專利名稱：煤礦井下綜采工作面給水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于煤礦給水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，主要用于處理煤礦井下綜采工作面生產(chǎn)用水。
背景技術(shù)：
眾所周知，我國煤炭資源豐富，全國共有煤炭資源的礦區(qū)6019個，探明煤炭資源儲量為10201億噸，其中煤炭基礎(chǔ)儲量3341億噸(煤炭儲量為1886億噸)，煤炭資源量為6872億噸，在今后相當長的時間內(nèi)，煤炭仍然是我國的主要能源。我國煤炭儲量主要分布在華北、西北地區(qū)，集中在昆侖山一秦嶺一大別山以北的北方地區(qū)，以山西、陜西、內(nèi)蒙古等省區(qū)的儲量最為豐富。晉陜蒙(西)地區(qū)(簡稱“三西” 地區(qū))集中了中國煤炭資源的60%，而這些地區(qū)水資源相當緊張，水質(zhì)惡劣，多為高硬度、高礦化度水質(zhì)。隨著我國采煤機械化水平的提高，綜采、綜掘設(shè)備的大量采用，電液控制系統(tǒng)已經(jīng)相當普遍，但是由于水質(zhì)惡劣，配制的乳化液容易產(chǎn)生分層、破乳、不穩(wěn)定、腐蝕設(shè)備等現(xiàn)象，嚴重縮短了設(shè)備的檢修周期和使用壽命，并對生產(chǎn)安全構(gòu)成隱患，急需能夠在煤礦井下工作面穩(wěn)定可靠運行的的小型水處理設(shè)備。申請?zhí)枮镃N200420055951. 0的中國實用新型專利提供了一種給水處理裝置，它由一套投配罐總成經(jīng)管道和一套或多套混沉罐總成連接，一套或多套混沉罐總成再由管道與一套二沉濾罐總成連接，水泵通過管道與混沉罐總成連接，電磁閥除與相應(yīng)的管道連接外，通過導(dǎo)線連接時間繼電器并由其控制，采用上述結(jié)構(gòu)的給水處理裝置，操作簡單、價格低廉、實用高效、應(yīng)用范圍廣泛。然而，煤礦井下生產(chǎn)存在特殊性，要求所有設(shè)備都必須達到相應(yīng)的安全要求，其中涉及到電氣的必須通過“MA”認證。而目前市場上沒有達到上述要求的給水處理設(shè)備，限制了工作面給水處理技術(shù)的發(fā)展。普通的水處理設(shè)備如果要放在工作面使用，需要對其大量的自動化控制裝置進行適應(yīng)性改造，這無論是在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都要付出巨大的代價，存在大量的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要是針對普通水處理設(shè)備無法適應(yīng)煤礦井下生產(chǎn)要求、無法達到煤安標準要求、需要對其大量的自動化控制裝置進行適應(yīng)性改造的技術(shù)問題，提供一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，該裝置不包含《礦用產(chǎn)品安全標志管理目錄》要求進行安標認證的材料及部件，同時也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，該裝置包括減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接，減壓穩(wěn)壓單元設(shè)有進水口，助劑投加單元包括儲藥箱，儲藥箱的出液管路連接到二級過濾單元和三級過濾單
3元之間的管路上；離子去除單元包括至少一個內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力罐，壓力罐上設(shè)有出水口和排污口。一級過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的一級過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中較大的顆粒物，一般為50 100 μ m以上的顆粒物。二級過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的二級過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中中等的顆粒物，一般為20 50 μ m之間的顆粒物。三級過濾單元主要包括壓力容器、設(shè)于壓力容器內(nèi)的三級過濾介質(zhì)及配套閥門等，用于去除來水中較小的顆粒物，一般為5 20 μ m 之間的顆粒物。作為優(yōu)選，所述的助劑投加單元包括氣源入口、儲藥箱和用于對液體藥劑定量投加的投加機構(gòu)，氣源入口和儲藥箱分別與投加機構(gòu)相連接。進一步優(yōu)選，所述的氣源入口與投加機構(gòu)之間的管路上依次設(shè)有截止閥和氣源處理單元。作為優(yōu)選方案，所述的氣源處理單元包括依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器。助劑投加單元主要包括氣源處理單元、 儲藥箱、投加機構(gòu)及配套管路閥門等。氣源處理單元包括減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器、干燥器及附屬管路。約0. 6MPa的壓縮空氣氣源經(jīng)過減壓穩(wěn)壓、過濾、干燥后，調(diào)節(jié)至合適流量送入投加機構(gòu)，作為助劑投加單元的動力源。儲藥箱可為塑料材質(zhì)，做為助劑儲存之用。投加機構(gòu)是助劑投加單元的關(guān)鍵部件，可以實現(xiàn)對液體助劑的準確、定量投加。配套管路及閥門，主要是控制投加機構(gòu)的開停。作為優(yōu)選，所述的減壓穩(wěn)壓單元與一級過濾單元之間、一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間、三級過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表。壓力表用于各級過濾單元的壓力，通過前后壓力差，確定更換過濾介質(zhì)的時間。作為優(yōu)選，一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間的管路上分別連接有閥門。閥門用于控制水流的通斷，以利于更換過濾介質(zhì)。作為優(yōu)選，所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級或多級減壓閥、 截止閥和安全閥。減壓穩(wěn)壓單元的主要功能是將來水壓力調(diào)節(jié)至所需要的范圍，一般為 1. 0 2. OMpa之間，并且具有超壓泄放的能力，保證后續(xù)設(shè)備的正常工作。作為優(yōu)選，所述的離子去除單元包括三個內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，三個壓力容器串聯(lián)，壓力容器的一側(cè)設(shè)有出水管路，出水管路端部為出水口，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計，壓力容器的另一側(cè)設(shè)有排污管路，排污管路端部為排污口，排污管路上依次設(shè)有壓力表、截止閥和轉(zhuǎn)子流量計。離子去除單元用于將水中大部分的溶解性鹽類與純水分離，純水和極少量的溶解性鹽類成為產(chǎn)品水，絕大部分溶解性鹽類通過廢水排放掉。離子去除介質(zhì)根據(jù)水質(zhì)情況可以選用反滲透膜或納濾膜等。本實用新型的整個裝置可設(shè)置于配套的安全防護構(gòu)架內(nèi)，安全防護構(gòu)架可以采用碳鋼或不銹鋼構(gòu)架，作為裝置的安裝骨架，并保護裝置設(shè)備免受外來撞擊等而損壞。本實用新型主要結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活、操作簡單，僅需接入水源、氣源即可工作，不需要電源，安全程度高。本實用新型煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，以井下給水管網(wǎng)的自然壓力作為動力源，輔以高壓空氣對工作面用水進行處理，使之達到相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備用水的水質(zhì)要求。本實用新型不包含《礦用產(chǎn)品安全標志管理目錄》要求進行安標認證的材料及部件，同時也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。

圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的工藝流程框圖。標號說明1減壓穩(wěn)壓單元，11進水口，12 Y型過濾器，13減壓閥，14安全閥，2 — 級過濾單元，3 二級過濾單元，4三級過濾單元，5離子去除單元，51壓力罐，52出水口，53排污口，討離子去除介質(zhì)，6助劑投加單元，61氣源入口，62氣源處理單元，63投加機構(gòu)，64儲藥箱，7壓力表，8截止閥，9閥門，10轉(zhuǎn)子流量計。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。以下實施例中所使用的技術(shù)，除非特別說明，均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的常規(guī)技術(shù)；所使用的儀器設(shè)備、試劑等，除非是本說明書特別說明，均為本領(lǐng)域的研究和技術(shù)人員可以通過公共途徑獲得的。實施例如圖1所示的一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，包括減壓穩(wěn)壓單元1、一級過濾單元2、二級過濾單元3、三級過濾單元4、離子去除單元5和助劑投加單元6，上述單元固定安裝在安全防護構(gòu)架內(nèi)。安全防護構(gòu)架采用不銹鋼方管，面板采用不銹鋼板，上部四角設(shè)有起吊環(huán)，底部設(shè)有2條拖拽滑撬。安全防護構(gòu)架內(nèi)置2套本實用新型所述的相互獨立的處理裝置，單套產(chǎn)水能力3t/h。進水壓力按照1. 0 1. 6MPa、1. 6 2. 5MPa、2. 5 4. OMPa, 4. 0 6. OMPa等幾個壓力等級選擇穩(wěn)壓單元。每個處理裝置配置1套減壓穩(wěn)壓單元、2套一級過濾單元、1套二級過濾單元、1套三級過濾單元、1套離子去除單元和1套助劑投加單兀。減壓穩(wěn)壓單元1、一級過濾單元2、二級過濾單元3、三級過濾單元4、離子去除單元 5依次通過管路連接。減壓穩(wěn)壓單元1的前端設(shè)有進水口 11，然后是依次連接的Y型過濾器12、減壓閥13、截止閥8和安全閥14。減壓閥13可以根據(jù)情況設(shè)置有多個。減壓穩(wěn)壓單元1與一級過濾單元2之間連接有一個壓力表7。一級過濾單元2由兩個并聯(lián)的壓力罐組成，壓力罐內(nèi)設(shè)置有一級過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。二級過濾單元3為一個壓力罐，壓力罐內(nèi)設(shè)置有二級過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。三級過濾單元4為一個壓力罐，壓力罐內(nèi)設(shè)置有三級過濾介質(zhì)。壓力罐的頂部和罐壁上設(shè)有閥門。一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間、三級過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表7。一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間的管路上分別連接有閥門9。離子去除單元5包括三個內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)M的壓力容器51，三個壓力容器串聯(lián)，三個壓力容器經(jīng)過離子去除介質(zhì)M的一側(cè)連接到出水管路，出水管路端部為出水口 52，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計10，三個壓力容器未經(jīng)過離子去除介質(zhì)M的另一側(cè)連接有排污管路，排污管路端部為排污口 53，排污管路上依次設(shè)有壓力表7、截止閥8和轉(zhuǎn)子流量計10。助劑投加單元6包括氣源入口 61、儲藥箱64和用于對液體藥劑定量投加的投加機
5構(gòu)63，氣源入口和儲藥箱分別與投加機構(gòu)相連接。氣源入口 61與投加機構(gòu)63之間的管路上自左至右依次設(shè)有截止閥8和氣源處理單元62。氣源處理單元由自左至右依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器組成(圖中未示出)。本實用新型可以根據(jù)工作面給水水質(zhì)、水壓等情況，選用不同規(guī)格的減壓穩(wěn)壓單元、過濾介質(zhì)及離子去除介質(zhì)。本實用新型使用時，根據(jù)工作面給水的水質(zhì)、水壓情況，來水首先被減壓到一個合適的壓力(此壓力需要根據(jù)具體情況計算、實驗獲得)；之后進入一級過濾單元，水中較大的顆粒物(一般為50 100 μ m)被過濾去除；再進入二級過濾單元，水中中等的顆粒物(一般為20 50 μ m)被過濾去除；合適劑量的水處理助劑從助劑投加單元進入系統(tǒng)，與二級過濾單元的出水混合后進入三級過濾單元，水中較小的顆粒物(一般為5 20 μ m)被過濾去除；最后進入離子去除單元，水中絕大部分溶解性鹽類被阻擋在離子去除介質(zhì)的一側(cè)，通過排污口排出，極少量的溶解性鹽類通過離子去除介質(zhì)和大部分的純水一起成為產(chǎn)品水，從出水口排出，供給后續(xù)設(shè)備使用。本實用新型的工藝流程框圖見圖2。應(yīng)理解，該實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于包括減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接，減壓穩(wěn)壓單元設(shè)有進水口，助劑投加單元包括儲藥箱，儲藥箱的出液管路連接到二級過濾單元和三級過濾單元之間的管路上；離子去除單元包括至少一個內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，壓力容器上設(shè)有出水口和排污口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的助劑投加單元包括氣源入口、儲藥箱和用于對液體藥劑定量投加的投加機構(gòu)，氣源入口和儲藥箱分別與投加機構(gòu)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的氣源入口與投加機構(gòu)之間的管路上依次設(shè)有截止閥和氣源處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的氣源處理單元包括依次連接的減壓調(diào)節(jié)閥、過濾器和干燥器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元與一級過濾單元之間、一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間、三級過濾單元與離子去除單元之間的管路上分別連接有壓力表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于一級過濾單元與二級過濾單元之間、二級過濾單元與三級過濾單元之間的管路上分別連接有閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級或多級減壓閥、截止閥和安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級或多級減壓閥、截止閥和安全閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的減壓穩(wěn)壓單元包括依次連接的Y型過濾器、一級或多級減壓閥、截止閥和安全閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，其特征在于所述的離子去除單元包括三個內(nèi)設(shè)離子去除介質(zhì)的壓力容器，三個壓力容器串聯(lián)，壓力容器的一側(cè)設(shè)有出水管路，出水管路端部為出水口，出水管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計，壓力容器的另一側(cè)設(shè)有排污管路，排污管路端部為排污口，排污管路上依次設(shè)有壓力表、截止閥和轉(zhuǎn)子流量計。
專利摘要本實用新型屬于煤礦給水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤礦井下綜采工作面給水處理裝置，主要用于煤礦井下綜采工作面給水處理后用做生產(chǎn)用水。本實用新型的裝置包括減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元、離子去除單元和助劑投加單元，減壓穩(wěn)壓單元、一級過濾單元、二級過濾單元、三級過濾單元和離子去除單元依次通過管路連接。本實用新型以煤礦井下給水管網(wǎng)的自然壓力作為動力源并輔以高壓空氣，對綜采工作面來水進行處理，使之達到相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備對水質(zhì)的要求；不包含《礦用產(chǎn)品安全標志管理目錄》要求進行安標認證的材料及部件，同時也沒有電力消耗，安全性高，適合各類煤礦，特別是高瓦斯煤礦井下使用。
文檔編號C02F9/04GK202072559SQ201120132940
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者周如祿, 毛維東, 郭中權(quán) 申請人:煤炭科學研究總院杭州環(huán)保研究院