渣口，所述初滤桶另一侧安装有一级排水口，所述再滤桶上安装有二级排水口，所述精滤桶上安装有三级排水口。

作为本发明再进一步的方案：所述转输结构包括分别安装在初滤桶、再滤桶和精滤桶上的一级水泵、二级水泵和三级水泵，所述二级水泵通过二级水管连接一级排水口，所述三级水泵通过三级水管连接二级排水口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用上述用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，本装置能够在井下使用，跟随施工进度，随时且快速的对产生的废水进行过滤处理，便于进行循环再利用不需要经过复杂的传输在外部进行处理，显著的提升了处理的效率，减少了能耗，同时减少了废水的量；

采用上述用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，本装置可以在过滤废水的同时，显著的减少自身堵塞的可能性，延长清理周期，改善使用体验，在第一步设置可升降可转动的过滤筒，使用时只要内部的残渣不完全没过过滤筒，过滤筒就能够持续的过滤废水，在出现堵塞时，使过滤筒快速转动，可以利用离心力将堵塞物甩出，保持整体流畅的过滤效果；

采用上述用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，本装置由于体积小，不便于使用大型的压滤设备，而是直接使用滤布进行过滤，在过滤过程中，通过持续的拉扯滤布往复移动，能够将堆积在滤布处的淤泥刮除，使水流更顺畅的滤出，提升过滤的效果。

附图说明

图1为用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置的结构示意图。

图2为用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置中初滤桶内部的结构示意图。

图3为用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置中再滤桶内部的结构示意图。

图4为用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置中牵引结构的结构示意图。

图5为用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置中精滤桶内部的结构示意图。

图中：1-底座；11-初滤桶；111-一级排水口；112-排渣口；12-再滤桶；121-二级排水口；122-轨道槽；123-定位辊；13-精滤桶；131-三级排水口；2-初滤结构；21-过滤筒；22-一级挡板；221-安装孔；23-支撑架；24-伸缩杆；25-支撑环；26-一级驱动器；27-电动推杆；3-再滤结构；31-支撑杆；32-滤布；321-限位珠；33-刮板；34-牵引绳；4-牵引结构；41-安装盒；42-导柱；43-滑动架；431-横槽；432-竖槽；44-限位杆；45-转盘；451-驱动柱；46-二级驱动器；5-精滤结构；51-滤芯；52-二级挡板；521-通孔；6-转输结构；61-一级水泵；62-二级水管；63-二级水泵；64-三级水管；65-三级水泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图5，本发明实施例中，一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，包括底座1、初滤桶11、再滤桶12和精滤桶13；所述底座1上依次安装有初滤桶11、再滤桶12和精滤桶13，所述初滤桶11、再滤桶12和精滤桶13之间通过转输结构6依次连通；所述初滤桶11内安装有初滤结构2，所述初滤结构2包括过滤筒21，所述初滤桶11内安装有一级挡板22，所述一级挡板22中部滑动安装有支撑环25，所述支撑环25上转动安装有过滤筒21，所述支撑环25上安装有多个连接初滤桶11的电动推杆27；所述过滤筒21中部安装有伸缩杆24，所述伸缩杆24连接一级驱动器26；所述一级挡板22中部开有安装孔221，所述支撑环25的尺寸与安装孔221的尺寸配合，所述过滤筒21内部安装有支撑架23，所述支撑架23连接伸缩杆24；所述再滤桶12内安装有再滤结构3，所述再滤结构3包括呈U型设置在再滤桶12内的滤布32，所述再滤桶12内安装有牵引结构4，所述牵引结构4分别连接滤布32的两端；所述再滤桶12内安装有多组夹持在滤布32内外两面的刮板33；所述滤布32两侧分别连接有多个限位珠321，所述再滤桶12内壁上开有U型的轨道槽122，所述滤布32两侧和位于外侧的限位珠321均嵌入轨道槽122内，所述再滤桶12内安装有多个位于滤布32内侧的定位辊123；

所述牵引结构4用于牵引滤布32在自身的轨迹线上往复移动；

所述精滤桶13内安装有精滤结构5，所述精滤结构5用于对已经去除颗粒物和泥浆的废水进行精细过滤。

本装置使用了初滤桶11、再滤桶12和精滤桶13进行三重过滤，初滤桶11和初滤结构2用于处理废水内部的大颗粒物，再滤桶12和再滤结构3用于过滤废水中的泥浆，精滤桶13用于过滤废水中在再滤阶段没有获得充分过滤的部分，最终获得符合标准、可以再次投入使用的可循环用水。

初滤桶11通过一级挡板22分为上下两层，废水从上层进入，经过过滤后进入下层，并最终从下层排出。一级挡板22上安装有支撑环25，支撑环25上安装有过滤筒21，在过滤过程中，支撑环25完全位于应一级挡板22下方，过滤筒21向上凸出，外部的水穿过过滤筒21，从过滤筒21内侧落入下方空间内，由于过滤筒21是竖直的状态，因此在初滤桶11被填满之前，过滤筒21都可以保持具有过滤的效果。

本装置的过滤筒21底部通过伸缩杆24连接一级驱动器26，一级驱动器26可以使用电机或可以带动伸缩杆24转动的其他结构，伸缩杆24只能够伸缩，而不会造成两端的相对转动，在转动时，可以带动过滤筒21转动。支撑环25是可以升降的结构，利用电动推杆27的推动可以控制升降。安装孔221用于安装支撑环25，支撑架23用于支撑过滤筒21，并使过滤筒21能够顺畅排水。电动推杆27不属于限制性的结构，使用液压杆或其他可升降的结构，如螺杆结构等，均可以达到相同的目的。在经过一段时间的使用后，会有大量泥沙淤积在一级挡板22上，如果出现过滤筒21堵塞严重的情况，就可以使用电动推杆27将支撑环25抬高，再启动一级驱动器26，使过滤筒21快速转动，产生的离心力会将堵塞的泥沙甩出，使过滤筒21可以继续使用。在这一过程中抬高支撑环25，是为了减少过滤筒21本身与淤积的泥沙的接触，避免转动受限或使底部淤积的泥沙再次大范围的搅起。

经过初滤桶11后，去除泥沙的废水进入再滤桶12，此时废水中仍含有大量颗粒非常小的泥浆，因此需要使用滤布32类材料进行过滤。本装置的滤布32设置成U型，且两侧通过限位密封确保废水无法流出，使废水必须穿过滤布32。本装置还设置了牵引结构4，用于牵引滤布32向两端轮流拉扯抬高，在滤布32上淤积了一定量的淤泥后，通过这种拉扯，可以使滤布32不断的在刮板33的作用下刮除多余的泥，始终具有过滤的功能。

限位珠321嵌入轨道槽122内，使滤布32的边缘也插入轨道槽122内，设置使轨道槽122的表面空隙与滤布32的厚度贴近，可以最大限度的避免在轨道槽122处出现漏水的情况，且即使存在极少量的漏水，由于后续还有其他的过滤步骤，因此也并不会影响到实际的过滤效果。定位辊123用于辅助定位滤布32的位置，使滤布32在反复拉扯的过程中保持自身的移动轨迹不变，且不会由于过度的拉扯产生严重的变形。

本装置的体积较小，能够在矿洞内使用，且能够快速的对污水进行过滤，简化了污水的传输过程，减少了污水的输出。且本装置能够持续的进行内部调节，在储存了大量淤泥之后，才需要人工统一的清理，而不需要工作人员频繁的处理相关结构堵塞造成的各种问题，提升了实用性。

作为本发明的另一个实施例，请参阅图1和图3，所述滤布32两端分别安装有支撑杆31，所述支撑杆31上安装有牵引绳34，所述牵引绳34连接牵引结构4。支撑杆31支撑滤布32的两端，在牵引绳34的拉扯和水的重量的双重作用下，使滤布32能够保持基本的形状，牵引绳34用于传递牵引结构4的作用。

请参阅图1和图4，所述牵引结构4包括分别安装在再滤桶12两侧内壁上的安装盒41，所述安装盒41内转动安装有转盘45，所述转盘45一侧安装有驱动柱451，所述安装盒41内滑动安装有丁字形的滑动架43，所述滑动架43中部开有竖槽432，所述驱动柱451插入竖槽432，所述滑动架43两端分别连接牵引绳34。安装盒41分别安装在再滤桶12内壁的两侧，从滤布32两侧同步拉扯，使滤布32受力均匀。转盘45转动，带动驱动柱451转动，会导致滑动架43发生移动，竖槽432使驱动柱451可以不受限的转动，由于滑动架43自身轨迹受限，只能够发生横向的移动，因此可以利用滑动架43带动两端的牵引绳34，对两端轮流牵引，实现滤布32的左右拉动。上述结构仅属于一种符合需求的结构的展示，使用其他类型的往复结构，同样符合本装置的使用需求，比如螺杆螺套结构、剪叉结构等。

请参阅图4，所述安装盒41上安装有二级驱动器46，所述二级驱动器46连接转盘45，所述滑动架43上开有横槽431，所述安装盒41内安装有多个穿过横槽431的限位杆44，所述安装盒41两侧安装有导柱42，所述牵引绳34绕过导柱42。二级驱动器46可以使用电机或其他驱动设备，根据需要，还可以使用人力转动的方式进行操作，多个限位杆44穿过横槽431，可以限制滑动架43的滑动轨迹，外侧的导柱42用于限制牵引的移动轨迹，使牵引绳34的轨迹与自身所在位置重合，拉力始终沿自身轴线方向，避免频繁的变形造成牵引绳34快速磨损。

请参阅图1和图5，所述精滤结构5包括安装在精滤桶13内的二级挡板52，所述二级挡板52上开有多个通孔521，所述二级挡板52上安装有多组与通孔521位置对应的滤芯51。精滤桶13使用二级挡板52进行分隔，并在通孔521上直接安装滤芯51进行过滤，排除残留的少量泥沙杂质。由于经过两层过滤后，大部分的泥沙已经被排除，因此这一步即使直接进行精滤，滤芯51也能够具有较长的使用寿命，不需要频繁的进行更换。

请参阅图1、图2和图5，所述初滤桶11一侧靠近一级挡板22的位置安装有排渣口112，所述初滤桶11另一侧安装有一级排水口111，所述再滤桶12上安装有二级排水口121，所述精滤桶13上安装有三级排水口131。排渣口112用于排出初滤桶11内积累的泥沙，一级排水口111、二级排水口121和三级排水口131分别用于排水。

请参阅图1，所述转输结构6包括分别安装在初滤桶11、再滤桶12和精滤桶13上的一级水泵61、二级水泵63和三级水泵65，所述二级水泵63通过二级水管62连接一级排水口111，所述三级水泵65通过三级水管64连接二级排水口121。一级水泵61将废水抽入初滤桶11，二级水泵63使用二级水管62将初滤后的废水转入再滤桶12，三级水泵65使用三级水管64将再滤后的废水转入精滤桶13。

本发明的工作原理是：

本装置使用了初滤结构2、再滤结构3和精滤结构5，对矿道内的废水进行三重过滤，依次滤除沙石、淤泥和残留的杂质，本装置体积小，能够直接在矿道内使用，且本装置具有一定的自动调节效果，能够避免使用过程中出现堵塞，因此可以快速的完成矿道内废水的循环利用，缩短排水和供水的流程，降低整体的能耗。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，包括底座、初滤桶、再滤桶和精滤桶；其特征在于，所述底座上依次安装有初滤桶、再滤桶和精滤桶，所述初滤桶、再滤桶和精滤桶之间通过转输结构依次连通；所述初滤桶内安装有初滤结构，所述初滤结构包括过滤筒，所述初滤桶内安装有一级挡板，所述一级挡板中部滑动安装有支撑环，所述支撑环上转动安装有过滤筒，所述支撑环上安装有多个连接初滤桶的电动推杆；所述过滤筒中部安装有伸缩杆，所述伸缩杆连接一级驱动器；所述一级挡板中部开有安装孔，所述支撑环的尺寸与安装孔的尺寸配合，所述过滤筒内部安装有支撑架，所述支撑架连接伸缩杆；所述再滤桶内安装有再滤结构，所述再滤结构包括呈U型设置在再滤桶内的滤布，所述再滤桶内安装有牵引结构，所述牵引结构分别连接滤布的两端；所述再滤桶内安装有多组夹持在滤布内外两面的刮板；所述滤布两侧分别连接有多个限位珠，所述再滤桶内壁上开有U型的轨道槽，所述滤布两侧和位于外侧的限位珠均嵌入轨道槽内，所述再滤桶内安装有多个位于滤布内侧的定位辊；

所述牵引结构用于牵引滤布在自身的轨迹线上往复移动；

所述精滤桶内安装有精滤结构，所述精滤结构用于对已经去除颗粒物和泥浆的废水进行精细过滤。

2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述滤布两端分别安装有支撑杆，所述支撑杆上安装有牵引绳，所述牵引绳连接牵引结构。

3.根据权利要求2所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述牵引结构包括分别安装在再滤桶两侧内壁上的安装盒，所述安装盒内转动安装有转盘，所述转盘一侧安装有驱动柱，所述安装盒内滑动安装有丁字形的滑动架，所述滑动架中部开有竖槽，所述驱动柱插入竖槽，所述滑动架两端分别连接牵引绳。

4.根据权利要求3所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述安装盒上安装有二级驱动器，所述二级驱动器连接转盘，所述滑动架上开有横槽，所述安装盒内安装有多个穿过横槽的限位杆，所述安装盒两侧安装有导柱，所述牵引绳绕过导柱。

5.根据权利要求1所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述精滤结构包括安装在精滤桶内的二级挡板，所述二级挡板上开有多个通孔，所述二级挡板上安装有多组与通孔位置对应的滤芯。

6.根据权利要求1所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述初滤桶一侧靠近一级挡板的位置安装有排渣口，所述初滤桶另一侧安装有一级排水口，所述再滤桶上安装有二级排水口，所述精滤桶上安装有三级排水口。

7.根据权利要求6所述的用于煤矿井下掘进作业的废水循环利用装置，其特征在于，所述转输结构包括分别安装在初滤桶、再滤桶和精滤桶上的一级水泵、二级水泵和三级水泵，所述二级水泵通过二级水管连接一级排水口，所述三级水泵通过三级水管连接二级排水口。