CN2499370Y

CN2499370Y - 小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置

Info

Publication number: CN2499370Y
Application number: CN 01268258
Authority: CN
Inventors: 吴秀山; 曾伟; 曾熙; 曾捷
Original assignee: 曾昭仁
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2011-10-18

Abstract

一种小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置,用于解决散料下放输送问题,特别是在大型料仓内沿全高输放散料,以减少块料被摔碎。它由支撑架,螺旋溜槽及联接导轨和滑道构成,在溜槽上设有分料器,螺旋溜槽为连体双螺旋溜槽,螺旋溜槽与支撑架之间由固定在支撑架上的导轨和固定在螺旋溜槽上的滑道相联接,在双螺旋体的溜槽内部安装有限速阻力板。该装置的整体尺寸小输放量大,易拆装,可按软块料不摔碎的速度溜放,有一套满足软煤溜放不同运量要求,适合于煤矿、矿山、工业建筑间堆煤站及装车船散料的输放工作。

Description

小直径易拆装可限速的连体双螺旋输放装置

技术领域

本实用新型涉及是一种小直径易拆装可限速的连体双螺旋输放装置，它是一种散状物料的竖直下放输送装置，特别是适用于无烟煤矿井，井上下煤仓内为减少块炭损失的下放输送装置。

背景技术

随着采煤机械化程度提高，生产第一线回采工作面机组生产能力几十倍的提高与井上、下运输、洗选能力的限制不协调，只有用建立各级煤仓的办法来解决产、运、加工能力不配套的矛盾。一个现代化大型矿井一般要经过四级煤仓(采区煤仓、井底煤仓、井口煤仓、选煤厂块炭仓)的储装才能运出矿井，煤仓高度一般在13-80M，大大超过块炭自身破碎的势能高度，因此回采工作面第一线生产出50％的块炭大部分在装入煤仓时跌落损失掉了。对无烟煤矿井经济损失巨大，特别是原生煤炭就比较软的矿尤为严重，如无烟煤矿井，同是综合机械化采煤、晋城煤硬、阳泉煤软，晋城销煤块率是30％，经过煤仓改造后销煤含块率提高到45％，以此相比阳煤集团每年就多损失4亿元。

为了解放这一问题，各国的煤炭界作了大量工作，如俄罗斯50年代在块炭仓中使用了直径为3.2M、降角为35度的大直径螺旋溜子。德国在70年代开凿了仓壁溜子，就是在煤仓壁上开凿了深0.5M、高1.3-0.8M的壁龛，仓壁溜放降角35度，下泄角35度。我国阳煤集团改造俄式溜子，螺旋溜子的直径缩小到2.1M，属中等直径，降角由28度降到22度。这些螺旋溜子并没有大量推广使用的原因，是俄式溜子直径太大，受力大，在储料仓垮仓时会被散料的动压冲垮。德国溜子施工难度大。由于煤仓实际直径多在5M-10M，要求溜放速度大，一般初速度要在8.5m/S以上，而软煤的自身动能破碎速度只有4m/S，因此保块效果有限。原阳煤设计室的螺旋溜子采用了与俄罗斯相同的结构，断面由8.14M²降到3.46M²，结构强度够，但仓内不通风，散料十分潮湿，原联结件的螺栓全部锈死，溜槽磨漏后必须在仓内焊接，施工困难；又因为焊渣落入煤仓的残余沼气中引燃沼气不安全被迫停用。目前，块炭仓由单一煤仓改为统仓，由一端沿溜煤坡移动供煤，此种作法减少了摔块问题，但块炭在溜下13-17M高坡时块炭滚圆成块蛋，含粉下限率在15-20％居高不下，所以无烟煤保块问题仍是一个突出的问题。

发明内容

本实用新型的目的提供一种小直径易拆装可限速的连体双螺旋输放装置，以满足软块煤在较低线速度下溜放的问题。为适用现代化矿井中煤仓的溜放，必须解决以下5个问题：(1)尽量缩小螺旋溜槽的直径、(2)整个装备要有高的强度、(3)煤在溜槽中不滞留、(4)有限速的办法、(5)易拆装。这些问题是互相关联又相互矛盾的，如小直径容易达到高强度，可以在高溜放导角下不超过规定的线速度，同时又能不滞留，但与运量有矛盾，如在大运量下必须加大直径，煤矿中最高输放量三吨底卸坑，卸载量可达1万吨/小时，此时必须用大直径螺旋而加大直径，在相同的角速度下必然加大线速度，因而在必须在加大直径时又必须有一套实用的限速方法，为了解决上述问题，历经四年的艰苦开发，进行了大量的理论推导研究，制造了10种试验仪器，耗资20余万元，才完成了上述研究任务。

为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案；

一种小直径易拆装可限速的连体双螺旋输放装置，由支撑架、集料器、螺旋溜槽构成。螺旋溜槽为连体双螺旋溜槽，在满足运输量和溜放线速度的情况下，其螺旋尺寸即螺旋的外径做到最小，实质上按运输大小设计为系列产品。螺旋溜槽的正截面呈内上缺口长方形，螺旋体溜槽与支撑架之间由固定在支撑架上的导轨和固定在螺旋溜槽上的滑道联接的。螺旋溜槽每个导程由1-4段溜槽构成，各段溜槽分别插装在导轨上并互相对接。螺旋溜槽有效外径为0.2-1.4M，螺旋内径为外径的±0.3倍。溜槽通过零点正截面的宽度及高度分别小于螺旋直径的0.5倍及导程高度的0.5倍乘螺旋导角的余弦，螺旋导角α采用高导角。为满足运输量需要随着螺旋溜子的外径加大到线速度超过规定的速度时，在溜槽的内部安装有限速阻力板限速；当溜放时的位态角超出溜槽的有效断面时或为保持散料在某种限定形状的溜槽内溜放时，可安装有变向阻力板，以改变散料溜放时的位态角。在物料渗有杂物时，来物料与分料器之间还设置有害物料清除器。

以下分别具体描述具体方案：

连体双螺旋溜槽是螺旋溜槽的底槽板联成一体，溜槽底板的径向线是以O点为圆心的一个对称折线，也可以是过O点的直线，但空间利用率低，若散料与溜槽间动摩擦系数随速度增加而降低时，螺旋溜放方向要逆地球自转方向，以抵消地球自转所产生的加速度效果。每一段螺旋溜槽要通过滑道固定在导轨上以利折装，一般致少三条导轨以利于受力良好，在每一段螺旋与导轨间由固定卡固定，双螺旋一般是一个螺旋工作一个备用。在条件好、如井上在不需要备用螺旋时可置单螺旋，单螺旋对面用结构件与滑道固定，单螺旋与结构件间用一个与螺旋内径相同的竖向管相联结。

支撑架是钢结构的支撑架放在料仓中央，料仓一侧或工业建筑层间，对大型井下煤仓支撑架是设在煤仓一侧壁上的钢筋混凝夹墙，夹墙间设置螺旋溜槽，夹墙上开观察门及梯子间。以便了解溜放情况及吊装螺旋，处理堵仓事故。溜放规定速度是物料在溜放过程中的最大线速度Vp，低于所输放块料自身破碎的动能速度。

高导角是螺旋导角α应大于散料与溜槽的静摩擦角，对于主要使用对象无烟煤的螺旋导角45度(+10度、-9度)，它是本装置的主要指标。要保证散料不在溜槽内滞溜，又要保证散料在规定的溜放速度内溜放，对较软的块煤，如规定溜放线速度是4m/S时，按不同用途的运量要求及特点可设计系列一套软煤溜放螺旋导角。

物料的初速度发生器在是产生规定速度Vp的有一种垂向落差的集料筒，物料经过垂直向下运动由势能转变为动能，由调整垂直向下的高度而产生规定的初速度，在连体双螺旋设施中，它的内部是带有分料板的分料筒，该分料板可将物料向溜槽甲送料，还可以向溜槽乙送料，还可以按需要同时向双螺旋的甲、乙溜槽送料。分料筒的垂直高度Hp＝K×V_P ²/2×g×m，其中K-1.2～1.5变向损失系数，g-9.806m/s²重力加速度，Vp-m/s溜放有效平均速度，(对软煤为4m/s)，Vp应通过煤块自由掉落摔块试验取得的。

导轨是安装固定螺旋溜槽的起导向作用导轨。导轨有三条以上，可视螺旋直径及螺旋受力大小而定，螺旋直径在0.6M以下可以设三条导轨，螺旋直径0.6M以上为四条导轨，直径在1.4M以上为六条，导轨垂向布置以利于吊装，在不适合垂向布置时还可以用横向布置，此时溜槽是水平拉出、装入。

限速阻力板设在溜槽内部邦板及底板上，与料流方向垂直，与邦板和底板呈90度～50度角，其高度是通过料流高度的1/2～1/4，为达到最大限速要求，每个导程设8～10块，最大限度设计是在散料与溜槽磨擦阻力系数和散料自身内摩擦系数的比值，其控速效果是按比例降低在每个导程内设置的阻力板数。

变向阻力板，是在各溜槽内底帮设有导向阻力板和边沿变向阻力板；溜槽内又分为导向阻力板和负导向阻力板，正导向阻力板和边沿正变向阻力板，它的作用是将料流导向溜槽立邦一侧，使料流视位态角变陡；用负导向阻力板和反变向阻力板时(也可不设边沿变向阻力板)，它的作用是将料流导向溜槽内侧，使料流料的视位态角变平缓，导向阻力板与料流方向的加角在50度-130度之间，50度-90度为正导向，90度-130度为负导向。边沿变向阻力板是一个曲板，曲板末端与槽边沿线呈30度-40度夹角。螺旋内径为0.1～-0.3倍外径的溜槽必须加有变向阻力板，变向阻力板末端要超过圆心点到不小于0.1倍外径。

设有害物料清除器的作用是在接近原煤产地往往渗入一些有害物料，如木板及钎子等，会卡住溜槽。在来料皮带的来料水平上设人字形拨料器将长条物拨斜，拨料器下设落料板，将长条物滑出集料器之外，在集料器之上还设篦条筛，可将特大块分选出去。

该技术方案特点它是以0.2m为外圆半径起点，为满足运量需要不断增大的螺旋半径；用调整螺旋导角的办法，既用高导角使散料不在仓内螺旋溜槽内不滞留，还要保证溜放速度在规定的范围内；当螺旋半径加大到超过规定的溜放速度时，用加装阻力板的办法调整溜放速度及位态角，形成一个满足不同强度块料保块系列产品。

本实用新型小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置的实施，解决质地软的无烟煤块炭的输放问题，填补了井上下软煤煤仓，实施限速溜放的一项空白。对于硬无烟煤会效果更好。对其它煤种，由于减少了入仓摔碎程度，减少了煤矸混合程度，有利于筛选，降低洗选成本，提高了选煤质量。在工业层间建筑物中，使用本螺旋输放装置，除减少块度损失外，还大大降低了洗选厂特有的巨大噪声污染，保护了工人的健康。本专利的经济效益也十分可观，块率致少提高10％增加收益，收益是投资的十倍。

附图说明

图1是连体双螺旋安装在立式储料仓内的结构示意图；

图2是连体双螺旋在立式料仓中正在拆装垂直剖面图；

图3是连体双螺旋在立式料仓中横断面布置图；

图4是连体双螺旋用水平导轨正在拆除其中一段螺旋的垂直剖面示意图；

图5是连体双螺旋用水平导轨正在拆除其中一段螺旋的水平剖面示意图；

图6是连体双螺旋用钢支撑架时的水平剖面结构示意图；

图7是单螺旋与导轨滑道结构示意图；

图8是连体双螺旋溜槽正截面示意图；(a).(b).

图9是连体双螺旋溜槽用折线底板正截面示意图；

图10是在螺旋溜槽内设置正导向阻力板及边沿变向阻力板溜槽各面展开示意图；

图11是在螺旋溜槽内设负导向阻力板及边沿反变向阻力板，溜槽各面展开示意图；

图12是有害物料清除器垂直剖面示意图；

图13是有害物料清除器俯视图；

实施例说明

如图1和图12及图13所示，物料皮带1正对清除有害物料的人字形拨料器2，拨料器2内下接落料板3。如果来料中渗有长条物如木板、钎子，经人字形拨料器2，会被拨斜落入落料板3滑出集料箱7外。集料箱7上设篦条筛4可将大块物料选出。在无碎块机工作面的仓内，设有碎块砧5，在接块料的砧面上设可以拆装的碎块针6，使被撞碎的小块落入料仓12内。分选后的散料经分料筒体(8′)垂直加速度到规定的速度V_P后进入双螺旋体的螺旋溜槽9，螺旋溜槽9内固定有滑道14，滑道14插接在导轨10上，导轨10经过安装架20固定在支撑架11或钢筋混凝土墙13上，滑道14固定有卡21与导轨10联接。

图2和图3是连体螺旋用竖向导轨在立式仓中，特别是井下煤仓的布置情况。由于井下潮湿，散料在煤仓内必须洒水装仓，钢结构件易锈，一般应采用仓壁一侧用钢筋混凝夹墙的典型布置方式。图2表示螺旋正在吊装，吊装孔15设在连体螺旋的中上部，两侧是钢筋混凝夹墙13夹墙设观测门16。吊装时，打开门拆除导轨上的固定卡21挂上吊钓22，吊钩22设置在梯子间内，梯子间内有梯子23及通讯线17，水管线18，照明线19以便处理堵仓时用，梯子间外敷钢板22及内置槽钢25。

图4、图5表示导轨水平设置时，拆除其中一节螺旋表示可以进行更换检修情况的示意图。

图6是连体双螺旋体溜子采用钢结构支撑架布置示意图。用这种结构可以把螺旋安放在立式料仓中央，也可以安装在工业建筑层间，还可以吊装起来输放，用于堆煤及装车船。

图7是单螺旋体与导轨间用钢管作结构架相互联结的结构示意图。这种结构用于运量低，不需要及时切换备用螺旋溜子易于维修，同时需要时，即可改装成双螺旋体。

图8是连体螺旋体正截面溜槽断面图。由于在平面图上较难于表达螺旋溜槽的正截面取高导角α的(90-α)的截面，本图中可以清楚的看到溜槽截面是内上缺角长方形。在本专利申请以前的螺旋体不是偏重于斜面溜放，因而直径不敢缩小；或是偏重于螺旋运动因而外径很大。如设在仓壁上的德国溜子，由于线速度Vp＝R×ω，ω是角速度。这样虽有计算简单的好处，线速度却很大不适用软料保块。本专利申请的螺旋体的内径可以是O，甚至小到-0.3R，(R螺旋外径，螺旋直径小是基于全螺旋运动计算和实践，才开发出来)，进一步解释的是，当螺旋内径为O时，散料在螺旋内的溜放长度是一个导程高H，而有效外径溜放长度是L L＝H/tgα，螺旋的底面展平正好是一个扇形，散料在螺旋内流动，实际是散料由内到外的二次螺旋运动。一般中心部分的散料不会一溜到底，因为中心部分摩擦损失小，速度高，径向离心力大的原故，在一定条件下甚至处于近同一个角速度。经过全断面设计，用变向阻力板或导向阻力板导流后，可以在较小的角速度差下溜放处于一种可控范围，因而本专利申请的螺旋体直径可以做的很小，断面利用率很高，一般能达到60％以上，而以前的螺旋断面利用度在20-30％，所以本专利申请能作到小直径大输放量。由于螺旋的外径呈槽钢形，能承受垮仓时几千吨的冲击力，因而能把螺旋设置上百米高的煤仓内，沿全高布置。

在图8下面示表示限速阻力板27，它正冲料流对块料边角有一定摩削作用。图中变向阻力板30，它是一种外张角小于40度的曲面板，对螺旋体内径小于0.1R～-0.3R时螺旋体必须设置有变向阻力板，阻力板一端设在最小内径处，曲面端要伸出0.1R。

图9是连体双螺旋溜槽用折线做底板正截面示意图；用折线底板可增加溜槽有效断面积，此时旋内径必然为负值，必须要设边沿变向阻力板，使散料不致甩出螺旋；图中溜槽中细实线代表正常情况料流二次循环方向。

图10是螺旋邦、底、内邦只考虑园弧部分的展开平面图，溜槽内加装正导向阻力板28及边沿正变向阻力板31，后散料位态角变陡的情况，料流逆二次循环方向流动，对设置饱和阻力板限速效率一般为45％左右。

图11是螺旋邦、底、内邦展开图；虚线是展开后邦底内部之间的对应联接线，螺旋内加装负导向阻力板及边沿反变向阻力板后料流顺二次循环方向，散料位态角θ度平缓的情况，对设置负饱和阻力板后，其限速效率达55％。这种加阻力板方式很少用，它能将散块料一定程度滚园，料流变成近水平槽形。

图12及图13是有害物料清除器的人字形拨料器2的俯视图及正面视图，其工作原理已有叙述(不再重复)，加装人字形拨料器在煤矿只限第一级及第二级煤仓，一般第二级煤仓只加装篦条筛及其配套物，不需再清除长条物。

Claims

1、一种小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，由支撑架(11)、集料器(8)、螺旋溜槽(9)构成，其特征在于：螺旋溜槽〔9〕为连体双螺旋溜槽，该溜槽的正截面呈内上缺口长方形，螺旋溜槽与支撑架(11)之间由固定在支撑架上的导轨(10)和固定在螺旋溜槽(9)上的滑道(14)相联接，螺旋溜槽每个导程由1-4段溜槽构成，并与螺旋溜槽的底槽板联成一体，各段溜槽分别插装在导轨上并互相对接，螺旋溜槽有效外径为0.2-1.4m，螺旋内径为外径的±0.3倍，溜槽通过零点正截面的宽度及高度分别小于螺旋直径的0.5倍及导程高度的0.5倍乘螺旋导角的余弦，螺旋导角α采用高导角；在双螺旋体的溜槽内部安装有限速阻力板(27)，物料与分料器之间设置有害物料清除器。

2、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于螺旋溜槽可设置单螺旋，单螺旋对面用结构件与滑道固定，单螺旋与结构件间用一个与螺旋内径相同的竖向管相联结。

3、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于所述的支撑架(11)是钢结构的支撑架放在料仓中央，在在煤仓一侧壁上的钢筋混凝夹墙(13)，夹墙间设置支撑架，夹墙上开有观察门(16)及外设梯子间(22)。

4、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于，螺旋导角α应大于散料与溜槽的静摩擦角，无烟煤是螺旋导角是45度(+10度、-90度)，溜放线速度是4M/S。

5、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于在集料筒(8)内设有分料板，分料板控制向螺旋分料，分料筒体的垂直高度Hp＝KV_P ²/2gm，其中K-1.2～1.5变向损失系数，g-9.806m/s²重力加速度，Vp-m/s溜放有效平均速度。

6、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于安装固定螺旋溜槽的起导向作用的导轨有三条以上，螺旋体的直径在0.6M以下，可以设三条导轨；螺旋体的直径0.6M以上，可设四条，螺旋体的直径在1.4M以上可设六条，导轨垂向布置以利吊装或者横向布置以利于溜槽水平拉出、装入。

7、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于限速阻力板(27)设在溜槽(9)内部邦板和底板上，与料流方向垂直设置，它与邦板和底板呈90度～50度角，其高度是通过料流高度的1/2～1/4，为实现最大限速要求每个导程设8～10块。

8、根据权利要求6所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于双螺旋溜槽内设有限速阻力板(27)可分为导向阻力板和边沿变向阻力板；导向阻力板又可分为正导向阻力板(28)和边沿正变向阻力板(31)以及负导向阻力板(29)和反变向阻力板(32)；内导向阻力板与料流方向角在50度-130度之间，其中50度-90度为正导向，90度-140度为负导向，边沿变向阻力板是一个曲板，曲板末端与槽边沿线呈30度-40度夹角，螺旋内径为0.1--0.3倍外径的溜槽时安装有变向阻力板(30)，变向阻力板末端要超过圆心点到不小于0.1倍外径。

9、根据权利要求1所述的小直径易拆装可限速连体双螺旋输放装置，其特征在于有害物料清除器包括有物料皮带(1)的来料水平上设人字拨料器(2)，拨料器(2)下设有落料板(3)，在集料器(7)之上设有篦条筛(4)。