一种高位钻孔循环水复用水箱的制作方法

1.本发明涉及矿井排水技术领域，尤其涉及一种高位钻孔循环水复用水箱。


背景技术：

2.目前矿井井下钻孔施工主要采用供水管道静压冲水，将循环水作为冲渣液，带走钻机切削下的煤屑、岩屑等颗粒物。由于矿山水资源短缺，使用过的冲渣液一般会循环再利用，专利号cn202121316903.2公开的一种钻孔施工循环水利用装置，该文件公开了循环水如何循环利用。在循环水进入现有的沉淀池中，由于淤煤较多，容易造成水箱内滤网堵塞，增加水箱的清淤周期。专利号 cn201320293642.6公开了锥形过滤器的具体细节，由于矿井下面积狭小，空间有限，所以污水处理工艺不易复杂，过滤装置不易庞大。
3.鉴于此，本发明提出一种高位钻孔循环水复用水箱，在现有的水箱内部增设结构，可对循环水中的煤屑颗粒物进行截留，将水与煤屑进行分离，以防止滤网堵塞，一方面提高了循环水的利用效率降低取水成本，另一方面有效减少污染物排放，具有显著的环保和经济效益。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种高位钻孔循环水复用水箱，可将冲渣液中的水循环利用，过滤循环水中的大量煤屑颗粒物，减轻后期处理负担，提高处理效率。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种高位钻孔循环水复用水箱，包括底板、水箱，其特征在于，所述水箱内部设有第一封闭板与第二封闭板，且第一封闭板与第二封闭板之间存在距离，过滤结构安装在第一封闭板与第二封闭板底部，其中，
7.经所述第一封闭板、第二封闭板与过滤结构将水箱内部分为污水区、沉淀区、悬浮区与清水区，第一封闭板与靠近所述第一封闭板的水箱壁构成污水区，第二封闭板与靠近所述第二封闭板的水箱壁构成清水区，过滤结构上方为沉淀区，沉淀区处设有一孔板与多根滤管，滤管内部设有活性炭，孔板正上方为悬浮区，
8.所述第二封闭板上具有三个斜面，其中，第一斜面位于第二封闭板的底部，处于污水区，第二斜面位于第二封闭板中部，处于沉淀区，第三斜面位于第二斜面上方，处于悬浮区，所述第一斜面处设有排淤结构，所述第三斜面处设有沉淀结构。
9.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述第一封闭板上具有第四斜面，其中，第四斜面与第二斜面平行。
10.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述第二封闭板上方开有孔洞，清水滤嘴安装在该孔洞处，进入悬浮区的循环水经清水滤嘴过滤过进入清水区。
11.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，高位钻孔循环水复用水箱还包括污水进口、淤泥出口与清水出口，所述污水进口与淤泥出口位于靠近污水区的一侧与水箱连通，
两清水出口位于靠近清水区的一侧与水箱连通，污水进口、淤泥出口与清水出口处均连接有电控碟阀，清水出口经电控碟阀与一水泵连接。
12.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，高位钻孔循环水复用水箱上还具有缓冲隔板，该缓冲隔板呈对角分布在水箱壁与第一封闭板的两侧。
13.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述过滤结构主要由框架、滤网组成，该框架固定在第一封闭板与第二封闭板之间，滤网固定在框架上。
14.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述滤管与滤网之间具有间隙，该间隙为所述沉淀区的容量。
15.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述沉淀结构主要由第一叶轮、推板、复位弹簧、缺齿轮与齿条组成，所述第一叶轮与缺齿轮固定，推板经复位弹簧滑动连接所述第三斜面处，齿条与所述推板固定连接，其中，缺齿轮会与所述齿条间歇性啮合。
16.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述排淤结构主要由第二叶轮、转轴与履带组成，第二叶轮转动连接在所述第二封闭板上，第二叶轮经转轴带动履带运动。
17.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述推板上还具有一滑杆，经该滑杆将所述推板滑动连接在所述第三斜面处，其中，推板在运动过程中，所述滑杆始终与第三斜面连接。
18.在本发明这种高位钻孔循环水复用水箱中，所述第一叶轮与第二叶轮交错安装，两第一叶轮间正下方处安装有第二叶轮。
19.实施本发明的这种循环水复用水箱，具有以下有益效果：该循环水复用水箱采用以上技术方案中的设计，将循环废水中的大颗粒煤屑首先由过滤结构取出，再由多根滤管过滤小颗粒煤屑，最后由清水滤嘴滤过流出。采用分散设置，多级针对性过滤解决了现有循环水系统构筑物及设备重复建设，占地多，投资高等缺点，提高矿井循环水利用效率。该循环水复用水箱上还具有排淤结构，以防止杂质堆积、粘附造成堵塞。循环水复用水箱上的沉淀结构，可防止微小悬浮物长期在水箱内停留，形成水垢。
附图说明
20.图1为本发明这种循环水复用水箱的立体结构示意图；
21.图2为本发明这种循环水复用水箱的部分剖视图；
22.图3为本发明这种循环水复用水箱的污水流动方向示意图；
23.图4为本发明这种循环水复用水箱的淤泥流动方向示意图；
24.图5为图2的立体结构示意图；
25.图6为本发明这种循环水复用水箱的部分结构示意图，主要展示过滤结构；
26.图7为本发明这种循环水复用水箱的部分结构示意图；
27.图8为图7的部分剖视图；
28.图9为图8a处的放大结构示意图，主要展示沉淀结构；
29.图10为图8b处的放大结构示意图，主要展示排淤结构。
30.附图标记表示为：1-底板，2-水箱，21-污水进口，22-淤泥出口，23-清水出口，3-电控蝶阀，4-第一封闭板，5-第二封闭板，6-污水区，7-缓冲隔板，8-清水滤嘴，9-清水区，10-悬浮区，11-过滤结构，111-框架，112-滤网，12-沉淀区，121-滤管，122-孔板，13-沉淀结构，
131-第一叶轮，132-沉头轴，133-缺齿轮，134-推板，135-复位弹簧，136-齿条，14-排淤结构，141-第二叶轮，142-第一转轴，143-履带，144-第二转轴。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
32.如图1至图10所示，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱包括污水区、沉淀区、悬浮区与清水区。污水流动方向示意图如图3所示，矿井井下排水先进入污水区，经过滤结构上的滤网过滤较大颗粒煤屑后进入沉淀区，再经多根滤管过滤过滤小颗粒煤屑后进入悬浮区，最后经清水滤嘴过滤微小悬浮物后进入清水区。本发明采用分散设置，多级针对性过滤解决了现有循环水系统构筑物及设备重复建设，占地多，投资高等缺点，提高矿井循环水利用效率。
33.如图1至图2所示，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱包括有底板1，水箱2。底板1上固定连接有水箱2，底板1四周还具有安装口，便于将底板固定在矿井下。水箱2是一个1m*0.6m*0.8m的大水箱。水箱2的内部固定连接有第一封闭板4与第二封闭板5，第一封闭板4固定安装在水箱2的顶部，第二封闭板5与水箱2的底部和顶部均固定连接，将第二封闭板5与靠近所述第二封闭板5的水箱壁构成清水区9。
34.第一封闭板4与第二封闭板5之间连接有过滤结构11，该过滤结构11主要由框架111与滤网112组成。框架111固定连接在第一封闭板4上，框架111上分别设有两开口，开口处固定有滤网112，该滤网112是一张20mm*20mm的滤网。过滤结构11上方为沉淀区12，沉淀区12处设有一孔板122与多根滤管121，孔板122与多根滤管121固定连接，孔板122固定在第一封闭板4与第二封闭板5之间。滤管121内部设有5mm间隙活性炭，孔板122正上方为悬浮区10。
35.第一封闭板4上具有第四斜面，滤管121倾斜角度与第一封闭板4上的第四斜面倾斜角度一致。第二封闭板5上具有三个斜面，其中，第一斜面位于第二封闭板5的底部，处于污水区6，第二斜面位于第二封闭板中部，处于沉淀区12，第三斜面位于第二斜面上方，处于悬浮区10。第一斜面处设有排淤结构14，第三斜面处设有沉淀结构13。
36.如图1所示，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱还包括污水进口21、淤泥出口22与清水出口23，污水进口21与淤泥出口22均位于靠近污水区6的一侧与水箱2连通，两个清水出口23位于靠近清水区9的一侧与水箱2连通，污水进口21、淤泥出口22与清水出口23处均连接有电控碟阀3，清水出口23经电控碟阀3与一水泵连接。
37.当连接上下方清水出口23的水泵都启动时，循环废水由污水进口21进入污水区，通过水泵抽力导流，循环废水经滤网112过滤。其中，滤网112主要去除循环废水中比重较大的煤屑和粒经颗粒较大的浮油。被截留的煤屑与浮油会沿第二封闭板5上的第一斜面自然滑落，淤泥出口22正好处于第一斜面的末端平齐，在水泵运行过程中，淤泥出口22上的电控碟阀3处于关闭转态，在水泵停止运行时，打开淤泥出口22上的电控碟阀3，将内部积留的煤屑清除。
38.循环废水进入沉淀区12后，经管径为20mm的滤管121过滤，滤管121内部的活性炭将颗粒较小的煤屑去除，颗粒较小的煤屑无法通过滤管121自然沉淀在滤网112的上方。滤
管121与滤网112之间具有30mm间距，该间距为沉淀区12所能容纳煤屑沉淀的最大容积。第二封闭板5上方开有多个孔洞，多个清水滤嘴8安装在该孔洞处，进入悬浮区的循环水经清水滤嘴8过滤过进入清水区，其中，清水滤嘴8上具有一个1m*1m的网格。清水滤嘴8可以进一步去除循环废水中的微小悬浮杂质和胶体颗粒，循环废水流进入清水区9后，由上方的清水出口23排出并循环利用。
39.在循环废水进入污水区6时，还会经过一组缓冲隔板7，该缓冲隔板7呈45
°
角交错分布在第一封闭板4一侧与水箱2的内壁。当大量的循环废水流入污水区，缓冲隔板7可对循环废水进行导流缓冲，防止循环废水中的大颗粒煤屑造成污水区的堵塞，同时又可以更好的利用水体自身重力完成过滤及冲洗过程。
40.如图7至图10所示，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱上的排淤结构14包括第二叶轮141、第一转轴142、履带143与第二转轴144。其中，如图10所示，多个第二叶轮141由一根轴固定连接，该轴将多个第二叶轮141转动连接在第二封闭板5上。第一转轴142与第二叶轮141固定连接，多个第二转轴144转动连接在第二封闭板5上，一履带143经第一转动142与第二转轴144传动连接。
41.随循环废水的冲刷，煤屑滑落到第一封闭板4上的第一斜面上沉积。由于煤屑中含有少量的浮油，煤屑在斜面上自然滑落时，会有部分的煤屑粘附惨留在斜面上。当清理淤泥时，需人工抬将斜面上的煤屑刮除，极为麻烦。如图3至图4所示，循环水在流动中，因为水体的自身重力带动第二叶轮141顺时针旋转，第二叶轮141经第一转轴142与第二转轴144的传动作用，带动履带143运动。而粘附履带143及第一斜面上的煤屑，会在履带143运动下在第一斜面的角落处堆积。在清理淤泥的过程中，无需人工刮除斜面上的煤屑，仅需将堆积处的煤屑清理即可，提高了工作效率，减小了工作强度。
42.在循环废水进入悬浮区10后，循环废水中被拦截的微小悬浮杂质和胶体颗粒在长期使用中，容易附着在水箱内壁，形成水垢。如图7至图10所示，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱上的沉淀结构13包括第一叶轮131、沉头轴132、缺齿轮133、推板134、复位弹簧135、齿条136。多个第一叶轮131经一沉头轴132固定连接，沉头轴132转动连接在第二封闭板5上。缺齿轮133固定连接在沉头轴132上，且缺齿轮133位于两第一叶轮之间。推板134上具有具有一滑杆，推板134经该滑杆活动连接在第二封闭板5上的第三斜面处。复位弹簧135一端与推板134连接，另一端与第二封闭板5连接。齿条136与推板134固定连接，齿条136仅有1～2个齿会与缺齿轮133啮合。
43.循环水在流动中，因为水体的自身重力同样会带动第一叶轮131顺时针旋转，且第一叶轮131与第二叶轮141交错安装，两个第一叶轮131间正下方处安装有第二叶轮141。叶轮交错安装，可确保循环水在流动的过程中，可以有效的带动两叶轮正常旋转，减小力矩损耗。
44.其中，第一叶轮131顺时针旋转时，缺齿轮133也同样顺时针旋转。当缺齿轮133顺时针旋转一圈后，将齿条136沿第二封闭板导向方向滑动。在缺齿轮133不再与齿条136啮合后，推板134在弹簧的作用下回位。
45.推板134运动的过程中，推板134移动行程小于推板134上滑杆长度，即在往复运动中，推板134上的滑杆始终位于第二封闭板的槽内，其槽内的复位弹簧135并不会与悬浮区内的废水接触。确保复位弹簧135在长期使用中不会生锈，提高使用寿命。推板134在缺齿轮
与复位弹簧的作用下往复运动，将悬浮区中的废水进行搅动。在推板134搅动作用下较大颗粒的悬浮杂质被搅动冲散，同时也防止悬浮杂质长时间停留在水箱2的内壁，形成水垢后难以清理。
46.综上所述，本发明的这种高位钻孔循环水复用水箱采用分散设置，多级针对性过滤解决了现有循环水系统构筑物及设备重复建设，占地多，投资高等缺点，不但可节省投资，更主要的是可以大大降低运行成本，提高矿井循环水利用效率，该循环水复用水箱上还具有排淤结构，以防止杂质堆积、粘附造成堵塞。循环水复用水箱上的沉淀结构，可防止微小悬浮物长期在水箱内停留，形成水垢。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。