一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置，自上而下依次包括懸掛機構、緩沖機構、環(huán)形鋼板、固定底座，其中：每個擋料板包括第一折板部和第二折板部，且第一折板部與第二折板部成一定夾角一體成型；多個擋料板中的多個第一折板部在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪設，第一折板部的形狀為等腰梯形，第二折板部的形狀為三角形；且每個彈簧的一端與擋料板的第一折板部固定連接，每個彈簧的另一端與環(huán)形鋼板固定連接；環(huán)形鋼板固定連接在固定底座上；懸掛機構包括與多個擋料板一一對應的多根懸掛桿，且每根懸掛桿分別與對應的擋料板的第一折板部的頂面鉸接。上述緩沖裝置，可大大減小物料對倉壁的沖擊，實現(xiàn)固體物料的安全投放。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦及金屬礦山固體充填采煤物料緩沖設備領域，尤其涉及一種固體 充填開采自平衡式緩沖裝置。 一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置

【背景技術】
[0002] 隨著我國以矸石、粉煤灰、黃土、建筑垃圾等固體物料為充填材料的綜合機械化固 體物料充填采煤技術的日臻成熟，逐漸實現(xiàn)了對"三下"壓煤及金屬礦山的規(guī)模性開采，并 實現(xiàn)了對采空區(qū)的有效充填，有效的提高了煤炭資源的回采率，解決了我國"三下"壓煤開 采問題，同時解決了廢棄物矸石、粉煤灰、金屬尾礦的地面堆放問題；
[0003] 很顯然，綜合機械化固體物料充填采煤技術具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前 景。在煤礦及金屬礦山綜合機械化固體充填采煤物料作業(yè)時，當?shù)孛嫖锪贤ㄟ^投料系統(tǒng)投 放至井下的時候，重力作用下固體填充采煤物料將堅直向下產生比較大動能和沖擊動量， 如何減小物料的沖擊，減小其對儲料倉倉壁的損害，一直是充填開采投料作業(yè)的一個難點。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置，以解決上述問題。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0006] -種固體充填開采自平衡式緩沖裝置，自上而下依次包括懸掛機構、緩沖機構、環(huán) 形鋼板、固定底座，其中：
[0007] 所述緩沖機構包括多個擋料板和與多個所述擋料板一一對應的多個彈簧；每個所 述擋料板包括第一折板部和第二折板部，且所述第一折板部與所述第二折板部成一定夾角 一體成型；多個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪設，所 述第一折板部的形狀為等腰梯形，所述第二折板部的形狀為三角形；且每個彈簧的一端與 所述擋料板的第一折板部固定連接，每個彈簧的另一端與所述環(huán)形鋼板固定連接；
[0008] 所述環(huán)形鋼板固定連接在所述固定底座上；
[0009] 所述懸掛機構包括與多個所述擋料板 對應的多根懸掛桿，且每根懸掛桿分別 與對應的擋料板的第一折板部的頂面鉸接。
[0010] 較佳地，所述緩沖機構中的擋料板、彈簧和懸掛桿的數(shù)量均為6個。
[0011] 較佳地，多個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪 設成正六邊形。
[0012] 較佳地，所述固定底座包括兩根實體圓桿；每根所述實體圓桿的兩端均穿過儲料 倉的內壁上的定位孔。
[0013] 較佳地，多個擋料板相互鉸接形成的緩沖機構的中心分別與所述環(huán)形鋼板的中心 和所述固定底座的中心同軸。
[0014] 較佳地，所述彈簧為拉簧。
[0015] 較佳地，六個所述擋料板可以構成一個六邊形漏斗組件；
[0016] 所述六邊形漏斗組件中，擋料板上梯形形狀的第一折板部的梯形下底長度是上底 長度的1. 6倍，所述六邊形漏斗組件的深度為1. 5m?2. 0m。
[0017] 較佳地，所述擋料板的表面電鍍有高強耐磨層。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例的優(yōu)點在于：
[0019] 本發(fā)明提供的一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置，分析上述結構原理可知：固 體充填開采自平衡式緩沖裝置，主要由緩沖機構、環(huán)形鋼板、固定底座及懸掛機構組成。其 中最為重要的結構組件是緩沖機構，其由多個相同的擋料板和多組相同的拉力彈簧組成 (例如緩沖機構中的擋料板、彈簧和懸掛桿的數(shù)量均為6個，也可以為其他數(shù)量），彈簧的上 部連接擋料板的第一折板部，彈簧的下部連接環(huán)形鋼板，緩沖機構主要通過擋料板和各組 彈簧相互配合起到緩沖作用，環(huán)形鋼板焊接在固定底座上，用于固定彈簧；懸掛機構與擋料 板的第一折板部的頂面鉸接，通過懸掛機構中的懸掛桿與焊接在擋料板上邊緣的固定同軸 心鐵環(huán)套接實現(xiàn)鉸接；
[0020] 例如：在六個擋料板結構中，緩沖機構主要由六塊相同的擋料板、六根彈簧及六根 懸掛桿構成，擋料板的第一折板部的頂面焊接了一組鐵環(huán)套，表面鍍高強耐磨材料，擋料板 同時與懸掛桿和彈簧相連接；其中：六個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上 沿圓周方向間隙鋪設，這樣一來具有等腰梯形形狀的第一折板部合圍鋪設成一個環(huán)形的正 六邊形，具有三角形形狀的第二折板部合圍成多棱錐的形狀（即俗稱漏斗形狀）；這樣六塊 擋料板即可構成一個類似于正六邊形的漏斗結構；懸掛桿下端焊接一根水平鋼條，并與擋 料板第一折板部頂面上焊接的固定鐵環(huán)套實現(xiàn)鉸接，懸掛桿上端固定在儲料倉頂壁；彈簧 上端與擋料板的第一折板部外邊沿下側連接，彈簧下端與環(huán)形鋼板焊接；底座固定機構由 兩根實體圓桿和一個環(huán)形鋼板組成，環(huán)形鋼板焊接在實體圓桿上，實體圓桿兩端均嵌入儲 料倉的內壁。緩沖裝置擋料板第一折板部同時與懸掛桿和彈簧相連，在彈簧拉伸以及懸掛 桿的固定作用下，擋料板以鉸接點為中心上下翻轉實現(xiàn)對固體物料的緩沖以及導流效果。
[0021] 其中，六塊擋料板在彈簧和懸掛桿的共同作用下處于平衡狀態(tài)，擋料板的第一折 板部在同一水平面上沿圓周方向鋪設形成一個閉合的正六邊形漏斗，彈簧處于受拉伸長狀 態(tài)，緩沖機構處于自然狀態(tài)；
[0022] 在物料落下進行緩沖作業(yè)時，受到固體物料的沖擊，擋料板以第一折板頂面的鉸 接點（即固定鐵環(huán)套）為中心向下翻轉并產生空隙，即正六邊形漏斗的中心處形成空隙； 同時，因為擋料板的翻轉，帶動固定于擋料板和環(huán)形鋼板之間的彈簧受拉繼續(xù)伸長；在物料 逐步落入儲料倉的過程中，六塊擋料板在彈簧的拉力作用下逐漸閉合，并恢復到自然狀態(tài)。 很顯然在物料下落過程中先沖擊多個擋料板相互鉸接形成的錐正六邊形漏斗上，正六邊形 漏斗的開口可以迎接物料的下落，隨后物料沿著擋料板的第二折板部向正六邊形漏斗的中 心下落并匯聚，匯聚的同時物料相互撞擊損失一部分動能，同時物料在下落經過擋料板撞 擊并變向發(fā)生緩沖損失一部分動能；由于物料在墜落過程中經過了多級的機械結構緩沖作 用，造成了其動能和沖擊動量的大量損耗和轉移（例如轉移給擋料板翻轉等），這樣由于物 料動能的下降，其墜落速度也相應急劇下降，因此本發(fā)明實施例提供的固體充填開采自平 衡式緩沖裝置緩沖作用明顯。
[0023] 本發(fā)明在應用于綜合機械化固體物料充填采煤技術中，當?shù)孛娉涮钗锪贤ㄟ^投料 井投放到儲料倉時，物料會對倉壁形成直接沖擊，容易破壞儲料倉的倉壁，安裝固體充填開 采自平衡式緩沖裝置，可減小物料對倉壁的沖擊，實現(xiàn)固定充填物料的安全投放。整個裝置 使用方便，安全高效、投資少，在井工充填開采具有廣泛的實用性，對于其他的礦山工程具 有借鑒意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的單個擋料板 立體結構示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的擋料板裝配 后的正六邊形漏斗的俯視圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的裝配后的正 六邊形漏斗的正視圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的懸掛桿示意 圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的彈簧示意圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的環(huán)形鋼板示 意圖；
[0030] 圖7是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的實體圓桿示 意圖；
[0031] 圖8是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的儲料倉頂壁 示意圖；
[0032] 圖9是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置的自然狀態(tài)俯視 圖；
[0033] 圖10是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置的緩沖機構的自 然狀態(tài)正視圖；
[0034] 圖11是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的緩沖機構工 作狀態(tài)俯視圖；
[0035] 圖12是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的擋料板自然 狀態(tài)不意圖；
[0036] 圖13是本發(fā)明實施例一提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的擋料板工作 狀態(tài)不意圖；
[0037] 圖中：1-擋料板，2-懸掛桿，3-彈簧，4-環(huán)形鋼板，5-實體圓桿，6-儲料倉頂壁。

【具體實施方式】
[0038] 下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0039] 實施例一
[0040] 參見圖10和圖11，本發(fā)明實施例一提供了一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置， 自上而下依次包括懸掛機構、緩沖機構、環(huán)形鋼板4(參見圖6)、固定底座，其中 ：
[0041] 所述緩沖機構包括多個擋料板1 (另參見圖2)和與多個所述擋料板1 一一對應的 多個彈簧3 (另參見圖5);參見圖1或是圖3,每個所述擋料板1包括第一折板部10和第二 折板部11，且所述第一折板部10與所述第二折板部11成一定夾角一體成型；多個擋料板1 中的多個所述第一折板部10在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪設，所述第一折板部10的 形狀為等腰梯形，所述第二折板部11的形狀為三角形；且每個彈簧3的一端與所述擋料板 1的第一折板部10固定連接，每個彈簧3的另一端與所述環(huán)形鋼板固定連接；
[0042] 參見圖4或圖10,所述環(huán)形鋼板4固定連接（包括例如：焊接或是其他固定連接 方式）在所述固定底座上；
[0043] 參見圖9,所述懸掛機構包括與多個所述擋料板1 對應的多根懸掛桿2,且每 根懸掛桿2的一端分別與對應的擋料板1的第一折板部的頂面鉸接，懸掛桿的另一端端固 定在儲料倉頂壁6上（參見圖8);
[0044] 參見圖1，首先介紹一下?lián)趿习宓膯误w結構，每個所述擋料板1包括第一折板部10 和第二折板部11，且第一折板部10與所述第二折板部11成一定夾角一體成型；
[0045] 參見圖3,其裝配后的組件即可形成漏斗形狀，例如：六個擋料板的第一折板部10 在同一水平面上沿圓周方向鋪設形成一個閉合的正六邊形漏斗；
[0046] 所述緩沖機構中的擋料板、彈簧和懸掛桿的數(shù)量均為6個。
[0047] 需要說明的是，所述緩沖機構中的擋料板的數(shù)量為6個（或是其他數(shù)量，對此本發(fā) 明實施例不做具體限定，只是上述附圖1中所示意的緩沖機構是由6個擋料板構成的）。 [0048] 需要說明的是，多個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上沿圓周方向 間隙鋪設成正六邊形。六個所述擋料板可以構成一個六邊形漏斗組件；所述六邊形漏斗組 件中，擋料板上梯形形狀的第一折板部的梯形下底長度是上底長度的1. 6倍，所述六邊形 漏斗組件的深度為1. 5m?2. 0m。上述技術內容公開一下本發(fā)明實施例提供的固體充填開 采自平衡式緩沖裝置的部分結構的尺寸特征。
[0049] 較佳地，參見圖7和圖9,所述固定底座包括兩根實體圓桿5 ;每根所述實體圓桿5 的兩端均穿過儲料倉的內壁上的定位孔。多個擋料板相互鉸接形成的緩沖機構的中心分別 與所述環(huán)形鋼板的中心和所述固定底座的中心同軸，明確了三種主要結構之間的空間位置 關系。
[0050] 較佳地，所述彈簧為拉簧（拉力彈簧）。
[0051] 需要說明的是，該處彈簧選擇為拉力彈簧，保證其對擋料板保持足夠的彈簧拉力， 并在物料通過正六邊形漏斗中心的縫隙時處于拉伸伸長狀態(tài)，在物料通過之后恢復形變， 將擋料板的恢復原來的空間位置，從而實現(xiàn)關閉正六邊形漏斗中心的縫隙。
[0052] 較佳地，所述擋料板的表面電鍍有高強耐磨層。
[0053] 需要說明的是，由于物料下落過程中重力沖擊作用以及在表面滑落時的摩擦力作 用，物料對擋料板表面的損傷比較大，只有采用擋料板的表面電鍍高強耐磨層，才能保證其 表面能夠長時間抵御物料的沖擊和摩擦，保證本發(fā)明實施例提供的固體充填開采自平衡式 緩沖裝置的使用壽命。
[0054] 下面介紹一下本發(fā)明實施例提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置的工作原 理：
[0055] 其中，六塊擋料板在彈簧和懸掛桿的共同作用下處于平衡狀態(tài)，擋料板的第一折 板部在同一水平面上沿圓周方向鋪設形成一個閉合的正六邊形漏斗，彈簧處于受拉伸長狀 態(tài)，緩沖機構處于自然狀態(tài)；參見圖10是固體充填開采自平衡式緩沖裝置的緩沖機構的自 然狀態(tài)正視圖；圖11是固體充填開采自平衡式緩沖裝置中的緩沖機構工作狀態(tài)俯視圖；
[0056] 在物料落下進行緩沖作業(yè)時，受到固體物料的沖擊，擋料板以第一折板頂面的鉸 接點（即固定鐵環(huán)套）為中心向下翻轉并產生空隙，即正六邊形漏斗的中心處形成空隙；同 時，因為擋料板的翻轉（即圖12是擋料板自然狀態(tài)示意圖，圖13是擋料板處于工作狀態(tài)示 意圖），帶動固定于擋料板和環(huán)形鋼板之間的彈簧受拉繼續(xù)伸長；在物料逐步落入儲料倉 的過程中，六塊擋料板在彈簧的拉力作用下逐漸閉合，并恢復到自然狀態(tài)。很顯然在物料下 落過程中先沖擊多個擋料板相互鉸接形成的錐正六邊形漏斗上，正六邊形漏斗的開口可以 迎接物料的下落，隨后物料沿著擋料板的第二折板部向正六邊形漏斗的中心下落并匯聚， 匯聚的同時物料相互撞擊損失一部分動能，同時物料在下落經過擋料板撞擊并變向發(fā)生緩 沖損失一部分動能；
[0057] 由于物料在墜落過程中經過了多級的機械結構緩沖作用，造成了其動能和沖擊動 量的大量損耗和轉移（例如轉移給擋料板翻轉等），這樣由于物料動能的下降，其墜落速 度也相應急劇下降，因此本發(fā)明實施例提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置緩沖作用明 顯。
[0058] 在物料逐步落入儲料倉的過程中（即經過正六邊形漏斗的中心縫隙之后），六塊 擋料板在彈簧的拉力作用下逐漸閉合，并恢復到自然狀態(tài)。此過程周而復始，循環(huán)進行，從 而不斷對投料管中投出的物料進行緩沖。最終解決固體充填開采物料投放緩沖問題，減輕 對儲料倉的倉壁的破壞，實現(xiàn)物料的安全投放。
[0059] 在本發(fā)明實施例提供的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，結構簡單實用，可大大 減小物料對倉壁的沖擊，實現(xiàn)固體物料的安全投放。整個裝置使用方便，安全高效、投資少， 在井工充填開采具有廣泛的實用性，對于其他的礦山工程具有借鑒意義。
[0060] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于，自上而下依次包括懸掛機構、緩 沖機構、環(huán)形鋼板、固定底座，其中： 所述緩沖機構包括多個擋料板和與多個所述擋料板一一對應的多個彈簧；每個所述擋 料板包括第一折板部和第二折板部，且所述第一折板部與所述第二折板部成一定夾角一體 成型；多個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪設，所述第 一折板部的形狀為等腰梯形，所述第二折板部的形狀為三角形；且每個彈簧的一端與所述 擋料板的第一折板部固定連接，每個彈簧的另一端與所述環(huán)形鋼板固定連接； 所述環(huán)形鋼板固定連接在所述固定底座上； 所述懸掛機構包括與多個所述擋料板 對應的多根懸掛桿，且每根懸掛桿分別與對 應的擋料板的第一折板部的頂面鉸接。
2. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 所述緩沖機構中的擋料板、彈簧和懸掛桿的數(shù)量均為6個。
3. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 多個擋料板中的多個所述第一折板部在同一水平面上沿圓周方向間隙鋪設成正六邊 形。
4. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 所述固定底座包括兩根實體圓桿；每根所述實體圓桿的兩端均穿過儲料倉的內壁上的 定位孔。
5. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 多個擋料板相互鉸接形成的緩沖機構的中心分別與所述環(huán)形鋼板的中心和所述固定 底座的中心同軸。
6. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 所述彈簧為拉簧。
7. 如權利要求2所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 六個所述擋料板可以構成一個六邊形漏斗組件； 所述六邊形漏斗組件中，擋料板上梯形形狀的第一折板部的梯形下底長度是上底長度 的1. 6倍，所述六邊形漏斗組件的深度為1. 5m?2. Om。
8. 如權利要求1所述的固體充填開采自平衡式緩沖裝置，其特征在于， 所述擋料板的表面電鍍有高強耐磨層。
【文檔編號】E21F15/00GK104110269SQ201410247209
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】周躍進, 馬利軍, 張英, 曹曉華 申請人:江蘇中礦立興能源科技有限公司