阅读说明：本技术 一种井下膏体充填管路保障装置及控制方法 (underground paste filling pipeline guaranteeing device and control method ) 是由 张心峰 刘刚 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：一种井下膏体充填管路保障装置及控制方法,属于膏体充填装置及控制方法。装置的上阀和下阀对应固定连接在主管路上,上阀和下阀同轴贯通；在下阀体内有下芯轴,下芯轴在下阀体内运动,在下芯轴的侧壁上连接有密封圈,阀体下端盖通过调节环连接在下阀体的下端部；在上阀体的上端通过上调节环连接有阀体上端盖；在阀体上端盖上连接有缸筒,在缸筒内顺序连接有缸筒端盖和上芯轴,在缸筒端盖上通过杆密封端盖连接有杆；在缸筒下端的外壁上连接有芯套；调节头与上芯轴下端连接；在阀体上端盖的上端连接有防转支座,在防转支座上防转块。优点：结构简单,拆卸和维修方便,安全可靠。高压工况下不泄漏,实现现场和集控室远程控制无人值守,方便现场检修。(A device for ensuring underground paste filling pipeline and its control method, wherein the device comprises an upper valve and a lower valve fixedly connected to the main pipeline, the upper valve and the lower valve are coaxially through, the lower valve has a lower core shaft moving in the lower valve, the side wall of the lower core shaft is connected with a seal ring, the lower end cover of the valve is connected to the lower end of the lower valve through an adjusting ring, the upper end of the upper valve is connected with the upper end cover of the valve through an upper adjusting ring, the upper end cover of the valve is connected with a cylinder, the cylinder is connected with a cylinder end cover and an upper core shaft in sequence, the cylinder end cover is connected with a rod through a rod seal end cover, the outer wall of the lower end of the cylinder is connected with a core sleeve, the adjusting head is connected with the lower end of the upper core shaft, the upper end of the upper end cover of the valve is connected with an anti-rotation support, the anti-rotation block is arranged on the anti-rotation support.)

一种井下膏体充填管路保障装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种膏体充填装置及控制方法，特别是一种井下膏体充填管路保障装置及控制方法。

背景技术

在膏体充填系统中，由于各种因素的影响，膏体输送泵的能力会有变化，而且输送管路较长，这会导致膏体输送时管路的剧烈振动，对管路接头的管箍和密封造成破坏，甚至导致管箍崩裂和膏体泄漏的安全事故，这就迫切需要一种装置可以根据膏体的输送量对管路的流量进行实时控制。

膏体充填过程中，开始需要将管路灌满水避免膏体输送时管路的振动，而且在充填结束时需要用不同的膏体和水对管路进行冲洗，由于输送介质的流动性不同，也需要对管路的流量进行调节，因此这种装置对膏体充填系统起到了至关重要的安全保障作用。由于充填管路压力要达到10MPa，这就需要这种装置能承受高压，同时要求大口径、不怕磨损、体积小、结构紧凑、操作简便、拆卸和维修方便。

目前，市场上还没有能够满足煤矿井下膏体充填管路调节保障管阀装置，很多普通的管道切换装置也无法同时满足高压、体积小、结构简单、能应用煤矿井下膏体介质、耐磨损、操作和维修简单等要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种井下膏体充填管路保障装置及控制方法，在煤矿井下连续膏体充填过程中实现管路流量进行调节的装置及控制方法，管路保障装置加工方便，结构紧凑，安全可靠，可以调节管路流量，保障管路安全。

本发明的目的是这样实现的：本发明包括：井下膏体充填管路保障装置以及采用管路保障装置控制方法。

膏体充填管路保障装置包括：上阀和下阀；上阀和下阀对应固定连接在主管路上，上阀和下阀同轴贯通在主管路上。

所述的下阀包括：阀体下端盖、下调节环、下芯轴和下阀体；下阀体的上端固定连接在主管路上；在下阀体内有下芯轴，下芯轴在下阀体内运动，在下芯轴的侧壁上连接有密封圈，阀体下端盖通过调节环连接在下阀体的下端部，在阀体下端盖上有C进出油口。

所述的上阀包括：上调节环、上阀体、密封圈组件、芯套、缸筒、调节头、连接套、上芯轴、阀体上端盖、缸筒端盖、杆密封端盖、杆、防转支座和防转块；上阀体的下端固定连接在主管路上；在上阀体的上端通过上调节环连接有阀体上端盖，在阀体上端盖上有B进出油口；在阀体上端盖上连接有缸筒，在缸筒内顺序连接有缸筒端盖和上芯轴，在缸筒端盖上通过杆密封端盖连接有杆，在杆、缸筒端盖和上芯轴中心有过油通孔，杆的上端这A进出油口；在缸筒下端的外壁上连接有芯套，在芯套外套接有密封圈组件；在芯套内有调节头，调节头与上芯轴下端连接；调节头与上芯轴之间有间隙，间隙与芯套构成腔体，杆、缸筒端盖和上芯轴的过油通孔出口位于腔体处；所有相对运动部位均连接有组合密封；在阀体上端盖的上端连接有防转支座，在防转支座上防转块。

管路保障装置的控制方法：

控制A进出油口、B进出油口和C进出油口三个进出油口，实现下芯轴、芯套和上芯轴及调节头的运动；

当B进出油口进油时，芯套带动上芯轴及调节头整体向下运动，推动下芯轴向下运动，芯套运行至下阀体内，将主管路完全截止；

当C进出油口进油时，推动下芯轴向上运动，芯套带动上芯轴及调节头整体向上运动，直至下芯轴与主管路的通孔重合，主管路打开；

当A进出油口进油时，上芯轴和调节头在缸筒及芯套内向下运行，将调节头推出芯套，实施对主管路通路控制，实现对主管路的导通和截止的无级调节；

配置有现场手动换向阀手柄，分别控制轴芯上下运动和调节头的伸；

在装置安装调节行程的位移传感器后，能够实时远程掌握管路流量调节量；

在主管上安装压力表和压力传感器，在远程集控室和现场都可以查看主管道的压力，实现了膏体输送参数的实时显示和收集，并上传至远程集控室，保障了膏体输送管路的安全和充填系统的稳定。

有益效果，由于采用了上述方案，本发明结构紧凑，耐磨损，耐高压，密封性好，拆装和维修方便，且操作简单省力。在装置安装调节行程的位移传感器后，能够实时远程掌握管路流量调节量，在主管上安装压力表和压力传感器，在集控室和现场都可以查看主管道的压力，实现了膏体输送参数的实时显示和收集，真正保障了膏体输送管路的安全和充填系统的稳定。

1、由于采用了上述膏体充填管路保障装置，可以实现井下膏体充填管路的流量调节，保障了管路安全和解决了因膏体输送不稳定产生的问题，也有利于管路冲洗干净，提高了工作效率。

2、由于采用了上述膏体充填管路保障装置，解决了充填系统中矸石浆、粉煤灰浆体和冲洗水等充填介质流动性变化引起的管路不稳定情况。

3、由于采用了上述膏体充填管路保障装置，实现了充填管路流量调节的可视化和管道压力的实时监控，具备现场和远程的操控，使膏体充填系统更加自动化和智能化。

管路保障装置加工方便，结构紧凑，安全可靠，可以调节管路流量，保障管路安全，达到了本发明的目的。

优点：

1、采用上述膏体充填管路保障装置，可以实现现场和远程控制，方便现场检修和集控室远程控制。

2、采用上述膏体充填管路保障装置，在高压的工况下也不会泄漏，阀体原理简单，安全可靠。

3、采用上述膏体充填管路保障装置，结构简单，零件用量少，大大减少了故障率，拆卸和维修方便。

4、采用上述膏体充填管路保障装置，结构紧凑，在狭小的空间也可以使用和方便安装，远程操控可以实现无人值守。

附图说明

图1为本发明膏体充填管路保障装置的关闭时的结构示意图。

图2为本发明中膏体充填管路保障装置完全打开时的示意图。

图3为本发明中膏体充填管路保障装置调节头伸出的示意图。

图中，1、阀体下端盖；2-1、上调节环；2-2、下调节环；3、下芯轴；4-1、上阀体；4-2、下阀体；5、密封圈组件；6、芯套；7、缸筒；8、调节头；9、连接套；10、上芯轴；11、阀体上端盖；12、缸筒端盖；13、杆密封端盖；14、杆；15、防转支座；16、防转块；17、主管路。

具体实施方式

本发明包括：井下膏体充填管路保障装置以及采用管路保障装置控制方法。

膏体充填管路保障装置包括：上阀和下阀；上阀和下阀对应固定连接在主管路17上，上阀和下阀同轴贯通在主管路17上。

所述的下阀包括：阀体下端盖1、下调节环2-2、下芯轴3和下阀体4-2；

下阀体4-2的上端固定连接在主管路17上；在下阀体4-2内有下芯轴3，下芯轴3在下阀体4-2内运动，在下芯轴3的侧壁上连接有密封圈，阀体下端盖1通过调节环2连接在下阀体4-2的下端部，在阀体下端盖1上有C进出油口。

所述的上阀包括：上调节环2-1、上阀体4-1、密封圈组件5、芯套6、缸筒7、调节头8、连接套9、上芯轴10、阀体上端盖11、缸筒端盖12、杆密封端盖13、杆14、防转支座15和防转块16；

上阀体4-1的下端固定连接在主管路17上；在上阀体4-1的上端通过上调节环2-1连接有阀体上端盖11，在阀体上端盖11上有B进出油口；在阀体上端盖11上连接有缸筒7，在缸筒7内顺序连接有缸筒端盖12和上芯轴10，在缸筒端盖12上通过杆密封端盖13连接有杆14，在杆14、缸筒端盖12和上芯轴10中心有过油通孔，杆1的上端这A进出油口；在缸筒7下端的外壁上连接有芯套6，在芯套6外套接有密封圈组件5；在芯套6内有调节头8，调节头8与上芯轴10下端连接；调节头8与上芯轴10之间有间隙，间隙与芯套6构成腔体，杆14、缸筒端盖12和上芯轴10的过油通孔出口位于腔体处；所有相对运动部位均连接有组合密封；在阀体上端盖11的上端连接有防转支座15，在防转支座15上防转块16。

管路保障装置的控制方法：

控制A进出油口、B进出油口和C进出油口三个进出油口，实现下芯轴3、芯套6和上芯轴10及调节头8的运动。

当B进出油口进油时，芯套6带动上芯轴10及调节头8整体向下运动，推动下芯轴3向下运动，芯套6运行至下阀体内，将主管路17完全截止。

当C进出油口进油时，推动下芯轴3向上运动，芯套6带动上芯轴10及调节头8整体向上运动，直至下芯轴3与主管路17的通孔重合，主管路17打开。

当A进出油口进油时，上芯轴10和调节头8在缸筒7及芯套6内向下运行，将调节头8推出芯套6，实施对主管路通路控制，实现对主管路的导通和截止的无级调节。

配置有现场手动换向阀手柄，分别控制轴芯上下运动和调节头的伸。

在装置安装调节行程的位移传感器后，能够实时远程掌握管路流量调节量；

在主管上安装压力表和压力传感器，在远程集控室和现场都可以查看主管道的压力，实现了膏体输送参数的实时显示和收集，并上传至远程集控室，保障了膏体输送管路的安全和充填系统的稳定。

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对本发明或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地描述，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面接合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：如图1，膏体充填管路保障装置关闭时的结构示意图，B进出油口通液压油时轴芯到达阀体底部，调节头在轴芯内部，对调节头密封起到保护作用，主管路完全截止。

图2示意了膏体充填管路保障装置主管路完全打开时的示意图，C出出油口通液压油时将轴芯推到顶部，轴芯的通孔与主管道重合，管路完全打开，管路流量达到最大。

图3示意了膏体充填管路保障装置流量进行调节的示意图，当A进出油口和B进出油口同时通液压油时，调节头伸出，对管路进行截止，通过调节头的伸缩量控制管路的流量。

所述的阀体下端盖1与调节环采用螺纹连接，下调节环2-2与下阀体4-2采用螺栓连接，阀体下端盖1的径向上加工C进出油口，阀体下端盖1与下阀体4-2端面紧密配合，径向用O型圈密封。

所述的阀体上端盖11在上阀体4-1顶部采用同种形式与上阀体4-1配合，阀体上端盖11径向上加工B进出油口，在中部开孔让缸筒7从中部通过，采用多种形式密封圈与缸筒7密封，在阀体上端盖11上安装防转支座15。

所述的上轴芯10与上阀体4-1采用多种密封，在主管路17位置采用密封圈组件形式，保证了主管路17的密封效果，用螺钉将芯套6和缸筒7与上轴芯10连接，随着上轴芯10的上下运动，缸筒7上部安装防转块16，与防转支座15配合防止上轴芯10发生转动。

所述的上芯轴10头部为球体，与调节头8尾部的球凹体相配合，用连接套9压住用螺钉拧紧，上芯轴10中部加工有A进出油口，用上端盖11和缸筒端盖12密封，在杆14的顶部进液压油控制调节头8。

阀体4为焊接件，两端凸台与主管路17管道凸台相同，采用相同管箍连接，方便维护和管路连接。