CN107725291A - 一种煤矿溜煤能量的回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种煤矿溜煤能量的回收装置，用以解决煤炭运输过程中能量的浪费问题，包括溜煤眼和硐室，硐室的顶部分别设置有吊挂点和喷头，硐室通过过渡段连接联络巷，硐室内设置有动能捕获装置，动能捕获装置连接变速箱的输入轴，变速箱的输出轴连接永磁发电机的主轴；本发明通过设置动能捕获装置，煤炭在溜煤眼内高速下溜，煤炭势能转换为动能，当煤炭下落至动能捕获轮机时，冲击动能捕获轮机的叶片，推动叶片旋转，最终实现溜煤机械能向电能的转换利用，提高煤矿生产经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿生产节能技术领域，特别是指一种煤矿溜煤能量的回收装置。
背景技术
溜煤是煤矿生产中一种运输方式，煤炭经溜煤眼（一段断面不大的竖直巷道或大倾角巷道）自由下落，冲击落入底部放煤斗或溜眼煤仓后再转入矿车或皮带转运，煤矿中溜煤眼数量较多，高度一般从10米至100米不等，溜煤运输虽然简单方便，但从能量的角度分析，煤炭自身所具有的重力势能因冲击碰撞及摩擦而白白被浪费掉，同时增加了从井底煤仓向地面提升煤炭的能量消耗，按30米高溜煤眼计算，仅就此过程每生产一吨煤炭所浪费的势能为E=mgh=1000*9.8*30≈0.3MJ，一个180万吨井型煤矿，一年浪费能量约为0.3*1800000=540000MJ，相当于一个17kw功率的电机连续运行一年，在我国大力提倡节能降耗的今天，有必要设计一种能量捕获转换方法将此部分能量回收利用，节约煤矿生产成本，增加效益。
发明内容
本发明提出一种煤矿溜煤能量的回收装置，解决了煤炭运输过程中能量的浪费问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种煤矿溜煤能量的回收装置，包括溜煤眼和硐室，硐室的顶部分别设置有吊挂点和喷头，硐室通过过渡段连接联络巷，硐室内设置有动能捕获装置，动能捕获装置通过摩擦式联轴器连接变速箱的输入轴，变速箱的输出轴连接永磁发电机的主轴。
所述硐室的底部比溜煤眼的底部高出2—5米。
所述动能捕获装置包括两处支撑底座，支撑底座的顶部设置有导轨，导轨上设置有轴承座，轴承座连接有转轴，转轴上设置有叶轮。
所述溜煤眼的左侧侧壁位于叶轮中心轴的右侧。
所述叶轮包括八个叶片，叶片厚度由根部向端部逐渐变薄，叶片的受冲击面上设置有耐磨橡胶。
所述叶轮沿轴向等分为四部分。
所述导轨上设置有限位装置，轴承座可以在导轨上往复移动。
所述硐室的右侧底部设置有防积煤斜槽，防积煤斜槽位于两处支撑底座之间。
所述联络巷连接有煤矿新鲜风巷道。
所述永磁发电机的外伸端同轴安装风机。
本发明通过设置动能捕获装置，煤炭在溜煤眼内高速下溜，煤炭势能转换为动能，当煤炭下落至动能捕获轮机时，冲击动能捕获轮机的叶片，推动叶片旋转，而煤炭减速，随叶片旋转至轮机轴斜下方时脱离叶片，自由跌落至下方的放煤斗或煤仓，动能捕获轮机由于溜煤的持续冲击而持续大力矩低转速旋转，经变速箱增速后带动永磁发电机小力矩高转速旋转，持续发出电能并被利用，最终实现溜煤机械能向电能的转换利用，提高煤矿生产经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工作状态下的结构示意图；
图2为图1的A—A视图；
图3为动能捕获装置的叶轮结构示意图；
图4为本发明动能捕获装置检修状态下的位置示意图；
图5为图1的B—B视图。
图中：1、溜煤眼 2、硐室 21、吊挂点 22、喷头 23、防积煤斜槽 3、过渡段4、联络巷 5、动能捕获装置 51、支撑底座 52、转轴 53、叶轮 54、耐磨橡胶 55、导轨6、变速箱 7、永磁发电机 8、风机。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1—4所示，本发明实施例提供了一种煤矿溜煤能量的回收装置，包括溜煤眼1和硐室2，硐室2的顶部分别设置有吊挂点21和喷头22，吊挂点21可用于辅助吊装安装、移动或拆卸动能捕获装置5，喷头22连接附近巷道冷却水，向叶轮53喷出水雾，不仅降低叶轮53因机械摩擦产生的热量，还能起到降尘的效果，硐室2通过过渡段3连接联络巷4，过渡段3的宽度向硐室2方向逐渐变大，可以保证硐室2内无死角通风，联络巷4可作为水电管线、风流通道及检修通道，硐室2内设置有动能捕获装置5，动能捕获装置5通过摩擦式联轴器连接变速箱6的输入轴，使得动能捕获装置5可以快速地和变速箱6分离，向左移动进行检修，变速箱6的输出轴连接永磁发电机7的主轴，变速箱6为增速箱，提高转轴转速，方便发电。
所述硐室2的底部比溜煤眼1的底部高出2—5米，落下的煤炭冲击叶轮53后将势能转换为电能，煤炭经过叶轮53后继续下落，落入下方的放煤斗或煤仓。
所述动能捕获装置5包括两处支撑底座51，支撑底座51的顶部设置有导轨55，导轨55上设置有轴承座，轴承座连接有转轴52，转轴52上设置有叶轮53。
所述溜煤眼1的左侧侧壁位于叶轮53中心轴的右侧，保证落下的煤炭砸落在叶轮53的右侧，维持叶轮53的持续转动。
所述叶轮53包括八个叶片，叶片厚度由根部向端部逐渐变薄，由于叶片根部受到的扭矩较大，端部受到的扭矩较小，渐变的厚度能减小叶片的质量，提高电能转换效率，叶片的受冲击面上设置有耐磨橡胶54，延长叶片的使用寿命并减少煤炭的冲击破碎，同时也避免煤炭下落时与金属叶片碰磨引起火花，保证煤矿安全。
所述叶轮53沿轴向等分为四部分，方便在井下运输、安装检修，运输至硐室2后再组装成整体即可。
所述导轨55上设置有限位装置，用于固定动能捕获装置5的工作位置，防止其工作时移动，轴承座可以在导轨55上往复移动，检修或维护时方便将叶轮53向左移动，不影响煤炭的正常生产运输。
所述硐室2的右侧底部设置有防积煤斜槽23，防积煤斜槽23位于两处支撑底座51之间，煤炭粘连在叶片上未及时落入溜煤眼1时，将其导入防积煤斜槽23中，再流入溜煤眼1。
所述联络巷4连接有煤矿新鲜风巷道。
所述永磁发电机7的外伸端同轴安装风机8，用以对整个硐室2通风，还能起到一定的降温效果。
本发明在使用时先组装动能捕获装置5，再分别连接变速箱6和永磁发电机7，在煤炭下落时落在叶轮53上，使得叶轮53转动带动转轴52转动，再依次带动永磁发电机7的主轴转动发电，避免了能量的白白浪费。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤矿溜煤能量的回收装置，包括溜煤眼（1）和硐室（2），硐室（2）的顶部分别设置有吊挂点（21）和喷头（22），其特征在于：硐室（2）通过过渡段（3）连接联络巷（4），硐室（2）内设置有动能捕获装置（5），动能捕获装置（5）通过摩擦式联轴器连接变速箱（6）的输入轴，变速箱（6）的输出轴连接永磁发电机（7）的主轴。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述硐室（2）的底部比溜煤眼（1）的底部高出2—5米。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述动能捕获装置（5）包括两处支撑底座（51），支撑底座（51）的顶部设置有导轨（55），导轨（55）上设置有轴承座，轴承座连接有转轴（52），转轴（52）上设置有叶轮（53）。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述溜煤眼（1）的左侧侧壁位于叶轮（53）中心轴的右侧。
5.根据权利要求3所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述叶轮（53）包括八个叶片，叶片厚度由根部向端部逐渐变薄，叶片的受冲击面上设置有耐磨橡胶（54）。
6.根据权利要求3所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述叶轮（53）沿轴向等分为四部分。
7.根据权利要求3所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述导轨（55）上设置有限位装置，轴承座可以在导轨（55）上往复移动。
8.根据权利要求3所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述硐室（2）的右侧底部设置有防积煤斜槽（23），防积煤斜槽（23）位于两处支撑底座（51）之间。
9.根据权利要求2—8任一项所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述联络巷（4）连接有煤矿新鲜风巷道。
10.根据权利要求2—8任一项所述的一种煤矿溜煤能量的回收装置，其特征在于：所述永磁发电机（7）的外伸端同轴安装风机（8）。
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