CN219638889U - 矿用虹吸式自动排水装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种矿用虹吸式自动排水装置。为克服现有虹吸装置缺陷，本矿用虹吸式自动排水装置包括虹吸管、高水池和低水池，虹吸管最高处连通有一注水管和浮球式自动排气阀，注水管上设有注水阀，注水管另一端与井下供水管相通，浮球式自动排气阀包括上壳体、下壳体和空心球形阀芯，上、下壳体均包括锥管，锥管的大、小端口分别向外延伸出粗管和细管，上、下壳体的粗管通过螺纹连接在一起，空心球形阀芯由不锈钢构成，锥管的小端口直径＜空心球形阀芯的直径＜锥管的大端口直径，空心球形阀芯可浮在水面上。本实用新型结构简单，注水、排气少有污水逸出，且便于自动控制虹吸排水，特别适用于矿井内的污水或酸性矿井水排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种矿用虹吸式自动排水装置。
背景技术
矿产资源是人类生存和发展的物质基础，中国70％的工业制品原料和90％的能源均来自于矿产资源的开采和利用。矿山作为自然资源的开采、加工利用的场所，在人们获取有益矿物原料的同时，也不可避免地破坏了自然地貌与环境，产生了大量的在目前的经济和技术条件下难以回收利用的固体废弃物或废水，对周边生态环境造成了一定程度的破坏。
2021.05.25授权公告的、公告号为CN 111924924 B的中国发明专利公开了一种遗留矿井酸性废水的排放和封堵系统及方法。该方法利用虹吸管、控制器和电磁阀，实现自动虹吸式排除矿井酸性废水。其虹吸管内在使用前应当注满水，停用时间长了，虹吸管内进入空气，还必须及时补水。
2019.11.26授权的、授权公告号为CN 209686541 U的中国实用新型专利公开了一种虹吸式自动排水装置。该装置在排水管路（即虹吸管）的顶部设置有用于产生首次虹吸的首次虹吸装置，该首次虹吸装置包括缓冲储水罐，所述缓冲储水罐上安装有首次启动微型泵，并在缓冲储水罐的进水口位置安装有单向阀。
按照该实用新型专利设计，首次启动首次虹吸装置负责系统首次启动时抽出管路中的空气，形成首次虹吸效应，后期正常运行时不投入运行，因此可以做得很小；微型泵的后方设有单向阀，阻止空气进入，前方设有缓冲储水罐，管路中析出的空气或水蒸气等少量气体，不影响系统运行。该专利利用首次虹吸装置吸水，实现虹吸管注水，结构复杂，使用不便。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有虹吸管工作前，注水排气不便的缺陷，提供一种注水方便、排气方便的矿用虹吸式自动排水装置。
为解决上述技术问题，本矿用虹吸式自动排水装置，包括虹吸管、高水池和低水池，所述虹吸管两端分别设有排水阀和吸水阀，吸水阀下口伸入高水池水面以下，虹吸管另一端或排水阀延伸至低水池中或低水池上方，其特征在于：所述虹吸管最高处连通有一注水管和浮球式自动排气阀，注水管上设有注水阀，注水管另一端与井下供水管相通，所述浮球式自动排气阀包括上壳体、下壳体和空心球形阀芯，所述上、下壳体均包括锥管，该锥管的大端口和小端口分别向外延伸出粗管和细管，所述上、下壳体的粗管通过螺纹连接在一起，所述空心球形阀芯由不锈钢构成，所述锥管的小端口直径＜空心球形阀芯的直径＜所述锥管的大端口直径，所述空心球形阀芯可浮在水面上。
虹吸排水前，先将排水阀和吸水阀全部关闭，然后开启注水阀，向虹吸管内注水，随着水不断注入虹吸管，虹吸管空气受水挤压，沿虹吸管上升，并进入浮球式自动排气阀的上壳体、下壳体之间，绕过空心球形阀芯后，从浮球式自动排气阀顶部排出。当虹吸管内全部气体被排出后，继续注水，水从低部进入浮球式自动排气阀，所述空心球形阀芯随水上浮，直至空心球形阀芯上升至上壳体的锥管，并堵在锥管上。此时，工作人员会发现本浮球式自动排气阀顶部不再有气流排出，说明本浮球式自动排气阀已自动关闭，然后关闭注水阀，便完成了虹吸管注水、排气操作。
此后，同时开启排水阀和吸水阀，即可开始虹吸排水；在高水池的水面接近吸水阀下口时同时关闭排水阀和吸水阀，即可中止虹吸排水。
如此设计，注水、排气结构简单，操作方便，且注水、排气过程中极少有水排出，不污染地面，特别适合虹吸排放矿井内的污水或酸性矿井水。
作为优化，其还包括可编程控制器和浮球液位传感器，所述排水阀和吸水阀均为电磁阀，二者与可编程控制器的信号输出端相连，并在可编程控制器控制下联动，所述浮球液位传感器包括导向杆和环形空心浮球，该导向杆内分别设有上干簧管和下干簧管，所述环形空心浮球套在该导向杆上，其内部设有永磁体，所述上干簧管和下干簧管分别与可编程控制器的信号输入端相连，下干簧管位置高于吸水阀下口。
当可编程控制器通过上干簧管感应到磁信号时，可编程控制器同时向所述排水阀和吸水阀输出开启信号，同时打开所述排水阀和吸水阀，当可编程控制器通过下干簧管感应到磁信号时，可编程控制器同时向所述排水阀和吸水阀输出关闭信号，同时关闭所述排水阀和吸水阀。
如此设计，在可编程控制器控制下，在高水池内水面接近上干簧管时，本矿用虹吸式自动排水装置自动同时打开排水阀和吸水阀，虹吸排水，在高水池内水面接近下干簧管时，本矿用虹吸式自动排水装置自动同时关闭排水阀和吸水阀，停止虹吸排水，方便可靠，结构简单。
本实用新型矿用虹吸式自动排水装置结构简单，注水、排气少有污水逸出，且便于自动控制虹吸排水，特别适用于矿井内的污水或酸性矿井水排放。
附图说明
下面结合附图对本实用新型矿用虹吸式自动排水装置作进一步说明：
图1是本矿用虹吸式自动排水装置的浮球式自动排气阀的剖面结构示意图(沿过轴心线竖直平面剖切)；
图2是本矿用虹吸式自动排水装置在注水、排气时的示意图；
图3是本矿用虹吸式自动排水装置在注水后开始虹吸排水的示意图。
图中：1为虹吸管、2为高水池、3为低水池、4为排水阀、5为吸水阀、6为注水管、7为浮球式自动排气阀、8为注水阀、9为空心球形阀芯、10为锥管、11为粗管、12为细管、13为可编程控制器、14为导向杆、15为环形空心浮球、16为上干簧管、17为下干簧管、18为永磁体、19为密封圈。
实施方式
实施方式一：如图1-3所示，本矿用虹吸式自动排水装置包括虹吸管1、高水池2和低水池3，所述虹吸管1两端分别设有排水阀4和吸水阀5，吸水阀5下口伸入高水池2水面以下，虹吸管1另一端或排水阀4延伸至低水池3中或低水池3上方。
所述虹吸管1最高处连通有一注水管6和浮球式自动排气阀7，注水管6上设有注水阀8，注水管6另一端与井下供水管（图中未示出）相通，所述浮球式自动排气阀7包括上壳体、下壳体和空心球形阀芯9，所述上、下壳体均包括锥管10，该锥管10的大端口和小端口分别向外延伸出粗管11和细管12，所述上、下壳体的粗管11通过螺纹连接在一起，所述空心球形阀芯9由不锈钢构成，所述锥管10的小端口直径＜空心球形阀芯9的直径＜所述锥管10的大端口直径。
所述空心球形阀芯9可浮在水面上，即空心球形阀芯9重量小于其沉入水中时所排开的同体积的水的重量。
其还包括可编程控制器13和浮球液位传感器，所述排水阀4和吸水阀5均为电磁阀，二者与可编程控制器13的信号输出端相连，并在可编程控制器13控制下联动——即同时关闭，同时开启。
所述浮球液位传感器包括导向杆14和环形空心浮球15，该导向杆14内分别设有上干簧管16和下干簧管17，所述环形空心浮球15套在该导向杆14上，其内部设有永磁体18，所述上干簧管16和下干簧管17分别与可编程控制器13的信号输入端相连，下干簧管17位置高于吸水阀5下口。
当可编程控制器13通过上干簧管16感应到磁信号时，可编程控制器13同时向所述排水阀4和吸水阀5输出开启信号，同时打开所述排水阀4和吸水阀5，开始虹吸排水。
当可编程控制器13通过下干簧管17感应到磁信号时，可编程控制器13同时向所述排水阀4和吸水阀5输出关闭信号，同时关闭所述排水阀4和吸水阀5，中止虹吸排水，自动、方便。
Claims (2)
1.一种矿用虹吸式自动排水装置，包括虹吸管、高水池和低水池，所述虹吸管两端分别设有排水阀和吸水阀，吸水阀下口伸入高水池水面以下，虹吸管另一端或排水阀延伸至低水池中或低水池上方，其特征在于：所述虹吸管最高处连通有一注水管和浮球式自动排气阀，注水管上设有注水阀，注水管另一端与井下供水管相通，所述浮球式自动排气阀包括上壳体、下壳体和空心球形阀芯，所述上、下壳体均包括锥管，该锥管的大端口和小端口分别向外延伸出粗管和细管，所述上、下壳体的粗管通过螺纹连接在一起，所述空心球形阀芯由不锈钢构成，所述锥管的小端口直径＜空心球形阀芯的直径＜所述锥管的大端口直径，所述空心球形阀芯可浮在水面上。
2.根据权利要求1所述的矿用虹吸式自动排水装置，其特征在于：其还包括可编程控制器和浮球液位传感器，所述排水阀和吸水阀均为电磁阀，二者与可编程控制器的信号输出端相连，并在可编程控制器控制下联动，所述浮球液位传感器包括导向杆和环形空心浮球，该导向杆内分别设有上干簧管和下干簧管，所述环形空心浮球套在该导向杆上，其内部设有永磁体，所述上干簧管和下干簧管分别与可编程控制器的信号输入端相连，下干簧管位置高于吸水阀下口。
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