冻结工程可变更工作面盐水双循环系统的制作方法

1.本实用新型涉及冻结施工技术领域。具体地说是冻结工程可变更工作面盐水双循环系统。


背景技术：

2.地层冻结法是利用人工制冷技术使得地层中的水冻结，临时加固地层，以便进行地下工程的开挖与支护；在实际施工中，经常存在多个工作面同时冻结施工，当多个冻结工作面同时进行冻结时，往往需要在各个工作面上布置单独的冻结循环系统，其工作量大，布置耗时费力，延长了工期，各冻结系统在不同的工作面上不能够实现快速的冻结切换，各冻结系统之间不能够进行冷量互补，给实际的工程施工造成一定的不便与浪费。


技术实现要素：

3.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种便于快速变更工作面、冷量能够互补且布置方便的冻结工程可变更工作面盐水双循环系统。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，包括盐水内循环系统、盐水箱组和盐水外循环系统，所述盐水内循环系统由多路内循环模块组成，所述盐水外循环系统由多路外循环模块组成，所述多路内循环模块的进液端与所述盐水箱组的内循环出液端流体导通，所述多路内循环模块的出液端与所述盐水箱组的内循环进液端流体导通，所述多路外循环模块的进液端与所述盐水箱组的外循环出液端流体导通，所述多路外循环模块的出水管与所述盐水箱组的外循环进液端流体导通。通过设置盐水箱组并配合盐水外循环系统和盐水内循环系统，能够进行多工作面冻结施工，且能够集中布置冷冻机，避免了在每个工作面布置冷冻机的麻烦。
5.上述冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，所述盐水箱组包括第一盐水箱和第二盐水箱，所述第一盐水箱和所述第二盐水箱的结构相同，所述第一盐水箱的中部设置有隔板，所述隔板的两侧分别与第一盐水箱的内壁两侧固定且密封连接，所述隔板的底部与所述第一盐水箱的内壁底部固定且密封连接，所述隔板的顶部开设有溢流槽，所述第一盐水箱的内部空间通过隔板分隔为低温区和高温区，所述第一盐水箱高温区的侧壁底部分别连通有高温盐水出水管和备用出水管，所述第一盐水箱低温区的侧壁底部连通有低温盐水出水管，所述第一盐水箱的底部设置有排污阀，所述第一盐水箱的顶部设置有钢筋网，所述钢筋网的顶部铺设有滤网，所述第一盐水箱的外侧壁四周和底部均设置有保温板；所述第一盐水箱的低温区和所述第二盐水箱的低温区流体导通，所述第一盐水箱的高温盐水出水管和所述第二盐水箱的高温盐水出水管中部均设置有高温盐水泵，所述第一盐水箱的低温盐水出水管和第二盐水箱的低温盐水出水管中部均设置有低温盐水泵，所述第一盐水箱和所述第二盐水箱的备用出水管中部均设置有阀门，所述第一盐水箱和所述第二盐水箱的备用出水管另一端连通有同一个盐水泵，所述盐水泵的出液端连通有两个备用管路，且两个所述备用管路的中部均设置有阀门。通过设置第一盐水箱和第二盐水箱，能够起到储存盐
水和缓冲盐水压力的目的，且第一盐水箱和第二盐水箱的低温区相互连通，能够在一个工作面低温盐水量不足时，通过另一个盐水箱内的低温盐水进行补充，起到相互补充的目的。
6.上述冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，所述第一盐水箱的侧壁和所述第二盐水箱的侧壁固定连接，且所述第一盐水箱的隔板侧壁和所述第二盐水箱的隔板侧壁位于同一平面内，所述第一盐水箱的低温区和所述第二盐水箱的低温区位于同侧，所述第一盐水箱的高温区和所述第二盐水箱的高温区位于同侧，所述第一盐水箱和所述第二盐水箱相互连接的低温区侧壁顶部均开设有水位平衡口，所述第一盐水箱的低温区和所述第二盐水箱的低温区通过水位平衡口流体导通。
7.上述冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，所述第一盐水箱的宽度为2.5m、长度为3m、高度为2.8m，所述排污阀的直径为50mm，所述钢筋网轴线距所述第一盐水箱的顶部的距离为200mm。
8.上述冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，所述多路内循环模块包括两根高温盐水干管、两根低温盐水干管、清水循环干管和两个或两个以上冷冻机，两个或两个以上所述冷冻机的高温盐水进液端连通有冷冻机进水管，所述冷冻机进水管的另一端分别与两根所述高温盐水干管流体导通，两个或两个以上所述冷冻机的低温盐水出液端连通有冷冻机出水管，所述冷冻机出水管的另一端分别与两根所述低温盐水干管流体导通，两个或两个以上所述冷冻机的清水循环出液端和清水循环进液端均连通有清水循环管路，两个所述清水循环管路的另一端分别与所述清水循环干管流体导通；一根所述高温盐水干管的进液端与所述盐水箱组中第一盐水箱的高温盐水出水管出液端流体导通，另一根所述高温盐水干管的进液端与所述盐水箱组中第二盐水箱的高温盐水出水管出液端流体导通，所述盐水箱组中的两个所述备用管路的出液端分别与两根所述高温盐水干管的进液端流体导通，一根所述低温盐水干管的出液端位于所述盐水箱组中第一盐水箱低温区的正上方，另一根所述低温盐水干管的出液端位于所述盐水箱组中第二盐水箱低温区的正上方。通过设置多路内循环模块，使冷冻机组能够集中布置，在实际的应用中，能够减少布置和安装运输冷冻机组带来的不便，且多个冷冻机通过管路并联，能够增强对盐水的制冷效果，且通过盐水箱组后，能够利用多个冷冻机组向一个工作面提供冷量，提升冻结效果。
9.上述冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，所述多路外循环模块包括第一冻结管、第二冻结管、第一高温盐水回水管和第二高温盐水回水管，所述第一冻结管的出液端与所述第一高温盐水回水管的进液端流体导通，所述第二冻结管的出液端与所述第二高温盐水回水管的进液端流体导通；所述盐水箱组中第一盐水箱的低温盐水出水管的出液端与所述第一冻结管的进液端流体导通，所述盐水箱组中第二盐水箱的低温盐水出水管的出液端与所述第二冻结管的进液端流体导通，所述第一高温盐水回水管的出液端位于所述盐水箱组中第二盐水箱高温区的正上方，所述第二高温盐水回水管的出液端位于所述盐水箱组中第一盐水箱高温区的正上方。
10.本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：
11.1、通过设置盐水箱组，能够起到储存盐水和缓冲盐水压力的作用，由于两个盐水箱低温区相互连通，能够对不同工作面的冷量相互补充，当一个工作面对冷量需求少，而另一个工作面对冷量需求较大时，两个低温区出现液位差，较高液面的低温区通过水位平衡口向较低液面的低温区流动，起到向冷量需求大的工作面补充冷量的目的；盐水箱的顶部
设置滤网，能够防止杂质进入水箱内。
12.2、通过设置两路盐水外循环管道，能够在变更工作面时，仅需关闭一路盐水外循环管道分支的阀门，切换至另一路的连接管路即可，不需要移动和重新安装冷冻机，操作简单便捷，能够减少人力、物力和时间的浪费，提高工作效率。
13.3、盐水内循环系统由双路输入和双路输出组成，能够减少盐水内循环时的阻力，提高盐水循环速度，增强盐水制冷效果。
14.4、通过盐水内循环系统、盐水箱组和盐水外循环系统的相互配合，每台冷冻机既可以同时为两个工作面工作，又可以为单个工作面工作，又可以不参与冻结工作，从而为复杂冻结系统的冷量优化提供了保障；且能够根据实际冻结效果，冻结系统中的冷冻机数量可进行动态调整，节约了能源，保障了冻结施工安全。
附图说明
15.图1本实用新型的连接示意图；
16.图2本实用新型中盐水箱组的立体结构示意图；
17.图3本实用新型中盐水箱组的俯视结构示意图；
18.图4本实用新型中盐水箱组的侧视结构示意图；
19.图5本实用新型中盐水箱组与管路连接的示意图。
20.图中附图标记表示为：1
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盐水内循环系统；101
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高温盐水干管；102
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冷冻机；103
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冷冻机进水管；104
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低温盐水干管；105
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冷冻机出水管；106
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清水循环干管；107
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清水循环管路；2
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盐水箱组；201
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第一盐水箱；202
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第二盐水箱；203
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隔板；204
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溢流槽；205
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钢筋网；206
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滤网；207
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保温板；208
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高温盐水出水管；209
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备用出水管；210
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低温盐水出水管；211
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排污阀；212
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高温盐水泵；213
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低温盐水泵；214
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低温区；215
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高温区；216
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水位平衡口；3
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盐水外循环系统；301
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第一冻结管；302
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第二冻结管；303
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第一高温盐水回水管；304
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第二高温盐水回水管。
具体实施方式
21.请参阅图1，冻结工程可变更工作面盐水双循环系统，包括盐水内循环系统1、盐水箱组2和盐水外循环系统3，所述盐水内循环系统1由多路内循环模块组成，所述盐水外循环系统3由多路外循环模块组成，所述多路内循环模块的进液端与所述盐水箱组2的内循环出液端流体导通，所述多路内循环模块的出液端与所述盐水箱组2的内循环进液端流体导通，所述多路外循环模块的进液端与所述盐水箱组2的外循环出液端流体导通，所述多路外循环模块的出水管与所述盐水箱组2的外循环进液端流体导通。
22.如图1所示，所述多路内循环模块包括两根高温盐水干管101、两根低温盐水干管104、清水循环干管106和两个或两个以上冷冻机102，两个或两个以上所述冷冻机102的高温盐水进液端连通有冷冻机进水管103，所述冷冻机进水管103的另一端分别与两根所述高温盐水干管101流体导通，两个或两个以上所述冷冻机102的低温盐水出液端连通有冷冻机出水管105，所述冷冻机出水管105的另一端分别与两根所述低温盐水干管104流体导通，两个或两个以上所述冷冻机102的清水循环出液端和清水循环进液端均连通有清水循环管路107，两个所述清水循环管路107的另一端分别与所述清水循环干管106流体导通；一根所述
高温盐水干管101的进液端与所述盐水箱组2中第一盐水箱201的高温盐水出水管208出液端流体导通，另一根所述高温盐水干管101的进液端与所述盐水箱组2中第二盐水箱202的高温盐水出水管208出液端流体导通，所述盐水箱组2中的两个所述备用管路的出液端分别与两根所述高温盐水干管101的进液端流体导通；盐水内循环系统1由双路输入和双路输出组成，能够减少盐水内循环时的阻力，提高盐水循环速度，增强盐水制冷效果。
23.所述多路外循环模块包括第一冻结管301、第二冻结管302、第一高温盐水回水管303和第二高温盐水回水管304，所述第一冻结管301的出液端与所述第一高温盐水回水管303的进液端流体导通，所述第二冻结管302的出液端与所述第二高温盐水回水管304的进液端流体导通；所述盐水箱组2中第一盐水箱201的低温盐水出水管210的出液端与所述第一冻结管301的进液端流体导通，所述盐水箱组2中第二盐水箱202的低温盐水出水管210的出液端与所述第二冻结管302的进液端流体导通，如图5所示，一根所述低温盐水干管104的出液端位于所述盐水箱组2中第一盐水箱201低温区214的正上方，另一根所述低温盐水干管104的出液端位于所述盐水箱组2中第二盐水箱202低温区214的正上方，所述第一高温盐水回水管303的出液端位于所述盐水箱组2中第二盐水箱202高温区215的正上方，所述第二高温盐水回水管304的出液端位于所述盐水箱组2中第一盐水箱201高温区215的正上方，通过设置两路盐水外循环管道，能够在变更工作面时，仅需关闭一路盐水外循环管道分支的阀门，切换至另一路的连接管路即可，不需要移动和重新安装冷冻机102，操作简单便捷，能够减少人力、物力和时间的浪费，提高工作效率。
24.如图2
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4所示，所述盐水箱组2包括第一盐水箱201和第二盐水箱202，所述第一盐水箱201和所述第二盐水箱202的结构相同，所述第一盐水箱201的宽度为2.5m、长度为3m、高度为2.8m，所述排污阀211的直径为50mm，所述钢筋网205轴线距所述第一盐水箱201的顶部的距离为200mm，所述第一盐水箱201的中部设置有隔板203，所述隔板203的两侧分别与第一盐水箱201的内壁两侧固定且密封连接，所述隔板203的底部与所述第一盐水箱201的内壁底部固定且密封连接，所述隔板203的顶部开设有溢流槽204，所述第一盐水箱201的内部空间通过隔板203分隔为低温区214和高温区215，所述第一盐水箱201高温区215的侧壁底部分别连通有高温盐水出水管208和备用出水管209，所述第一盐水箱201低温区214的侧壁底部连通有低温盐水出水管210，所述第一盐水箱201的底部设置有排污阀211，所述第一盐水箱201的顶部设置有钢筋网205，所述钢筋网205的顶部铺设有滤网206，所述第一盐水箱201的外侧壁四周和底部均设置有保温板207，通过设置盐水箱组2，能够起到储存盐水和缓冲盐水压力的作用，由于两个盐水箱低温区214相互连通，能够对不同工作面的冷量相互补充，当一个工作面对冷量需求少，而另一个工作面对冷量需求较大时，两个低温区214出现液位差，较高液面的低温区214通过水位平衡口216向较低液面的低温区214流动，起到向冷量需求大的工作面补充冷量的目的；盐水箱的顶部设置滤网206，能够防止杂质进入水箱内；所述第一盐水箱201的低温区214和所述第二盐水箱202的低温区214流体导通，所述第一盐水箱201和所述第二盐水箱202的备用出水管209中部均设置有阀门，所述第一盐水箱201和所述第二盐水箱202的备用出水管209另一端连通有同一个盐水泵，所述盐水泵的出液端连通有两个备用管路，且两个所述备用管路的中部均设置有阀门，所述第一盐水箱201的侧壁和所述第二盐水箱202的侧壁固定连接，且所述第一盐水箱201的隔板203侧壁和所述第二盐水箱202的隔板203侧壁位于同一平面内，所述第一盐水箱201的低温区214和所述
第二盐水箱202的低温区214位于同侧，所述第一盐水箱201的高温区215和所述第二盐水箱202的高温区215位于同侧，所述第一盐水箱201和所述第二盐水箱202相互连接的低温区214侧壁顶部均开设有水位平衡口216，所述第一盐水箱201的低温区214和所述第二盐水箱202的低温区214通过水位平衡口216流体导通；如图5所示，所述第一盐水箱201的高温盐水出水管208和所述第二盐水箱202的高温盐水出水管208中部均设置有高温盐水泵212，所述第一盐水箱201的低温盐水出水管210和第二盐水箱202的低温盐水出水管210中部均设置有低温盐水泵213,通过盐水内循环系统、盐水箱组和盐水外循环系统的相互配合，每台冷冻机既可以同时为两个工作面工作，又可以为单个工作面工作，又可以不参与冻结工作，从而为复杂冻结系统的冷量优化提供了保障，且能够根据实际冻结效果，冻结系统中的冷冻机数量可进行动态调整，节约了能源，保障了冻结施工安全。
25.工作原理：在实际的使用中，按照需要布置盐水内循环系统1、盐水箱组2和盐水外循环系统3，将清水循环干管106与外接的清水冷却系统连接；
26.盐水内循环：启动冷冻机102和高温盐水泵212，高温盐水泵212将盐水箱组2高温区215内的高温盐水抽出，并泵入两根高温盐水干管101内，然后输入各个冷冻机进水管103，最后将盐水输入至冷冻机102，冷冻机102对盐水进行冷却，冷却后的低温盐水通过冷冻机出水管105输出至两根低温盐水干管104内，最后分别输入至盐水箱组2的低温区214内，完成盐水内循环；
27.盐水外循环：启动相应的低温盐水泵213，低温盐水泵213将盐水箱组2低温区214内的低温盐水抽出，并输入至第一冻结管301或第二冻结管302内，低温盐水输入冻结管内后，与地层进行热交换后，通过相应的高温盐水回水管回流至盐水箱组2的高温区215内，完成盐水外循环并进行冻结施工；
28.当需要进行变更工作面时，将相应的低温盐水泵213和相应的盐水外循环管路的阀门关闭，然后开启另一个低温盐水泵213，并开启相应的管路阀门，低温盐水输入另一个冻结管内，进行另一工作面的冻结施工，实现工作面的变更。
29.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。