螺旋滾筒式排煤機的製作方法

2023-10-08 17:12:34 2

專利名稱：螺旋滾筒式排煤機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種螺旋滾筒式排煤機，屬於機械類，適用於毛煤排矸分選，尤其適用於井下開採後毛煤煤矸分離。
背景技術：
在現代化的採煤作業中，綜合機械化採煤得到了廣泛的應用，綜採方式固然能夠大幅度提高採煤量，但是由此也帶來了井下大塊毛煤如何處理的問題，大塊毛煤含矸量大， 有的礦井生產中甚至出現過大於Im的大塊毛煤，在輸送過程中經常會出現堵塞煤流線甚至砸壞設備的問題，成為了困擾礦井安全生產的難題。根據目前國內外公開發表的文獻來看，目前現場生產中對這一難題還沒有公認成熟的解決方案，大部分礦井均是將井下大塊毛煤直接升井，拉到到地面揀選處理後堆積或者直接就地堆積。由此又帶來其他的問題，由於毛煤含矸量大，毛煤直接升井會造成礦井提升運力的巨大浪費。以一個年產量150萬噸的礦井為例，如果其毛煤含矸量為30%，其矸石量每年將達到45萬噸，相當於一個中型煤礦的一年的產量。同時由於井下矸石被提升到地面堆積，各大礦井周圍都形成了巨大的矸石山。矸石山的存在不僅造成大量耕地被佔，而其造成了嚴重的環境汙染，甚至存在矸石山爆炸的安全隱患。而井下矸石被提升到地面，在井下煤炭被開採後形成了大面積的採空區或者廢棄巷道，造成了地面沉降和塌陷，由此帶來的環境、生態破壞甚至村莊搬遷等社會問題各更為嚴峻。因此尋找一種適合井下使用的毛煤處理方案成為保證礦井安全高效生產、減少廢棄物排放和解決環境保護問題的必然選擇。由於毛煤是由煤、夾矸石、巖石、礦物、雜物等組成的，而不同物質的硬度差別很大，因此可以考慮利用毛煤中不同組分的力學性能的差異對毛煤進行選擇性分選，達到煤矸分離的目的。選擇性破碎分選是對混合物料施加適當的作用力，使硬度較大的巖石、物料不破碎或較少破碎，而使硬度較小的巖石、礦物完全破碎或基本破碎，利用巖石、礦物強度差異， 達到強化破碎和分選的目的。目前也有選擇性破碎機方案被提出來，用於煤和雜物分離。但是查閱公開發表的資料，這些選擇性破碎機基本上都是臥式設備。其主要結構是由入料段、滾筒筒體、出料端、 雜物排出段等組成，其主要特徵是被分選物料從一側給如滾筒內，滾筒在電機帶動下作圓周運動，物料在滾筒內反覆重複跌落——破碎——跌落過程，經過篩分破碎後，由於物料中不同成分的破碎硬度不同，軟性物料從下部排料口排出，硬性物料從另一側排出，從而實現了物料中不同硬度組分的選擇性破碎，從而達到分離的目的。有的為了使破碎效果更好，還在滾筒內設計有轉子，轉子和滾筒分別驅動。如國家專利局已經授權的實用新型、專利號為 ZL 93228113. 3的滾筒式選擇性破碎機；又如已經發表的公告號為CN 21066571的選擇性破碎機。但是這種臥式的選擇性破碎機有較多的弊端。首先，機體直徑越大，處理能力越大，龐大的機體轉動要消耗較多能量，有轉子存在的情況下需要消耗的能量更多；其次，處理能力受到限制，由於臥式選擇性破碎機只能從一側入料，從另一側排出雜物和矸石，不論機體和水平轉子軸之間是否有夾角，其處理能力都受到其物料運動方式的限制。加大筒體直徑固然可以增加處理量，但是又增加了製造的成本和難度，而且機體笨重，需要消耗的動力也會成倍增加；第三、部分選擇性破碎機滾筒筒體採用的是鏈條傳動方式，動力由一端傳入，鏈傳動系統使得機體受扭矩大，噪聲很大。滾筒筒體直徑越大，大鏈輪的加固越困難；第四，臥式選擇性破碎機的機體部件較多，結構複雜，增加了製造和維修難度。

發明內容
本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處，並在借鑑成熟的破碎、篩分設備優點的基礎上，提供一種毛煤排矸用的螺旋滾筒式排煤機。該破碎機可以使毛煤的煤矸篩分、破碎和分離一體化，尤其適用於井下毛煤排矸。本發明的目的可通過下述技術措施來實現
本發明的螺旋滾筒式排煤機包括豎直設置的筒體，以與筒體共軸線的方式安裝在筒體內的由動力源驅動的轉子軸和安裝在轉子軸上的由多層、多根環繞轉子軸設置的打擊棒構成的破碎轉子，位於筒體底部的出料口，設置在筒體頂部的入料裝置，以及設置在出料口下方的篩分及分離裝置；所述篩分及分離裝置包括旋轉圓盤和以軸向水平無縫隙配合的方式安放在旋轉圓盤上方的螺旋滾筒；所述旋轉圓盤包括由動力驅動機構帶動其作水平旋轉運動的齒圈、安裝在齒圈內的以均布方式開設有若干透料孔的盤面；所述螺旋滾筒是由通過動力驅動機構帶動的旋轉中心軸、以共軸線方式沿旋轉中心軸長度方向設置並通過連接件與旋轉中心軸相固接的各圈螺距相等(可採用6—10圈依次排列的結構)的中空柱形螺旋葉片組成，且所述的中空柱形螺旋葉片與旋轉中心軸之間的環形腔構成物料通道腔。本發明所述的用於驅動齒圈作水平旋轉運動的動力驅動機構是由環繞齒圈設置並與環繞齒圈加工出的嚙合輪齒相嚙合的多組由動力源驅動的傳動齒輪組成。本發明中的構成破碎轉子的多層、多根打擊棒以與轉子軸相垂直的方式環繞轉子軸以均布的方式固定安裝在轉子軸，且各層打擊棒的數量呈由下至上遞減的方式設置(如以五根、四根、三根、兩根的遞減方式設置)，最上層是由兩根呈180°方式設置的打擊棒構成，各層打擊棒之間採用等距離方式安裝。本發明中所述轉子軸通過安裝在其上端的傳動輪與由驅動電機、傳動皮帶組成的動力源相結合；設置在筒體底部的出料口是由對稱設置在筒體中軸線兩側的左出料口和右出料口組成。本發明的螺旋滾筒式排煤機採用整機直立安裝，筒體靜止不動，筒體內置轉子用於打碎物料，頂部入料，底部卸料並排出雜物。本發明充分利用了物料的自身重力跌落入料，進料不需消耗動力；根據不同物料的硬度差異實現物料選擇性破碎，達到物料破碎、篩分和分離的目的；其筒體底部安裝有帶透料孔的排料旋轉圓盤，可以控制產品粒度，排出雜物，並減少物料的過粉碎。更具體說本發明的是利用毛煤中煤與矸石、雜物的硬度不同，在一定的高度下跌落摔碎，煤易於破碎而被篩分出來，矸石不易破碎而被排出，同時木頭、鐵器等雜物均被排出ο本發明工作時，物料從頂部給入，在筒體內置轉子的打擊作用下，物料被破碎，沿筒體滑落到出料口，然後從出料口跌落至下面的旋轉圓盤，旋轉圓盤圍繞圓心做圓周運動， 而螺旋滾筒則圍繞旋轉中心軸做自轉運動，在旋轉圓盤和螺旋滾筒組合成的平面域內形成了顯著的相對運動場。而物料不同組分的硬度不同，對於硬性物料，跌落到旋轉圓盤的盤面上，由於物料和螺旋滾筒的的中空柱形螺旋葉片之間存在著摩擦力，隨著中空柱形螺旋葉片的旋轉，硬性物料將隨之排出系統；對於軟性物料，跌落到旋轉圓盤上被進一步破碎，並透過透料孔排出。這樣就實現了不同硬度物料的分離。本發明的優點在於
1、由於筒體豎直固定安裝，自身不運動，物料由頂部給入，在重力作用下垂直跌落破碎，整個系統動力消耗比較低。2、破碎轉子(打擊棒)從頂部到底部沿轉子軸等距離分組排列，並且越往下破碎轉子(打擊棒)數目越多，這樣可以使入料時物料初步破碎後能夠迅速下落，並在底部被充分破碎，防止了物料過粉碎，並且加快了物料處理速度。3、物料跌落到位於立筒筒體下面的旋轉圓盤和螺旋滾筒組成的篩分分離裝置上， 物料碰到圓盤後由於不同硬度的物料在圓盤上受力不同，脆性物料如煤炭被進一步破碎， 而硬度較高的物料如矸石則通過螺旋滾筒排出系統，實現了破碎、篩分和分離一體化。4、物料篩分效率高。由於物料和螺旋滾筒的的螺旋片之間存在在摩擦力，隨著中空柱形螺旋葉片的旋轉，很容易將物料排除系統。5、整機結構簡單，製造容易，安裝、維護比較方便。 6、整機處理量大，工礦適應性強，尤其適用於井下毛煤排矸。


圖1為本發明的構造示意圖。圖2為圖1的側視示意圖。圖3為圖1中的篩分及分離裝置俯視示意圖。圖4為圖1中的螺旋滾筒的整體結構示意圖。圖中序號1-驅動電機 2-皮帶 3-傳動輪 4-轉子 5-轉子軸 6_右出料口 7-中空柱形螺旋葉片 8-筒體 9-左出料口 10-旋轉中心軸 11-聯軸器 12-轉動電機 13、15、17、19_傳動齒輪 14、16、18、20_傳動電機 21-齒圈 22-環繞齒圈加工出的嚙合輪齒 23-透料孔24-盤面 25-旋轉圓盤26-螺旋滾筒27-給料皮帶 28-給料皮帶滾筒。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發明的螺旋滾筒式排煤機包括豎直設置的筒體8，以與筒體共軸線的方式安裝在筒體內的由動力源驅動的轉子軸5和安裝在轉子軸上的由多層、多根環繞轉子軸設置的打擊棒構成的破碎轉子4，位於筒體底部的出料口，設置在筒體頂部的入料裝置，以及設置在出料口下方的篩分及分離裝置；所述篩分及分離裝置包括旋轉圓盤25和以軸向水平無縫隙配合的方式安放在旋轉圓盤25上方的螺旋滾筒沈；所述旋轉圓盤25包括由動力驅動機構帶動其作水平旋轉運動的齒圈21、安裝在齒圈內的以均布方式開設有若干透料孔23的盤面24 ；所述螺旋滾筒沈是由通過動力驅動機構帶動的旋轉中心軸10、以共軸線方式沿旋轉中心軸長度方向設置並通過連接件與旋轉中心軸相固接的各圈螺距相等(可採用6—10圈依次排列的結構)的中空柱形螺旋葉片7組成，且所述的中空柱形螺旋葉片7與旋轉中心軸10之間的環形腔構成物料通道腔(參見圖3、圖4所示)；所述用於驅動齒圈21作水平旋轉運動的動力驅動機構是由環繞齒圈21設置並與環繞齒圈加工出的嚙合輪齒22相嚙合的多組分別由電動機14、16,18,20驅動的的相應的傳動齒輪13、15、17、 19組成。本發明中構成破碎轉子3的多層、多根打擊棒以與轉子軸相垂直的方式環繞轉子軸以均布的方式固定安裝在轉子軸4，且各層打擊棒的數量呈由下至上遞減(如以五根、四根、三根、兩根的遞減方式設置)的方式設置，最上層是由兩根呈180°方式設置的打擊棒構成，各層打擊棒之間採用等距離方式安裝；所述轉子軸4通過安裝在其上端的傳動輪3與由驅動電機1、傳動皮帶( 組成的動力源相結合。本發明中設置在筒體8底部的出料口是由對稱設置在筒體中軸線兩側的左出料口(9)和右出料口 6組成。本發明的工作過程如下
驅動電機1通過皮帶2帶動傳動輪3轉動，進而帶動轉子軸5轉動，固定在轉子軸5上面的破碎轉子4和轉子軸5同向同速轉動，從而在立筒筒體8內形成了一個巨大打擊破碎域。物料在給料皮帶滾筒觀的帶動下，沿給料皮帶27從立筒筒體8頂部入料，經過打擊破碎域時，受到了破碎轉子4的多次反覆衝擊破碎作用，從而形成了較低粒度的物料。破碎後的物料在重力作用下穿過打擊破碎域繼續下落，並通過兩個出料口 6和9排出立筒筒體 8，跌落在以水平設置的方式安裝在出料口 6和9下方的由旋轉圓盤25和螺旋滾筒沈組成的篩分分離裝置體上。由於旋轉圓盤25和螺旋滾筒沈組成的裝置體安裝在立筒筒體8 的下部，並且有一定的高度，因此物料在跌落到盤面M上由於衝擊力的作用可以進一步破碎。齒輪傳動電機14、16、18、20通過聯軸器帶動傳動齒輪13，15，17，19轉動，通過傳動齒輪13，15，17，19的轉動，帶動旋轉盤面25作圓周運動。當物料跌落在盤面M上時，由於不同硬度的物料的物理性質的差異，受到的衝擊作用後產生的結果不同。對於軟性物料，如毛煤中硬度較低的煤，跌落後很容易被破碎，並透過透料孔23排出去；對於硬性物料，如毛煤中的矸石、木、鐵等不容易跌落破碎雜物，則在螺旋滾筒26的中空柱形螺旋葉片的自旋轉運動下，被中空柱形螺旋葉片7帶入到螺旋滾筒沈中，在摩擦力的作用下隨中空柱形螺旋葉片7沿著旋轉中心軸10的方向朝著螺旋滾筒沈的兩端運動，並最終從螺旋滾筒沈兩端的排料口排出。這樣就完成了毛煤中不同力學性能的煤矸分離，達到毛煤排矸的目的，並且能夠實現毛煤破碎、篩分和分離的一體化。本發明結構簡單，運行可靠，維修量小，能有效去除大塊矸石、金屬及木塊等雜物， 非常適合井下毛煤分選排矸作業使用。雖然以上雖然列出了一個實施例，但對於本領域的技術人員，其對本發明所做的任何改動、改型、該進、替換、重新組合等都在本發明要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種螺旋滾筒式排煤機，其特徵在於它包括豎直設置的筒體(8)，以與筒體共軸線的方式安裝在筒體內的由動力源驅動的轉子軸(5)和安裝在轉子軸上的由多層、多根環繞轉子軸設置的打擊棒構成的破碎轉子(4)，位於筒體底部的出料口，設置在筒體頂部的入料裝置，以及設置在出料口下方的篩分及分離裝置；所述篩分及分離裝置包括旋轉圓盤(25) 和以軸向水平無縫隙配合的方式安放在旋轉圓盤(25)上方的螺旋滾筒(26);所述旋轉圓盤 (25)包括由動力驅動機構帶動其作水平旋轉運動的齒圈(21)、安裝在齒圈內的以均布方式開設有若干透料孔(23)的盤面(24)；所述螺旋滾筒(26)是由通過動力驅動機構帶動的旋轉中心軸(10)、以共軸線方式沿旋轉中心軸長度方向設置並通過連接件與旋轉中心軸相固接的各圈螺距相等的中空柱形螺旋葉片(7)組成，且所述的中空柱形螺旋葉片(7)與旋轉中心軸(10)之間的環形腔構成物料通道腔。
2.根據權利要求1所述的螺旋滾筒式排煤機，其特徵在於所述用於驅動齒圈(21) 作水平旋轉運動的動力驅動機構是由環繞齒圈(21)設置並與環繞齒圈加工出的嚙合輪齒 (22)相嚙合的多組由動力源驅動的傳動齒輪組成。
3.根據權利要求1所述的螺旋滾筒式排煤機，其特徵在於構成破碎轉子(3)的多層、 多根打擊棒以與轉子軸相垂直的方式環繞轉子軸以均布的方式固定安裝在轉子軸，且各層打擊棒的數量呈由下至上遞減的方式設置，最上層是由兩根呈180°方式設置的打擊棒構成，各層打擊棒之間採用等距離方式安裝。
4.根據權利要求1所述的螺旋滾筒式排煤機，其特徵在於所述轉子軸(4)通過安裝在其上端的傳動輪C3)與由驅動電機(1)、傳動皮帶( 組成的動力源相結合。
5.根據權利要求1所述的螺旋滾筒式排煤機，其特徵在於設置在筒體(8)底部的出料口是由對稱設置在筒體中軸線兩側的左出料口(9)和右出料口(6)組成。
全文摘要
一種螺旋滾筒式排煤機，包括豎直設置的筒體，以與筒體共軸線的方式安裝在筒體內的由動力源驅動的轉子軸和安裝在轉子軸上的由多層、多根環繞轉子軸設置的打擊棒構成的破碎轉子，位於筒體底部的出料口，設置在筒體頂部的入料裝置，以及設置在出料口下方的篩分及分離裝置；所述篩分及分離裝置包括旋轉圓盤和以軸向水平無縫隙配合的方式安放在旋轉圓盤上方的螺旋滾筒；所述旋轉圓盤包括可作水平旋轉運動的齒圈、安裝在齒圈內的以均布方式開設有若干透料孔的盤面；所述螺旋滾筒是由旋轉中心軸、沿旋轉中心軸長度方向設置的中空柱形螺旋葉片組成，且所述的中空柱形螺旋葉片與旋轉中心軸之間的環形腔構成物料通道腔。
文檔編號B02C13/26GK102151593SQ20101057452
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年12月6日
發明者張麗梅, 焦紅光, 王連松, 趙繼芬, 高豔陽 申請人:河南理工大學