DE102007003702B4

DE102007003702B4 - Tube supplier, in particular three-chamber tube feeders

Info

Publication number: DE102007003702B4
Application number: DE102007003702.5A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Christian
Original assignee: Siemag Tecberg GmbH
Current assignee: Siemag Tecberg GmbH
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: CN101230951A; EP1950376A3; AU2007231721B2; ZA200709186B; ATE518046T1; EP1950376B1; AU2007231721B8; DE102007003702A1; EP1950376A2; PL1950376T3; AU2007231721A1

Abstract

The feeder (1) has a rectangular or box-shaped transition block (21) with a through-hole (26) and a branching cross-hole (27), and arranged on ends of a pipe chamber (2) for distribution of water to a high pressure line or a low pressure line. The transition block is provided with a vent hole to the pipe chamber, and comprises a connection to a pressure balancing slide and a hydraulic cylinder connection for actuation of a locking unit i.e. valve (32).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohraufgeber, insbesondere Dreikammer-Rohraufgeber zum Austausch von Gruben- bzw. Warmwasser und von Frisch- bzw. Kaltwasser und/oder zur quasi kontinuierlichen, hydraulischen Förderung von Feststoffen im Untertagebergbau, mit gleich bleibender Füll- und Entleerungsrichtung seiner Kammer, bei dem die Rohrkammer an ihrem einen Ende eine Kaltwasserventilbatterie und an dem anderen Ende eine Warmwasserventilbatterie aufweist, umfassend zum einerseits Füllen sowie andererseits zum Austragen jeweils eine Hochdruck- und eine Niederdruckleitung und zum Druckaufbau bzw. zum Druckabbau vorgesehene, in eine Schließ- oder Offenstellung bringbare Sperrorgane.The invention relates to a tube supplier, in particular three-chamber Rohraufgeber for the exchange of mine or hot water and fresh or cold water and / or quasi-continuous, hydraulic promotion of solids in underground mining, with a constant filling and emptying direction of his chamber at the tubular chamber has at its one end a cold water valve battery and at the other end a hot water valve battery comprising on the one hand filling and on the other hand for discharging each a high pressure and a low pressure line and provided for pressure build-up or pressure reduction, can be brought into a closed or open position blocking elements ,

Durch die DE 39 26 464 C2 oder DE 43 11 277 C2 sind solche Rohraufgeber bzw. Dreikammer-Rohraufgeber bekannt geworden. Die kontinuierliche, hydraulische Förderung über große Höhen, um das im Untertagebau erforderliche Kaltwasser mit dem im Untertagebau anfallenden Warmwasser auszutauschen sowie auch Trüben und Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten ohne Schwierigkeiten zu fördern, wird erreicht, indem die an den Enden der Kammern angeordneten Sperrorgane durch eine entsprechende Schaltung eine kontinuierliche Füllung und Förderung erlauben. Abgesehen von der Nutzung im Bergbau kommen derartige Rohraufgeber auch in Verbindung mit einer Vorrichtung zur Wasseraufbereitung, insbesondere zur Meerwasserentsalzung, nach dem Prinzip der Umkehr-Osmose zum Einsatz. Hierbei wird einer Osmose-Anlage ein Hochdruck-Wasserstrom zugeleitet und in druckloses Reinwasser sowie in ein gegenüber dem Eingangsdruck noch unter Hochdruck stehendes Konzentrat getrennt, wobei das Konzentrat der Energierückgewinnung dienen kann.By the DE 39 26 464 C2 or DE 43 11 277 C2 Such Rohraufgeber or three-chamber Rohraufgeber have become known. The continuous, hydraulic promotion over high altitudes to exchange the required in underground mining cold water with the costs incurred in underground hot water and also to promote turbid and solids containing liquids without difficulty, is achieved by the arranged at the ends of the chambers obturators by a corresponding circuit allow a continuous filling and promotion. Apart from the use in mining such Rohraufgeber come in conjunction with a device for water treatment, in particular for seawater desalination, according to the principle of reverse osmosis. In this case, a high-pressure water stream is fed to an osmosis system and separated into pressureless pure water and in relation to the inlet pressure still under high pressure concentrate, the concentrate of energy recovery can serve.

Sowohl bei den Ventilbatterien der Kaltwasserseite als auch der Warmwasserseite werden beim Übergang von den eine große Nennweite besitzenden Hochdruck-Rohrkammern, auch Austauschkammern genannt, auf die kleine Nennweite der Hochdruck-/Niederdruck-Warmwasserbatterie bzw. Hochdruck-/Niederdruck-Kaltwasserbatterie zur Verteilung des Wassers auf die Niederdruck- bzw. Hochdruckleitung T-Stücke eingesetzt. Diese werden mit großen Flanschen an entsprechende Endflansche der Rohrkammer angeschraubt. Diese Flanschverschraubung erfordert aufgrund der konstruktionsbedingten Bauweise der herkömmlichen Dreikammer-Rohraufgeber sehr lange Schrauben, die platzbedingt zudem nur beschwerlich zu montieren sind. Weiterhin sind auch die Hochdruck- und Niederdruckleitungen über Flanschverbindungen mit dem T-Stück verschraubt, wozu ebenfalls wiederum sehr lange Schrauben benötigt werden. Abgesehen davon, daß ein solches T-Stück sehr großbauend und in der Herstellung sehr aufwendig ist, basiert es mit seinen Flanschanschlüssen auf DIN-Bauteilen, wodurch bei der Wasserverteilung zwingende Abhängigkeiten eingehalten werden müssen.Both at the valve manifolds of the cold water side and the hot water side are at the transition from a large diameter owning high-pressure tube chambers, also called exchange chambers, to the small size of the high pressure / low pressure hot water battery or high pressure / low pressure cold water battery to distribute the water used on the low pressure or high pressure line tees. These are screwed with large flanges to corresponding end flanges of the tube chamber. This Flanschverschraubung requires due to the design-related design of the conventional three-chamber Rohraufgeber very long screws, which are also only difficult to install due to space. Furthermore, the high-pressure and low-pressure lines are screwed via flange with the T-piece, which in turn also very long screws are needed. Apart from the fact that such a tee is very großbauend and very expensive to manufacture, it is based with its flange on DIN components, which must be complied with in the distribution of water compelling dependencies.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Rohraufgeber, insbesondere Dreikammer-Rohraufgeber, ohne die genannten Nachteile zu schaffen, insbesondere die Verteilung des Wassers an den Enden der Rohrkammer mit weniger Aufwand und variabler zu gestalten.The invention is therefore an object of the invention to provide a generic pipe feeder, especially three-chamber pipe feeder, without the disadvantages mentioned, in particular to make the distribution of water at the ends of the tube chamber with less effort and variable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Enden der Rohrkammer bzw. -kammern zur Verteilung des Wassers auf die Hochdruckleitung oder die Niederdruckleitung ein Übergangsblock mit darin ausgebildeter Durchgangsbohrung und von dieser abzweigender Querbohrung angeordnet ist. Indem somit von der jahrzehntelangen Praxis der T-Stücke abgewichen und die Verteilungsbohrungen unmittelbar in einem in sich geschlossenen Block ausgebildet werden, lassen sich mehrere Vorteile gleichzeitig erreichen. Der rechteckige bzw. quaderförmige Übergangsblock lässt sich sehr einfach herstellen, ohne Verschraubung montieren, nämlich nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung durch eine Schweißverbindung an dem Rohrkammerende befestigen. Der Übergangsblock selbst benötigt keine Flansche mehr und ermöglicht auch eine einfache Anbringung der Hochdruck- und Niederdruckleitung, die sich nämlich mit direkt in dem Übergangsblock endenden, zudem sehr viel kürzeren als üblichen Schrauben einfach montieren lassen. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Übergangsblocks lässt sich der Material- und Fertigungsaufwand gegenüber den bisherigen T-Stücken nahezu halbieren.This object is achieved in that at the ends of the tube chamber or chambers for distributing the water to the high pressure line or the low pressure line, a transition block is formed therein formed through hole and branching off this transverse bore. Thus, by deviating from the decades of practice of tees and forming the distribution wells directly in a self-contained block, several advantages can be achieved simultaneously. The rectangular or cuboid transition block can be produced very easily, without screwing mount, namely fasten according to a preferred embodiment of the invention by a welded connection to the tube chamber end. The transition block itself requires no more flanges and also allows easy mounting of the high-pressure and low-pressure line, which can be easily installed with directly ending in the transition block, also much shorter than conventional screws. Through the use of the transition block according to the invention, the material and production costs compared to the previous T-pieces can be almost halved.

Da der erfindungsgemäße Übergangsblock keine DIN-Teile erforderlich macht, besteht ein besonderer Vorteil darin, daß im Knotenpunkt der Verteilerbohrungen aufgrund der nicht mehr benötigten Flansche keine Beschränkungen bzw. Einengungen mehr vorliegen und somit insbesondere deutlich größere (bis zu 30%) Bohrungsdurchmesser möglich sind. Damit lässt sich eine in diesem Bereich deutlich reduzierte Strömungsgeschwindigkeit erreichen, was den Gesamtströmungswirkungsgrad des Dreikammer-Rohraufgebers entsprechend verbessert. Das macht sich dann bemerkbar im günstigeren Energieverbrauch der Primär- und Sekundärkreislaufpumpen.Since the transition block according to the invention does not require DIN parts, there is a particular advantage that there are no restrictions or constrictions in the hub of the distribution holes due to the no longer required flanges and thus in particular significantly larger (up to 30%) bore diameter are possible. This makes it possible to achieve a flow velocity which is significantly reduced in this area, which correspondingly improves the overall flow efficiency of the three-chamber tube feeder. This is then noticeable in the more favorable energy consumption of the primary and secondary circulation pumps.

Der erfindungsgemäße Übergangsblock lässt sich noch weiter zu einem Multifunktions-Bauteil ausbilden, weil er sich nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sogleich auch mit einer Entlüftungsbohrung für die Rohrkammer und einem Anschluß für einen Druckausgleichszylinder sowie einen Hydraulikzylinderanschluß zur Betätigung des Sperrorgans versehen lässt.The transition block according to the invention can be formed even further to a multi-functional component, because it is advantageous according to advantageous embodiments of the invention readily with a vent hole for the tube chamber and a connection for a pressure compensation cylinder and a hydraulic cylinder port is provided for actuating the locking member.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen anhand eines im Untertagebereich angeordneten Dreikammer-Rohraufgebers dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:Further features and details of the invention will become apparent from the claims and the following description of an embodiment of the invention illustrated in the drawings with reference to a three-chamber Rohraufgeber arranged in the underground area. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Dreikammer-Rohraufgebers mit den in Verbindung stehenden Hochdruck- und Niederdruck-Flüssigkeitskreisläufen; 1 a schematic representation of a three-chamber Rohraufgebers with the associated high-pressure and low-pressure fluid circuits;

2 als Einzelheit eine Vorderansicht eines Dreikammer-Rohraufgebers mit an den Rohrkammerenden angeschweißten Übergangsblöcken zur Wasserverteilung; 2 in detail, a front view of a three-chamber Rohraufgebers with welded at the tube chamber ends transition blocks for water distribution;

3 den Gegenstand der 2 in der Draufsicht; 3 the object of 2 in the plan view;

4 als Einzelheit einen Übergangsblock, in einer Vorderansicht; und 4 as a detail a transitional block, in a front view; and

5 ein Wasserverteilungs-T-Stück nach dem Stand der Technik. 5 a water distribution tee according to the prior art.

Ein im Ausführungsbeispiel nach 1 gezeigter Dreikammer-Rohraufgeber 1 mit seinen Kammern 2, 3 und 4 ist so angeordnet und ausgebildet, daß er in einem direkten und kontinuierlichen Austausch einen Hochdruck-Kreislauf HD und einen Niederdruck-Kreislauf ND verbinden kann, um einerseits Frischwasser oder Kaltwasser aus dem Übertagebereich in den Untertagebereich und andererseits Grubenwasser oder Warmwasser aus dem Untertagebereich in den Übertagebereich zu fördern.One in the embodiment according to 1 Shown three-chamber tube supplier 1 with his chambers 2 . 3 and 4 is arranged and designed so that it can connect a high-pressure circuit HD and a low-pressure circuit ND in a direct and continuous exchange, on the one hand fresh water or cold water from the surface area in the underground area and on the other hand mine water or hot water from the underground area in the surface area to promote.

Vom Übertagebereich 5 wird dabei Frischwasser oder Kaltwasser durch die Hochdruckleitung 6 in den Untertagebereich 7 eingespeist und den Kammern 2, 3, 4 des Dreikammer-Rohraufgebers 1 zugeführt. Der Druckaufbau und auch der Druckabbau in den Kammern 2, 3, 4 des Dreikammer-Rohraufgebers 1 wird durch Sperrorgane 8 bis 11 vorgenommen, die einer jeden Kammer zugeordnet sind und zum Teil mit zu ihrer Steuerung dienenden (nicht dargestellten) Schaltern und Geräten zusammen arbeiten.From the over-day area 5 while fresh water or cold water through the high pressure line 6 in the underground area 7 fed and the chambers 2 . 3 . 4 of the three-chamber tube supplier 1 fed. The pressure build-up and also the pressure reduction in the chambers 2 . 3 . 4 of the three-chamber tube supplier 1 is blocked by barriers 8th to 11 made, which are associated with each chamber and work in part with serving for their control switches (not shown) and devices.

Das Gruben- bzw. Warmwasser wird über die Niederdruck-Grubenwasserleitung 14 den Kammern 2, 3, 4 des Dreikammer-Rohraufgebers 1 im Gegenstrom zum Frisch- bzw. Kaltwasser zugeführt. Da durch den Dreikammer-Rohraufgeber 1 eine kontinuierliche Füllung der Kammern 2 bis 4 bzw. eine kontinuierliche Förderung stattfindet, ist ein zentrales Steuersystem vorgesehen, in dem die Signale von Zeitgliedern und/oder Integratoren durch Kontaktmanometer sowie durch Endschalter der Sperrorgane 8 und 11 mit einer Folgesteuerung ausgelöst werden.The mine or hot water is via the low pressure mine water pipe 14 the chambers 2 . 3 . 4 of the three-chamber tube supplier 1 fed in countercurrent to fresh or cold water. Because of the three-chamber tube feeders 1 a continuous filling of the chambers 2 to 4 or a continuous promotion takes place, a central control system is provided in which the signals from timers and / or integrators by contact pressure gauge and by limit switches of the blocking elements 8th and 11 be triggered with a sequence control.

Während die Kammer 2 das Gruben- bzw. Warmwasser über eine Hochdruck-Grubenwasserleitung 16 in den Übertagebereich fördert, wird die Kammer 3 mit Gruben- bzw. Warmwasser gefüllt. Die Kammer 4 ist hingegen mit Frisch- bzw. Kaltwasser gefüllt und befindet sich in Bereitschaft zur Füllung mit Gruben- bzw. Warmwasser.While the chamber 2 the mine or hot water via a high-pressure mine water pipe 16 into the over-day range, the chamber becomes 3 filled with mine or hot water. The chamber 4 however, is filled with fresh or cold water and is in readiness for filling with mine or hot water.

Das aus den Kammern 2, 3 und 4 des Dreikammer-Rohraufgebers 1 in den Niederdruckbereich ND eingespeiste Frisch- bzw. Kaltwasser gelangt über die Niederdruck-Frischwasserleitung 17 zum Verbraucher. Die Förderung des Wassers geschieht über an die Leitungen angeschlossene, nicht gezeigte Pumpen.That from the chambers 2 . 3 and 4 of the three-chamber tube supplier 1 Fresh or cold water fed into the low-pressure area ND passes via the low-pressure fresh water line 17 to the consumer. The promotion of the water is done via connected to the lines, not shown pumps.

Wie sich näher der 2 entnehmen lässt, die zur Durchsatzerhöhung zwei in Reihe nebeneinander geschaltete Dreikammer-Rohraufgeber 1a, 1b (vgl. 3) zeigt, ist an den Enden der Rohrkammern 2, 3, 4 sowohl der Kaltwasserseite K als auch der Warmwasserseite W eine Kaltwasserventilbatterie 18 bzw. eine Warmwasserventilbatterie 19 ausgebildet. Über diese sind die Rohrkammern 2, 3, 4 zum Befüllen und zum Entleeren sowie zum Druckaufbau und zum Druckabbau mit einerseits der Hochdruckkaltwasserleitung HD-KW und der Niederdruckkaltwasserleitung ND-KW bzw. der Hochdruckwarmwasserleitung HD-WW und der Niederdruckwarmwasserleitung ND-WW verbunden. Zur Verteilung des Wassers ist jedes außen liegende Ende der Rohrkammern 2, 3, 4 mit einem durch eine Schweißverbindung 20 daran befestigten Übergangsblock 21 versehen. Die miteinander und mit den Rohrkammern 2, 3, 4 kommunizierenden Leitungen HD-KW und ND-KW bzw. HD-WW und ND-WW sind durch Einschrauben direkt in den jeweiligen Übergangsblock 21 befestigt. Der massive, rechteckige oder quaderförmige Übergangsblock 21 besitzt dazu an den entsprechenden Blockseiten die erforderlichen Einschraubbohrungen 22 (vgl. 4).How closer the 2 to increase the throughput of two in series juxtaposed three-chamber Rohraufgeber 1a . 1b (see. 3 ) is at the ends of the tube chambers 2 . 3 . 4 both the cold water side K and the hot water side W a cold water valve battery 18 or a hot water valve battery 19 educated. Above these are the tube chambers 2 . 3 . 4 for filling and emptying and for pressure build-up and pressure reduction on the one hand the high pressure cold water line HD-KW and the low pressure cold water line ND-KW and the high pressure hot water line HD-WW and the low pressure hot water line ND-WW connected. To distribute the water is each outer end of the tube chambers 2 . 3 . 4 with a through a welded joint 20 attached transition block 21 Mistake. The with each other and with the tube chambers 2 . 3 . 4 communicating lines HD-KW and ND-KW or HD-WW and ND-WW are by screwing directly into the respective transition block 21 attached. The massive, rectangular or cuboid transition block 21 has the required screw holes on the corresponding block sides 22 (see. 4 ).

Der Aufbau des massiven, kompakten Übergangsblockes 21 als Multifunktionsbauteil ist in 4 gezeigt, während demgegenüber die 5 ein bisher übliches T-Verteilungsstück 23 des Standes der Technik wiedergibt. Dieses ist nicht nur sehr groß bauend und aufwendig zu montieren, sondern unterliegt durch insbesondere eine Flanschverbindung 24 zum Anbau an die Rohrkammern 2, 3 und 4 einer unabdingbaren baulichen und hinsichtlich der Strömungsbedingungen funktionalen Abhängigkeit. Zu erkennen ist in 5 weiterhin, daß auch die Anbindung des T-Verteilerstückes 23 an die Hochdruck- bzw. Niederdruckleitung weitere Verbindungen über Flansche 25 erfordert.The construction of the massive, compact transition block 21 as a multi-functional component is in 4 while, on the other hand, the 5 a previously common T-distribution piece 23 of the prior art. This is not only very large building and consuming to assemble, but is subject by in particular a flange 24 for attachment to the tube chambers 2 . 3 and 4 an indispensable structural and functionally functional dependence. It can be seen in 5 Furthermore, that also the connection of the T-manifold 23 to the high-pressure or low-pressure line further connections via flanges 25 requires.

Im Gegensatz zu diesem T-Verteilungsstück 23 weist der in 4 dargestellte, kompakte Übergangsblock 21 integriert eine sich in Strömungsrichtung des die Rohrkammern 2, 3, 4 durchfließenden Wassers erstreckende Durchgangsbohrung 26, an die entweder die Leitung ND-KW (auf der Kaltwasserseite K) oder die Leitung HD-WW (auf der Warmwasserseite W), und eine sich von der Durchgangsbohrung 26 abzweigende Querbohrung 27 zur Verteilung des Wassers auf entweder die Leitung HD-KW oder ND-WW auf. Zur Entlüftung der Rohrkammer 2, 3, 4 ist der Übergangsblock 21 sogleich außerdem mit einer Entlüftungsbohrung 28 versehen und weist weiterhin einen Anschluß 29 für einen Druckausgleichsschieber sowie zudem einen Hydraulikzylinderanschluß 30, der Hydraulikzylinder 31 ist in 3 zu erkennen, zur Betätigung eines Sperrorgans bzw. Ventils 32 auf. Je nachdem, ob das Ventil 32 geöffnet oder geschlossen ist, strömt das Wasser über die Durchgangsbohrung 26 oder die Querbohrung 27 in den jeweiligen Wasserkreislauf ein.In contrast to this T-piece of distribution 23 has the in 4 illustrated, compact transition block 21 integrated in the flow direction of the tube chambers 2 . 3 . 4 through-water extending through-hole 26 to which either the line ND-KW (on the cold water side K) or the line HD-WW (on the hot water side W), and one from the through-hole 26 branching transverse bore 27 for distributing the water on either the HD-KW or ND-WW line. For venting the tube chamber 2 . 3 . 4 is the transition block 21 immediately also with a vent hole 28 provided and further has a connection 29 for a pressure compensation slide and also a hydraulic cylinder connection 30 , the hydraulic cylinder 31 is in 3 to recognize, for actuating a blocking member or valve 32 on. Depending on whether the valve 32 is open or closed, the water flows through the through hole 26 or the transverse bore 27 into the respective water cycle.

Claims

Tube supplier, in particular three-chamber tube feeders ( 1 ) for the exchange of mine or hot water and of fresh or cold water and / or for the quasi-continuous, hydraulic extraction of solids in underground mining, with a constant filling and emptying direction of its chamber, in which the tube chamber ( 2 . 3 . 4 ) at one end of a cold water valve battery ( 18 ) and at the other end a hot water valve battery ( 19 ), comprising on the one hand filling and on the other hand for discharging each a high-pressure and a low pressure line (HD, ND) and provided for pressure build-up or pressure reduction, can be brought into a closed or open position blocking elements ( 32 ), characterized in that at the ends of the tube chamber or chambers ( 2 . 3 . 4 ) for the distribution of the water on the high pressure line (HD) or the low pressure line (ND) a transition block ( 21 ) with through-hole formed therein ( 26 ) and from this branching transverse bore ( 27 ) is arranged.

A tube applicator according to claim 1, characterized in that the transition block ( 21 ) with a vent hole ( 28 ) for the tube chamber ( 2 . 3 . 4 ) is provided.

A tube applicator according to claim 1 or 2, characterized in that the transition block ( 21 ) a connection ( 29 ) for a pressure compensation slide.

A tube applicator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transition block ( 21 ) for actuating the obturator ( 32 ) a hydraulic cylinder connection ( 30 ) having.

A tube applicator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transition block ( 21 ) is welded to the pipe chamber end.