CN220415568U - 一种充填料浆降压换能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充填料浆降压换能系统，包括反击式转轮、曲柄连杆机构和往复泵；所述反击式转轮上设有入浆口和出浆口；所述曲柄连杆机构与反击式转轮传动连接，往复泵与曲柄连杆机构通过传动杆轴向连接。本实用新型的充填料浆降压换能系统，将充填料浆的动力势能转化为机械能，有效降低充填管路中的料浆流速，满足了充填系统安全运行的需求，同时通过机械能输出端的泵送系统实现辅助排水，将一定量的井下涌水抽送至地表，实现了排水系统的节能运行，节约矿山的运营成本。

Description

一种充填料浆降压换能系统

技术领域

本实用新型属于深井矿山充填采矿技术领域，具体涉及一种充填料浆降压换能系统。

背景技术

超千米赋存资源开采已逐渐成为我国矿产资源开采的趋势，充填采矿法作为安全系数高、贫化率低、可有效减少尾矿堆存的一种采矿方法，在国内外资源开采领域获得大范围的推广应用。随着开采深度逐渐增大，绝大多数采用充填采矿法的超深井矿山正面临着两大技术难题。一方面是充填料浆的安全输送，由于地表与井下采场高差大，充填料浆在管道的垂直部分由于自身重力势能的作用而呈现出大流速、高冲击的特点，对管道形成了很大的冲击磨损，尤其在弯管段，常出现穿孔、爆管等问题，这就使得管道维护量比较大，并且具有很高的安全风险，严重威胁矿山的正常生产活动。现阶段针对充填料浆输送系统存在的问题，往往是通过对管道加装阻尼节流装置增大料浆输送沿程阻力或通过增设充填料浆输送系统减压站来降低料浆的重力势能。但是，降能过程中消耗的料浆势能无法有效利用，且相应的技术手段存在系统维护工作量大、建设投资高等弊端。另一方面，对于深井矿山来说，将井下涌水和生产废水排出地表的高扬程排水作业能耗及成本较高，这是目前大涌水矿山无法避免的问题。综上所述，针对深井矿山充填系统和排水系统运行存在的突出矛盾，如何从能量转化角度安全、经济地解决矿山的高势能料浆减压输送和节能排水逐渐成为矿山管理人员需面对的难题。

中国发明专利申请公布号CN113685304A公开了一种充填料浆的发电机构，包括管体、缓冲机构及发电装置，所述管体具有入料通道和出料通道，所述入料通道和所述出料通道之间设有相互连通的缓冲部，所述缓冲部用于供料浆经由所述入料通道进入并从所述出料通道排出；所述缓冲机构可转动地设在所述缓冲部内，以供所述料浆进入并冲击所述缓冲机构转动；所述发电装置与所述缓冲机构之间传动连接，当所述料浆冲击所述缓冲机构转动时，所述发电装置随所述缓冲机构共同转动以转换形成电能。但是经过实践发现，转化的电能不能并入矿山电网系统，换言之，通过非连续、低功率的电机转化的电能不能为电气设备运行提供有效的功率输出。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种充填料浆降压换能系统，将充填料浆的动力势能转化为机械能，有效降低充填管路中的料浆流速，满足了充填系统安全运行的需求，同时通过机械能输出端的泵送系统实现辅助排水，将一定量的井下涌水抽送至地表，实现了排水系统的节能运行，节约矿山的运营成本。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种充填料浆降压换能系统，包括反击式转轮、曲柄连杆机构和往复泵；所述反击式转轮上设有入浆口和出浆口；所述曲柄连杆机构与反击式转轮传动连接，往复泵与曲柄连杆机构通过传动杆轴向连接。

本实用新型的充填料浆降压换能系统适用于深井矿山高落差充填管路中的充填料浆降压减速，使用时，将入浆口和出浆口均与充填管道相连通，将往复泵的出水口和入水口均与深井矿山排水管道相连通。当充填料浆进入到充填管路时，启动反击式转轮、曲柄连杆机构和往复泵，充填料浆通过入浆口进入到反击式转轮内，充填料浆冲击反击式转轮转动后从出浆口排出，当反击式转轮转动时，所述曲柄连杆机构随反击式转轮共同转动，并带动往复泵做功。反击式转轮将充填料浆的动力势能转化为机械能，并通过曲柄连杆机构和往复泵实现机械能的输出，往复泵的机械能输出端通过排水管道将深井矿山的井下涌水抽送至地表。本实用新型的充填料浆降压换能系统，利用稳定、转化率高的反击式转轮和曲柄连杆等机械传动机构，将充填料浆的动力势能转化为机械能，有效降低充填管道中的料浆流速，满足了充填系统安全运行的需求，同时通过机械能输出端的泵送系统实现辅助排水，将一定量的井下涌水抽送至地表，实现了排水系统的节能运行，节约矿山的运营成本。相比中国发明专利申请公布号CN113685304A公开的一种充填料浆的发电机构，本实用新型的充填料浆降压换能系统，将动力势能直接转化为机械能，能量利用效率高，转化环节少，系统稳定性好。

优选的，所述往复泵为隔膜式真空泵。

具体的，所述往复泵的入水口与第一排水管道相连通，所述往复泵的出水口与第二排水管道相连通。第一排水管路与井下涌水相连通，第二排水管道向上延伸至地表，从而使得井下涌水通过往复泵被顺利抽送至地表。

具体的，所述入浆口和出浆口分别与充填管道相连通。充填管道中的充填料浆通过入浆口进入到反击式转轮中，经反击式转轮换能降速后，从出浆口排出，并通过充填管道进入深井矿山用于充填。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的充填料浆降压换能系统，利用稳定、转化率高的反击式转轮和曲柄连杆等机械传动机构，将充填料浆的动力势能转化为机械能，有效降低充填管道中的料浆流速，满足了充填系统安全运行的需求，同时通过机械能输出端的泵送系统实现辅助排水，将一定量的井下涌水抽送至地表，实现了排水系统的节能运行，节约矿山的运营成本。

2、本实用新型的充填料浆降压换能系统，将动力势能直接转化为机械能，能量利用效率高，转化环节少，系统稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型的一种充填料浆降压换能系统示意图。

在图中：1-入浆口；2-反击式转轮；3-出浆口；4-曲柄连杆机构；5-传动杆；6-往复泵；7-第一排水管道；8-第二排水管道。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本实施例提供的一种充填料浆降压换能系统，由反击式转轮2和曲柄连杆机构4组成降压换能模块，所述反击式转轮2内嵌于曲柄连杆机构4内。所述曲柄连杆机构4与往复泵6通过传动杆5轴向连接，往复泵6采用隔膜式真空泵。

所述反击式转轮2上端设有入浆口1，反击式转轮2下端设有出浆口3，入浆口1和出浆口3分别与充填管道相连通，充填料浆通过入浆口1冲击推动所述反击式转轮2后，由下端出浆口3汇入充填管道。

所述反击式转轮2延伸内嵌于所述曲柄连杆机构4内，所述反击式转轮2转动后带动所述曲柄连杆机构4形成圆曲线往复运动。做曲线往复运动的曲柄连杆机构4通过连接左端的传动杆5带动往复泵6做功，所述传动杆5和所述往复泵6沿轴向往复运动。所述往复泵6的入水口与第一排水管道7相连通，所述往复泵6的出水口与第二排水管道8相连通。往复泵6为第一排水管道7和第二排水管道8中的水提供动能，使得井下涌水通过第一排水管道7经所述往复泵6抽送至第二排水管道8，并上排至地表。

应用本申请的一种充填料浆降压换能系统时，包括如下步骤：

步骤一、结合充填管路布置特点，选择充填管路高落差段，根据待构建充填料浆降压换能系统构成在目标位置将充填料浆入浆口1和充填料浆出浆口3分别与充填管道密闭连接。

步骤二、自矿山排水泵房引出排水管路，根据待构建充填料浆降压换能系统构成将第一排水管道7和第二排水管道8与排水管路密闭连接。

步骤三、启动运行充填系统。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本实用新型所附权利要求所限定的范围。

Claims (4)

1.一种充填料浆降压换能系统，其特征在于：包括反击式转轮(2)、曲柄连杆机构(4)和往复泵(6)；

所述反击式转轮(2)上设有入浆口(1)和出浆口(3)；

所述曲柄连杆机构(4)与反击式转轮(2)传动连接，往复泵(6)与曲柄连杆机构(4)通过传动杆(5)轴向连接。

2.根据权利要求1所述的充填料浆降压换能系统，其特征在于：所述往复泵(6)为隔膜式真空泵。

3.根据权利要求1或2所述的充填料浆降压换能系统，其特征在于：所述往复泵(6)的入水口与第一排水管道(7)相连通，所述往复泵(6)的出水口与第二排水管道(8)相连通。

4.根据权利要求1所述的充填料浆降压换能系统，其特征在于：所述入浆口(1)和出浆口(3)分别与充填管道相连通。