一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，包括料倉、旋轉下料閥、氣固混合加速室、輸送管道、噴射充填裝置，氣固混合加速室的噴料口通過一氣裹輸送器連接輸送管道；所述氣裹輸送器包括進料管和出料管，進料管套入出料管的內孔中，出料管的一端與進料管相密封連接，進料管外壁和出料管內壁之間形成環(huán)形氣腔，出料管在靠近進料管進料口的外壁上設有連通所述環(huán)形氣腔的進氣管；出料管內壁中部鑲嵌有渦流環(huán)，渦流環(huán)內表面上間隔設置有多個齒狀凸起，進料管穿過所述的渦流環(huán)；所述進料管穿過渦流環(huán)的部分為錐形狀，出料管內壁對應進料管錐形狀部分設置為倒錐形狀；本實用新型有效延長煤矸石料的輸送距離，防止輸送管道磨損，擴大了充填范圍。
【專利說明】一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及固體物料的氣力輸送與充填設備，尤其是一種對煤礦采空區(qū)進行充填的煤矸石氣裹輸送與充填系統。

【背景技術】
[0002]當前我國煤炭開采主要面臨以下三個方面的問題:
[0003]( I)可開采量日益短缺，開采深度下延，煤礦安全生產得不到保障，開采成本加大；
[0004](2)建筑物下、水體下、鐵路下(簡稱“三下”)壓著大約140億噸的煤炭資源無法有效開采出來，嚴重縮短礦井服務年限；
[0005](3))煤炭開采中產生的煤矸石大量露天堆放，大量占用土地資源、嚴重污染生態(tài)環(huán)境，對社會和經濟發(fā)展危害極大。
[0006]煤礦充填開采方式就是為解放壓在建筑物下、水體下、鐵路下大量煤炭資源，解決煤矸石排放問題、礦井安全生產問題、土地資源問題和生態(tài)環(huán)境問題發(fā)展出來的一種革命性的綠色采煤技術。近幾年來，煤礦充填開采技術推廣應用進一步加快，在充填料制備、充填材料開發(fā)、充填材料輸送技術和充填回采工藝等方面涌現了一批先進的技術成果。目前我國已經建立了固體物充填、膠結膏體充填、高水材料充填三大工藝技術體系，其中采用固體物充填特別是采用煤矸石等石料進行充填是一種較為經濟的辦法。
[0007]但是由于煤礦采空區(qū)面積較大，固體物料如煤矸石堆放場地到采空區(qū)的距離比較遠，現有比較好的做法是通過風力帶動煤矸石料沿管道輸送至采空區(qū)進行充填，不過由于煤矸石料的比重較大，容易沉積在輸送管道的內壁上隨風滑行，而風力難于把這部分沉積在管壁上的煤矸石料吹走，時間一長輸送管道容易磨損和堵塞，影響煤矸石料的傳輸距離，現有的煤矸石氣力輸送與充填設備如2012年09月19日公開一項專利號為ZL201220048029.3、名稱為“一種矸石充填氣力輸送系統”的實用新型專利，由于其輸送管道對煤矸石料的輸送距離較短，采空區(qū)的充填面積較小，充填的效率較低。
實用新型內容
[0008]本實用新型要解決的技術問題是提供一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，有效延長煤矸石料的輸送距離，防止煤矸石料對輸送管道的磨損，擴大采空區(qū)的充填范圍，提高充填效率。
[0009]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是:一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，包括料倉、旋轉下料閥、氣固混合加速室、輸送管道、噴射充填裝置，所述氣固混合加速室的上部設有接料口、一側設有進氣口、另一側設有噴料口，氣固混合加速室的接料口通過旋轉下料閥連接料倉的出料端，氣固混合加速室的進氣口與氣源相連接，氣固混合加速室的噴料口通過一氣裹輸送器與輸送管道的一端相連接，輸送管道的另一端連接噴射充填裝置；所述氣裹輸送器包括一端設有進料口的進料管和一端設有出料口的出料管，進料管套入出料管的內孔中，出料管遠離出料口的一端與進料管設有進料口的一端相密封連接，進料管的外壁和出料管的內壁之間形成環(huán)形氣腔，出料管在靠近進料管進料口的外壁上設有至少一個連通所述環(huán)形氣腔的進氣管；出料管內壁的中部鑲嵌有渦流環(huán)，所述渦流環(huán)內表面上間隔設置有多個齒狀凸起，進料管穿過所述的渦流環(huán)；所述進料管穿過渦流環(huán)的部分為錐形狀，出料管內壁與所述進料管錐形狀部分相對應部分設置為倒錐形狀。
[0010]優(yōu)選所述噴射充填裝置包括噴咀和一筒體，筒體的內壁上設有螺旋形導流槽，筒體的外壁上傾斜設置一根氣固混合物料接料管，接料管與輸送管道相連接，所述接料管的內孔連通至筒體內，筒體的一端連接噴咀，筒體的另一端連接能調節(jié)噴射速度的排氣機構?？奢^好控制煤矸石料充填的速度和距離，提高煤礦采礦區(qū)充填的密實度。
[0011]進一步優(yōu)選所述的排氣機構包括與筒體相連接的外管、用螺紋連接在外管內孔中的內管，內管的外端面通過多根連接柱與一密封蓋相固定，旋轉密封蓋能帶動內管相對于外管軸向移動并使密封蓋與外管的端面相接觸或相脫離。這樣通過控制密封蓋與外管端面之間的間隙就能調整排氣量，其結構和操作都較為簡單。
[0012]作為優(yōu)選的進一步改進，所述噴咀中間設有一個錐形狀的通孔；所述噴咀的上端部加工有缺口。既提高物料的噴出壓力，又使大部分物料可以向上拋出，更方便物料的充填作業(yè)。
[0013]進一步改進，所述輸送管道由多根輸送管連接而成，所述輸送管包括內層管、外層管，內層管套在外層管中間，內層管和外層管通過左右兩個環(huán)形端頭固接在一起，內層管的外表面包有隔音材料層，隔音材料層外表面與外層管內表面之間形成環(huán)形空腔；所述外層管上開設有壓力探測孔，壓力探測孔上裝有壓力傳感器，壓力傳感器用于探測所述環(huán)形空腔的壓力變化。這種結構的輸送管通過隔音材料層和環(huán)形空腔疊加的隔音效果，大大改善氣力輸送管道在工作中的噪音問題，具有較好隔音效果，有效改善了工作環(huán)境；另外，通過壓力傳感器時時監(jiān)測環(huán)形空腔的壓力變化就能判斷內層管是否有破損，可以及時對破損處管道進行修復或更換，確保使用安全，進一步解決輸送管的使用安全性問題。這種輸送管的內層管可選用耐磨管，外層管可選用防腐蝕輕質管，進一步提高輸送管的使用壽命。
[0014]進一步改進,所述料倉的出料端與旋轉下料閥之間還裝有電動插板閥；所述旋轉下料閥的下端與氣固混合加速室的接料口之間還裝有氣動插板閥。方便控制進料節(jié)奏，防止進料管道的堵塞。
[0015]進一步改進，所述輸送管道包括有90度彎管，90度彎管上裝有球鼻管。防止彎管處的磨損。
[0016]進一步改進，多個所述齒狀凸起在渦流環(huán)的內表面上均勻分布；所述渦流環(huán)的外表面上設有定位凹槽，出料管內壁上設有定位凸起與所述定位凹槽相配合。便于渦流環(huán)的制造、定位和裝配。
[0017]進一步改進，所述進料管靠近進料口的一端上設有第一法蘭，出料管遠離出料口的一端設有第二法蘭，第一法蘭和第二法蘭相密封連接；所述出料管靠近出料口的一端設有第三法蘭；所述進料管的中心軸線與出料管的中心軸線相重合。方便進料管和出料管與外部管道的連接。
[0018]進一步改進，所述輸送管道的中間還裝有至少一個氣裹輸送器。
[0019]本實用新型由于在氣固混合加速室出口裝有氣裹輸送器，當氣固混合物料經過氣裹輸送器時，由于壓縮氣流從氣裹輸送器出料管外壁上進氣管高速進入環(huán)形氣腔，然后經渦流環(huán)內表面上均布的多個齒狀凸起阻擋作用下，產生一層沿著管道傳播的壁粘渦流，再經進料管和出料管相對應錐狀部分的作用把煤矸石料擠壓在輸送管道內孔中部進行輸送，形成由管壁渦流包裹物料的氣裹流，既加速煤矸石料的輸送，又延長了煤矸石料的輸送距離，減少了煤矸石料對輸送管道的磨損，可以擴大采空區(qū)的充填范圍，有效提高充填效率。
[0020]本實用新型不僅能夠輸送煤矸石料對煤礦采空區(qū)的充填，還能采用其它石料等固體充填物料進行輸送充填。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型氣裹輸送器主視放大圖；
[0023]圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0024]圖4是本實用新型氣裹輸送器立體放大分解圖；
[0025]圖5是本實用新型噴射充填裝置的立體圖；
[0026]圖6是圖5的B向視圖；
[0027]圖7是圖6的C-C剖視圖；
[0028]圖8是圖1的D-D剖視放大圖；
[0029]圖9是本實用新型輸送管道軸向剖視放大圖。

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。
[0031]圖1至圖8所示，一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，包括料倉1、旋轉下料閥2、氣固混合加速室3、由多根輸送管4連接而成的輸送管道、噴射充填裝置5，所述氣固混合加速室3的上部設有接料口 31、一側設有進氣口 32、另一側設有噴料口 33，氣固混合加速室3的接料口 31通過旋轉下料閥2連接料倉I的出料端，氣固混合加速室3的進氣口 32與氣源6相連接，氣固混合加速室3的噴料口 33通過一氣裹輸送器7與輸送管道的一端相連接，輸送管道的另一端連接噴射充填裝置5 ；
[0032]所述料倉I的出料端與旋轉下料閥2之間還裝有電動插板閥8 ;所述旋轉下料閥2的下端與氣固混合加速室3的接料口 31之間還裝有氣動插板閥9 ；
[0033]料倉I的前端可設置物料輸送帶10和破碎機11。
[0034]圖2至圖4進一步所示，所述氣裹輸送器7包括一端設有進料口 71a的進料管71和一端設有出料口 72a的出料管72，進料管71套入出料管72的內孔中，出料管72遠離出料口 72a的一端與進料管71設有進料口 71a的一端相密封連接，進料管71的外壁和出料管72的內壁之間形成環(huán)形氣腔70，出料管72在靠近進料管71進料口 71a的外壁兩側各設有一個連通所述環(huán)形氣腔70的進氣管74 ;出料管72內壁的中部鑲嵌有渦流環(huán)73，所述渦流環(huán)73內表面上間隔設置有多個齒狀凸起731，進料管71穿過所述的渦流環(huán)73 ;所述進料管71穿過渦流環(huán)73的部分71b為錐形狀，出料管72內壁與所述進料管71錐形狀部分71b相對應部分72b設置為倒錐形狀；
[0035]多個所述齒狀凸起731在渦流環(huán)73的內表面上均勻分布；所述渦流環(huán)73的外表面上設有定位凹槽732，出料管72內壁上設有定位凸起與所述定位凹槽732相配合；
[0036]所述進料管71靠近進料口 71a的一端上設有第一法蘭751，出料管72遠離出料口 72a的一端設有第二法蘭752，第一法蘭751和第二法蘭752相密封連接；所述出料管72靠近出料口 72a的一端設有第三法蘭753 ;所述進料管71的中心軸線與出料管72的中心軸線相重合；進料管71 —端設置的進料口 71a內孔的直徑與出料管72 —端設置的出料口72a內孔的直徑相同。
[0037]圖5至圖7進一步所示，所述噴射充填裝置5包括噴咀51和一筒體52，筒體52的內壁上設有螺旋形導流槽521，筒體52的外壁上傾斜設置一根氣固混合物料接料管53，接料管53與輸送管道相連接，所述接料管53的內孔連通至筒體52內，筒體52的一端連接噴咀51，筒體52的另一端連接能調節(jié)噴射速度的排氣機構54 ；
[0038]所述的排氣機構54包括與筒體52相連接的外管541、用螺紋連接在外管541內孔中的內管542，內管542的外端面通過多根連接柱543與一密封蓋544相固定，旋轉密封蓋544能帶動內管542相對于外管541軸向移動并使密封蓋544與外管541的端面相接觸或相脫離；在密封蓋544與外管541相對應的端面上還可裝有密封圈5441以增強所述排氣機構54關閉狀態(tài)的密封性；
[0039]所述噴咀51中間設有一個錐形狀的通孔511 ;噴咀51的上端部加工有缺口 512。
[0040]所述輸送管道包括有90度彎管41，90度彎管41上裝有球鼻管411。
[0041]圖8、圖9所示，為解決輸送管道的使用安全性和降低輸送物料的噪音，改善工作環(huán)境，構成輸送管道的輸送管4包括內層管4a、外層管4b，內層管4a套在外層管4b中間，內層管4a和外層管4b通過左右兩個環(huán)形端頭4c固接在一起，內層管4a的外表面包有隔音材料層4d，隔音材料層4c外表面與外層管4b內表面之間形成環(huán)形空腔40 ;所述外層管4b上開設有壓力探測孔，壓力探測孔上裝有壓力傳感器4e，壓力傳感器4e用于探測所述環(huán)形空腔40的壓力變化。當內層管4a出現破損時，內層管4a內孔中的氣壓就會傳遞到環(huán)形空腔40，環(huán)形空腔40的壓力就會較大變化，以及時檢測出內層管4a的破損，及時修復和更換，防止出現安全事故。
[0042]所述環(huán)形端頭4c的內表面與內層管4a外表面采用螺紋相鎖接，環(huán)形端頭4c的內表面與內層管4a外表面之間還裝有O形密封圈4f ;所述環(huán)形端頭4c外表面設有一階梯形卡槽，外層管4b的端面和內表面與所述卡槽卡接在一起。
[0043]所述內層管4a外表面與外層管4b內表面之間靠近端部處各裝有一個支撐環(huán)4g。一方面可提高整體強度，另一方面能方便內層管4a、外層管4b與左右兩個環(huán)形端頭40的裝配。
[0044]所述外層管4b上設有抽真空接頭4h，通過所述抽真空接頭4h對所述環(huán)形空腔40進行抽真空，進一步提高管道的隔音效果。
[0045]內層管4a可選用鋼材、陶瓷、水泥等耐磨材料制成，外層管4b可選用PVC、PE等工程塑料材料制成。
[0046]多根輸送管4可通過環(huán)形端頭4c相連接。
[0047]為進一步提高物料的輸送距離，防止輸送管道的磨損，所述輸送管道的中間還可間隔裝有多個氣裹輸送器7。
[0048]本實施例還包括對上述充填系統的運行進行控制和監(jiān)測的裝置12，控制和監(jiān)測裝置12可包括監(jiān)控裝置和管道壓力監(jiān)測裝置。
[0049]本實施例的氣固混合加速室3可采用2012年07月11日公布的申請?zhí)枮?01210005637.0的“一種氣固混合加速室”；旋轉下料閥2可采用2012年07月18日公開的專利號為ZL201210054488.7的“一種懸空式鎖氣卸料閥”；電動插板閥8可選用2012年07月04日公布的申請?zhí)枮?01210004479.7的“一種電動插板閥”，所述的氣源6可選用羅茨風機、空壓機等，以獲得較好的技術效果。
[0050]本實施例的工作流程如下:
[0051 ] 煤矸石經破碎機11破碎后通過傳輸設備10送到料倉I中，經破碎的煤矸石料通過電動插板閥8、旋轉下料閥2、氣動插板閥9有節(jié)奏的送入氣固混合加速室3，煤矸石料進入氣固混合加速室3內與氣源6提供的氣流形成氣固混合物料并加速進入氣裹輸送器7的進料口 71a，然后從氣裹輸送器7的出料口 72a進入輸送管道，此時由于高壓氣流從出料管72外壁兩側的進氣管74進入氣裹輸送器7的環(huán)形氣腔70，然后經渦流環(huán)73內表面均布的多個齒狀凸起731進行阻擋作用下，產生一層可沿著管道傳播的壁粘渦流，再加上進料管71錐形狀部分71b和出料管72相對應錐狀部分72b的作用把煤矸石料擠壓在輸送管4內層管4a內孔中部進行輸送，形成由管壁渦流包裹物料的氣裹流，既加速煤矸石料的輸送，又延長了煤矸石料的輸送距離，減少了煤矸石料對輸送管道的磨損；
[0052]當煤矸石料經過90度彎管41時，因90度彎管41時上裝有球鼻管411，防止煤矸石料的沉積和對輸送管道的磨損；
[0053]當形成氣固混合物料的煤矸石料從輸送管道的末端進入噴射充填裝置5的筒體52內，煤矸石料通過筒體52內壁上的螺旋形導流槽521進行導向從噴咀51噴出對煤礦采空區(qū)進行充填，通過排氣機構54調節(jié)排氣量以調節(jié)噴射速度，可以調節(jié)煤矸石料的充填速度和距離，提高煤礦采空區(qū)充填的密實度。
[0054]以上僅是本實用新型一個較佳的實施例，本領域的技術人員按權利要求作等同的改變都落入本案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統,包括料倉、旋轉下料閥、氣固混合加速室、輸送管道、噴射充填裝置，所述氣固混合加速室的上部設有接料口、一側設有進氣口、另一側設有噴料口，氣固混合加速室的接料口通過旋轉下料閥連接料倉的出料端，氣固混合加速室的進氣口與氣源相連接，其特征在于:氣固混合加速室的噴料口通過一氣裹輸送器與輸送管道的一端相連接，輸送管道的另一端連接噴射充填裝置； 所述氣裹輸送器包括一端設有進料口的進料管和一端設有出料口的出料管，進料管套入出料管的內孔中，出料管遠離出料口的一端與進料管設有進料口的一端相密封連接，進料管的外壁和出料管的內壁之間形成環(huán)形氣腔，出料管在靠近進料管進料口的外壁上設有至少一個連通所述環(huán)形氣腔的進氣管；出料管內壁的中部鑲嵌有渦流環(huán)，所述渦流環(huán)內表面上間隔設置有多個齒狀凸起，進料管穿過所述的渦流環(huán)；所述進料管穿過渦流環(huán)的部分為錐形狀，出料管內壁與所述進料管錐形狀部分相對應部分設置為倒錐形狀。
2.根據權利要求1所述的一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述噴射充填裝置包括噴咀和一筒體，筒體的內壁上設有螺旋形導流槽，筒體的外壁上傾斜設置一根氣固混合物料接料管，接料管與輸送管道相連接，所述接料管的內孔連通至筒體內，筒體的一端連接噴咀，筒體的另一端連接能調節(jié)噴射速度的排氣機構。
3.根據權利要求2所述的一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統,其特征在于:所述的排氣機構包括與筒體相連接的外管、用螺紋連接在外管內孔中的內管，內管的外端面通過多根連接柱與一密封蓋相固定，旋轉密封蓋能帶動內管相對于外管軸向移動并使密封蓋與外管的端面相接觸或相脫離。
4.根據權利要求2所述的一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述噴咀中間設有一個錐形狀的通孔；所述噴咀的上端部加工有缺口。
5.根據權利要求1所述的一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述輸送管道由多根輸送管連接而成，所述輸送管包括內層管、外層管，內層管套在外層管中間，內層管和外層管通過左右兩個環(huán)形端頭固接在一起，內層管的外表面包有隔音材料層，隔音材料層外表面與外層管內表面之間形成環(huán)形空腔；所述外層管上開設有壓力探測孔，壓力探測孔上裝有壓力傳感器，壓力傳感器用于探測所述環(huán)形空腔的壓力變化。
6.根據權利要求1所述的一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述料倉的出料端與旋轉下料閥之間還裝有電動插板閥；所述旋轉下料閥的下端與氣固混合加速室的接料口之間還裝有氣動插板閥。
7.根據權利要求1所述的一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述輸送管道包括有90度彎管，90度彎管上裝有球鼻管。
8.根據權利要求1所述的一種煤砰石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:多個所述齒狀凸起在渦流環(huán)的內表面上均勻分布；所述渦流環(huán)的外表面上設有定位凹槽，出料管內壁上設有定位凸起與所述定位凹槽相配合。
9.根據權利要求1所述的一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，其特征在于:所述進料管靠近進料口的一端上設有第一法蘭，出料管遠離出料口的一端設有第二法蘭，第一法蘭和第二法蘭相密封連接；所述出料管靠近出料口的一端設有第三法蘭；所述進料管的中心軸線與出料管的中心軸線相重合。
10.根據權利要求1至9任一項所述的一種煤矸石的氣裹輸送與充填系統，其特征在 于:所述輸送管道的中間還裝有至少一個氣裹輸送器。
【文檔編號】B65G53/16GK204126670SQ201420178925
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權日:2014年4月15日
【發(fā)明者】蘇騎 申請人:廈門美甘齊動物料輸送工程股份有限公司