[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

说明书

本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种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。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；正弦传动机构固定于主轴上，主轴的旋转角速度呈周期性变化；储水缸体组包括冷冻水储水缸体和热水储水缸体，冷冻水储水缸体可选择地连通于第一高压管路或第一低压管路，热水储水缸体可选择地连通于第二高压管路或第二低压管路；第一活塞和第二活塞均通过连杆与正弦传动机构刚性连接。本发明的转换装置，不仅可将高压冷冻水转换为压力大小符合空冷器使用要求的低压冷冻水，同时可将井下低压热水同步转换为高压热水。

技术领域

本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种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。

背景技术

近些年来，随着矿井开采深度的增加，矿井的高温热害问题日趋凸显。根据我国深度矿井地温场线性分布模式，预计在采深达3000米时，原始岩温将达到95℃。在这种高温环境中作业，工人的身体健康受到威胁，工作效率严重下降，从而大大制约了矿井的安全生产。只采用加大风量等常规通风措施已往往无法满足高温深井的降温需要，必须同时采取人工制冷降温措施，即建立人工制冷降温系统对井下风流进行冷却降温。

由于将集中制冷机组安装在井下会面临排热困难的问题，因此，目前多数矿井通常选择将集中制冷机组安装在地面，再利用输运管道将冷冻水输送至井下。在将冷冻水通过输运管道输送至井下的过程中，水的静压已远远超过了空冷器的承压范围，因此需要先将高压冷冻水转化为低压冷冻水，再输送至用冷地点。传统的建造贮水池、安装减压阀的冷冻水降压方式，存在冷量损失大、管道压力波动难以控制、装置设备管理困难等诸多问题，大大制约了矿井制冷降温系统的运行效果。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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系统，以解决或缓解上述现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤矿井下冷冻水输运高低压转换装置，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，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；

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，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。

可选地，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。