CN1004365B - 用于采煤的扇形喷水装置 - Google Patents

Abstract

用于采煤的扇形喷水装置。在切削转筒的中部位有与输水管相连的同心的管道系统（７）（８），（９），内部的管道系统（７）始终与转筒切削盘上的尖状刀具接通，但另两个管道系统（８）（９）经由径向导管（１１），（１２），通到扇形腔室（１３），（１９）中，腔室的展开角度与转筒侧面的处于切削状态扇形区的展开角度相对应，并视转筒是处于高的或低的位置而取不同的数值。

Description

用于采煤的扇形喷水装置

本发明涉及一种能用于采煤的、可减少灰尘产生和冷却刀具的扇形喷水装置，以便将在含有瓦斯的空气中发生爆炸的危险性降低到最低限度。

在开采煤矿时，特别是在借助于装着一个或多个支承着装有尖状刀具的滚筒的活动臂的整体式切削机械进行开采时，活动臂的轴线是与工作面正交的，尖状刀具安放在滚筒的柱形表面上和它的面向工作面的平面上，该平面通常被称为割煤盘。在切削过程中，割煤盘上的尖状刀具不断地切碎煤块，但是，在任一特定时刻仅有一部分柱形表面上的尖状刀具与煤接触。相对这种切削机械来说，这些尖状刀具的位置对应于滚筒上的一个柱形扇区。一般来说，切削臂既能处在一个高的位置（采顶煤），也能处在一个低的位置（采底煤）。对于任何时候与煤接触的尖状刀具，这些位置中的每一个位置都有一个滚筒的扇形区与之相对应。这两个扇形区通常都有某种程度的交叠。

这种切削机械常常具有两个切削臂，其中的一个，位于机械的前部，处在高的位置，而另外一个位于机械的后部，处在低的位置。当切削机械抵达切削终点时，上述臂的位置在机械的运动方向改变之前转变成与其原来位置相反的位置。

在每个尖状刀具附近将水喷射到被开采的煤块上去的技术是众所周知的。为此目的而专门设计的现有的刀具，在其适当的部位均有一个喷水咀。

人们希望把所使用的水的消耗量减少到恰好是最低的需要量，不论在什么时候，仅向那些与煤接触的尖状刀具供水，这就是说，向那时正在与煤接触的割煤盘上的尖状刀具和正在与煤接触的柱形扇区的尖状刀具供水。

美国专利U-4212497给出了一种采煤机喷水装置，在其滚筒支承轴内有一个不可转动的配水芯轴，该配水轴外表面上具有一个或几个扇形槽，根据滚筒所处工作位置的不同，向不同的扇形槽供水。滚筒内有将扇形槽与喷嘴相连通的导管，滚筒旋转时，只有与扇形槽相对的导管才能将水引入喷嘴。但这种装置不能向滚筒割煤盘供水，且没有考虑滚筒处于高低两种不同的工作状态时，两个处于切削状态的扇形区有重叠部分。因而这种装置并不能将水的消耗量减少至最低的需要量。

本发明的目的在于，在现有技术的基础上，提供一种配水装置，该装置除向滚筒割煤盘连续供水并根据滚筒水平移动的方向有选择地向滚筒处于切削状态的柱状扇形侧面供水外，还充分考虑采煤机滚筒外于高低两种不同工作位置时柱状扇形区将出现重叠的现象。从而提高喷水效率，使供水消耗量处于最低需要量。

因此，本发明的主要目的是提供一种分配喷水器喷水装置，该装置安装在采煤滚筒的中央部位并具有三个供水环路，该供水环路始终向割煤盘上的尖状刀具供水，但对于两个侧面上的柱状扇形区上的尖状刀具，则根据滚筒水平移动的方向有选择地进行供水。

在采煤机扇形喷水装置中，具有配水芯轴，配水芯轴不随滚筒转动且在其外表面上具有若干个环状扇形槽，环状扇形槽在圆周上有一定的展开角度，且此展开角与滚筒处于切削状态的柱状扇形区G、D的展开角度相对应，与环状扇形槽相对应的导管呈圆周式地分布于滚筒内，而其另一端均与相应的尖状刀具相连。作为一种例子，这种连接可以采用一种易弯曲的软管。按照本发明，该装置在滚筒的中心区域装有三个同心管道，其中第一个为内柱形管道，第二个为居中的环状管道，第三个为外侧的环形管道，每个管道均通过其一端与一个具有截止阀的输水管相通，这些管道的另一端则分别与通往割煤盘上尖状刀具的导管或相应的环状扇形腔室相连，环状扇形腔室在滚筒纵轴线上相距一定的距离，且其在圆周上的分布位置与滚筒分别处于两种不同切削状态时的柱状扇形区相对应，诸环状扇形腔室在滚筒纵轴方向的投影有一定的重叠部分。

作为一种最佳的方式是，第一个同心的内柱形管道的端部是位于割煤盘的尖状刀具处。

同样，作为一种最佳的方式是，第二个居中的环形管道其末端部位较第三个外部的环形管道长一些，同时若干个径向的导管将这些管道连接到在轴向上彼此间隔一定距离的相应的环状扇形腔室上。

在切削臂上，在轴线方向上的空间是极小的。

按照本发明，装在轴上的这些管道在远离滚筒的割煤盘的终端处，终止在固定的横向盘附近，在横向盘中，在与滚筒的轴正交的单平面中切削有径向供水管道;这些供水管道通过它们的外端部连接到输水管上;它们的内端部通过内部的通水道延伸到管道的端部。这样，只要使用轴线方向上的一小部分，任何一个管道均能通过若干个输水管和若干个内部通水道进水，究竟由几个输水管和几个内通水道进水视喷水量而定。

由本发明上述内容可知本发明的优点在于它除向滚筒割煤盘连续供水外，并根据滚筒水平移动的方向有选择地向滚筒处于采煤状态的柱状扇形侧面的尖状刀具供水，还充分考虑采煤机滚筒处于高低两种不同工作状态时柱状扇形区将出现重叠的现象，从而提高喷水效率，使供水消耗量最小。

现在将描述本发明的最佳实施例，但绝不限于最佳实施例，也不排除任何可用来替换的实施例。叙述时将结合附图，其中：

图1是表示在一个切削臂上两个切削滚筒的位置的示意图，用以表示对尖状刀具采取扇形供水的原因;

图2是一个切削滚筒分别处于高的位置和低的位置时的示意图，图中表示出所用的扇形区;

图3是沿着图5中的Ⅲ-Ⅲ线的局部剖面图;

图4是沿着图5中的Ⅳ-Ⅳ线的局部剖面图;

图5是通过支承着切削滚筒的固定轴的轴线的平面的纵向局部剖面图;

图6是图5中的远离切削滚筒的割煤盘的轴的端部的纵剖面图;

图7是沿着图6中的Ⅶ-Ⅶ线的局部剖面图;

图1示意性地表示了装备在水平方向上按箭头F1所示的方向从右到左移动的切削机械的第一切削滚筒1和第二切削滚筒2。第一滚筒1位于高的位置，第二滚筒2位于低的位置。在按方向F1运行到终点处，滚筒1、2在按箭头F3所示的方向转向后，切削机械按箭头F2所示的相反的方向移动，这时，第一滚筒采取低的位置，第二滚筒采取高的位置。

图2比较清楚地表示了在切削煤时处于切削状态的有效作用扇形区的变化，这种变化是由于滚筒1绕中心0按方向F3进行转向而引起的高位和低位之间的变化所引起的。在高的位置处，滚筒1的侧面的整个左面的柱状扇形区G在180°的范围中切削。在低的位置处，右面的柱状扇形区D是在120°的范围中切削。作为这种转向的一种结果，G和D这两个扇形区有一个在图中用密的阴影部分表示出来的始终处于切削状态的公共部分C。

扇形区的公共部分C的尖状刀具需要连续不断地喷水，而左面的柱状扇形区G余下部分的那些尖状刀具和右面的柱状扇形区D余下部分的那些尖状刀具仅仅在切削滚筒分别处于高的位置或低的位置时才需要喷水。按照本发明的扇形喷水装置就可产生这种结果。此外，该装置可向在滚筒1的两个位置上均采煤的割煤盘上的尖状刀具提供连续性的供水。

因为切削滚筒1对于那些熟悉本技术领域的人来说是众所周知的，同时因为本发明并不涉及作为一个整体的这样一类滚筒，故不对切削滚筒的细节作详细描述。这种滚筒1具有一个装成围绕固定不转的芯轴3旋转的中心部分2（图5）。该芯轴3是中空的;钻有多级直径的纵向孔道，该轴内有三个互为同心的并也与芯轴3的轴线同心的管子4、5、6，从而形成了第一个同心的内柱形管道7，第二个居中的环形管道8和第三个外部的环形管道9，它们也都是同心的。

如图5所示，在靠近着滚筒的转轴的端部，第一个同心的内柱形管道7通过导管7A延伸到一个中心连接套管10，与割煤盘上尖状刀具连接的可弯曲软管10A从套管10处接出去。

第二个居中的环形管道8和第三个外部的环形管道9分别在位于横截面Ⅳ-Ⅳ和横截面Ⅲ-Ⅲ处的端部结束，这些面在芯轴3的轴线方向上相隔一定的距离，同时在该处分别设有径向管道11，12。在图3的截面Ⅲ-Ⅲ中，在芯轴3上，径向管道12在环状扇形腔室13处终止，该腔室包含在该截面Ⅲ-Ⅲ内，在芯轴3的表面上加工而成，并且展开180°。还是在截面Ⅲ-Ⅲ的范围内，径向管道14设在滚筒1的中心部分2中;这些导管的数量与滚筒1侧面上的尖状刀具数相对应，它们成圆周型相间排列。通过纵向管道15，再通过与连接接口管17相连的径向端部管道16（图5），使每个径向管道14在滚筒1中外延出去。软管18从连接接口管17出发。18每一个都延伸到滚筒侧面上的一个尖状刀具上。

在截面Ⅳ-Ⅳ中，存在着一种类似于上述描述的布置。径向孔11与环状扇形腔室19接通，该腔室在轴3的表面处切削加工而成，但仅仅展开成120°的弧形区。在滚筒1的中心部位，径向孔20，通过纵向孔21与接口管17连接，再经过可弯曲的软管18与尖状刀具接通。

按圆周形的方向安排这两个环状扇形腔室13和19是为了与滚筒1的处于切削状态的扇形区G和D（图1）相对应，同时它们与公共部分C对应地重叠。在滚筒1的旋转过程中，那些与径向孔14和20相连的尖状刀具在径向孔14、20与扇形腔室13和19相对位置时才被供水。扇形腔室是通过第三个外部的环形管道9或通过第二个居中的环形管道8来供水的，究竟是外部第三个环形管道供水还是第二环形管道供水，视滚筒1是处于高的位置或是处于低的位置来决定。在纵向孔15、21（图5）上装有单向阀22、23以防止通过一个环路输送的水由另一环路返流过来。

同心的管道7，8，9的供水对于管道7来说，是以连续不断的方式被供水，对于管道8，9来说，是在芯轴3远离滚筒的割煤盘的一端以交替的方式供水，下面结合图6和图7来描述一种最佳的方式。

在供水侧，管子4，5，6在滚筒轴线方向上具有不同长度，因而使管道7，8，9的终端沿轴线位于不同位置，同时每一个管道是在位于各自的延长部分中的供水空间4，25，26中终止的。这些空间24，25，26和管子4，5，6的端部位于横向盘28中一端的固定部分27中，该横向盘28安放在一个与采煤滚筒的轴相垂直的横向平面之中。该横向盘28的厚度足以能切削有径向供水管道29、30、31、32。这些管道在圆周方向彼此隔开;在它们的外端部，它们被分别连接到输水管33，34，35，36上。径向供水导管29直接通到第一个同心的内柱形管道7的供水空间26中。径向供水导管30通过内部的通水道（即在固定部分27上所切削加工的纵向通水道37以及与其相通的径向通水道38）连接到第二个居中的环形管道8的供水空间25中。另两个供水管道31，32均经由纵向的内部通水道39和径向的内部通水道40通到第三个外部的环形管道9的供水空间24。当采用一种轴向体积小的薄型的横向盘28时，就可以据水流需要通过若干个输水管33至36，向同心的管道7，8，9中的每一个管道供水。截止阀（图中未示出）安装在输水管34，35和36上，它们按照赋予切削滚筒上的高的或低的位置，自动地打开或关闭。

扇形腔室13、19在圆周上的大小是按照切削滚筒的处于切削状态的柱状扇区的大小选定的。在滚筒位于高的位置处时，处于切削状态的扇形区G的展开度一般为180°，尽管可以要求它在更广的，可以达到210°左右的展开度上进行喷水。在滚筒位于低的位置处时，处于切削状态的扇形区D的展开角度是按照工作面的高度改变的;实际上，它可以介于60°和180°之间。

Claims (6)

1、一种用于采煤滚筒1的扇形喷水装置，该装置具有配水芯轴3，该芯轴不随滚筒1转动且在其外表面上具有若干环状扇形槽，环状扇形槽在圆周上具有与采煤机滚筒处于切削状态时的柱状扇形区G、D的展开角度相对应的展开角度，滚筒内呈圆周式分布的导管14、20以旋转方式相对环状扇形腔室运动，导管14、20将环状扇形腔室与滚筒1的柱形侧面上的喷嘴接通，其特征在于，该装置在滚筒1的中心区域装有三个同心的管道7、8、9，每个管道的一个端部至少与一个输水管33至36相连，而其另一端部或通过接口管10与割煤盘上的尖状刀具接通，或通往固定的环状扇形腔室13、19，环状扇形腔室13、19在滚筒纵轴方向上相距一定的距离，且对应于柱状扇形区在轴向投影＊G D有一个重叠区。

2、据权利要求1所述的装置，其特征是，第一个管道7是柱形的并通过导管7A延伸到装有与割煤盘上的尖状刀具连接的中心接口管10上。

3、据权利要求2所述的装置，其特征是，第二个居中的环形管道8在其末端部位处较第三个外部的环形管道9长一些，同时，若干个相应的径向的导管11，12将这些管道连接到位于在轴向上彼此隔开的横截面中的相应的扇形腔室13，19上。

4、据权利要求1所述的装置，其特征是，与采煤滚筒1在高的位置时处于采煤状态的柱状扇形区G相对应的扇形腔室13的展开角度是在180°和210°之间进行选择的，但是与采煤滚筒1在低的位置时处于采煤状态的柱状扇形区G相对应的扇形腔室19的展开角度是在60°和180°之间进行选择的。

5、据权利要求1所述的装置，其特征是，在其远离采煤滚筒1的割煤盘的端部处同心的管道系统7，8，9终止在被它们所插入的固定的横向盘28附近，该盘在一个与滚筒的轴正交的单一平面中，切削加工有径向供水管道29，30，31，32该管道具有与输水管相连的外部端和通过内部的通水道39，40延伸到管道7，8，9的端部的内部端。

6、据权利要求5所述的装置，其特征是，至少有一个同心的管道9通过内部的通水道39，40与装在横向盘28中的两个径向供水管道31，32相连接。

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