CN205634196U - 耗能防堵阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耗能防堵阀，包括：第一充填管、第二充填管和连接管，所述第二充填管连接在所述第一充填管的一端且所述第二充填管的横截面积与所述第一充填管的横截面积不相等；所述连接管具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一充填管相连，所述第二端与所述第二充填管相连，所述第一端的横截面积与所述第一充填管的横截面积相等且所述第二端的横截面积与所述第二充填管的横截面积相等。本实用新型的耗能防堵阀，通过将连接管设在第二充填管与第一充填管之间，并将第二充填管的横截面积与第一充填管的横截面积设为不相等,从而可以降低内部的压力,进而可以防止堵管事故的发生，并且具有方便安装、成本低廉、使用寿命长等优点。

Description

耗能防堵阀

技术领域

本实用新型涉及矿井输送装置技术领域，尤其涉及一种耗能防堵阀。

背景技术

超深井充填系统高差大、料浆运行速度快，严重影响到了系统安全。在生产实践中，很容易发生管道磨损，影响料浆的正常输送。为此，相关技术中，有的采用延长水平管长度、增设减压池，有的在管路中增加耗能装置，如阻尼节流孔装置、滚动球阀门和比例流动控制阀装置、孔状节流管装置等达到降压防堵，但这种两种方式安装难度高、成本高、使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种耗能防堵阀，该耗能防堵阀可以有效降低充填管系统压力，防止堵管事故的发生，并且具有方便安装、成本低廉、使用寿命长等优点。

根据本实用新型的耗能防堵阀，包括：第一充填管；第二充填管和连接管，所述第二充填管连接在所述第一充填管的一端且所述第二充填管的横截面积与所述第一充填管的横截面积不相等；所述连接管具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一充填管相连，所述第二端与所述第二充填管相连，所述第一端的横截面积与所述第一充填管的横截面积相等且所述第二端的横截面积与所述第二充填管的横截面积相等。

根据本实用新型的耗能防堵阀，通过将连接管设在第一充填管和第二充填管之间，将第二充填管的横截面积设为与第一充填管的横截面积不相等，并将连接管的第一端的横截面积设为与第一充填管的横截面积相等，将连接管的第二端的横截面积设为与第二充填管的横截面积相等,从而可以利用连接管降低充填管系统的压力，避免耗能防堵阀内的压力持续升高,进而可以防止堵管事故的发生，并且具有方便安装、成本低廉、使用寿命长等优点。

可选地，所述第二充填管的横截面积小于所述第一充填管的横截面积。

进一步地，所述连接管被构造成从所述第一端朝向所述第二端的方向、横截面积逐渐变化。

根据本实用新型的一些实施例，所述耗能防堵阀进一步包括：卸料闸，所述卸料闸设在所述第二充填管的另一端，所述卸料闸被构造成当所述耗能防堵阀内的压力超过预设压力值时打开。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二充填管为弯管。

可选地，所述第二充填管包括依次相连的多个子充填管。

进一步地，每相邻两个所述子充填管之间通过快速接头相连。

可选地，所述快速接头为柔性快速接头。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二充填管的另一端连接有第三充填管，其中所述卸料闸设在所述第三充填管上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的耗能防堵阀的示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖面图。

附图标记：

100：耗能防堵阀；200：垂直管段；

1：第一充填管；2：第二充填管；3：第三充填管；4：卸料闸；5：连接管；

21：子充填管；22：快速接头。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅 用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1和图2对根据本实用新型实施例的耗能防堵阀100进行详细描述。该耗能防堵阀100可用于运输高压充填料浆。其中，箭头的方向为料浆的流向。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的耗能防堵阀100可以包括第一充填管1、第二充填管2和连接管5，其中，第一充填管1可与垂直管段200相连，料浆依靠自重提供推动力流动，实现料浆的输送。第二充填管2可以连接在第一充填管1的一端(例如，图2中的右端)，需要运输的料浆可在第一充填管1和第二充填管2内运输，并且第二充填管2的横截面积可与第一充填管1的横截面积不相等。例如，第一充填管1和第二充填管2均为圆管时，第一充填管1的内径不等于第二充填管2的内径，这样，料浆在运输过程中，从第一充填管1流动至第二充填管2时可以改变耗能防堵阀100内的压力，从而可以改变运输速度，实现增阻降压作用。

连接管5可具有第一端和第二端，其中，连接管5的第一端(例如，图2所示的左端)可与第一充填管1相连，连接管5的第二端(即图2所示的右端)可与第二充填管2相连，第一端的横截面积与第一充填管1的横截面积相等，并且第二端的横截面积可与第二充填管2的横截面积相等。此时连接管5为异径管，料浆可以从第一充填管1流入连接管5，然后从连接管5流入第二充填管2，浆料流过连接管5时，连接管5管径的变化会使料浆的流速发生改变，从而可以增大管道阻力，实现满管输送。

根据本实用新型实施例的耗能防堵阀100，通过将连接管5设在第一充填管1和第二充填管2之间，将第二充填管2的横截面积设为与第一充填管1的横截面积不相等，并将连接管5的第一端的横截面积设为与第一充填管1的横截面积相等，将连接管5的第二端的横截面积设为与第二充填管2的横截面积相等，从而可以利用连接管5降低充填管系统的压力，避免耗能防堵阀100内的压力持续升高，进而可以防止堵管事故的发生，并且具有方便安装、成本低廉、使用寿命长等优点。

根据本实用新型的一些实施例，第二充填管2的横截面积可以小于第一充填管1的横 截面积，也就是说，第二充填管2的内径小于第一充填管1的内径。由此，料浆在运输过程中，从第一充填管1运动至第二充填管2时，料浆的速度增大，从而可以进一步避免堵管事故的发生，并且有利于实现满管输送。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，第一充填管1可以是直管，从而可以保证料浆在第一充填管1内流动时具有较高且稳定的流速，进一步避免堵管事故的发生。

可选地，如图2所示，连接管5可被构造成从其第一端向第二端的方向、横截面积逐渐变化，也就是说，连接管5可以是内径逐渐变化的异径管，由此，料浆在连接管5内流动时，可以使料浆的流速连续改变，进而可以使管道阻力逐渐增大，一方面，有利于实现满管流输送，另一方面，可以防止因管道阻力突然增大而发生堵管事故，可以提高安全性。

进一步地，如图2所示，连接管5可被构造成从第一端向第二端的方向、横截面积逐渐减小，这样，料浆从连接管5的第一端流向第二端的过程中，摩擦管壁形成阻力，消耗部分动力，使运输系统的能量平衡。

管道沿程阻力与管径、管长、流量、浓度等因素有关。管道压力局部损失与管道直径的关系为：

$i=\mathrm{\λ}\frac{v^2}{2D}=\mathrm{\λ}\frac{8Q^2}{{\mathrm{\π}}^2{D}^5}---(1-1)$

$\frac{i_2}{i_1}={\left(\frac{D_1}{D_2}\right)}_5---(1-2)$

式中，v为料浆工作流速，m/s；Q为料浆流量，m3/s；D、D1、D2为管道直径，m。

式(1-2)表明，水力坡度与管道直径的5次方成反比。在相同的条件下，减小管径可使阻力大大增加。通过将连接管5设为管径逐渐缩小，可以进一步实现增阻降压。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，耗能防堵阀100可以进一步包括：卸料闸4，卸料闸4可以设在第二充填管2的另一端，换言之，第二充填管2的一端与第一充填管1相连、且另一端与卸料闸4相连。卸料闸4可被构造成当耗能防堵阀100内的压力超过预设压力值时打开，以卸载耗能防堵阀100内的料浆，使耗能防堵阀100内的压力值恢复至预设值以下，防止堵管事故的发生，从而不仅结构简单，安装方便，而且可以降低耗能防堵阀100损坏的概率，延长使用寿命。

其中，需要说明的是，预设压力值可以是一个小于最大安全压力值的压力值，也就是说，预设压力值应小于耗能防堵阀100的最大安全压力值。

由此，当耗能防堵阀100内的压力超过预设压力值时，可以认为耗能防堵阀100内的料浆在运输过程中受阻，此时将卸料闸4打开，可以及时排出部分料浆，使耗能防堵阀100内的压力恢复预设压力值以下，可以有效防止堵管事故的发生，提高了料浆运输的稳定性 和安全性。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，第二充填管2可为弯管，料浆在第一充填管1内流速稳定，但随着管道料浆流动方向的变化其速度也将随着变化，料浆流入弯管，所受的阻力变大。在直管料浆的平均流动速度较快和弯管内外半径比不尽合理的情况下，料浆会在弯管内侧形成漩涡。在弯管里微粒按其能量大小分为两类：动能较大的和动能较小的。动能较大的微粒冲向外侧，动能较小的转向内侧，形成二次流。此时与弯管相连的管道部分的外侧流体速度最大,由于压力损失，速度慢慢降低，随后趋于相同，由于漩涡向弯管内侧流动过程中和二次流中的动能损失，内外半径比小的普通弯管的压力损失较大。此外，弯管出口出的料浆起始速度不一，由此导致的摩擦增大也会造成压力损失。

弯管局部损失公式如式(1-3)所示：

式中：△p为弯道压力损失；ζ为阻力系数；ω为弯道前浆体平均速度；ψ为弯道角度。

从而可以使流过第二充填管2的料浆的速度降低，实现增阻降压作用。并且，弯管配合异径的连接管5，可以使料浆的流速急剧降低，从而使增阻降压作用更好。

可选地，如图2所示，第二充填管2可以包括依次相连的多个子充填管21，例如，如2所示，第二充填管2可以包括依次相连的十三个子充填管21，十三个子充填管21依次相连共同构成弯曲的第二充填管2。由此，可以不仅可以使第二充填管2的结构简单紧凑，而且可以方便对第二充填管2的维修和更换，降低成本。

进一步地，每相邻的两个子充填管21之间可以通过快速接头22相连，由于弯管磨损较快，采用快速接头22将相邻的两个子充填管21相连，可以快速地实现相邻的两个子充填管21的连接，方便地实现子充填管21之间的安装和拆卸，进而可以提高对磨损破坏后的子充填管21的更换效率，降低成本。

可选地，快速接头22可为柔性快速接头22，如对开式伸缩接头。通过柔性快速接头22将相邻的两个子充填管21连接，连接可靠，并且安装简便。并且柔性快速接头22可以使第二充填管2具有柔性，允许子充填管21之间有一定的角度偏差，相邻的两个子充填管21通过柔性快速接头22相连后，两个子充填管21之间可留有间隙，从而可以适应管道的膨胀收缩，并且柔性快速接头22可以在允许子充填管21之间的偏转错位的情况下保持正常的工作压力。同时柔性快速接头22具有承受一定末端载荷的能力，可以缓冲相连的两个子充填管21之间的震动，从而可以降低第二充填管2的震动，进一步降低耗能防堵阀100损坏的概率，延长耗能防堵阀100的使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，如图2所示，第二充填管2的上述另一端可以连接有 第三充填管3，第三充填管3为直管，卸料闸4可以设在第三充填管3上。由此，可以方便卸料闸4开启或关闭，进一步避免堵管事故的发生。

可选地，第三充填管3与第一充填管1的管径可以相等，从而可以提高互换性，降低成本，并且，当耗能防堵阀100内的压力大于卸料阀的预设压力值时，可以快速及时地将事故料浆排出，提高解决堵管事故的及时性和可靠性。

综上所述，根据本实用新型具体实施例的耗能防堵阀100，通过将将第二充填管2的直径设为小于第一充填管1的直径，同时采用回路设计，有效利用变径的连接管5及弯管增阻原理，大大增加了局部阻力，同时利用柔性快速接头22将相邻的两个子充填管21相连，能够有效的缓解管道震动，并且可以方便管路磨损时对子充填管21进行更换和维护，从而不仅可以有效防止堵管事故的发生，而且具有方便安装、成本低廉、使用寿命长等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种耗能防堵阀，其特征在于，包括：

第一充填管；

第二充填管，所述第二充填管连接在所述第一充填管的一端且所述第二充填管的横截面积与所述第一充填管的横截面积不相等；以及

连接管，所述连接管具有第一端和第二端，所述第一端与所述第一充填管相连，所述第二端与所述第二充填管相连，所述第一端的横截面积与所述第一充填管的横截面积相等且所述第二端的横截面积与所述第二充填管的横截面积相等。

2.根据权利要求1所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述第二充填管的横截面积小于所述第一充填管的横截面积。

3.根据权利要求2所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述连接管被构造成从所述第一端朝向所述第二端的方向、横截面积逐渐变化。

4.根据权利要求1所述的耗能防堵阀，其特征在于，进一步包括：

卸料闸，所述卸料闸设在所述第二充填管的另一端，所述卸料闸被构造成当所述耗能防堵阀内的压力超过预设压力值时打开。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述第二充填管为弯管。

6.根据权利要求5所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述第二充填管包括依次相连的多个子充填管。

7.根据权利要求6所述的耗能防堵阀，其特征在于，每相邻两个所述子充填管之间通过快速接头相连。

8.根据权利要求7所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述快速接头为柔性快速接头。

9.根据权利要求4所述的耗能防堵阀，其特征在于，所述第二充填管的另一端连接有第三充填管，其中所述卸料闸设在所述第三充填管上。