间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法制造方法及图纸

间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法，涉及地浸采铀相关机械领域。间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，包括包括壳体总成、活塞套总成、活塞、复位弹簧及井壁密封圈；壳体总成内部设有气液通道，气液通道在壳体总成的上下两端分别形成进气口和进水口；活塞套总成固定安装在壳体总成外部，活塞套总成内部与壳体总成外部之间形成活塞腔；活塞活动安装在活塞腔内。地浸铀矿井废液排出方法，应用于间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，用于在地浸铀矿井执行除垢操作后，排出地浸铀矿井内含有杂质的清洗废液。本发明专利技术相比传统的持续通气排废液的方式，既保证了废液排出效率，又大幅度降低了空压机的能耗。了空压机的能耗。了空压机的能耗。

【技术实现步骤摘要】
间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法


[0001]本专利技术涉及地浸采铀相关机械领域，特别是一种间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法。

技术介绍

[0002]地浸采铀是世界上十分先进的采矿技术，其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定网度布置地浸铀矿井(包括注液井和抽液井)，从注液井注入地浸液，使地浸液与铀矿石进行充分反应以形成含铀离子的溶液，含铀离子的溶液经过地层渗透进入抽液井中，将含铀离子的溶液经抽液井提出地表，在地表工厂进一步萃取铀。
[0003]地浸液通常呈酸性或碱性，地浸铀矿井中的地浸液一方面与矿层中的金属离子反应而产生絮状沉淀物，另一方面侵蚀矿层而产生细砂。絮状沉淀物及细砂容易附着在地浸铀矿井的井壁及沉积在注液井下部的过滤器上，一方面容易造成过滤器堵塞，另一方面容易造成注液井变狭窄。这些附着物如果不能得到及时、定期的清理，会使地浸铀矿井的渗透率降低，致使采铀效率大打折扣。
[0004]对地浸铀矿井进行除垢清洗后，需要将含有杂质的清洗废液从地浸铀矿井中排出，否则杂质会再次堵塞过滤器。目前常用的排出清洗废液的方法是：将风管插入地浸铀矿井中，插入深度为井内液面以下50m左右，风管上端口从井口伸出，并与高压风源(大功率空气压缩机)连通。排出废液时，启动大功率空气压缩机，使高压空气持续的从风管上端口输入，推开风管内的废液，从风管下端口排出，造成地浸铀矿井内的废液大幅度波动并从井口溢出，以达到排出废液的目的。
[0005]该方法存在以下不足之处：一方面，由于风管插入深度约为井内液面以下50m左右，需要较大的风压才能使风管内的空气顺利从风管下端口排出，并且，排液过程中需要高压风源持续运行，向风管内送入压缩空气，能耗较大；另一方面，由于风管插入深度约为井内液面以下200m左右，风压推动风管内的废液从风管下端口排出需要消耗巨大能量，这导致从风管下端口排出的气流并不会有很大的冲击力，也就难以将井壁上牢固附着的污垢冲刷下来；再一方面，由于风管的下端口朝下布置，从风管的下端口排出的气流首先会向下减速涌出，减速到零后，再向井口缓慢上升，而待排废液仅能通过上升的气流裹挟而向井口输送，这种情况下气流上升速度缓慢，提供的输送动力并不强劲，难以快速有效的将废液输送至井内上部区段。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置及方法。它解决了传统的地浸铀矿井废液排出方式能耗较大、难以将井壁上牢固附着的污垢冲刷下来、难以快速有效的将废水输送至井内上部区段的问题。
[0007]本专利技术的技术方案是：间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，包括壳体总成、活塞套总成、活塞、复位弹簧及井壁密封圈；
壳体总成内部设有气液通道，气液通道在壳体总成的上下两端分别形成进气口和进水口，进水口上安装有单向阀，壳体总成中部设有从壳体总成外部贯通至气液通道的贯通孔；活塞套总成固定安装在壳体总成外部，活塞套总成内部与壳体总成外部之间形成活塞腔，活塞套总成中部设有将活塞套总成内外部连通的分隔间隙，活塞套总成上端设有连通至活塞腔的上孔，活塞套总成的下端设有连通至活塞腔的下孔；活塞活动安装在活塞腔内，并将活塞腔分隔为互不连通的下腔和上腔，下腔通过下孔与活塞套总成外部连通，上腔通过贯通孔与气液通道连通，上腔通过上孔与活塞套总成外部连通；活塞在活塞腔内移动，在第一位置和第二位置之间变换，进而使下腔和上腔的容积改变，当活塞处在第一位置时，下腔的容积变化至最大，上腔的容积变化至最小，当活塞处在第二位置时，下腔的容积变化至最小，上腔的容积变化至最大；复位弹簧压缩设置在下腔中并套装在壳体总成上，其通过弹力迫使活塞保持在第一位置；井壁密封圈设置在分隔间隙中并套装在活塞上，其随着活塞的移动而被活塞的轮廓带动而膨胀或收缩；当活塞处在第一位置时，井壁密封圈处于收缩状态并缩回分隔间隙；当活塞处在第二位置时，井壁密封圈处于膨胀状态并伸出分隔间隙。
[0008]本专利技术进一步的技术方案是：壳体总成包括从一端至另一端依次连接的进气套筒、上通气管、上拉紧套、下通气管和下拉紧套；进气套筒、上通气管、上拉紧套、下通气管和下拉紧套均呈两端敞口的管形；所述气液通道由上通气管的内孔、下通气管的内孔、下拉紧套的内孔依次连通而形成；所述贯通孔设在下通气管上；所述进气口位于上通气管的内孔一端；所述进水口位于下拉紧套的内孔一端；相应的，复位弹簧套装在下通气管上。
[0009]本专利技术再进一步的技术方案是：进气套筒的前端内孔中设有内螺纹，上通气管的前端外部设有带有外螺纹的锥面，进气套筒的内螺纹与上通气管的外螺纹相对布置，从而在两者之间形成环形夹层。
[0010]本专利技术更进一步的技术方案是：壳体总成还包括钢缆连接管；钢缆连接管下端固定连接在进气套筒的上端外壁上，上端敞口，钢缆连接管的内孔分别与环形夹层和进气口连通，钢缆连接管的上端外壁上固定安装有两个等高且相对布置的穿耳，穿耳上设有供钢缆穿过的穿孔。
[0011]本专利技术更进一步的技术方案是：活塞套总成包括上部分体和下部分体；上部分体和下部分体均呈一端封闭另一端敞口的套筒形，上部分体和下部分体分别在封闭一端的中心处设有孔A和孔B；上部分体和下部分体分别通过孔A和孔B套装并固连在下通气管上，上部分体和下部分体的开口一端相对并间隔布置；所述活塞腔由上部分体的内壁、下部分体的内壁、下通气管的外壁合围而成；所述分隔间隙为上部分体开口一端与下部分体的开口一端之间的间隙；所述上孔设在上部分体上；所述下孔设在下部分体上。
[0012]本专利技术更进一步的技术方案是：活塞呈两端开口的套筒形，其内孔两端分别设有密封孔段和定位孔段，其外壁上从一端至另一端设有依次连接的上密封面段、导向锥面段和下密封面段，上密封面段的直径大于下密封面段的直径；活塞活动安装在活塞腔内，活塞的密封孔段与下通气管的外壁之间设置有内密封圈，活塞的上密封面段与上部分体的内壁
面之间设有外密封圈A，活塞的下密封面段与下部分体的内壁面之间设有外密封圈B；当活塞在活塞腔内移动时，活塞始终通过外密封圈A与上部分体之间形成密封，活塞始终通过外密封圈B与下部分体之间形成密封，活塞始终通过内密封圈与下通气管之间形成密封；当活塞处于第一位姿时，井壁密封圈处在活塞的导向锥面段上，或活塞的下密封面段上，或活塞的导向锥面段与下密封面段的交界处；当活塞处在第二位姿时，井壁密封圈处在活塞的导向锥面段上，或活塞的上密封面段上，或活塞的导向锥面段与上密封面段的交界处。
[0013]本专利技术的技术方案是：一种地浸铀矿井废液排出方法，应用于上述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，用于在地浸铀矿井执行除垢操作后，排出地浸铀矿井内含有杂质的清洗废液；下文将
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间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置”简称为“废液排出装置”；步骤如下：S01，前期准备工作：a、将吊塔和空压机安装在井口外部的地面上，吊塔包括收放线器和连接在收放线器下端的多条钢缆；将风管一端连接在进气口上，另一端连接在空压机上；将钢缆末端通过挂钩连接在进气套筒的吊环上，并确保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：包括壳体总成、活塞套总成、活塞、复位弹簧及井壁密封圈；壳体总成内部设有气液通道，气液通道在壳体总成的上下两端分别形成进气口和进水口，进水口上安装有单向阀，壳体总成中部设有从壳体总成外部贯通至气液通道的贯通孔；活塞套总成固定安装在壳体总成外部，活塞套总成内部与壳体总成外部之间形成活塞腔，活塞套总成中部设有将活塞套总成内外部连通的分隔间隙，活塞套总成上端设有连通至活塞腔的上孔，活塞套总成的下端设有连通至活塞腔的下孔；活塞活动安装在活塞腔内，并将活塞腔分隔为互不连通的下腔和上腔，下腔通过下孔与活塞套总成外部连通，上腔通过贯通孔与气液通道连通，上腔通过上孔与活塞套总成外部连通；活塞在活塞腔内移动，在第一位置和第二位置之间变换，进而使下腔和上腔的容积改变，当活塞处在第一位置时，下腔的容积变化至最大，上腔的容积变化至最小，当活塞处在第二位置时，下腔的容积变化至最小，上腔的容积变化至最大；复位弹簧压缩设置在下腔中并套装在壳体总成上，其通过弹力迫使活塞保持在第一位置；井壁密封圈设置在分隔间隙中并套装在活塞上，其随着活塞的移动而被活塞的轮廓带动而膨胀或收缩；当活塞处在第一位置时，井壁密封圈处于收缩状态并缩回分隔间隙；当活塞处在第二位置时，井壁密封圈处于膨胀状态并伸出分隔间隙。2.如权利要求1所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：壳体总成包括从一端至另一端依次连接的进气套筒、上通气管、上拉紧套、下通气管和下拉紧套；进气套筒、上通气管、上拉紧套、下通气管和下拉紧套均呈两端敞口的管形；所述气液通道由上通气管的内孔、下通气管的内孔、下拉紧套的内孔依次连通而形成；所述贯通孔设在下通气管上；所述进气口位于上通气管的内孔一端；所述进水口位于下拉紧套的内孔一端；相应的，复位弹簧套装在下通气管上。3.如权利要求2所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：进气套筒的前端内孔中设有内螺纹，上通气管的前端外部设有带有外螺纹的锥面，进气套筒的内螺纹与上通气管的外螺纹相对布置，从而在两者之间形成环形夹层。4.如权利要求3所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：壳体总成还包括钢缆连接管；钢缆连接管下端固定连接在进气套筒的上端外壁上，上端敞口，钢缆连接管的内孔分别与环形夹层和进气口连通，钢缆连接管的上端外壁上固定安装有两个等高且相对布置的穿耳，穿耳上设有供钢缆穿过的穿孔。5.如权利要求2
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4中任一项所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：活塞套总成包括上部分体和下部分体；上部分体和下部分体均呈一端封闭另一端敞口的套筒形，上部分体和下部分体分别在封闭一端的中心处设有孔A和孔B；上部分体和下部分体分别通过孔A和孔B套装并固连在下通气管上，上部分体和下部分体的开口一端相对并间隔布置；所述活塞腔由上部分体的内壁、下部分体的内壁、下通气管的外壁合围而成；所述分隔间隙为上部分体开口一端与下部分体的开口一端之间的间隙；所述上孔设在上部分体上；所述下孔设在下部分体上。6.如权利要求5所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，其特征是：活塞呈两端开口的套筒形，其内孔两端分别设有密封孔段和定位孔段，其外壁上从一端至另一端设有依
次连接的上密封面段、导向锥面段和下密封面段，上密封面段的直径大于下密封面段的直径；活塞活动安装在活塞腔内，活塞的密封孔段与下通气管的外壁之间设置有内密封圈，活塞的上密封面段与上部分体的内壁面之间设有外密封圈A，活塞的下密封面段与下部分体的内壁面之间设有外密封圈B；当活塞在活塞腔内移动时，活塞始终通过外密封圈A与上部分体之间形成密封，活塞始终通过外密封圈B与下部分体之间形成密封，活塞始终通过内密封圈与下通气管之间形成密封；当活塞处于第一位姿时，井壁密封圈处在活塞的导向锥面段上，或活塞的下密封面段上，或活塞的导向锥面段与下密封面段的交界处；当活塞处在第二位姿时，井壁密封圈处在活塞的导向锥面段上，或活塞的上密封面段上，或活塞的导向锥面段与上密封面段的交界处。7.地浸铀矿井废液排出方法，应用于权利要求6所述的间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置，用于在地浸铀矿井执行除垢操作后，排出地浸铀矿井内含有杂质的清洗废液；下文将
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间歇充气式地浸铀矿井废液排出装置”简称为“废液...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷洁珩，赵江南，招观荣，李全兴，邓健，钟林，雷泽勇，雷林，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：