CN109018840A - 一种光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机，解决了现有装置不能同时实现环保、节能、高效、低维护成本、高适应性等问题，其特征在于所述中部成型段包括多个组合式镶套式气箱、光伏风机、窗式安装板、太阳能极板，在所述尾部过渡段和中间成型段、中间成型段与头部过渡段的结合处，分别装有两个中心线不重合的初成圆辊筒组，所述管状输送带边部材料较薄且为阶梯状搭边结构，中部设置中部浮点花纹等。本发明本发明优化了物料输送工艺，降低了设备成本、生产成本、运输成本，提高了产品质量，减少污染物排放，环保、节能、降耗、高效，是输送设备产业的一次重大创新。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料输送设备，更确切地说涉及一种光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机。
背景技术
带式输送机是当代最重要的散状物料输送设备，主要用于煤炭、采矿、冶金、化工、建筑和交通等部门的大规模、连续化运输。运输的物料有块状、粒状、粉状、糊状和成件物品等。
目前国内外使用和正在推广使用的皮带输送机有以下几种。
一是通用带式输送机：其主要特点是托辊安装在固定的机架上，机架为落地式；输送带为平形光面、托辊槽角为35°，通常情况下向上倾斜运输不超过18°，向下倾斜运输不超过 15°。其优点是结构简单，便于维护，缺点是占地面积大，能耗高，易造成污染，维护和检修费用高。
二是波状挡边带式输送机：其主要特点是利用波状挡边输送带的波状挡边和内部按一定距离分布的隔板把带面分成若干个仓式运料区，以实现物料的大角度提升。其优点是占地面积少，提升角度大，缺点是无法避免物料挥洒造成的污染，驱动动力大，皮带成本高，辊筒等设备部件维护成本高，不适合长距离运料。
三是管状带式输送机：是在普通带式输送机的基础上发展起来的，由呈六边形布置的导辊强制输送带裹成边缘相互搭接的圆管状而输送物料的输送机。管状带式输送机分为三部分：尾部过渡段、成型段、头部过渡段，受料口设置在尾部过渡段。在过渡段内胶带由平形面变为槽型最后同物料一起卷成圆筒状。在成型段胶带被呈六边形布置的辊筒强制裹成圆筒，物料随输送带稳定运行。到达头部过渡段后胶带带同物料由圆筒状过渡为槽型并在头部辊筒处变为平形而卸料。其优点很多，应用范围广，密闭输送物料，输送线可沿空间曲线布置，大倾角输送，往返运送物料，布置灵活，适应各种复杂环境，运输距离长(单机可达10000m)，运量大(每小时可达7000吨)等，世界上最长的管状输送带为日照岚山港物料皮带长达11 公里。其缺点是大量使用辊筒使整线阻力大，驱动能耗高，皮带寿命短，辊筒和轴承维护检修成本高。
四是气垫带式输送机：是在输送带下布置气箱，通过气箱供给压力空气经气箱表面的气孔流出的气体在输送带和气箱之间形成气膜(即气垫)，从而达到对输送带的非接触性连续支撑，使输送带平稳运行，并减少运行阻力。因阻力小且气垫沿输送方向是延续的，因此驱动动能小，维护成本低，速度和运输角度大为提高，进而提高运输效率。其缺点是皮带在气箱上呈槽状运行，物料露天运输，易造成污染，单台输送机不能实现复杂地形的环境，设备占地面积大，气箱泄露点多，空气能量浪费严重。
综上所述，现有皮带输送机，特别是波状挡边输送机、管状带式输送机和气垫带式输送机各有优势，也各有缺陷，不能同时实现环保、节能、高效、低维护成本、高适应性等要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足提供一种光伏能源风机环状气垫圆管带式组合式快装输送机，结构简单，安装维护方便，充分利用绿色能源，节能环保，适用性强，皮带使用寿命长，能满足不同物料的运送要求。
本发明包括头部过渡段、中部成型段、尾部过渡段、管状输送带、皮带涨紧装置和压力空气供应系统，其特征在于：
所述中部成型段包括多个组合式镶套式气箱、光伏风机、窗式安装板、太阳能极板；所述的镶套式气箱包括法兰、外圆管、中圆管、内圆管；所述的外圆管、中圆管、内圆管为三层不同直径的金属圆管，均焊接在两端的端部法兰上，法兰的内孔与内圆管的外径一致；所述的中圆管由打好中圆管孔的钢板卷制焊接，打孔方式为椭圆孔，孔型交错排列；所述的内圆管由打好内圆管孔的钢板卷制焊接，打孔方式为圆孔五点式，孔型交错排列；所述的外圆管、中圆管组成稳压气室，所述的中圆管、内圆管组成喷气气箱；所述的外圆管开口，通过进气道连接光伏风机；所述的镶套式气箱通过法兰安装在窗式安装板上；所述的窗式安装板上方设置太阳能极板。
在所述尾部过渡段和中间成型段、中间成型段与头部过渡段的结合处，分别装有两个中心线不重合的初成圆辊筒组；所述的初成圆辊筒组由六只成六边形分布的成圆辊筒组成；所述每只成圆辊筒包括芯轴、若干聚氨酯镶轴承包覆轮、隔离挡圈、安装支架，所述聚氨酯镶轴承包覆轮和隔离挡圈逐一间隔安装在芯轴上，两端部用轴用卡簧挡圈限位固定；所述的聚氨酯镶轴承包覆轮内镶一个相同规格的轴承，外层为直径不同的聚氨酯包覆层，轮边呈圆曲率凹面分布、向内外缘线在一个圆上；所述每只芯轴两端头部设有卡槽，卡装在安装支架的对应安装槽内，外端用固定挡板和挡板固定螺栓固定在安装支架上，六只成圆辊筒连同安装支架通过安装支架固定螺栓安装在窗式安装板上。
所述管状输送带为尼龙帆布胶带或钢丝绳芯胶带，中间设有骨架层，边部材料较薄且为阶梯状搭边结构，有内搭边槽和外搭边槽分别设置在输送带工作面和非工作面的不同边部；在输送带工作面上的中部设置中部浮点花纹，浮点交错排列，成五点式分布。
工作原理：本发明可兼具管状输送带和气垫输送带的功能，运送物料时限开启风机电机，压力空气经风道进入镶套式气箱，经均压室均压后进入内层风室，通过内壁上的小孔吹进皮带和内层圆管之间，形成稳定的空气膜，开启输送机驱动电机，驱动头部辊筒，皮带开始稳定运转；皮带尾端加料，经尾端过渡段成筒后，顺镶套式风筒往输送机头部运行，到头部皮带打开，在辊筒处放下物料，实现整个物料运输过程，然后由驱动滚筒实现皮带的改向，进入皮带回程；由于管状输送带大多长距离布置，而在长距离空间上有利于大面积布置太阳能光伏电极板，输送机不运行时可发电储电或并网使用，输送机运行时作为风机电源，夜间阴雨天，可用备用电源运行。
本发明的益处：由上述技术方案可知，本发明科学地解决了运送物料中诸多技术难题，有利于工业自动化在物料输送行业的实施，有利于工艺和环境的改善，这样生产环节大大减少污染物的产生，污染减少95％以上；具体说来1、兼顾气垫输送带和管状输送带的优点，克服现有技术的不足；2、充分利用长距离运送物料的空间优势，最大限度设置太阳能系统，充分利用太阳能这个环保、清洁又储量无限的绿色新能源，又利用储能装置和备用电源投入装置，克服太阳能间歇性，随意性的缺点，提高综合能源利用率；3、实现物料长距离运送，有效实现全地形运送物料，方便地翻越各种障碍，减少了常规设备的大量的基本设备投入，节省资金；4、实现运送过程密闭无抛洒，环状气垫的使用不仅降低驱动功率，空气泄露少，还减少皮带与辊筒的接触、摩擦，降低输送带的损毁几率，大大提高输送带寿命；总之，本发明优化了物料输送工艺，降低了设备成本、生产成本、运输成本，提高了产品质量，减少污染物排放，环保、节能、降耗、高效，是输送设备产业的一次重大创新，将为输送设备行业生产及相关物料运输行业带来一场新的革命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A—A向视图。
图3是镶套式气箱的结构示意图。
图4是镶套式气箱的安装示意图。
图5是镶套式气箱外圆管和法兰的示意图。
图6是图5的B—B向视图。
图7是镶套式气箱中圆管的示意图。
图8是图7的C区放大视图。
图9是镶套式气箱内圆管的示意图。
图10是图9的D区放大视图。
图11是初成圆辊筒组的组装图。
图12是成圆辊筒的主视图。
图13是成圆辊筒的左视图。
图14是成圆辊筒的横向剖视图。
图15是图14的左视图。
图16是管状输送带的展开图。
图中，1.料斗，2.尾部过渡段换向辊筒，3.皮带涨紧装置；4.初成圆辊筒组，40.成圆辊筒，41.芯轴，411.卡槽，42.轴用卡簧挡圈，43.聚氨酯镶轴承包覆轮，431.轴承，432.聚氨酯包覆层，44.隔离挡圈，45.安装支架，46.固定挡板，47.挡板固定螺栓，49.安装支架固定螺栓；5.太阳能极板，6.窗式安装板，7.镶套式气箱，71.外圆管，72.中圆管， 73.内圆管，74.法兰，721.中圆管孔，731.内圆管孔；8.光伏风机，81.进气道；9.管状输送带，91.骨架层，92.内搭边槽，93.外搭边槽，94.中部浮点花纹，10.头部过渡段驱动辊筒，11.头部托带滚，12.栏杆，13.走道平台，14.物料。
图中，箭头所示为皮带运行方向。
具体实施方式
本发明包括尾部过渡段、头部过渡段、中部成型段、管状输送带、皮带涨紧装置和压力空气供应系统、动力系统，以及起到安装支撑和便于维护维修作用的的走道平台13和起安全作用的栏杆12等。
所述的尾部过渡段、头部过渡段与现有普通管状输送机基本相同。
所述的尾部过渡段包括托辊组、尾部过渡段换向辊筒、皮带涨紧装置。
在所述尾部过渡段和中间成型段、中间成型段与头部过渡段的结合处，分别装有两个中心线不重合的初成圆辊筒组4。
所述的托辊组包括三至五组过渡辊筒组，把输送带逐步向圆管形过渡。在尾部过渡段，皮带由平形逐步卷成圆管形，下部由不同槽角的托辊支撑。整个过程一般分为四组不同槽角的辊筒，头部成型阶段采用多组不同槽角的辊筒组，强制使皮带横截面由圆弧形逐渐变成U 型，再变成大圆弧型，再强制做好搭边准备的渐开线偏圆形，最后带边一部分搭边重叠变成圆管状进入镶套式气箱7，即依次包括圆弧形槽角式、U形槽角式、五辊筒搭边特定槽角式、六辊筒的初成圆辊筒组四组。在第一组辊筒处，通过导料槽为输送机加料以保证把物料加到输送带的纵向中心线附近,保证输送带的顺利运行，加料侧板下位于输送带中心位置的托辊，可以吸收、减少装载物料的冲击载荷。在第二组辊筒处，辊筒成U型槽角，向圆形逐步过渡。在第三组辊筒处，在输送带进入圆管状前，安装一组五个辊筒组成的强制成型和搭边作用的、中心线成五边形分布的托辊，其两边的侧托辊中心线设计成不同槽角，一边55°，另一边 60°，分别朝内倾斜，便于输送带的搭边。第四组辊筒为进入气箱的最后一组—初成圆辊筒组，采用六只成圆辊筒10六边形布置，且所述辊筒均采用凹外圆面高耐磨聚氨酯材料内镶轴承的多轮组合式辊筒。此措施同样施用于回程分支成型段的设计，有利于在成型的初始期强制搭边成管。
如图11所示，所述的初成圆辊筒组4由六只成六边形分布的成圆辊筒40组成；六只成圆辊筒40连同安装支架45通过安装支架固定螺栓49安装在窗式安装板6上。皮带经过多组辊筒逐步成形，最后调整皮带成最佳状态，进入气箱，有利于稳定地进入环状气垫托浮的非接触性连续支撑状态，完成成管运料的过程。
如图14、15所示，所述每只成圆辊筒40包括芯轴41、若干聚氨酯镶轴承包覆轮43、隔离挡圈44、安装支架45，所述聚氨酯镶轴承包覆轮43和隔离挡圈44逐一间隔安装在芯轴41上，两端部用轴用卡簧挡圈42限位固定；所述的聚氨酯镶轴承包覆轮43内镶一个相同规格的轴承431，外层为直径不同的聚氨酯包覆层432，轮边呈圆曲率凹面分布、向内外缘线在一个圆上。这种结构不仅实现辊筒外面可强制使皮带成圆，还可避免一根整辊筒时因角速度相同而不同半径的部分线速度不同的差异，即可使每一个轮子的旋转角速度不同而轮边的线速度相同，不至于因速度差异长时间运行而对输送带造成损毁。
如图12、13所示，所述每只芯轴41两端头部设有卡槽411，卡装在安装支架45的对应安装槽内，外端用固定挡板46和挡板固定螺栓47固定在安装支架45上。
所述尾部过渡段换向辊筒2为整线驱动辊筒，它既是改向辊筒，又是驱动滚筒，且设有电机和减速箱。为提高输送带寿命，减少启动和停机时的冲击载荷对输送带的影响，可设计成变频控制，逐步加载，由慢到快启动和由快到满逐步减速，避免皮带拉断。
所述尾部过渡段设置的皮带涨紧装置3为重锤式，可实现整条输送带的涨紧。
所述尾部过渡段的长度约为输送带圆管直径的25倍。
中部成型段包括若干个组合式镶套式气箱7、压力空气供应系统；所述的压力空气供应系统包括光伏风机8、太阳能极板5，以及相关线路、稳压装置和备用电源投入装置等。
如图3、5、6所示，所述镶套式气箱7包括法兰74、外圆管71、中圆管72、内圆管73；所述的外圆管71、中圆管72、内圆管73为三层不同直径的金属圆管，均焊接在两端的端部法兰74上，法兰74的内孔与内圆管73的外径一致。
结合图7、8所示，所述的中圆管72由打好中圆管孔721的钢板卷制焊接，打孔方式为椭圆孔，孔型交错排列；结合图9、10所示，所述的内圆管73由打好内圆管孔731的钢板卷制焊接，打孔方式为五点式，孔型交错排列。
所述的外圆管71、中圆管72组成稳压气室，所述的中圆管72、内圆管73组成喷气气箱。
如图3所示，所述的外圆管71开口，通过进气道81连接光伏风机8。
如图4所示，镶套式气箱7通过法兰74安装在窗式安装板6上。
在窗式安装板6上方设置太阳能极板9，为光伏风机8提供动力。
外圆管71和中圆管72组成稳压气室，使来自光伏风机8的压缩空气通过进气道81多路进入稳压气室内稳压；经稳压后的气流经中圆管72上的中圆管孔721分流、疏导，进入内圆管73和中圆管72组成的喷气气箱；均压气流充满喷气气箱，从内圆管72的内圆管孔731(为了避免分流孔内边划伤输送带，内圆管孔731的孔口均采取倒角措施)均匀射出，在输送带 9和内圆管73内壁形成环形气垫，不仅托起输送带9，且使输送带呈圆管状，使输送机输送物料14的驱动阻力大为降低，拖动功率减少，且，输送带9在管道中由于气垫的作用悬浮于空中，圆周和管道隔离，运行时阻力很小。
所述的镶套式气箱7首尾连接，组成输送机成型段输料管道；连接方式采用法兰式，通过窗式安装板6形成一个整体设置在桁架上，中间加装聚氨酯密封垫，确保减少气体泄漏和分段式气箱内均匀气垫的形成。所述镶套式气箱7可采用不同的安装方式和管道一样敷设，根据不同的现场要求安装不同的特制桁架，安装快捷，拆卸方便。
为了满足现场不同环境和地势的要求，所述镶套式气箱7可设计成一定半径的转弯结构，实现物料的转弯或换向；如需左右转弯，则气箱截面设计成竖直稍长，水平稍短的椭圆状，如需上下转弯，气箱截面可设计成水平稍长，竖直稍短的椭圆，具体情况应根据现场实际进行对应设计。
所述管状输送带9与普通管状输送带略有不同，主要有尼龙帆布胶带或钢丝绳芯胶带两种，除了具有良好的弹性、纵向柔性、横向刚性以及抗疲劳性以外，为了适应气垫的形成和良好运行，边部材料不仅设计要薄，具有良好边缘挠性，还把边部设计成阶梯状搭边结构，更便于输送带的叠层成管和长度方向上的连续密封。其中间设有骨架层91，边部材料较薄且设计成阶梯状搭边结构，有内搭边槽92和外搭边槽93，分别设置在输送带工作面和非工作面的不同边部，提高运料角度；在输送带工作面上的中部设置中部浮点花纹94，浮点交错排列，成五点式分布，减缓物料下滑。输送带的接头采用硫化接头，保证接头质量和强度。成圆时内搭边槽92和外搭边槽93扣合在一起，便于卷成圆筒状。
所述环状气垫管状输送机采用高耐磨聚氨酯材料犁型清扫器或多叶片旋转式清扫器，避免使用合金刮板清扫器，以降低对皮带特别是接头的损伤。
所述头部过渡段用于输送带的展开、放料和改向。所述展开方式与尾部过渡段结构相似，是圆管成型方式的逆动作。最后一段镶套式气箱的端部安装与初成圆辊筒相同的双六辊过渡辊筒组，随后在设置不同槽角的过渡辊筒，使输送带不断由圆管状态展开成平面状态，最后由头部过渡段改向辊筒实现换向，进入输送带的回程。
输送带在头部过渡段改向辊筒10转向后，可由清扫器清理余料，进入回程的中间成型段，经不同槽角的辊筒组卷成圆筒状，进入镶套式气箱7，由气垫托起快速运转到尾部过渡段再打开，经尾部过渡段换向辊筒2改向，再接料成管，进入镶套式气箱7，从而实现皮带运输机的运料循环。
本发明的头部过渡段还设置头部托带滚11，用于整理平铺张紧一下回程的皮带，便于其进入回程的成圆循环过程，栏杆和平台设置是为了便于维护和检修。
Claims (3)
1.一种光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机，包括头部过渡段、中部成型段、尾部过渡段、管状输送带、皮带涨紧装置和压力空气供应系统，其特征在于：
所述中部成型段包括多个组合式镶套式气箱(7)、光伏风机(8)、窗式安装板(6)、太阳能极板(5)；所述的镶套式气箱(7)包括法兰(74)、外圆管(71)、中圆管(72)、内圆管(73)；所述的外圆管(71)、中圆管(72)、内圆管(73)为三层不同直径的金属圆管，均焊接在两端的端部法兰(74)上，法兰(74)的内孔与内圆管(73)的外径一致；所述的中圆管(72)由打好中圆管孔(721)的钢板卷制焊接，打孔方式为椭圆孔，孔型交错排列；所述的内圆管(73)由打好内圆管孔(731)的钢板卷制焊接，打孔方式为圆孔五点式，孔型交错排列；所述的外圆管(71)、中圆管(72)组成稳压气室，所述的中圆管(72)、内圆管(73)组成喷气气箱；所述的外圆管(71)开口，通过进气道(81)连接光伏风机(8)；所述的镶套式气箱(7)通过法兰(74)安装在窗式安装板(6)上；所述的窗式安装板(6)上方设置太阳能极板(5)。
2.如权利要求1所述的光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机，其特征在于：在所述尾部过渡段和中间成型段、中间成型段与头部过渡段的结合处，分别装有两个中心线不重合的初成圆辊筒组(4)；所述的初成圆辊筒组(4)由六只成六边形分布的成圆辊筒(40)组成；所述每只成圆辊筒(40)包括芯轴(41)、若干聚氨酯镶轴承包覆轮(43)、隔离挡圈(44)、安装支架(45)，所述聚氨酯镶轴承包覆轮(43)和隔离挡圈(44)逐一间隔安装在芯轴(41)上，两端部用轴用卡簧挡圈(42)限位固定；所述的聚氨酯镶轴承包覆轮(43)内镶一个相同规格的轴承(431)，外层为直径不同的聚氨酯包覆层(432)，轮边呈圆曲率凹面分布、向内外缘线在一个圆上；所述每只芯轴(41)两端头部设有卡槽(411)，卡装在安装支架(45)的对应安装槽内，外端用固定挡板(46)和挡板固定螺栓(47)固定在安装支架()上，六只成圆辊筒(40)连同安装支架(45)通过安装支架固定螺栓(49)安装在窗式安装板(6)上。
3.如权利要求1所述的光伏风机环状气垫圆管带式组合快装输送机，其特征在于：所述管状输送带(9)为尼龙帆布胶带或钢丝绳芯胶带，中间设有骨架层(91)，边部材料较薄且为阶梯状搭边结构，有内搭边槽(92)和外搭边槽(93)分别设置在输送带工作面和非工作面的不同边部；在输送带工作面上的中部设置中部浮点花纹(94)，浮点交错排列，成五点式分布。
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