DE3310425C2

DE3310425C2 - Wasserversorgungseinrichtung für den Untertagebau

Info

Publication number: DE3310425C2
Application number: DE19833310425
Authority: DE
Inventors: Johannes 4132 Kamp-Lintfort Niederholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-03-23
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE3310425A1

Abstract

Eine Wasserversorgungseinrichtung für den Untertagebau dient zur Versorgung zumindest eines Wasserverbrauchers, insbesondere einer Sprüheinrichtung zum Staubbinden, und zur Kühlung von Maschinen, insbesondere Drehstrommotoren. Um die Kosten für das Kühlwasser und dessen Beseitigung wesentlich zu verringern, weist die Wasserversorgungseinrichtung folgende Merkmale auf: a) es ist ein Vorratstank (3) für das Wasser vorgesehen; b) für den Vorratstank (3) ist ein Anschluß für eine Frischwasserzuführung (4) vorgesehen; c) es ist zumindest eine motorisch betriebene Wasserpumpe (9) zum Transport des Wassers aus dem Vorratstank (3) zu dem bzw. den Wasserverbraucher(n) (26) und der Kühlung vorhanden; d) eine von der Wasserpumpe (9) ausgehende Druckleitung (12) ist in zumindest einen Leitungsstrang (15) für den bzw. die Wasserverbraucher, einen Leitungsstrang (13) für die Kühlung und einen weiteren Leitungsstrang (14) zum Wasserabfluß aufgeteilt; e) der Leitungsstrang (13) für die Kühlung ist geschlossen ausgebildet und setzt sich nach den zu kühlenden Maschinen bis zum Vorratstank (3) fort; f) der Leitungsstrang (14) für den Wasserabfluß weist ein Regelventil (29) auf, das durch einen Temperaturgeber (27) derart gesteuert ist, daß es bei Erreichen einer bestimmten Maximaltemperatur im Vorratstank (3) oder in der Wasserzufuhr (8) öffnet. Die nebenstehende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.

Description

a) es ist ein Vorratstank (3) für das Wasser vorgesehen;

b) für den Vorratstank (3) ist ein Anschluß für eine Frischwasserzuführung (4) vorgesehen;

c) es ist zumindest eine motorisch betriebene Wasserpumpe (9) zum Transport des Wassers aus dem Vorratstank (3) zu dem bzw. den Wasserverbraucherin) (26) und der Kühlung vorhanden;

d) eine i'-cn der Wasserpumpe (9) ausgehende Druckfertung (12) ist in zumindest einen Leitungsstrang (15) für den bzw. die Wasserverbraucher, einen Leitungsstrang (13) für die Kühlung und einen weiteren Leitungsstrang (14) zum Wasserabfluß aufgeteilt;

e) der Leitungsstrang (13) für die Kühlung ist geschlossen ausgebildet und setzt sich nach den zu kühlenden Motoren bis zum Vorratstank (3) fort;

f) der Leitungsstrang (14) für den Wasserabfluß weist ein Regelventil (29) auf, das durch einen Temperaturgeber (27) derart gesteuert ist, daß es bei -Erreichen einer bestimmten Maximaltemperatur im Vorratstank (3) oder in der Wasserzufuhr (8) öffnet.

2. Wasserversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratstank (3) innerhalb eines Wagens eines Energiezuges angeordnet ist.

3. Wasserversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (12) vor ihrer Aufteilung mit einem Druckregler (20, 21, 22) zur Konstanthaltung des Drucks versehen ist.

4. Wasserversorgungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (20, 21, 22) in einer von der Druckleitung (12) abzweigenden Rücklaufleitung (19) zu dem Vorratstank (3) angeordnet ist.

5. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Volumenstrom im Leitungsstrang (14) für den Wasserabfluß dem im Leitungsstrang (15) für den bzw. die Wasserverbraucher entspricht. »·

6. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstrom in dem Leitungsstrang (15) für den bzw. die Wasserverbraucher zumindest doppelt so hoch wie der in dem Leitungsstrang (13) für die Kühlungist.

7. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungsstrang (13) für die Kühlung nach Verlassen der zu kühlenden Motoren eine Trockenlaufsicherungsanzcigc (23) angeordnet ist.

8. Wasserversorgungseinrichiung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocken-

laufsicherungsanzeige im Bereich des Vorratslanks (3) angeordnet ist.

9. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratstank (3) einen Niveauschalter (6) zur elektrischen Anzeige des Wasserniveaus und/oder zu Schaltzwecken aufweist

10. Wasserversorgungseinrichtung iiach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgeber (27) das Regelventil (29) derart steuert, daß es bei Erreichen einer bestimmten Minimaltemperatur den betreffenden Leitungsstrang (14) schließt

11. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserpumpe (9), Temperaturgeber (27), gegebenenfalls Druckregler (20,21,22) und Drosselblenden (16,17, 18) und Regelventil (29) auf einem Wagen eines Energiezuges angeordnet sind.

12. Wasserversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis I i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Leitungsstrang (13) für die Kühlung oder im oder am Vorratstank (3) ein Kühler angeordnet ist

Die Erfindung betrifft eine Wasserversorgungseinrichtung für den Uatertagebau zur Versorgung zumindest eines Wasserverbrauchers, insbesondere einer Sprüheinrichtung zum Staubbinden, und zur Kühlung von Motoren, insbesondere Drehstrommotoren.

Beim maschinellen Abbau der Kohle im Unteriagebergbau werden zunehmend Motoren, insbesondere Drehstrommotoren eingesetzt, die mit Wasser gekühlt werden müssen. Nach erfolgter Kühlung wird das Wasser dem Abwassernetz in der Grube zugeführt. Hierdurch ergeben sich ein hoher Kühiv/asserbedarf und zudem entsprechende Aufwendungen für die Abfuhr des erwärmten Kühlwassers.

Aus der DE-OS 28 44 276 ist ein Klimatisierungsverfahren und eine dazu gehörende Vorrichtung bekannt, bei dem das für eine Bedüsungseinrichtung vorgesehene Frischwasser durch einen gesonderten Kühlkreislauf mit verschiedenen Wärmetauschern abgekühlt wird. Das Frischwasser wird dann noch für einen Verdampfer benötigt. Dieses Klimatisierungsverfahren ist wegen der Vielzahl der dafür erforderlichen Apparate außcrordentlich aufwendig und demnach teuer und störanfällig.

Entsprechendes gilt für die Wetterkühleinrichtung nach der DE-OS 30 39 957, mit der zudem ein anderer Zweck verfolgt wird.

Der Erfindung !liegt die Aufgabe zugrunde, eine Was-Serversorgungseinrichtung vorzusehen, die die Kosten für das Kühlwasser und dessen Beseitigung wesentlich verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wasserversorgungseinrichtung gelöst, die folgende Merkmale aufweist:

a) es ist ein Vorratstank für das Wasser vorgesehen;

b) für den Vorratstank ist ein Anschluß für eine Frischwasserzuführung vorgesehen;

c) es ist zumindest eine motorisch betriebene Wasserpumpe zum Transport des Wassers aus dem Vorratstank zu dem bzw. den Wasscrverbraucheifn) und der Kühlung vorhanden;

d) eine von der Wasserpumpe ausgehende Druckleitung ist in zumindest einen Leitungsstrang für den bzw. die Wasserverbraucher, einen Leitungsstrang für die Kühlung und einen weiteren Leitungsstrang zum Wasserabfluß aufgeteilt;

e) der Leitungsstrang für die Kühlung ist geschlossen ausgebildet und setzt sich nach den zu kühlenden Motoren bis zum Vorratstank fort;

f) der Leitungsstrang für den Wasserabschluß weist ein Regelventil auf, das durch einen Tempel aturgeber derart gesteuert ist, daß es bei Erreichen einer bestimmten Maximaltemperatur im Vorratstank oder in der Wasserzufuhr öffnet

Diese Wasserversorgungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen geschlossenen Kühlkreislauf hat und zudem mit einem ohnehin schon vorhandenen Wasserverbraucher, beispielsweise einer Sprüheinrichtung zur Bindung des Kohlestaubs, kombiniert ist Dieser Wasserverbraucher sorgt dafür, daß der Vorratstank ständig geleert wird und somit immer wieder Frischwasser nachlaufen kann, so daß das zurückfließende, erwärmte Kühlwasser sich damit vermischen und abkühlen kann. Für den Fall, daß eine gewisse Zeit kein Wasserverbrauch stattfindet, ist der Leitungsstrang für den Wasserabfluß vorgesehen, der über den Temperaturgeber und das Regelventil dann geöffnet wird, wenn eine bestimmte Temperatur im Vorratstank oder im Wasserzulauf erreicht wird. Auf diese Weise ist auch in solchen Fällen die Kühlung der Motoren sichergestellt.

An dieser Wasserversorgungseinrichtung ist von Vorteil, daß der Frischwasserverbrauch und das Abwasservolumen wesentlich verringert wird, da der Kühlkreislauf nunmehr geschlossen ausgebildet ist, wobei Maßnahmen dafür getroffen sind, daß die Kühlung der Motoren gesichert ist

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Vorratstank innerhalb eines Wagens eines Energiezuges angeordnet ist. Er kann also mit Hilfe des in aller Regel vorhandenen Energiezuges dorthin transportiert werden, wo die Kohle gefördert wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckleitung vor ihrer Aufteilung mit einem Druckregler zum Konstanthalten des Druckes versehen ist Auf diese Weise ist gesichert, daß die Sprüheinrichtung und auch die Kühlung immer den gleichen Druck und damit den gleichen Volumenstrom erhält, was für deren Funktion günstig ist. Der Druckregler ist dabei zweckmäßigerweise in einer von der Druckleitung abzweigenden Rücklaufleitung zu dem Vorratstank angeordnet. Bei ?u hohem Druck wird also ein Teil des geförderten Wassers in den Vorratstank zurückgeführt Um verschiedenen Anforderungen gerecht werden zu können, sollte der Druckregler für verschiedene Drücke einstellbar sein.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leitungsstränge Drosseln zur Festlegung der durch sie hindurchgehenden Volumenströme aufweisen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der eingestellte Volumenstrom im Leitungsstrang für den Wasserabfluß dem im Leitungsstrang für den bzw. die Wasserverbraucher entspricht. Der Volumenstrom in dem Leitungsstrang für den bzw. die Wasserverbraucher sollte dabei zumindest doppelt so hoch wie der in dem Leitungsstrang für die Kühlung sein. Diese Verhältnisse haben sich als günstig für die Aufrechterhaltung der Kühlwirkung bei geschlossenem l.eitungsstrang für den bzw. die Wasserverbraucher erwiesen.

Es ist ferner vorgegeben, daß der Vorratstank ein Schwimmerventil zur Steuerung der Frischwasserzufuhr aufweist Sobald der Wasserstand infolge Wasser-Verbrauchs abfällt, öffnet das Schwimmerventil und Frischwasser kann in den Vorratstank nachlaufen, bis ein bestimmtes Niveau wieder erreicht ist

Sicherheitshalber sollte zusätzlich in dem Leitungsstrang für die Kühlung nach Verlassen der Motoren eine ίο Trockenlaufsicherungsanzeige angeordnet sein, wobei diese zweckmäßigerweise im Vorratstank vorgesehen wird. Auf diese Weise kann schnell festgestellt werden, wenn der Kühlkreislauf an irgendeiner Stelle infolge eines Defektes unterbrochen ist.

Der Vorratstank sollte des weiteren einen Niveauschalter zur elektrischen Anzeige des Wasserniveaus und/oder zu Schaltzwecken, beispielsweise zum Abschalten der Wasserpumpe bei einem iu niedrigen Wasserstand oder zum Schließen der Frischwasserzuführung bei zu hohem Wasserstand, aufweisen.

Der Temperaturgeber sollte das Regelventil des weiteren derart steuern, daß es bei Erreichen einer bestimmten Minimaltemperatur den betreffenden Leitungsstrang schließt Auf diese Weise wird der Wasserverbrauch gering gehalten.

Die Erfindung sieht schließlich vor, daß Pumpe, Temperaturgeber, ggf. Druckregler und Drosseln auf einem weiteren Wagen des Energiezuges angeordnet sind. Die Verbindung zwischen den beiden Wagen des Energiezuges kann dann über flexible Leitungen erfolgen. In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines schematisch gehaltenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie zeigt zwei Einheiten 1, 2, die in hier nicht näher dargestellte Rahmen von Transportwagen von Energiezügen eingesetzt werden können. Solche Energiezüge werden im Bergbau zur Bereitstellung von Energie oder dergleichen eingesetzt und laufen entweder auf Schienen oder sind an solchen aufgehängt.

Die erste Einheit 1 besteht im wesentlichen aus i-inem großen Vorratstank 3, beispielsweise mit 1 bis 1,5 cbm Inhalt. An ihnen ist eine flexible Frischwasserleitung 4 angeschlossen, die Teil des Wasserversorgungsnetzes unter Tage ist. Innerhalb des Vorratstanks 3 verläuft die Frischwasserleitung 4 bis zu dessen Mine* wo ein Schwimmerventil 5 angeordnet ist. Dieses Schwimmerventil 5 sperrt den Frischwasserzulauf über die Frischwasserleitung 4, sobald der Wasserstand im Vorratstank 3 eine bestimmte, maximale Höhe erreicht hat, und verhindert so ein Überlaufen. Zusätzlich ist ein Niveauschalter 6 vorgesehen, der als Geber für eine Niveauanzeige dienen kann, beispielsweise in der Grubenwache. Dies kann mit einer Alarmeinrichtung kombiniert werden, die bei Unter- oder Überschreiten bestimmter Mini bzw. Maximal-Wasserstände angesteuert wird.

Am unteren rechten Ende des Vorratstanks 3 ist ein Ansaugfilter 7 angeordnet, von dem außerhalb des Vorratstanks 3 eine Zulaufleitung 8 abgeht. Diese ist bis zur zweiten Einheit 2 flexibel ausgebildet und verläuft dann in dieser bis zu einer Wasserpumpe 9. Letztere wird über einen Zahnriemen 10 von einem Elektromotor 11 angetrieben.

Die Wasserpumpe 9 saugt über den Anseugiilter 7 und die Zulaufleitung 8 Wasser aus dem Vorratstank 3 an und fördert es in die Druckleitung 12. Diese Druckleitung 12 teilt sich — noch innerhalb der Einheit 2 — in drei Leitungsstränge 13, 14, 15, die jede eine Drosselblende 16, 17, 18 enthalten. Die Drosselblenden 16, 17, 18 sind so eingestellt, daß die beiden in dieser Ansicht

unteren Drosselblenden 17, 18 jeweils einen gleichen Volumenstrom durchlassen, wobei dieser jeweils doppelt so groß wie der von der oberen Drosselblende 16 durchgelassene ist.

Damit der Druck in der Druckleitung 12 bei allen Betriebsbedingungen gleich bleibt, zweigt von dieser eine Rücklaufleitung 19 ab, die über ein flexibles Zwischenstück in den Vorratstank 3 mündet. In dieser Rücklaufleitung 19 ist ein Druckregler 20 eingebaut, der über Regeleinrichtungen 21, 22 derart gesteuert wird, daß der Druck in der Druckleitung 12 einen einmal eingestellten Wert beibehält. Hierzu gibt er immer soviel Querschnitt für den teilweisen Rückfluß in den Vorratstank 3 frei, wie dies für die Konstanthaltung des Drucks in der Druckleitung 12 erforderlich ist. Dabei besteht die Möglichkeit, diesen Druck über die Regeleinrichtungen 21,22 entsprechend den jeweiligen Anforderungen einzustellen.

Der in dieser Ansicht obere Lciiüng^iraiig i3 seizi sich außerhalb der Einheit 2 in einer flexiblen Leitung fort, die zu hier nur schematisch angedeuteten Drehstrommotoren 23, 24 führt, wie sie für den Antrieb von Kohlenhobeln, Schrämmaschinen oder dergleichen verwendet werden. Nach Kühlung dieser Motoren 23, 24 wird das — dann erwärmte — Kühlwasser über den sich anschließenden Teil des Leitungsstrangs 13 wieder in den Vorratstank 3 zurückgeführt. Der Kühlkreislauf ist also auf diese Weise geschlossen, so daß in ihm kein Wasser verloren gehen kann.

Im Vorratstank 3 weist der Leitungsstrang 13 ein Trockenlaufsicherungsgerät 25 auf, das anzeigt oder sogar Alarm gibt, wenn der Leitungsstrang 13 an irgendeiner Stelle unterbrochen ist und deshalb kein Kühlwasser mehr in den Vorratstank 3 zurückfließt. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Störsicherung gegeben.

Der in dieser Ansicht untere Leitungsstrang 15 führt nach Verlassen der Einheit 2 über '.;ir. flexibles Teüstück zu einer Sprüheinrichtung 26, wie sie — was hier nicht näher dargestellt ist — normalerweise im Bereich der Kohlenhobel angeordnet werden. Das dort heraussprühende Wasser soll den entstehenden Kohlenstaub binden.

Da durch die Sprüheinrichtung 26 ständig Wasser verbraucht wird, sinkt der Wasserspiegel in dem Vorratstank 3. Dies bewirkt eine Öffnung des Schwimmerventils 5. so daß Frischwasser über die Frischwasserleitung 4 in den Vorratstank 3 einfließt. Dies vermischt sich mit dem aus dem Leitungsstrang 13 kommenden, erwärmten Kühlwasser, wobei die beiden Wasserströme so aufeinander abgestimmt sind, daß sich die Wassertemperatur im Vorratstank 3 so lange nicht erhöht, solange über die Sprüheinrichtung 26 Wasser verbraucht wird und demnach Frischwasser in den Vorratstank 3 nachfließen kann.

Der in dieser Ansicht mittlere Leitungsstrang 14 ist für den Fall vorgesehen, daß die Sprüheinrichtung 26 für längere Zeit abgeschaltet wird. In diesem Fall gäbe es keinen Wasserverbrauch mehr und der Wasserspiegel im Vorratstank bliebe im wesentlichen gleich, d. h. es würde kein Frischwasser mehr nachfließen. Aufgrund des geschlossenen Kühlkreislaufes würde sich dann das Wasser im Vorratstank 3 allmählich erwärmen, so daß die Kühlung der Drehstommotoren 23, 24 gefährdet wäre.

Damit dies vermieden wird, ist in der Zuäaufleitung 8 ein Temperaturfühler 27 angeordnet, der über die Leitung 28 Verbindung mit einem Regelventil 29 in dem mittleren Leitungsstrang 14 hat. Sobald der Temperaturfühler 27 einen bestimmten Wert, beispielsweise 3O⁰C an das Regelventil 29 meldet, öffnet dies den Leitungsstrang 14, so daß über ihn Wasser abfließen kann. Es entsteht also wieder ein Wasserverbrauch, der dem bei geöffneter Sprüheinrichtung 26 entspricht und den Wasserspiegel im Vorratstank 3 sinken und Frischwasser nachfließen läßt. Auf diese Weise kühlt sich das Wasser im Vorratstank 3 wieder ab. Bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, ebenfalls wieder festgestellt von dem Temperaturfühler 27, schließt das Regelventil 29 wieder, damit der Wasserverbrauch in dieser Phase gering bleibt. Wird die Sprüheinrichtung 26 bei geöffnetem Regelventil 29 wieder geöffnet, so tritt eine relativ schnelle Abkühlung wegen des doppelten Wasserverbrauchs ein. Entsprechend schnell schließt dann auch das Regelventil 29 wieder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserversorgungseinrichtung für den Untertagebergbau zur Versorgung zurvdndest eines Wasserverbrauchers, insbesondere einer Sprüheinrichtung zum Staubbinden, und zur Kühlung von Motoren, insbesondere Drehstrommotoren, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: