CN102107151B - 立筒式振动煤矸分离机 - Google Patents
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Abstract
一种立筒式振动煤矸分离机，所述煤矸分离机包括竖直设置的筒体，以与筒体共轴线的方式安装在筒体内的由动力源驱动的转子轴和安装在转子轴上的由多层、多根环绕转子轴设置的打击棒构成的破碎转子，位于筒体底部的出料口，设置在筒体顶部的入料装置，以及安装在出料口下方的振动筛；所述振动筛包括安装在底座上的第一机架、中间机架和第二机架，以斜置方式安装在机架上的筛面，其中第一机架和第二机架通过铰接方式设置在筛面前后端下方，中间机架通过振动轴设置在筛面的中部下方，振动轴通过联轴器与振动筛电机相结合；所述筛面是由多根劈裂刃和多根篦条组成，所述劈裂刃固定在篦条上形成振动筛面，每两相邻设置的篦条间的间隙紧形成筛孔。
Description
立筒式振动煤矸分离机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种立筒式振动煤矸分离机，属于机械类，适用于毛煤排矸分选，尤其适用于井下开采后毛煤煤矸分离。
背景技术
[0002] 在现代化的采煤作业中，综合机械化采煤得到了广泛的应用，综采方式固然能够大幅度提高采煤量，但是由此也带来了井下大块毛煤如何处理的问题，大块毛煤含矸量大， 有的矿井生产中甚至出现过大于Im的大块毛煤，在输送过程中经常会出现堵塞煤流线甚至砸坏设备的问题，成为了困扰矿井安全生产的难题。根据目前国内外公开发表的文献来看，目前现场生产中对这一难题还没有公认成熟的解决方案，大部分矿井均是将井下大块毛煤直接升井，拉到到地面拣选处理后堆积或者直接就地堆积。由此又带来其他的问题，由于毛煤含矸量大，毛煤直接升井会造成矿井提升运力的巨大浪费。以一个年产量150万吨的矿井为例，如果其毛煤含矸量为30%，其矸石量每年将达到45万吨，相当于一个中型煤矿的一年的产量。同时由于井下矸石被提升到地面堆积，各大矿井周围都形成了巨大的矸石山。矸石山的存在不仅造成大量耕地被占，而其造成了严重的环境污染，甚至存在矸石山爆炸的安全隐患。而井下矸石被提升到地面，在井下煤炭被开采后形成了大面积的采空区或者废弃巷道，造成了地面沉降和塌陷，由此带来的环境、生态破坏甚至村庄搬迁等社会问题各更为严峻。因此寻找一种适合井下使用的毛煤处理方案成为保证矿井安全高效生产、减少废弃物排放和解决环境保护问题的必然选择。
[0003] 由于毛煤是由煤、夹矸石、岩石、矿物、杂物等组成的，而不同物质的硬度差别很大，因此可以考虑利用毛煤中不同组分的力学性能的差异对毛煤进行选择性分选，达到煤矸分离的目的。
[0004] 选择性破碎分选是对混合物料施加适当的作用力，使硬度较大的岩石、物料不破碎或较少破碎，而使硬度较小的岩石、矿物完全破碎或基本破碎，利用岩石、矿物强度差异， 达到强化破碎和分选的目的。
[0005] 目前也有选择性破碎机方案被提出来，用于煤和杂物分离。但是查阅公开发表的资料，这些选择性破碎机基本上都是卧式设备。其主要结构是由入料段、滚筒筒体、出料端、 杂物排出段等组成，其主要特征是被分选物料从一侧给如滚筒内，滚筒在电机带动下作圆周运动，物料在滚筒内反复重复跌落——破碎——跌落过程，经过筛分破碎后，由于物料中不同成分的破碎硬度不同，软性物料从下部排料口排出，硬性物料从另一侧排出，从而实现了物料中不同硬度组分的选择性破碎，从而达到分离的目的。有的为了使破碎效果更好，还在滚筒内设计有转子，转子和滚筒分别驱动。如国家专利局已经授权的实用新型、专利号为 ZL 93228113. 3的滚筒式选择性破碎机；又如已经发表的公告号为CN 21066571的选择性破碎机。
[0006] 但是这种卧式的选择性破碎机有较多的弊端。首先，机体直径越大，处理能力越大，庞大的机体转动要消耗较多能量，有转子存在的情况下需要消耗的能量更多；其次，处理能力受到限制，由于卧式选择性破碎机只能从一侧入料，从另一侧排出杂物和矸石，不论机体和水平转子轴之间是否有夹角，其处理能力都受到其物料运动方式的限制。加大筒体直径固然可以增加处理量，但是又增加了制造的成本和难度，而且机体笨重，需要消耗的动力也会成倍增加；第三、部分选择性破碎机滚筒筒体采用的是链条传动方式，动力由一端传入，链传动系统使得机体受扭矩大，噪声很大。滚筒筒体直径越大，大链轮的加固越困难；第四，卧式选择性破碎机的机体部件较多，结构复杂，增加了制造和维修难度。
发明内容
[0007] 本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处，并在借鉴成熟的破碎、筛分设备优点的基础上，提供一种毛煤排矸用的立筒式振动煤矸分离机。该破碎机可以使毛煤的煤矸筛分、破碎和分离一体化，尤其适用于井下毛煤排矸。
[0008] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
[0009] 本发明的立筒式振动煤矸分离机包括竖直设置的筒体，以与筒体共轴线的方式安装在筒体内的由动力源驱动的转子轴和安装在转子轴上的由多层、多根环绕转子轴设置的打击棒构成的破碎转子，位于筒体底部的出料口，设置在筒体顶部的入料装置，以及安装在出料口下方的振动筛；所述振动筛包括沿底座长度方向由高渐低依次安装在底座上的第一机架、中间机架和第二机架，和以斜置方式安装在机架上的筛面，其中第一机架和第二机架通过铰接方式设置在筛面前后端下方，中间机架通过振动轴设置在筛面的中部下方，振动轴通过联轴器与振动筛电机相结合；所述筛面是由多根横截面呈楔形结构的劈裂刃和多根篦条组合而成，所述劈裂刃固定在篦条上形成振动筛面，每两相邻设置的篦条间的间隙紧形成筛孔。
[0010] 本发明中构成破碎转子的多层、多根打击棒以与转子轴相垂直的方式环绕转子轴以均布的方式固定安装在转子轴上，且各层打击棒的数量呈由下至上递减的方式设置(如以五根、四根、三根、两根的递减方式设置)，最上层是由两根呈180°方式设置的打击棒构成，各层打击棒之间采用等距离方式安装；所述转子轴通过安装在其上端的传动轮与由驱动电机、传动皮带组成的动力源相结合。
[0011] 本发明中设置在筒体底部的出料口是由对称设置在筒体中轴线两侧的左出料口和右出料口组成。
[0012] 本发明的煤矸分离机机采用整机直立安装，筒体静止不动，筒体内置转子用于打碎物料，顶部入料，底部卸料并排出杂物。
[0013] 本发明充分利用了物料的自身重力跌落入料，进料不需消耗动力；根据不同物料的硬度差异实现物料选择性破碎，达到物料破碎、筛分和分离的目的；其筒体底部安装有带筛孔的排料刮板或振动筛，可以控制产品粒度，排出杂物，并减少物料的过粉碎。
[0014] 更具体说，本发明的破碎机是利用毛煤中煤与矸石、杂物的硬度不同，在一定的高度下跌落摔碎，煤易于破碎而被筛分出来，矸石不易破碎而被排出，同时木头、铁器等杂物均被排出。
[0015] 本发明工作时，物料从顶部给入，在筒体内置转子的打击作用下，物料被破碎，沿筒体滑落到出料口，然后从出料口跌落至下面的振动筛上，物料不同组分的硬度不同，对于硬性物料，跌落到振动筛面上，并随着筛面运动被排出系统；对于软性物料，跌落到刮料筛或振动筛面上被进一步破碎，并透过筛孔被排出；这样就实现了不同硬度物料的分离。
[0016] 本发明的优点在于：
[0017] 1、筒体竖直固定安装，自身不运动，物料由顶部给入，在重力作用下垂直跌落破碎，整个系统动力消耗比较低；
[0018] 2、转子从顶部到底部沿转子轴等距离分组排列，并且越往下转子数目越多，这样可以使入料时物料初步破碎后能够迅速下落，并在底部被充分破碎，防止了物料过粉碎，并且加快了物料处理速度。
[0019] 3、物料跌落到筒体下面的振动筛面上被进一步破碎，不同硬度的物料在振动筛面上上受力不同，分别通过不同的途径排出，实现了破碎、筛分和分离一体化。
[0020] 4、通过在振动筛面上安装劈裂刃，在劈裂破碎作用下使煤和矸石的结合体更易解离，提高工作效率。
[0021] 5、整机结构简单，制造容易，安装、维护比较方便。
[0022] 6、整机处理量大，工矿适应性强，尤其适用于井下毛煤排矸。
附图说明
[0023] 图1为本发明的构造示意图。
[0024] 图2为图1的侧视示意图。
[0025] 图3为图2的俯视示意图。
[0026] 图中序号：1-驱动电机2-皮带3-破碎转子4-转子轴 5-左出料口 6-右出料口 7-传动轮 8-振动筛 9-筛面 10-振动筛电机 11-底座 12-第一机架 13-第二机架 14-中间机架 15-劈裂刃 16-篦条 17-振动轴18-筒体 19-筛孔 20-给料皮带21-给料皮带滚筒。
具体实施方式
[0027] 本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述，但并不限制本发明。
[0028] 如图1、2、3所示，本发明的立筒式振动煤矸分离机包括竖直设置的煤矸分离机筒体18，以与筒体共轴线的方式安装在筒体内的由动力源驱动的转子轴4和安装在转子轴上的由多层、多根环绕转子轴设置的打击棒构成的破碎转子3，位于筒体底部的出料口，设置在筒体顶部的入料装置，以及安装在出料口下方的振动筛8 ；所述振动筛8包括沿底座11 长度方向由高渐低依次安装在底座11上的第一机架12、中间机架14和第二机架13，和以斜置方式安装在机架上的筛面9，其中第一机架12和第二机架13通过铰接方式设置在筛面9前后端下方，中间机架14通过振动轴17设置在筛面9的中部下方，振动轴17通过联轴器与振动筛电机10相结合；所述筛面9是由多根横截面呈楔形结构的劈裂刃15和多根篦条16组合而成，所述劈裂刃15固定在篦条16上形成振动筛面9，每两相邻设置的篦条 16间的间隙紧形成筛孔19 ；本发明中构成破碎转子3的多层、多根打击棒以与转子轴相垂直的方式环绕转子轴以均布的方式固定安装在转子轴4上，且各层打击棒的数量呈由下至上递减的方式设置(如以五根、四根、三根、两根的递减方式设置)，最上层是由两根呈180° 方式设置的打击棒构成，各层打击棒之间采用等距离方式安装；所述转子轴4通过安装在其上端的传动轮7与由驱动电机1、传动皮带2组成的动力源相结合；本发明中设置在筒体18底部的出料口是由对称设置在筒体中轴线两侧的左出料口 5和右出料口 6组成。
[0029] 本发明中所述入料装置是由给料皮带滚筒21和给料皮带20组成的皮带式送料机构。
[0030] 其工作过程为：
[0031] 驱动电机1通过皮带2带动传动轮7转动，进而带动转子轴4转动，固定在转子轴 4上面的转子3和转子轴4同向同速转动，从而在筒体18内形成了一个巨大打击破碎域。 物料在给料皮带滚筒21的带动下，沿给料皮带20从筒体18顶部入料，经过打击破碎域时， 受到了转子3的多次反复冲击破碎作用，从而形成了较低粒度的物料。破碎后的物料在重力作用下穿过打击破碎域继续下落，并通过左右出料口 5、6排出筒体18，跌落在振动筛8的筛面9上，由于振动筛8安装在筒体18下部，并且有一定的高度，因此物料在跌落到筛面9 上由于冲击力的作用可以进一步破碎。振动筛电机10带动振动轴17振动，进而带动筛面 9做往复振动。物料跌落在筛面9上，由于不同硬度的物料的物理性质的差异，受到的冲击作用后产生的结果不同。对于软性物料，如毛煤中硬度较低的煤，跌落后很容易破碎，劈裂刃15的存在可以使硬度高一点的煤也得到破碎，破碎后的煤穿透过由篦条16组合形成的筛孔19排出去；对于硬性物料，如毛煤中的矸石、木、铁等杂物不容跌落破碎，在筛面9的往复振动作用下，从振动筛8的一端排出来，这样就完成了毛煤中不同力学性能的煤矸分离， 达到毛煤排矸的目的，并且能够实现毛煤破碎、筛分和分离的一体化。
[0032] 本发明结构简单，运行可靠，维修量小，能有效去除大块矸石、金属及木块等杂物， 非常适合井下毛煤分选排矸作业使用。虽然以上虽然列出了部出了较少的实施例，但对于本领域的技术人员，其对本发明所做的任何改动、改型、该进、替换、重新组合等都在本发明要求保护的范围之内。
Claims (4)
1. 一种立筒式振动煤矸分离机，其特征在于：所述煤矸分离机包括竖直设置的筒体 (18)，以与筒体共轴线的方式安装在筒体内的由动力源驱动的转子轴（4)和安装在转子轴上的由多层、多根环绕转子轴设置的打击棒构成的破碎转子（3)，位于筒体底部的出料口， 设置在筒体顶部的入料装置，以及安装在出料口下方的振动筛（8)；所述振动筛（8)包括沿底座（11)长度方向由高渐低依次安装在底座（11)上的第一机架（12)、中间机架（14)和第二机架（13)，和以斜置方式安装在机架上的筛面（9)，其中第一机架（12)和第二机架（13) 通过铰接方式设置在筛面（9)前后端下方，中间机架（14)通过振动轴（17)设置在筛面（9) 的中部下方，振动轴（17)通过联轴器与振动筛电机（10)相结合；所述筛面（9)是由多根横截面呈楔形结构的劈裂刃（1¾和多根篦条（16)组合而成，所述劈裂刃（15)固定在篦条 (16)上形成振动筛面（9)，每两相邻设置的篦条（16)间的间隙紧形成筛孔（19)。
2.根据权利要求1所述的立筒式振动煤矸分离机，其特征在于：构成破碎转子（3)的多层、多根打击棒以与转子轴相垂直的方式环绕转子轴以均布的方式固定安装在转子轴（4) 上，且各层打击棒的数量呈由下至上递减的方式设置，最上层是由两根呈180°方式设置的打击棒构成，各层打击棒之间采用等距离方式安装。
3.根据权利要求1所述的立筒式振动煤矸分离机，其特征在于：所述转子轴（4)通过安装在其上端的传动轮（7)与由驱动电机（1)、传动皮带（¾组成的动力源相结合。
4.根据权利要求1所述的立筒式振动煤矸分离机，其特征在于：设置在筒体（18)底部的出料口是由对称设置在筒体中轴线两侧的左出料口（5)和右出料口（6)组成。
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