新型的矿井水井下处理装置

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2024-01-11 14:07:03

权利要求书： 1.一种新型的矿井水井下处理装置，包括水箱（1）和夹持机构，其特征在于，所述水箱（1）内部设置有搅拌组件，所述水箱（1）的内壁一侧设置有定位卡板（15），所述定位卡板（15）的顶部开设有定位卡槽，所述水箱（1）的内侧壁设置有超声波雾化器（13），所述超声波雾化器（13）的两侧均设有侧边板（14），侧边板（14）卡设在所述定位卡槽内；所述水箱（1）的一侧上部连通有进水管（3）、下部连通有出泥管（4），所述水箱（1）的顶部连通有连接管道（2），所述连接管道（2）上端连接有水雾收集机构；

所述水雾收集机构包括垂直设置的斜流增压风机（18），所述斜流增压风机（18）的进风端连通有通风管道（17）、出风端连通有冷凝管道（20），所述通风管道（17）的另一端与所述连接管道（2）相连通；

所述水箱（1）的上部一侧还开设有放置孔（5），所述放置孔（5）处设置有与水箱（1）铰接的盖板（6），所述水箱（1）上位于所述放置孔（5）处还开设有出线口（16）。

2.根据权利要求1所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述搅拌组件包括转动设置在水箱（1）内的搅拌杆（7），所述搅拌杆（7）上环形布设有多个搅拌叶片（8）。

3.根据权利要求2所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述水箱（1）的一侧开设有凹槽（10），所述凹槽（10）处开设有通孔（12），所述搅拌杆（7）的一端穿过通孔（12）延伸至水箱（1）外部、且连接有搅拌把手（9），所述凹槽（10）内还设置有密封圈（11）。

4.根据权利要求1所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述斜流增压风机（18）的进风端和出风端均设置有连接壳（19），所述斜流增压风机（18）的外侧壁套设有用于固定连接壳（19）的固定环（21）。

5.根据权利要求4所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述通风管道（17）一端套设在连接壳（19）内；所述冷凝管道（20）上端套设在所述连接壳（19）内。

6.根据权利要求1所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述冷凝管道（20）的底部连接有漏斗，所述漏斗的下方设置有储水器（22）。

7.根据权利要求6所述的一种新型的矿井水井下处理装置，其特征在于，所述夹持机构包括底座（23）和固定设置在底座（23）上的立杆（24），所述立杆（24）的上部设置有用于固定斜流增压风机（18）的上管道夹（26），所述立杆（24）的下部设置有用于固定所述漏斗的下管道夹（25）。

说明书：一种新型的矿井水井下处理装置技术领域[0001] 本实用新型涉及矿井水处理技术领域，具体涉及一种新型的矿井水井下处理装置。背景技术[0002] 煤矿的矿井水来源于地下水，煤炭的生产活动和煤炭企业对地下水的资源化处理有着非常重要的影响，将矿井水作为水资源复用可以置换出大量地表水及地下水，有利于保护地表及地下水资源，改善缺水地区的水环境，因此，对煤矿矿井水处理的重复利用，不仅是对资源开发的拓展，也是缓解矿区缺水问题的最佳选择，同时也是保护生态环境、防止水污染的重要途径。然而目前矿井水井下的复用技术没有较为成熟的技术方案，因此，如何解决矿井水的处理、排放以及经济高效利用，一直是煤矿行业绿色可持续发展长期探索的问题。[0003] 目前绝大部分煤矿井下水是直接经过简单的沉淀处理后排入地表水体，处理矿井水的方法是矿井水由井下水仓排出，或者是在地面上修建调节池以及处理矿井水的构筑物，以使矿井水经过处理好达到排放或饮用等水质要求，一部分在地面进行利用，另一部分再返回到井下利用。如授权公告号为CN216273516U的实用新型公开了一种煤矿井下高浊度矿井水处理装置，根据其工作原理可知，其通过沉淀和絮凝的方式达到对矿井水处理的效果。然而现有技术传统处理矿井水的方式具有以下问题：（1）目前传统的矿井水处理往往是先通过水泵将矿井水从井水水输送至地面上再进行水处理，然而此过程需要耗费大量的电能用于矿井水提升，并且还存在加压泵泵壳易损坏、上下管道压力过高、下水管道减压难度较大等问题；（2）常规的矿井水预处理通常包括絮凝、沉淀等操作步骤，水质要求较高的预处理方式往往还包括调节池和配水井，存在占地面积大的问题；（3）絮凝沉淀等矿井水预处理是将矿化度不高而悬浮物含量较高的矿井水提升到地面上调节池进行预沉处理，依靠重力作用将矿井水中的颗粒物与水分开，导致传统的絮凝沉淀等水质预处理需要很长时间才能完成；（4）絮凝处理则需向矿井水中加入聚丙烯酰胺絮凝剂进行反应，然由于在矿井水处理过程中，水质波动较大，混合液中活性浓度难以稳定，技术人员通常凭借经验添加絮凝剂，絮凝剂投加量不合理难以保证水质，导致水质进一步复杂，为后续处理增添负担。发明内容[0004] 本实用新型为解决现有技术矿井水的处理方式存在矿井水提升耗费电能高、加压泵泵壳易损坏、占地面积大、耗费时间长、水质易进一步复杂的问题，提供一种新型的矿井水井下处理装置，该装置能有效去除矿井水中的难溶性固体杂质，并且不需向矿井水内额外添加絮凝剂，有效防止了矿井水水质进一步复杂，并且节省了传统井下预处理絮凝沉淀等待的时间，减小了占地面积。[0005] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种新型的矿井水井下处理装置，包括水箱和夹持机构，所述水箱内部设置有搅拌组件，所述水箱的内壁一侧设置有定位卡板，所述定位卡板的顶部开设有定位卡槽，所述水箱的内侧壁设置有超声波雾化器，所述超声波雾化器的两侧均设有侧边板，侧边板卡设在所述定位卡槽内；所述水箱的一侧上部连通有进水管、下部连通有出泥管，所述水箱的顶部连通有连接管道，所述连接管道上端连接有水雾收集机构，超声波雾化器用于将通入水箱内的矿井水雾化成水雾，而后水雾收集机构将水雾进行收集并将其冷凝为水。[0006] 所述水雾收集机构包括垂直设置的斜流增压风机，所述斜流增压风机的进风端连通有通风管道、出风端连通有冷凝管道，所述通风管道的另一端与所述连接管道相连通，斜流增压风机用于抽吸水箱内雾化的水雾。[0007] 所述水箱的上部一侧还开设有放置孔，所述放置孔处设置有与水箱铰接的盖板，所述水箱上位于所述放置孔处还开设有出线口，通过放置孔可将超声波雾化器安装在水箱内，同时还便于定时对超声波雾化器进行检修。[0008] 进一步地，所述搅拌组件包括转动设置在水箱内的搅拌杆，所述搅拌杆上环形布设有多个搅拌叶片，搅拌组件的目的是搅拌混合均匀矿井水。[0009] 进一步地，所述水箱的一侧开设有凹槽，所述凹槽处开设有通孔，所述搅拌杆的一端穿过通孔延伸至水箱外部、且连接有搅拌把手，所述凹槽内还设置有密封圈，凹槽和密封圈的作用是防止搅拌杆与水箱的连接处渗水。[0010] 进一步地，所述斜流增压风机的进风端和出风端均设置有连接壳，所述斜流增压风机的外侧壁套设有用于固定连接壳的固定环。[0011] 进一步地，所述通风管道一端套设在连接壳内；所述冷凝管道上端套设在所述连接壳内。[0012] 进一步地，所述冷凝管道的底部连接有漏斗，所述漏斗的下方设置有储水器，储水器用于收集水雾冷凝的水。[0013] 进一步地，所述夹持机构包括底座和固定设置在底座上的立杆，所述立杆的上部设置有用于固定斜流增压风机的上管道夹，所述立杆的下部设置有用于固定所述漏斗的下管道夹，上管道夹和下管道夹分别用于夹持固定斜流增压风机和漏斗。[0014] 通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：[0015] 本实用新型能够有效去除矿井水中的难溶性固体杂质，并且在处理矿井水的过程中不需额外添加絮凝剂，能有效防止矿井水水质进一步复杂，避免为后续矿井水处理增添负担；同时节省了传统井下预处理絮凝沉淀等待的时间，减少了占地面积；同时由于该装置在使用过程中放置在井下使用，因此不需要再将矿井水提升至地面，解决了原有提升矿井水时所存在的问题。[0016] 本实用新型的超声波雾化器用于将通入水箱内的矿井水进行雾化处理，以使矿井水雾化成水雾被水雾收集机构收集处理冷凝为水，斜流增压风机用于抽吸水箱内矿井水雾化成的水雾。[0017] 本实用新型搅拌杆和搅拌叶片用于将矿井水混合搅拌均匀，以使待处理矿井水中的固态物质和液态水或胶体分散并均匀的混合，避免雾化后胶体或固态物质直接沉底悬浮而导致反应不均匀。附图说明[0018] 图1是本实用新型一种新型的矿井水井下处理装置的结构示意图；[0019] 图2是本实用新型雾化机构的结构示意图一；[0020] 图3是本实用新型雾化机构的结构示意图二；[0021] 图4是本实用新型水箱的结构示意图；[0022] 图5是本实用新型超声波雾化器的结构示意图；[0023] 图6是本实用新型斜流增压风机的结构示意图；[0024] 图7是本实用新型搅拌杆与水箱连接处的结构示意图；[0025] 图8是图3中A处的放大图；[0026] 图9是本实用新型一种新型的矿井水井下处理装置雾化前的结构示意图；[0027] 图10是本实用新型一种新型的矿井水井下处理装置雾化时的结构示意图。[0028] 附图中标号为：1为水箱，2为连接管道，3为进水管，4为出泥管，5为放置孔，6为盖板，7为搅拌杆，8为搅拌叶片，9为搅拌把手，10为凹槽，11为密封圈，12为通孔，13为超声波雾化器，14为侧边板，15为定位卡板，16为出线口，17为通风管道，18为斜流增压风机，19为连接壳，20为冷凝管道，21为固定环，22为储水器，23为底座，24为立杆，25为下管道夹，26为上管道夹。具体实施方式[0029] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：[0030] 如图1～图10所示，一种新型的矿井水井下处理装置，本实施例为实验室矿井水处理实验装置，包括水箱1和夹持机构，水箱1采用亚克力板材质制成，其目的是便于水箱1内部矿井水的净化效果以及搅拌叶片9的搅拌效果，所述水箱1内部设置有搅拌组件，所述水箱1的内壁一侧设置有定位卡板15，定位卡板15的数量为2个、且均固定设在水箱1内壁一侧，所述定位卡板15的顶部开设有定位卡槽，所述水箱1的内侧壁设置有超声波雾化器13，本实施例中根据需求可在水箱1内安装多个超声波雾化器13，所述超声波雾化器13的两侧均设有侧边板14，侧边板14卡设在所述定位卡槽内，侧边板14和定位卡板15上还均开设有定位孔，可通过螺栓穿过定位孔对超声波雾化器13进一步固定；所述水箱1的一侧上部连通有进水管3、下部连通有出泥管4，进水管3的高度高于出泥管4的高度，处理矿井水时可通过进水管3向水箱1内输入矿井水，矿井水处理完成后，可将沉底的难溶性固体杂质从出泥管4排出，所述水箱1的顶部连通有连接管道2，所述连接管道2上端连接有水雾收集机构。本实施例中超声波雾化器13采用佛山市南海科日超声电子有限公司的M1009?2超声波雾化器，超声波雾化器13外壳采用不锈钢材质制成，超声波雾化器13由不锈钢外壳、电源指示灯、雾化片、雾化环、缺水保护开关和变压器等构件组成，其中可对超声波雾化片进行更换，使用时矿井水水位需要超过缺水保护开关，低于要求水位时缺水保护开关闪灯提醒并且系统自动停止工作，防止超声波雾化器13干烧，超声波雾化器13为现有技术，其结构以及工作原理在此不再详细赘述。[0031] 所述水雾收集机构包括垂直设置的斜流增压风机18，斜流增压风机18垂直于地面竖直固定，其目的是使得冷凝水流路径与自由落体运动相同，以避免冷凝水在设备中的凝结，进而对设备运行安全造成威胁，斜流增压风机18由壳体、底座、旋转叶片和外接电源构成，所述斜流增压风机18的进风端连通有通风管道17、出风端连通有冷凝管道20，所述通风管道17的另一端与所述连接管道2相连通，矿井水处理过程中，打开斜流增压风机18，斜流增压风机18将水箱1内矿井水雾化成的水雾通过通风管道17抽吸到冷凝管道20中进行冷凝。[0032] 所述水箱1的上部一侧还开设有放置孔5，所述放置孔5处设置有与水箱1铰接的盖板6，所述水箱1上位于所述放置孔5处还开设有出线口16。本实施例中盖板6通过合页与水箱1铰接，打开盖板6，可将超声波雾化器13安装在水箱1内，同时通过放置孔5还便于对超声波雾化器13进行检修，超声波雾化器13额定输入直流电为45～48，因此需配备400W的变压器，超声波雾化器13的电源线可穿过出线口16与外部变压器相连接，本实施例实验室矿井水处理实验装置每小时可雾化9公斤水。[0033] 所述搅拌组件包括转动设置在水箱1内的搅拌杆7，所述搅拌杆7上环形布设有多个搅拌叶片9，本实施例中搅拌杆7上安装有3个搅拌叶片9。[0034] 所述水箱1的一侧开设有凹槽10，水箱1的一侧内外壁均开设有凹槽10，所述凹槽10处开设有通孔12，所述搅拌杆7的一端穿过通孔12延伸至水箱1外部、且连接有搅拌把手

9，所述凹槽10内还设置有密封圈11，通过凹槽10与密封圈11可有效防止在处理矿井水过程中，矿井水从搅拌杆7和水箱1的连接处渗水。

[0035] 所述斜流增压风机18的进风端和出风端均设置有连接壳19，所述斜流增压风机18的外侧壁套设有用于固定连接壳19的固定环21，固定环21套设在连接壳19与斜流增压风机18的连接处以实现对连接壳19固定的效果。

[0036] 所述通风管道17一端套设在连接壳19内；所述冷凝管道20上端套设在所述连接壳19内，本实施例中通风管道17和冷凝管道20的直径与连接壳19端部的内径相匹配，其中通风管道17和冷凝管道20与连接壳19的连接处还分别安装有用于紧固通风管道17和冷凝管道20的铁箍，本实施例实验室矿井水处理实验装置的连接管道2、通风管道17和冷凝管道20均采用铝箔材质制成，以方便移动和控制管路路径，严格控制装置整体的气密性。

[0037] 所述冷凝管道20的底部连接有漏斗，所述漏斗的下方设置有储水器22，本实施例实验室矿井水处理实验装置所用的储水器22为烧杯，漏斗底部连接有导流管，且导流管下端伸入储水器22之中。[0038] 所述夹持机构包括底座23和固定设置在底座23上的立杆，所述立杆24的上部设置有用于固定斜流增压风机18的上管道夹26，上管道夹26的数量为2个，所述立杆24的下部设置有用于固定所述漏斗的下管道夹25，通过上管道夹26和下管道夹25分别对斜流增压风机18和漏斗进行夹持固定，本实施例中夹持机构为实验室之中所用的铁架台。

[0039] 本实施例实验室矿井水处理实验装置组装完毕后，在水箱1内通入待实验用矿井水并连接电源即可开始实验，实验结束后对超声波雾化前后水样进行水化学分析实验，通过肉眼观察、TDS检测、pH检测和常规离子检测等方法进行水质对比分析，超声波雾化对水的颜色和浊度的净化效果十分明显，对降低水的总硬度有明显效果，且能较好去除水中难溶性的固体杂质。[0040] 需要说明的是，本装置在井下具体实施时，水箱1的具体尺寸以及通风管道17和冷凝管道20的直径可根据现场具体需求的净化水量进行选择，同时也可对超声波雾化器13和斜流增压风机18的型号进行改变，储水器22可为储水罐或储水槽等储水装置。[0041] 本实用新型的工作原理如下：首先通过进水管3向水箱1内通入需处理的矿井水，其中矿井水的水位要超过超声波雾化器13的缺水保护开关，而后可通过搅拌把手9转动搅拌杆7，以使搅拌叶片8在水箱1内转动将矿井水搅拌混合均匀。打开超声波雾化器13和斜流增压风机18，超声波雾化器13将矿井水雾化成水雾，水雾在斜流增压风机18的作用下，通过连接管道2进入通风管道17，从而再通入冷凝管道20中进行冷却，水雾在冷凝管道20中冷凝为水而后滴落在漏斗内，而后流落至漏斗下方的储水器22中。[0042] 以上所述之实施例，只是实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述技术方案所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。