一种矿井余热综合再利用设备

1.本发明涉及矿井水余热利用技术领域，具体为一种矿井余热综合再利用设备。


背景技术：

2.矿井余热资源：矿井在生产过程中会产生大量余热，如机械设备的散热、高温水源等。这些余热资源潜在地具有热能利用价值。
3.目前，随着工业发展和能源消耗的增加，矿井中产生的大量余热未被有效利用，导致能源浪费和环境负担增加。
4.因此，有必要提供一种矿井余热综合再利用设备，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿井余热综合再利用设备，其包括清水源、净化系统，所述净化系统的输入端分别连通矿井水、清水源，其中，所述清水源用于矿井水的换热和水量补给，所述净化系统的输出端分别连通有水空调系统、澡堂、入井口，所述水空调系统能够调控办公楼室内温度，且所述净化系统的输出端处还设有温度传感器。
6.进一步，作为优选，还分别包括用于热水补充的太阳能、水源热泵。
7.进一步，作为优选，所述净化系统的输出端还连通有用于水循环置换的空压机余热系统。
8.进一步，作为优选，所述净化系统包括净化筒、过滤筒膜以及导管一，所述净化筒两端分别安装封盖，所述过滤筒膜同心设置在净化筒内，其两端分别与封盖密封转动连接，形成中心筒腔、外侧环腔，所述导管一贯穿封盖与中心筒腔连通，所述外侧环腔连通矿井水；
9.且两侧所述封盖之间还设有用于清洁过滤筒膜内膜面和外膜面的膜清洁组件；
10.且所述封盖上还设有用于调控净化筒自转的自转调控系统。
11.进一步，作为优选，所述自转调控系统包括槽腔一、环槽腔以及齿槽，所述槽腔一、环槽腔分别开设在封盖上，所述齿槽开设在过滤筒膜的端部，槽腔一中安装电机一，电机一输出端安装有与齿槽相啮合的齿轮。
12.进一步，作为优选，且所述齿槽位于封盖内部一侧设置。
13.进一步，作为优选，所述封盖上开设有槽腔一，所述膜清洁组件包括箱壳、内壳罩、外壳罩、导管二以及导绳，所述箱壳嵌入槽腔一内，箱壳中分别设有靠外侧的密封腔一和靠内侧的密封腔二，密封腔二分别连通有外导孔、内导孔，密封腔一中安装有电机二，且所述密封腔一还设有上伸缩调控、下伸缩调控用的伸缩器；
14.所述导绳贯穿两侧所述箱壳并套在两侧设置的电机二输出端轴上，所述导绳的上绳段和下绳段分别安装有清洁刷块并呈中心对称设置；
15.所述内壳罩呈上下面向设置覆罩导绳及清洁刷块，其两端分别与两侧的箱壳连接固定；
16.所述外壳罩呈上下面向设置覆罩内壳罩，其两端分别两侧对应的伸缩器输出端连接固定；
17.所述导管二贯穿密封腔一与密封腔二相连通，且左侧导管二连通清水源，右侧导管二连通沉淀池。
18.进一步，作为优选，所述沉淀池还连通清水源。
19.进一步，作为优选，所述过滤筒膜的内膜面和外膜面分别设有与外壳罩壳棱相对应的密封卡槽。
20.进一步，作为优选，所述清洁刷块与内壳罩壳底之间预留有通口。
21.与现有技术相比，本发明提供了一种矿井余热综合再利用设备，具备以下有益效果：
22.本发明中对于矿井涌水量高、水温在25℃以上的矿井，配合空压机余热、水源热泵以及太阳能进行综合利用矿井余热；能够通过净化系统过滤处理，配合清水源进行水温置换和水源供给形成处于25℃以上的水源；夏季时，可直接对办公楼利用水空调进行降温，可降低煤矿电量成本；结合空压机余热提供的部分热水，可供应地面澡堂洗浴用水；此外，还可用于夏季入井口洒水降温；冬季时，结合空压机余热、水源热泵及太阳能的配合使用，可将水源温度提高至40～60℃，便可用于办公楼水空调系统制热、职工洗浴以及温度过低时的入井口防结冰处理；因此，不仅降低了空压机温度、延长了设备使用年限，而且水源热水的补充措施也保障了供热系统的稳定性与可靠性，能有效降低生产成本，实现矿井余热有效利用及矿井低碳生产，符合双碳目标下绿色矿山建设范畴。
附图说明
23.图1为本发明的矿井余热综合再利用结构示意图；
24.图2为本发明的矿井余热综合再利用局部示意图；
25.图3为本发明的净化系统结构示意图；
26.图4为本发明的膜清洁组件结构示意图；
27.图5为本发明的膜清洁组件局部剖视结构示意图；
28.图6为本发明的膜清洁组件局部截面结构示意图；
29.图7为本发明的封盖结构示意图；
30.图8为本发明的封盖局部剖视结构示意图；
31.图9为本发明的自转调控系统结构放大示意图；
32.图中：1、矿井水；2、净化系统；3、清水源；4、沉淀池；5、温度传感器；6、水空调系统；7、办公楼；8、澡堂；9、入井口；10、水源热泵；11、太阳能；12、空压机余热系统；21、净化筒；22、封盖；23、过滤筒膜；24、导管一；25、膜清洁组件；26、电机一；27、齿轮；221、槽腔一；222、槽腔二；223、环槽腔；231、密封卡槽；232、齿槽；251、箱壳；252、内壳罩；253、外壳罩；254、伸缩器；255、导管二；256、外导孔；257、内导孔；258、电机二；259、导绳；2510、清洁刷块；2511、密封腔一；2512、密封腔二。
具体实施方式
33.参照图1-9，本发明提供一种技术方案：一种矿井余热综合再利用设备，其包括清水源3、净化系统2，所述净化系统2的输入端分别连通矿井水1、清水源3，其中，所述清水源3用于矿井水的换热和水量补给，所述净化系统2的输出端分别连通有水空调系统6、澡堂8、入井口9，所述水空调系统6能够调控办公楼7室内温度，且所述净化系统2的输出端处还设有温度传感器5；还分别包括用于热水补充的太阳能11、水源热泵10；所述净化系统2的输出端还连通有用于水循环置换的空压机余热系统12；
34.本实施例中，对于矿井涌水量高、水温在25℃以上的矿井，配合空压机余热、水源热泵以及太阳能进行综合利用矿井余热；其中，当矿井水的水质不合适直接使用时，能够通过净化系统过滤处理，配合清水源进行水温置换和水源供给形成处于25℃以上的水源，并由温度传感器实时监测输出水源的温度状况；因此，在夏季时，便可直接对办公楼利用水空调进行降温，可降低煤矿电量成本；结合空压机余热提供的部分热水，可供应地面澡堂洗浴用水；此外，还可用于夏季入井口洒水降温；在冬季时，结合空压机余热、水源热泵及太阳能的配合使用，可将水源温度提高至40～60℃，便可用于办公楼水空调系统制热、职工洗浴以及温度过低时的入井口防结冰处理；因此，不仅降低了空压机温度、延长了设备使用年限，而且水源热水的补充措施也保障了供热系统的稳定性与可靠性，能有效降低生产成本，实现矿井余热有效利用及矿井低碳生产，符合双碳目标下绿色矿山建设范畴。
35.本实施例中，所述净化系统2包括净化筒21、过滤筒膜23以及导管一24，所述净化筒21两端分别安装封盖22，所述过滤筒膜23同心设置在净化筒21内，其两端分别与封盖22密封转动连接，形成中心筒腔、外侧环腔，所述导管一24贯穿封盖22与中心筒腔连通，所述外侧环腔连通矿井水1；
36.且两侧所述封盖22之间还设有用于清洁过滤筒膜23内膜面和外膜面的膜清洁组件25；
37.且所述封盖22上还设有用于调控净化筒21自转的自转调控系统；
38.其中，右侧的导管一用于中心筒腔中的水源的输出，左侧的导管一连通清水源3，具体实施时，外侧环腔中的矿井水1通过过滤筒膜过滤进入中心筒腔中，再经右侧的导管一进行输出，其中，通过自转调控系统能够调控过滤筒膜进行自转，便可使得膜清洁组件全面的对过滤筒膜的内膜面和外膜面均进行清洁处理，从而实时维持过滤筒膜的过滤效率、过滤效果，进而提高水源过滤处理的品质。
39.其中，所述自转调控系统包括槽腔一222、环槽腔223以及齿槽232，所述槽腔一222、环槽腔223分别开设在封盖22上，所述齿槽232开设在过滤筒膜23的端部，槽腔一222中安装电机一26，电机一26输出端安装有与齿槽232相啮合的齿轮27。
40.作为较佳的实施例，且所述齿槽232位于封盖22内部一侧设置，以便齿槽不接触水源，从而保持齿槽的整洁性，同时也避免污染水源。
41.其中，所述封盖22上开设有槽腔一221，所述膜清洁组件25包括箱壳251、内壳罩252、外壳罩253、导管二255以及导绳259，所述箱壳251嵌入槽腔一221内，箱壳251中分别设有靠外侧的密封腔一2511和靠内侧的密封腔二2512，密封腔二2512分别连通有外导孔256、内导孔257，密封腔一2511中安装有电机二258，且所述密封腔一2511还设有上伸缩调控、下伸缩调控用的伸缩器254；
42.所述导绳259贯穿两侧所述箱壳251并套在两侧设置的电机二258输出端轴上，所述导绳259的上绳段和下绳段分别安装有清洁刷块2510并呈中心对称设置；
43.所述内壳罩252呈上下面向设置覆罩导绳259及清洁刷块2510，其两端分别与两侧的箱壳251连接固定；
44.所述外壳罩253呈上下面向设置覆罩内壳罩252，其两端分别两侧对应的伸缩器254输出端连接固定；
45.所述导管二255贯穿密封腔一2511与密封腔二2512相连通，且左侧导管二255连通清水源3，右侧导管二255连通沉淀池4；
46.具体实施时，通过电机二驱动带动导绳往复传动，便可带动清洁刷块往复移动清洁过滤筒膜的内膜面和外膜面，且清洁刷块清洁的过程中，会先通过伸缩器调控外侧的外壳罩靠向过滤筒膜的外膜面、内侧的外壳罩靠向过滤筒膜的内膜面并紧密贴合，便可形成密封结构，此后，清洁刷块清洁的过程中，清洁脱落的污垢等杂质便会不会流入中心筒腔、外侧环腔中，清洁形成的污水则直接导入沉淀池中进行沉淀，从而能够使得对过滤筒膜的清洁与过滤筒膜对矿井水的过滤处理同步进行。
47.其中，所述沉淀池4还连通清水源3，也就是说，沉淀池中沉淀处理过后的污水，还可再次导入清水源中进行循环使用，从而提高水资源利用率，降低水资源的浪费，也避免了的环境污染。
48.其中，所述过滤筒膜23的内膜面和外膜面分别设有与外壳罩253壳棱相对应的密封卡槽231，以便进一步提高外壳罩与过滤筒膜的密封效果。
49.其中，所述清洁刷块2510与内壳罩252壳底之间预留有通口，以便清洁刷面清洁过滤筒膜内膜面和外膜面的过程中，污水能够及时的被冲流交换流出。
50.以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种矿井余热综合再利用设备，其包括清水源(3)、净化系统(2)，其特征在于，所述净化系统(2)的输入端分别连通矿井水(1)、清水源(3)，其中，所述清水源(3)用于矿井水的换热和水量补给，所述净化系统(2)的输出端分别连通有水空调系统(6)、澡堂(8)、入井口(9)，所述水空调系统(6)能够调控办公楼(7)室内温度，且所述净化系统(2)的输出端处还设有温度传感器(5)。2.根据权利要求1所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，还分别包括用于热水补充的太阳能(11)、水源热泵(10)。3.根据权利要求1所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述净化系统(2)的输出端还连通有用于水循环置换的空压机余热系统(12)。4.根据权利要求1所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述净化系统(2)包括净化筒(21)、过滤筒膜(23)以及导管一(24)，所述净化筒(21)两端分别安装封盖(22)，所述过滤筒膜(23)同心设置在净化筒(21)内，其两端分别与封盖(22)密封转动连接，形成中心筒腔、外侧环腔，所述导管一(24)贯穿封盖(22)与中心筒腔连通，所述外侧环腔连通矿井水(1)；且两侧所述封盖(22)之间还设有用于清洁过滤筒膜(23)内膜面和外膜面的膜清洁组件(25)；且所述封盖(22)上还设有用于调控净化筒(21)自转的自转调控系统。5.根据权利要求4所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述自转调控系统包括槽腔一(222)、环槽腔(223)以及齿槽(232)，所述槽腔一(222)、环槽腔(223)分别开设在封盖(22)上，所述齿槽(232)开设在过滤筒膜(23)的端部，槽腔一(222)中安装电机一(26)，电机一(26)输出端安装有与齿槽(232)相啮合的齿轮(27)。6.根据权利要求5所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，且所述齿槽(232)位于封盖(22)内部一侧设置。7.根据权利要求4所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述封盖(22)上开设有槽腔一(221)，所述膜清洁组件(25)包括箱壳(251)、内壳罩(252)、外壳罩(253)、导管二(255)以及导绳(259)，所述箱壳(251)嵌入槽腔一(221)内，箱壳(251)中分别设有靠外侧的密封腔一(2511)和靠内侧的密封腔二(2512)，密封腔二(2512)分别连通有外导孔(256)、内导孔(257)，密封腔一(2511)中安装有电机二(258)，且所述密封腔一(2511)还设有上伸缩调控、下伸缩调控用的伸缩器(254)；所述导绳(259)贯穿两侧所述箱壳(251)并套在两侧设置的电机二(258)输出端轴上，所述导绳(259)的上绳段和下绳段分别安装有清洁刷块(2510)并呈中心对称设置；所述内壳罩(252)呈上下面向设置覆罩导绳(259)及清洁刷块(2510)，其两端分别与两侧的箱壳(251)连接固定；所述外壳罩(253)呈上下面向设置覆罩内壳罩(252)，其两端分别两侧对应的伸缩器(254)输出端连接固定；所述导管二(255)贯穿密封腔一(2511)与密封腔二(2512)相连通，且左侧导管二(255)连通清水源(3)，右侧导管二(255)连通沉淀池(4)。8.根据权利要求7所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述沉淀池(4)还连通清水源(3)。
9.根据权利要求7所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述过滤筒膜(23)的内膜面和外膜面分别设有与外壳罩(253)壳棱相对应的密封卡槽(231)。10.根据权利要求7所述的一种矿井余热综合再利用设备，其特征在于，所述清洁刷块(2510)与内壳罩(252)壳底之间预留有通口。

技术总结
本发明公开了一种矿井余热综合再利用设备，其包括清水源、净化系统，所述净化系统的输入端分别连通矿井水、清水源，其中，所述清水源用于矿井水的换热和水量补给，所述净化系统的输出端分别连通有水空调系统、澡堂、入井口，所述水空调系统能够调控办公楼室内温度，且所述净化系统的输出端处还设有温度传感器。净化系统的输出端处还设有温度传感器。净化系统的输出端处还设有温度传感器。


技术研发人员：白二虎 谭毅 郭文兵 闫伟涛 黄广帅 张文志 郭明杰 卢卫永 张纪云 陈岩 程浩 李学燚
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/8