一种充填管道内冲洗水自动外排装置及方法

摘要

一种充填管道内冲洗水自动外排装置，包括监测管段、外排电磁阀、充填电磁阀和PLC程序控制器，充填电磁阀和外排电磁阀分别安装在监测管段的末端，监测管段竖直放置，监测管段上设有测压差装置，测压差装置、充填电磁阀和外排电磁阀分别通过信号线与PLC程序控制器连接，两个压力传感器也可用一个压差传感器代替；一种充填管道内冲洗水自动外排方法，通过PLC程序控制器检测监测管段出口处的物料密度值来判断是料浆还是冲洗管水，进而控制外排电磁阀和充填电磁阀的闭合状态。本发明能自动判断从充填管中出来的物料是料浆还是冲洗管水，然后自动选择物料的排放位置，可靠性较高，可实现无人值守操作，结构简单，成本较低。

权利要求

1.一种充填管道内冲洗水自动外排方法，其特征在于：该方法包括：

（1）将充填主管与监测管段的下端连接，充填支管与充填电磁阀连接，外排水管与外排 电磁阀连接，保持外排电磁阀关闭，并打开充填电磁阀，正常进行料浆充填，测量高度差为H 时的压力差来确定料浆的容重；

（2）根据流体力学理论，进而得到正常充填时，监测管段出口处的密度值ρ；

（3）启动PLC程序控制器进行监控，当检测到监测管段出口处的密度值为ρ时，判断为料 浆，PLC程序控制器控制充填电磁阀保持开启状态，同时保持外排电磁阀为关闭状态；当检 测到监测管段出口处的密度值低于ρ时，即是冲洗管水，PLC程序控制器关闭充填电磁阀，同时打开外排电磁阀；

所述充填管道内冲洗水自动外排方法采用的装置包括监测管段、外排电磁阀、充 填电磁阀和PLC程序控制器，充填电磁阀和外排电磁阀分别安装在监测管段的末端，监测管 段竖直放置，监测管段上设有测压差装置，测压差装置、充填电磁阀和外排电磁阀分别通过 信号线与PLC程序控制器连接。

2.根据权利要求1所述的充填管道内冲洗水自动外排方法，其特征在于：测压差装置的测量范围为0.5～5m。

3.根据权利要求1所述的充填管道内冲洗水自动外排方法，其特征在于：充填电磁阀与监测管段的末端直连，外排电磁阀与监测管段末端的一侧连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的充填管道内冲洗水自动外排方法，其特征在于：测压差装置为两个压力传感器或一个压差传感器。

说明书

一种充填管道内冲洗水自动外排装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种矿山用充填设备及其使用方法，特别是一种充填管道内冲洗水自动外排装置及方法。

背景技术

[0002] 为了追求高的资源回收率和经济效益，以及为了满足减少地表固体废料排放的环保要求，矿山领域现在一般会采用充填法对所开采的矿山进行回填。现有的充填法大多采用管道输送料浆的方式进行，每次充填结束时需将管道内的料浆冲洗干净，冲洗管道用水量通常为管道容量的两倍，多数矿山充填管道的长度为1～3km，管道容积为10～50m³，估算出冲洗水量为20～100m³，如此大量的水排放至采场会影响充填体质量，因此会将水排放至采场外部。由于肉眼无法很好地判断从管道冲洗出的物质是充填料浆还是带有少量杂质的冲洗水，加之操作开关阀门费时费力，不仅需要专门的人员看守，还无法准确判断外排的物料是料浆还是洗管水，易造成外排的水太少或外排的砂浆过多的现象，因此依靠人为操作带来的冲洗管水外排效果并不理想。

发明内容

[0003] 本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种充填管道内冲洗水自动外排装置及方法，它能自动判断从充填管中出来的物料是料浆还是冲洗管水，然后自动选择物料的排放位置，可靠性较高，可实现无人值守操作，结构简单，成本较低。

[0004] 本发明的技术方案是：一种充填管道内冲洗水自动外排装置，包括监测管段、外排电磁阀、充填电磁阀和PLC程序控制器，充填电磁阀和外排电磁阀分别安装在监测管段的末端，监测管段竖直放置，监测管段上设有测压差装置，测压差装置、充填电磁阀和外排电磁阀分别通过信号线与PLC程序控制器连接。

[0005] 本发明进一步的技术方案是：测压差装置的测量范围为0.5～5m。

[0006] 本发明再进一步的技术方案是：充填电磁阀与监测管段的末端直连，外排电磁阀与监测管段末端的一侧连通。

[0007] 进一步，测压差装置为两个压力传感器或一个压差传感器。

[0008] 一种充填管道内冲洗水自动外排方法，使用了上述的充填管道内冲洗水自动外排装置，该方法包括：

[0009] （1）将充填主管与监测管段的下端连接，充填支管与充填电磁阀连接，外排水管与外排电磁阀连接，保持外排电磁阀关闭，并打开充填电磁阀，正常进行料浆充填，测量高度差为H时的压力差来确定料浆的容重；

[0010] （2）根据流体力学理论，得到，进而得到正常充填时，监测管段出口处的密度值ρ；

[0011] （3）启动PLC程序控制器进行监控，当检测到监测管段出口处的密度值为ρ时，判断为料浆，PLC程序控制器控制充填电磁阀保持开启状态，同时保持外排电磁阀为关闭状态；当检测到监测管段出口处的密度值低于ρ时，即是冲洗管水，PLC程序控制器关闭充填电磁阀，同时打开外排电磁阀。

[0012] 本发明与现有技术相比具有如下特点：本发明通过PLC程序控制器与测压差装置之间的配合作用，自动检测监控管段出口处物料的密度来判断排出的物料是料浆还是冲洗管水，具有较高的可靠性，故障率较低，成本低廉，可实现无人值守，而且该发明可适用于井下及高温、高湿、高污染等恶劣环境，具有较宽的适用范围，实用性也较强；另外。由于充填电磁阀和外排电磁阀之间的切换时间较短，既可保证采场内充填效果较好，又可使外排冲洗管水内含固量小，后续处理方便、便捷，可进一步降低生产成本。

[0013] 以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

[0014] 图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 如附图1所示：一种充填管道内冲洗水自动外排装置，包括监测管段1、外排电磁阀4、充填电磁阀3和PLC程序控制器6，充填电磁阀3和外排电磁阀4分别安装在监测管段1的末端，监测管段1竖直放置，监测管段1上设有测压差装置2，测压差装置2、充填电磁阀3和外排电磁阀4分别通过信号线5与PLC程序控制器6连接。

[0016] 测压差装置2的测量距离H为2m。测压差装置2为两个压力传感器。

[0017] 充填电磁阀3与监测管段1的末端直连，外排电磁阀4与监测管段1末端的一侧连通。

[0018] 一种充填管道内冲洗水自动外排方法，使用了上述的充填管道内冲洗水自动外排装置，该方法包括：

[0019] （1）将充填主管与监测管段1的下端连接，充填支管与充填电磁阀3连接，外排水管与外排电磁阀4连接，保持外排电磁阀4关闭，并打开充填电磁阀3，正常进行料浆充填，测量高度差为H时的压力差来确定料浆的容重；

[0020] （2）由于充填管道内料浆或冲洗管水的管道沿程阻力较小，对判断是否为冲洗管水或料浆几乎无影响，因此为了简化计算忽略管道沿程阻力的损失，根据流体力学理论，得到，进而得到正常充填时，监测管段1出口处的密度值ρ；

[0021] （3）启动PLC程序控制器6进行监控，当检测到监测管段1出口处的密度值为ρ时，判断为料浆，PLC程序控制器6控制充填电磁阀3保持开启状态，同时保持外排电磁阀4为关闭状态（本发明的初值状态亦如此）；当检测到监测管段1出口处的密度值低于ρ时，即是冲洗管水，PLC程序控制器6关闭充填电磁阀3，同时打开外排电磁阀4。