[实用新型]一种充填竖管降速增阻装置

说明书

本实用新型涉及一种充填竖管降速增阻装置，包括阻尼器、发电机、基准流量传感器、控制流量传感器、发电机励磁系统和充填竖管，阻尼器通过法兰连接于充填竖管上，阻尼器的轴伸与发电机相连接，基准流量传感器连接于充填管道入料口附近的管道上，控制流量传感器连接于阻尼器入料口上部附近的管道上，基准流量传感器和控制流量传感器通过电缆与发电机励磁系统相连接，发电机励磁系统与发电机通过电缆相连接。该装置可以将充填竖管中充填料浆自由落体所产生的重力势能消减，通过这种增阻降速减磨技术措施有效的减缓和消除料浆高位势能产生的动能对管道的直接冲蚀和磨砺，有效延长管道寿命，还可利用该势能进行发电，实现充填料浆势能的能源化利用。

技术领域

本实用新型涉及矿山充填采矿技术领域，具体为一种充填竖管降速增阻装置。

背景技术

在矿山充填工程领域，一般将充填站建设在地面，充填料浆通过充填竖井和采场巷道布设的充填管道输送至采空区。由于充填料浆是由具有磨砺性的尾矿以及破碎废石构成，在输送过程中会对充填管道产生磨蚀而失效。尤其是在自地面到充填采空区的竖直管道中，充填料浆在管道中由于自由落体运动会对管道产生高速冲击磨蚀造成管道破裂。由于充填竖井建设及管路敷设难度大，建设周期长，工程造价高昂，充填竖管寿命短的问题成为人们亟待解决的重大技术难题。随着矿山资源开采的不断扩展，深部金属矿的开采所必须采用的深井充填使得该技术难题显得更为严重。为解决该问题，业界采取了储砂池降压系统、管道折返式减压、阻尼节流孔减压、滚动球阀门和比例流动控制阀减压、孔状节流管、安全隔膜减压、缓冲盒弯头减压多种不同方式的减压增阻减磨措施，以求延长充填管道的寿命周期，但由于受限于各种条件，迄今尚没有一种普适性的方法能够有效的解决上述技术难题，而且减压增阻效果也不可控，更遑论充填料浆势能的能源化利用。

本实用新型采用一种机电装置来解决上述技术难题，该技术具有显著的优越特性：对各种不同类型和浓度的充填料浆具有普适性；针对不同安装位置产生的势能可以通过调控实现管道的满管流状态，通过增阻降速的技术方法消除自由落体运动造成的高速冲蚀对管道内壁的磨损；充填料浆所产生的势能还可以通过发电的方式回收利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种充填竖管增阻降速消能装置，通过降低充填竖管中充填料浆的流速和位能的技术方式，解决充填竖管受充填料浆所产生的高速冲蚀造成快速磨损破裂的技术难题，延长管道寿命，实现充填料浆的稳定输送。

本实用新型的另一个技术目的是，对充填料浆的势能通过发电机实现势能与电能的转换输出，实现能源的有效利用。

理想的充填管道系统是满管流，合理稳定的满管流流速不会产生高速流的剧烈冲蚀现象，可以保证料流对管道磨蚀的均匀性，有效地保证管道的寿命周期。而事实上，当充填系统开始工作时，进入充填管道的充填料浆为满管流，而当充填料浆在管道中下向输送时，则表现为自由落体运动，随着位差的不断增大，充填料浆在重力加速度的作用下其流速不断增高，表现为非满管流，高速下落的充填料浆会对充填管道的内壁产生高速冲蚀作用，严重降低了充填管道的使用寿命。

本实用新型解决上述技术问题和实现上述技术目的的方案如下：一种充填竖管降速增阻装置，包括阻尼器、发电机、流量传感器组件、发电机励磁系统和充填竖管，所述阻尼器通过法兰连接于所述充填竖管上，所述阻尼器的轴伸通过联轴器与所述发电机的输入轴相连接，所述流量传感器组件连接于所述充填竖管上，所述流量传感器组件通过电缆与所述发电机励磁系统相连接，所述发电机励磁系统与所述发电机通过电缆相连接。

本实用新型的有益效果是：该装置可以将充填竖管中充填料浆自由落体所产生的重力势能消减，有效的减缓和消除料浆高位势能产生的动能对管道的直接冲蚀和磨砺，不但可对充填管道实现增阻降速减磨作用，还可利用该势能进行发电，所发电力并入充填系统供配电网中消纳，降低充填系统能耗，从而实现充填料浆势能的能源化利用。本实用新型还具有结构简单、成本低、空间占位小、安装维护方便和可操作性强的优点。