一种高落差长距离隧道供水系统技术方案

本申请提供了一种高落差长距离隧道供水系统，包括：连接设置在掘进机和洞外冷却系统之间的隧道供水系统，所述隧道供水系统包括启停控制面板、至少两级串联设置的中继水泵组件，每级中继水泵组件沿冷却水输送方向依次设置有水泵、冷却水单向控制装置、泄压阀，所述启停控制面板与水泵电路连接，用于控制各水泵启停。本申请适用于大坡度斜井掘进的高落差长距离隧道供水，并可在停泵、断电、泵突然失效的情况下，防止管内冷却水因高落差回落出现水锤效应、爆管现象，防止系统超压，保护水泵和管路，满足长距离大落差的供水扬程及安全性的需求。满足长距离大落差的供水扬程及安全性的需求。满足长距离大落差的供水扬程及安全性的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高落差长距离隧道供水系统


[0001]本申请涉及隧道掘进装备
，特别地，涉及一种高落差长距离隧道供水系统。

技术介绍

[0002]随着斜井掘进施工技术的发展，大坡度斜井掘进机的应用越来越广泛。隧道供水系统主要用于将外界冷却水送至掘进机设备上，以满足设备掘进过程中的散热及用水需求。对于大坡度斜坡掘进的设备，受安装空间、通风条件的限制，通常将外循环供水水箱、冷却塔等放置在交通洞外，随着掘进距离长度和高度的增加，隧道供水所要求的扬程就会逐渐增加，单台泵无法满足要求，因此在实际应用用常常采用多台泵串联的方式实现，但由于存在高差，串泵系统又位于斜坡上，检修和维护困难，且常常存在很多安全隐患，如在停泵、断电、泵突然失效等情况下存在水锤效应，在启泵存在气蚀等问题、系统安全性差，严重影响设备的性能，是目前常规隧道供水系统无法解决的问题。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题之一，本申请提供了一种高落差长距离隧道供水系统，以解决现有隧道供水系统在斜井掘进时由于隧道供水距离长、落差大导致供水困难，在停泵、断电、泵突然失效等情况下存在水锤效应影响运行安全的技术问题。
[0004]本申请采用的技术方案如下：
[0005]一种高落差长距离隧道供水系统，包括：连接设置在掘进机和洞外冷却系统之间的隧道供水系统，所述隧道供水系统包括启停控制面板、至少两级串联设置的中继水泵组件，每级中继水泵组件沿冷却水输送方向依次设置有水泵、冷却水单向控制装置、泄压阀，所述启停控制面板与水泵电路连接，用于控制各水泵启停。<br/>[0006]进一步地，每级中继水泵组件的水泵出口均设置有液位传感器，所述液位传感器与所述启停控制面板电路连接，用于检测水泵出口的液位信号反馈至启停控制面板，供水系统启动时，所述启停控制面板在液位信号触发下控制每级中继水泵组件的水泵依次启动。
[0007]进一步地，每级中继水泵组件的水泵出口还设置有压力传感器，所述压力传感器与所述启停控制面板电路连接，用于检测水泵出口的压力信号反馈至启停控制面板，供水系统关闭时，所述启停控制面板在压力信号触发下控制每级中继水泵组件的水泵依次关闭，其中，水泵关闭的顺序与启动的顺序相反。
[0008]进一步地，每级中继水泵组件的进口还设置有压力传感器。
[0009]进一步地，所述液位传感器、压力传感器还与上位机信号连接，用于将检测的液位信号、压力信号实时上传至上位机监测每级中继水泵组件的运行情况。
[0010]进一步地，所述每级中继水泵组件的水泵的进出口均设置有蝶阀。
[0011]进一步地，所述每级中继水泵组件的进出口均设置有压力表。
[0012]进一步地，所述启停控制面板上还设置有用于手动控制每级中继水泵组件的水泵启停的手动启停按钮。
[0013]进一步地，所述冷却水单向控制装置采用缓闭式止回阀。
[0014]进一步地，所述冷却水单向控制装置采用单向阀。
[0015]相比现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0016]本申请提供了一种适用于大坡度斜井掘进的高落差长距离隧道供水系统，该系统一方面采用至少两级串联设置的中继水泵组件进行隧道供水，既适用于坡度大、供水高差大、距离长等斜井掘进工况，同样还适用与工况与此类似的其它工况；另一方面，本申请的每级中继水泵组件除了水泵外，还在各级水泵出口设置有冷却水单向控制装置和泄压阀，从而可以在停泵、断电、泵突然失效的情况下，防止管内冷却水因停泵过快和高落差回落而出现水锤效应、爆管现象，防止系统超压，保护水泵和管路，满足长距离大落差的供水扬程及安全性需求。
[0017]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本申请优选实施例提供的高落差长距离隧道供水系统组成示意图。
[0020]图2为本申请优选实施例提供的高落差长距离隧道供水系统作业示意图。
[0021]图中：1、掘进机；2、隧道供水系统；2
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1、水泵；2
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2、蝶阀；2
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3、压力表；2
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4、压力传感器；2
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5、单向阀；2
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6、泄压阀；2
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7、液位传感器；2
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8、启停控制面板；3、洞外冷却系统。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0023]参照图1和图2，本申请的优选实施例提供了一种高落差长距离隧道供水系统，包括：连接设置在掘进机1和洞外冷却系统3之间的隧道供水系统2，所述隧道供水系统2包括启停控制面板、两级串联设置的中继水泵组件，每级中继水泵组件沿冷却水输送方向依次设置有水泵2
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1、单向阀2
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5、泄压阀2
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6，所述启停控制面板2
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8与水泵2
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1电路连接，用于控制各水泵2
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1启停，本实施例中，单向阀2
‑
5亦可用缓闭式止回阀替代。
[0024]泄压阀2
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6的主要功能为当系统超过一定压力时进行泄压，防止系统超压，单向阀2
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5的主要功能是保证后一级中继水泵组件B中的水泵2
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1和管路的安全性，以防止前一级中继水泵组件A的水泵2
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1断电或失效情况下的水锤效应，具体为：假设前一级中继水泵组件A的水泵2
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1失效突然停机，由于驱动转矩消失，系统出水管中的水在断电后以逐渐减慢的速度向高位水池方向流动，但由于后一级中继水泵组件B的水泵2
‑
1无法提供系统所需的扬程，造成系统供水流速急速下降，管道中的水在重力的作用下，开始倒流，此时前一级中继水泵组件A的单向阀2
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5很快关闭，形成压力冲击，容易产生水锤效应，接着通过泄压阀2
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6进行保护泄压，防止系统超压，同时单向阀2
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5的关闭可以保护后一级中继水泵组件B的水
泵2
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1及管路的安全性。
[0025]本实施例的高落差长距离隧道供水系统一方面采用多级(≥2级)串联设置的中继水泵组件进行隧道供水，具体串联的级数由实际高度差和沿程损失决定，因此既适用于坡度大、供水高差大、距离长等斜井掘进工况，同样还适用与工况与此类似的其它工况；另一方面，本实施例的每级中继水泵组件除了水泵2
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1外，还在各级水泵出口设置有冷却水单向控制装置如单向阀2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高落差长距离隧道供水系统，其特征在于，包括：连接设置在掘进机(1)和洞外冷却系统(3)之间的隧道供水系统(2)，所述隧道供水系统(2)包括启停控制面板、至少两级串联设置的中继水泵组件，每级中继水泵组件沿冷却水输送方向依次设置有水泵(2
‑
1)、冷却水单向控制装置、泄压阀(2
‑
6)，所述启停控制面板(2
‑
8)与水泵(2
‑
1)电路连接，用于控制各水泵(2
‑
1)启停。2.根据权利要求1所述的高落差长距离隧道供水系统，其特征在于，每级中继水泵组件的水泵(2
‑
1)出口均设置有液位传感器(2
‑
7)，所述液位传感器(2
‑
7)与所述启停控制面板(2
‑
8)电路连接，用于检测水泵(2
‑
1)出口的液位信号反馈至启停控制面板(2
‑
8)，供水系统启动时，所述启停控制面板(2
‑
8)在液位信号触发下控制每级中继水泵组件的水泵(2
‑
1)依次启动。3.根据权利要求2所述的高落差长距离隧道供水系统，其特征在于，每级中继水泵组件的水泵(2
‑
1)出口还设置有压力传感器(2
‑
4)，所述压力传感器(2
‑
4)与所述启停控制面板(2
‑
8)电路连接，用于检测水泵(2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，肖前龙，宁坚，刘乐，张明明，过新华，石国强，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：