CN217686115U - 一种竖井掘进机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种竖井掘进机冷却系统，包括竖井隧道和布设在竖井隧道内的循环水冷却管路，还包括水冷系统和风冷系统；所述水冷系统包括依次连通的水源管路、地面水箱、冷水箱、循环水冷却管路、污水箱和地面废水池；所述冷水箱与循环水冷却管路进口连通，所述循环水冷却管路出口设置有三通阀一，所述三通阀一两出口分别与冷水箱和污水箱连通，所述冷水箱还连通有冷却器；所述风冷系统包括位于地面的风机和连通风机出口的伸缩风筒，所述伸缩风筒弯折向下伸入竖井隧道内，伸缩风筒出口位置低于冷却器位置。本实用新型通过水冷和风冷双重降温方式，解决了现有技术中的对循环水温度流量要求过高缺陷，减少了设备受季节天气温度影响。

Description

一种竖井掘进机冷却系统

技术领域

本实用新型涉及掘进机冷却技术领域，尤其涉及一种竖井掘进机冷却系统。

背景技术

竖井掘进机（SBM）是一种针对竖井盲井而设计的专用工程机械，其能够将竖井的开扢、出渣、支护、井壁施工、通风、排水等施工利用机械设备完成，将各个设备有机的集成，使各工序实现平行作业。同时开扢、出渣、通风、排水可远程操控，减少井下施工人员数量，降低人员劳动强度，提高施工效率及施工安全性，被应用于矿山、山岭等隧道工程。

通常地，SBM运行掘进过程中会产生大量热能。特别在硬岩段施工的过程中，SBM磨削硬岩导致功率加大，油管、电机等温度上升，需要对SBM进行降温，掘进机自身配置有循环水冷却管路，循环水冷却管路包括布设在掘进机上的若干冷却管路。

因山岭矿山工程场地受限，无法布置大的循环水系统，原有通过在地面设置水泵、水管，将冷却水带入掘进机的循环水冷却管路，水流经遍布在掘进机上的若干冷却管路后对掘进机进行降温，降温处理后的水导入废水箱，再通过水泵排出竖井。

上述降温冷却流程完全依靠循环水散热，因竖井施工一般在山腰或山顶施工，使用冷却水多为地下水、山泉水等受温度季节影响严重，夏季时循环水进水温度过高，无法保证掘进机的冷却温度要求；冬季时循环水进水流量小，降温效果不理想，时常导致设备过热停工等待。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术中设备对循环水进水流量、温度要求大的问题，提供一种竖井掘进机冷却系统，在山岭隧道竖井掘进机施工时面对缺水状态或进水温度过高的情况、仍能保证对掘进机的循环冷却。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种竖井掘进机冷却系统，包括竖井隧道和布设在竖井隧道内的循环水冷却管路，还包括水冷系统和风冷系统；

所述水冷系统包括依次连通的水源管路、地面水箱、冷水箱、循环水冷却管路、污水箱和地面废水池；

所述冷水箱与循环水冷却管路进口连通，所述循环水冷却管路出口设置有三通阀一，所述三通阀一两出口分别与冷水箱和污水箱连通，所述冷水箱还连通有冷却器；

所述风冷系统包括位于地面的风机和连通风机出口的伸缩风筒，所述伸缩风筒弯折向下伸入竖井隧道内，伸缩风筒出口对应循环水冷却管路，伸缩风筒出口位置低于冷却器位置。

进一步地，所述地面水箱和地面废水池均布设在竖井隧道外，所述冷水箱、污水箱和冷却器均布设在竖井隧道内。

进一步地，所述水源管路与地面水箱连通，所述地面水箱与冷水箱之间连通有下水管路，所述下水管路上设置有潜水泵，所述潜水泵位于地面水箱内，便于向冷水箱内送水。

进一步地，所述冷水箱和循环水冷却管路进口之间连通有带有循环水泵的进水管，所述冷却器进口和冷水箱之间设置有冷却水泵，便于向冷却器内送水，利用冷却器进行热交换。

进一步地，所述污水箱和地面废水池之间连通有污水管，所述污水管上设置有污水泵，便于向地面废水池内送水。

进一步地，所述冷水箱内设置有隔板以将冷水箱分隔为箱体一和箱体二，所述箱体一和箱体二之间连通三通阀二，所述三通阀二与冷却器进口连通，所述冷却器出口与箱体二连通，箱体一和箱体二之间还连通有带有单向阀的出管；所述地面水箱和箱体一连通，所述箱体一和循环水冷却管路连通。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构设计合理，设置的冷却器对冷水箱内水源进行持续降温，通过热空气将热量排出，而不是原有设备完全依靠循环水进水温度和流量达到降温效果。在风机和伸缩风筒作用下将常温空气送入竖井隧道内，能够使热空气带出竖井隧道，降低隧道内的温度，改善隧道内作业区域的环境，避免完全依赖水冷循环受设备进水温度、流量影响大的问题。

本实用新型的冷却器可对冷水箱内循环水进行持续降温，在冬季水源较少情况下，循环水多次反复使用，减少设备流量需求。在夏季时，循环进水温度过高，通过冷却器将水的热量散发在空气中、随伸缩风筒送风排出竖井隧道，使得循环水温度有效降低，避免进水温度过高掘进机无法正常掘进。

附图说明

图1是本实用新型一种竖井掘进机冷却系统的水冷系统示意图。

图2是本实用新型一种竖井掘进机冷却系统的图1中局部放大示意图。

图3是本实用新型一种竖井掘进机冷却系统的风冷系统示意图。

图4是本实用新型一种竖井掘进机冷却系统的实施例二示意图。

附图中标号为：1为竖井隧道，2为循环水冷却管路，3为水源管路，4为地面水箱，5为冷水箱，6为污水箱，7为地面废水池，8为下水管路，9为潜水泵，10为进水管，11为三通阀一，12为冷却器，13为冷却水泵，14为污水管，15为风机，16为伸缩风筒，17为箱体一，18为箱体二，19为三通阀二，20为出管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：

实施例一：

如图1~图3所示，一种竖井掘进机冷却系统，包括竖井隧道1和布设在竖井隧道1内的循环水冷却管路2，循环水冷却管路2作为掘进机的一部分，通过向循环水冷却管路2通入冷却水可对其进行冷却降温。

本实施例中，还包括水冷系统和风冷系统，水冷系统向循环水冷却管路2通入冷却水，风冷系统可带走掘进机作业时散发的热量。

水冷系统包括依次连通的水源管路3、地面水箱4、冷水箱5、所述循环水冷却管路2、污水箱6和地面废水池7。地面水箱4和地面废水池7均布设在竖井隧道1外，冷水箱5和污水箱6均布设在竖井隧道1内。

水源管路3与地面水箱4连通，水源管路3可为地面水箱4供水，地面水箱4对水源进行收集。地面水箱4与冷水箱5之间连通有下水管路8，下水管路8上设置有潜水泵9，所述潜水泵9位于地面水箱4内，地面水箱4通过下水管路8可为冷水箱5供水，潜水泵9将水源送入冷水箱5。

所述冷水箱5与循环水冷却管路2进口连通。具体的，所述冷水箱5作用是存储循环水，冷水箱5和循环水冷却管路2进口之间连通有带有循环水泵的进水管10，通过循环水泵可将冷水箱5内的水泵入循环水冷却管路2内、对掘进机设备进行降温冷却。

所述循环水冷却管路2出口设置有三通阀一11，所述三通阀一11采用电动三通阀，三通阀一11两出口分别与冷水箱5和污水箱6连通，进而流出循环水冷却管路2的水可通过三通阀一11控制、使其流向冷水箱5或流向污水箱6。

为了对冷水箱5内的水进行降温，所述冷水箱5还连通有冷却器12，冷却器12对循环水进行冷却降温，冷却器12布设在竖井隧道1内。

所述冷却器12进口和冷水箱5之间设置有冷却水泵13，通过冷却水泵13可将冷水箱5内的水泵入冷却器12，水流经冷却器12后再返回冷水箱5，实现水的降温。

温度过高的循环水排至污水箱6内，所述污水箱6和地面废水池7之间连通有污水管14，所述污水管14上设置有污水泵。通过污水泵可将污水箱6内的水抽至地面废水池7内，在污水箱6内设置液位传感器，污水泵启停由污水箱6内液位传感器控制。

本实施例中，所述风冷系统包括位于地面的风机15和连通风机15出口的伸缩风筒16，所述伸缩风筒16弯折向下伸入竖井隧道1内，进而可将风送至竖井隧道1内，伸缩风筒16出口对应循环水冷却管路2，伸缩风筒16出口位置低于冷却器12位置，可对循环水冷却管路2和冷却器12进行风冷降温，如图3所示。

本冷却系统原理如下：首先，利用地面水箱4对水源的水进行存储，在地面水箱4内布置潜水泵9将水通过下水管路8输送至设备的冷水箱5内。冷却器12通过管路与冷水箱5连接，持续对冷水箱5内水源进行冷却降温处理，使热量发散至空气中，同时地面风机15源源不断的将常温空气通过伸缩风筒16送至竖井隧道1底部，使热空气上升将热量带出竖井隧道1。

冷水箱5内水通过循环水泵进入掘进机设备的循环水冷却管路2、可对设备各个部件进行降温处理，通过循环后回流至三通阀一11位置，此处可控制循环水是回流至冷水箱5或直接排至污水箱6内。

污水箱6内设置有液位计，污水存储到一定量后，通过污水泵途径上水管路排至地面废水池7，在地面废水池7沉淀清理。

在冷水箱5和地面水箱4内设置液位传感器，潜水泵9的启停由冷水箱5内的液位传感器和地面水箱4内的液位传感器联动控制。当地面水箱4水位不足时潜水泵9无法启动；当地面水箱4水位充足，冷水箱5水位不足时启动加水，到达水位后潜水泵9停止。

在冷水箱5内设置有温度传感器，冷却器12启动与否由人工根据冷水箱5内的温度传感器温度显示操作启停，同时受冷水箱5液位限制，冷水箱5液位不足时无法启动。

在三通阀一11位置处安装温度传感器，设置人工、自动双重控制，流经循环水冷却管路2后的水、回水温度正常时直排至冷水箱5内多次循环使用，节约循环水。一旦掘进机设备温度高急需降温，回水温度过高时，回水直排至污水箱6内，提高降温效果。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：如图4所示，所述冷水箱5内设置有隔板以将冷水箱5分隔为箱体一17和箱体二18，所述箱体一17和箱体二18各自独。所述箱体一17和箱体二18之间连通三通阀二19，所述三通阀二19采用电动三通阀，所述三通阀二19与冷却器12进口连通，通过三通阀二19可控制箱体一17或是箱体二18内的水流至冷却器12内。

所述冷却器12出口与箱体二18连通，经过冷却器12后的水可流至箱体二18内，箱体一17和箱体二18之间还连通有带有单向阀的出管20，即箱体二18内的水只能通过出管20流向箱体一17。

所述地面水箱4和箱体一17连通，即下水管路8与箱体一17连通，所述箱体一17和循环水冷却管路2连通，即箱体一17连通所述带有循环水泵的进水管10。

控制三通阀二19将箱体一17与冷却器12连通，冷却水泵13启动，进而箱体一17内的循环水可泵入冷却器12内、冷却后流至箱体二18内。控制三通阀二19将箱体二18与冷却器12连通，冷却水泵13持续运行，可使得箱体二18内的水充分冷却、而后通过出管20再加入整个循环作业。

需要将箱体二18内的冷却水导入至箱体一17时，控制三通阀二19将箱体一17与冷却器12连通，冷却水泵13启动，箱体一17内的水通过冷却器12后流至箱体二18内，将原本箱体二18内的冷却水压入出管20内，进而排出至箱体一17内进行循环。也可在出管20上设置水泵将箱体二18内的水泵入箱体一17内。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种竖井掘进机冷却系统，包括竖井隧道（1）和布设在竖井隧道（1）内的循环水冷却管路（2），其特征在于，还包括水冷系统和风冷系统；

所述水冷系统包括依次连通的水源管路（3）、地面水箱（4）、冷水箱（5）、所述循环水冷却管路（2）、污水箱（6）和地面废水池（7）；

所述冷水箱（5）与循环水冷却管路（2）进口连通，所述循环水冷却管路（2）出口设置有三通阀一（11），所述三通阀一（11）两出口分别与冷水箱（5）和污水箱（6）连通，所述冷水箱（5）还连通有冷却器（12）；

所述风冷系统包括位于地面的风机（15）和连通风机（15）出口的伸缩风筒（16），所述伸缩风筒（16）弯折向下伸入竖井隧道（1）内，伸缩风筒（16）出口对应循环水冷却管路（2），伸缩风筒（16）出口位置低于冷却器（12）位置。

2.根据权利要求1所述的一种竖井掘进机冷却系统，其特征在于，所述地面水箱（4）和地面废水池（7）均布设在竖井隧道（1）外，所述冷水箱（5）、污水箱（6）和冷却器（12）均布设在竖井隧道（1）内。

3.根据权利要求1所述的一种竖井掘进机冷却系统，其特征在于，所述水源管路（3）与地面水箱（4）连通，所述地面水箱（4）与冷水箱（5）之间连通有下水管路（8），所述下水管路（8）上设置有潜水泵（9），所述潜水泵（9）位于地面水箱（4）内。

4.根据权利要求1所述的一种竖井掘进机冷却系统，其特征在于，所述冷水箱（5）和循环水冷却管路（2）进口之间连通有带有循环水泵的进水管（10），所述冷却器（12）进口和冷水箱（5）之间设置有冷却水泵（13）。

5.根据权利要求1所述的一种竖井掘进机冷却系统，其特征在于，所述污水箱（6）和地面废水池（7）之间连通有污水管（14），所述污水管（14）上设置有污水泵。

6.根据权利要求1所述的一种竖井掘进机冷却系统，其特征在于，所述冷水箱（5）内设置有隔板以将冷水箱（5）分隔为箱体一（17）和箱体二（18），所述箱体一（17）和箱体二（18）之间连通三通阀二（19），所述三通阀二（19）与冷却器（12）进口连通，所述冷却器（12）出口与箱体二（18）连通，箱体一（17）和箱体二（18）之间还连通有带有单向阀的出管（20）；

所述地面水箱（4）和箱体一（17）连通，所述箱体一（17）和循环水冷却管路（2）连通。

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