[发明专利]煤矿井下冷冻水输运高低压转换装置和矿井制冷降温系统

权利要求书

1.一种煤矿井下冷冻水输运高低压转换装置，其特征在于，所述转换装置包括第一高压管路、第二高压管路、第一低压管路、第二低压管路、储水缸体组、第一活塞、第二活塞、连杆、正弦传动机构和主轴；其中，所述正弦传动机构固定设置于所述主轴上，所述主轴的旋转角速度呈周期性变化；

所述储水缸体组包括布置于所述主轴两侧的冷冻水储水缸体和热水储水缸体，所述冷冻水储水缸体可选择地连通于所述第一高压管路或所述第一低压管路，所述热水储水缸体可选择地连通于所述第二高压管路或所述第二低压管路；

所述第一活塞和所述第二活塞分别设置于所述冷冻水储水缸体和所述热水储水缸体内，所述第一活塞和所述第二活塞均通过连杆与所述正弦传动机构刚性连接，并均可在所述主轴和所述正弦传动机构的带动下在相应储水缸体内做速度呈周期性的往复移动；

所述第一活塞在所述冷冻水储水缸体内的移动过程具有第一位置和第二位置，所述第一活塞于所述第一位置时，所述冷冻水储水缸体与所述第一高压管路连通，而不与所述第一低压管路连通，所述第一活塞于所述第二位置时，所述冷冻水储水缸体与所述第一低压管路连通，而不与所述第一高压管路连通；

所述第二活塞在所述热水储水缸体内的移动过程中具有第三位置和第四位置，所述第二活塞于所述第三位置时，所述热水储水缸体与所述第二高压管路连通，而不与第二低压管路连通，所述第二活塞于所述第四位置时，所述热水储水缸体与所述第二低压管路连通，而不与所述第二高压管路连通；

所述正弦传动机构包括：

曲柄，所述曲柄的一端固定连接在所述主轴上，可随所述主轴做角速度呈周期性变化的转动；

导向件，所述导向件与所述连杆固定连接，所述导向件设置有导向槽；

滑动杆，所述滑动杆固定设置在所述曲柄的另一端，并位于所述导向槽内，所述滑动杆可在所述主轴和所述曲柄的带动下在所述导向槽内滑动；

所述连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与所述第一活塞固定连接，另一端与所述导向件固定连接，所述第二连杆的一端与所述第二活塞固定连接，另一端与所述导向件连接，所述转换装置还包括第一阀件，所述第一阀件为电磁阀，具有三个端口，三个所述端口分别与所述冷冻水储水缸体、所述第一高压管路和所述第二低压管路连接；

所述第一活塞于所述第一位置时，所述电磁阀与所述冷冻水储水缸体和所述第一高压管路连通，所述第一活塞于所述第二位置时，所述电磁阀与所述冷冻水储水缸体和所述第一低压管路连通，所述主轴上设置有传感器，用于监测所述主轴的转动相位，所述传感器通过控制器与所述电磁阀信号连接；

定义所述第一活塞于所述第一位置时，所述主轴的转动相位为A，所述第一活塞于所述第二位置时，所述主轴的转动相位为B，A与B相差180°；

所述传感器监测到所述主轴的转动相位为A时，控制所述电磁阀与所述冷冻水储水缸体和所述第一高压管路连通，所述传感器监测到所述主轴的转动相位为B时，控制所述电磁阀与所述冷冻水储水缸体和所述第一低压管路连通，所述第一位置为所述冷冻水储水缸体远离所述主轴的一端，所述第二位置为所述冷冻水储水缸体靠近所述主轴的一端；

所述转换装置还包括第二阀件，所述第二阀件包括第一单向截止阀和第二单向截止阀，所述第一单向截止阀的一端口与所述热水储水缸体连接，另一端口与所述第二高压管路连接，所述第二单向截止阀的一端口与所述热水储水缸体连接，另一端口与所述第二低压管路连接；

所述第二活塞于所述第三位置时，所述热水储水缸体通过所述第一单向截止阀与所述第二高压管路连通，于所述第四位置时通过所述第二单向截止阀与所述第二低压管路连通；

所述第二活塞于所述第三位置时，所述热水储水缸体内的水压大于所述第二高压管路内的水压，所述第二活塞于所述第四位置时，所述热水储水缸体内的水压小于所述第二低压管路内的水压；

所述储水缸体组设置有多个，多个所述储水缸体组沿所述主轴的长度方向间隔分布，每个所述储水缸体组均包括布置于所述主轴两侧的冷冻水储水缸体和热水储水缸体；

相应地，所述正弦传动机构设置有多个，多个所述正弦传动机构间隔固定于所述主轴上，并通过连杆与相应的储水缸体内的活塞刚性连接；

所述储水缸体组设置有三个，相邻两个所述正弦传动机构的曲柄间的夹角均为120°，在任意时刻，三对储水缸体内总水量是恒定的，与储水缸体相连通的各高低压管路内水流量的大小以及方向是始终不变的。