CN110124841A - 矿区矸石充填材料循环破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及破碎技术领域，公开了一种矿区矸石充填材料循环破碎机，包括上部开口的粉碎箱、位于粉碎箱一侧的循环桶；粉碎箱内转动连接有粉碎组，粉碎组的下方设置有筛网，筛网向下倾斜且朝向循环桶；循环桶靠近粉碎箱的侧壁的上部和下部分别设置有出料口和进料口，循环桶内转动连接有由次驱动件驱动且中空的转轴，转轴上固定有中空的螺旋叶片，螺旋叶片上开设有与螺旋叶片空腔连通的料孔，螺旋叶片的空腔与转轴的空腔连通，螺旋叶片与循环桶之间留有50～75mm的间隙。本发明可以对矸石进行循环粉碎，且粉碎至符合要求的粒径。

Description

矿区矸石充填材料循环破碎机

技术领域

本发明涉及破碎技术领域，具体涉及一种矿区矸石充填材料循环破碎机。

背景技术

我国“三下”压煤量巨大，制约着煤矿区的可持续发展，其中大部分为建筑物下压煤。据统计，我国建筑物下压煤量达87亿吨左右，其中以村庄下压煤量最大，约占60％。如兖矿集团三下压煤约为11亿t，其中村庄建筑物下压煤占75％；徐州矿区总资源储量仅为3.74亿t，三下压煤达到1.73亿t，其中村庄建筑物下压煤1.67亿t。随着社会经济的发展，矿区地面建筑物还在逐渐增多，建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题。

矸石充填采煤技术是针对我国存在的“三下”压煤问题，煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一，目前已在新汶、邢台、淄博、兖矿等矿区实施并取得成功。

申请人在“村庄下厚煤层综合机械化矸石充填开采地表沉陷与变形分析”的研究过程，发现矸石的粒度对充填村庄下煤层的矸石充填影响非常大，在其研究中发现矸石的粒度在50mm～75mm范围内为最优级配粒径组。现有的矸石粉碎机对矸石进行粉碎制粒时，均为单次粉碎，粒径在50mm～75mm的矸石较少，需要经过多次粉碎，多次粉碎多次筛分，才能达到申请人所需求的最优级矸石粒径组，如此需要耗费的人工以及成本较大，还会影响矸石的充填效率。

发明内容

本发明意在提供一种矿区矸石充填材料循环破碎机，以对矸石进行循环破碎。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿区矸石充填材料循环破碎机，包括上部开口的粉碎箱、位于粉碎箱一侧的循环桶；

粉碎箱内转动连接有粉碎组，粉碎组连接有主驱动件驱动，粉碎组的下方设置有筛网，筛网向下倾斜且朝向循环桶,筛网的下方设置有固定在粉碎箱上的鼓风机；

循环桶靠近粉碎箱的侧壁的上部和下部分别设置有出料口和进料口，循环桶内转动连接有由次驱动件驱动且中空的转轴，转轴的空腔贯穿转轴，转轴上固定有中空的螺旋叶片，螺旋叶片上开设有与螺旋叶片空腔连通的料孔，螺旋叶片的空腔与转轴的空腔连通，螺旋叶片与循环桶之间留有50～75mm的间隙。

本发明的原理以及有益效果：现有的矸石粉碎机，对矸石进行粉碎之后的矸石颗粒直接收集，由于矸石粉碎机未设置筛网，想要收集一定的粒径的矸石颗粒，需要通过筛选机进行筛选，然后再送回矸石粉碎机进行再次粉碎，如此往复造成矸石颗粒的粉碎和筛选的工作效率较低。即使通过筛网进行筛选，由于粒径大的矸石颗粒的阻挡，部分粒径小的矸石颗粒也无法被筛选出，从而回到粉碎箱内再次粉碎，容易导致这部分粒径较小的矸石颗粒变成粉末，造成材料的浪费。

本方案中，筛网对达到一定粒度的矸石颗粒进行第一次筛选，再通过转轴和螺旋叶片对矸石颗粒进行传送回粉碎箱内，如此往复循环的对矸石进行粉碎、筛选。在螺旋叶片对矸石颗粒进行传送的过程中，矸石颗粒会发生混合，使得粒径小于等于料孔孔径的矸石颗粒通过螺旋叶片的空腔和转轴进行筛选，同时粒径小于75mm的矸石颗粒会通过螺旋叶片与循环桶侧壁之间的间隙掉落，如此可以对矸石颗粒进行多次筛选，使得达到一定粒度的矸石颗粒不必再回到粉碎箱内进行重复粉碎。

同时，从筛网上掉落下的矸石颗粒再通过鼓风机的筛选，即粒径较小的矸石颗粒会被鼓风机到一侧，粒径较大的矸石颗粒会留在一侧。如此达到筛选一定粒径矸石颗粒的目的。

进一步，所述料孔的孔径为50～75mm。料孔的孔径在50～75mm的范围内，筛选最接近50～75mm粒度的矸石颗粒。

进一步，所述筛网与粉碎箱竖直滑动连接，所述筛网下方设置有传送带，传动带的传送辊与筛网之间设置有连杆，连杆的一端与筛网铰接，连杆的另一端与传送辊的偏心处铰接。传送带在工作时，传送带的传送辊会转动，传送辊带着连杆带动筛网竖直往复滑动，从而达到筛网振动的目的，筛网振动会使得矸石颗粒振动，从而降低粒径大的矸石颗粒将筛孔阻挡，以便于矸石颗粒的筛分。

进一步，所述出料口处设置有连接板，连接板向下倾斜且朝向开口。连接板便于矸石颗粒进入到粉碎箱内，降低矸石四散在粉碎箱上的几率。

进一步，转轴的空腔连通有吹风机，所述转轴包括若干负压组，负压组沿转轴的轴向均布，相邻两个负压组相互连通，负压组依次包括收缩段、喉管段和扩散段，喉管段上设置有与螺旋叶片空腔连通的连通孔。风机向转轴的空腔内充入气体，气体以一定的流速经过负压组，并从负压组收缩段进入，扩散段排出，且在喉管段形成负压，在负压的作用下通过连通孔和料孔吸入矸石颗粒。

进一步，所述循环桶的下方设置有收集箱，转轴的下端贯穿收集箱且转轴的空腔与收集箱连通。收集箱对矸石颗粒进行收集，避免矸石颗粒散乱掉落到加工场地。

进一步，所述转轴的下端连通有除尘布袋。矸石颗粒经过除尘布袋时，矸石颗粒上的粉尘会吸附在除尘布袋上，如此减少矸石上粉尘的量。

进一步，所述次驱动件包括主齿轮、与主持轮啮合的从齿轮、单相电机，单相电机的输出轴与主齿轮同轴固定连接。单相电机通过主齿轮和从齿轮连接，主齿轮和从齿轮可以通过调节齿轮比，以达到调节转轴转速的目的。

进一步，所述粉碎箱的上方也设置有传送带。通过传送带对矸石进行传送，以提高工作效率。

进一步，螺旋叶片的上表面设置有沿螺旋叶片螺旋方向布置的弹性片，弹性片固定在转轴上，弹性片伸出螺旋叶片，循环桶的侧壁上沿循环桶径向螺纹连接有振动杆。当循环机构工作一段时间后，螺旋叶片上的料孔容易堵塞，此时将螺旋叶片反向旋转，弹性片与螺旋叶片同步转动，且弹性片朝向下方运动，并将振动杆旋入到循环桶内，弹性片会与振动杆相抵，使得弹性片发生形变，从而使得弹性变弯曲。当弹性片与振动杆脱离时，弹性片复位时发生振动，使得粒径大的矸石颗粒不会堵塞料孔。

附图说明

图1为本发明实施例一中矿区矸石充填材料循环破碎机的正向剖视图；

图2为转轴的A-A向剖视图；

图3为本发明实施例二中循环结构的局部剖视图；

图4为图3的B部分放大图；

图5为本发明实施例二中螺旋叶片的局部剖视图；

图6为本发明实施例二的工作示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：单相电机1、主齿轮2、从齿轮3、循环桶4、挡板41、连接板5、粉碎辊6、输出轴7、粉碎箱8、筛网9、筛孔10、传送带11、传送辊111、连杆12、收集箱13、进料口14、转轴15、收缩段151、连通孔152、喉管段153、扩散段154、螺旋叶片16、料道161、料孔162、鼓风机17、振动杆18、弹性片20。

实施例一：

一种矿区矸石充填材料循环破碎机，如附图1所示，包括粉碎箱8和位于粉碎箱8右侧的循环桶4。

粉碎箱8上部开口，粉碎箱8内设置有粉碎组，粉碎组至少包括两根粉碎辊6，本实施例中两根粉碎辊6构成一个粉碎组。两根粉碎辊6相互贴合，且粉碎辊6的转轴均贯穿粉碎箱8与粉碎箱8转动连接。两根粉碎辊6的转动方向相反，粉碎箱8上通过紧固螺栓固定有主驱动件，本实施例中主驱动件为变频电机，变频电机的输出轴与其中一根粉碎辊6同轴固定连接，粉碎辊6上均设置有齿，两根粉碎辊6通过齿啮合。

两根粉碎辊6的下方设置有筛网9，筛网9上的筛孔10孔径为50～75mm，本实施例中孔径为65mm。筛网9向下倾斜设置，具体为：筛网9的左端高右端低。粉碎箱8的内侧壁上设置有滑槽，筛网9的边部固接有伸入到滑槽内的滑块，如此筛网9与粉碎箱8竖直滑动连接，筛网9右端的下方设置有焊接在粉碎箱8上的限位块(图中未示出)。筛网9的下方还设置有鼓风机17，鼓风机17通过紧固螺栓固定在粉碎箱8的左侧内壁上，鼓风机17的出风口朝向右侧，鼓风机17的进风口通过气管与外部连通，鼓风机17的下方设置有传送带11(为现有传送带，此处不再赘述工作原理)粉碎箱8的左侧壁开设有出口，传送带11的左端通过出口伸出粉碎箱8的左侧壁，传送带11的右端远离粉碎箱8的右侧壁，传送带11与粉碎箱8右侧壁的间距为30cm，即传送带11的右端与粉碎箱8的右侧内壁留有空间，并在传送带11的右端与粉碎箱8的右侧内壁之间设置有排料口(图中未示出)。传送带11的传送辊111与筛网9的右端之间设置有连杆12，连杆12的上端与筛网9铰接，连杆12的下端与传送辊111铰接，且铰接处偏离传送辊111的转动中心。

循环桶4的左侧的侧壁上部设置有出料口，出料口处设置有连接板5，连接板5的左端低右端高且朝向开口，循环桶4的左侧的侧壁下部设置有进料口14，进料口14与粉碎箱8连通且筛网9的右端位于进料口14处。

循环桶4内转动连接有中空的转轴15，转轴15上端贯穿循环桶4的顶壁，循环桶4的右侧设置有次驱动件，次驱动件包括单相电机1、与单相电机1的驱动轴同轴固定连接的主齿轮2，主齿轮2啮合有与转轴15同轴固定连接的从齿轮3，本实施例中主齿轮2与从齿轮3的齿数比为1：2。

结合如附图2所示，转轴15包括若干负压组，负压组沿转轴15的轴向均布，具体的，负压组包括依次连通的收缩段151、喉管段153和扩散段154，相邻两个负压组的收缩段151和扩散段154连通，喉管段153的左侧开设有连通孔152。转轴15的外周固定有螺旋叶片16，螺旋叶片16的厚度为8cm，螺旋叶片16内开设有料道161，螺旋叶片16的上表面设置有与料道161连通的料孔162，料孔162的孔径为60mm，料道161通过连通孔152与喉管段153连通。本实施例中，螺旋叶片16与循环桶4侧壁之间的间距为55mm，螺旋叶片16包括若干螺旋段，每个螺旋段开设料道161和料孔162之后，再将螺旋段焊接在一起构成螺旋叶片16。

转轴15最上方的负压组的收缩段151转动连接有转动接头，转动连接头通过气管连通有吹风机，气管与吹风机之间连通有压缩机。吹风机工作时，吹风机将气体送入到压缩机内，以增强气体的压强，然后压缩机再通过气管传送到转轴15内。

转轴15最下方的负压组的扩散段154的下方设置有收集箱13，扩散段154贯穿收集箱13的顶壁且扩散段154与收集箱13转动连接。转轴15最下方的扩散段154上连通有固定在收集箱13顶壁的除尘布袋，收集箱13的右侧开设有出料口。

本实施例中，为了方便矸石的运输，在粉碎箱8的上方也设置有传送带，通过传送带对矸石进行传送。循环桶4右侧的侧壁的下部还设置有用于打开循环桶4的挡板41，挡板41打开，可将循环桶4底部的矸石颗粒取出。

具体实施过程如下：

操作人员启动变频电机和单相电机1，变频电机带动粉碎辊6转动，两根粉碎辊6反向转动。单相电机1带动主齿轮2转动，主齿轮2带动从齿轮3转动，从齿轮3带动转轴15和螺旋叶片16转动。启动吹风机和压缩机，吹风机向压缩机送入气体，气体经过压缩之后形成高速气流，高速气流进入到负压组内。

将需要粉碎的矸石通过粉碎箱8上方的传送带送入到粉碎箱8内，矸石经过两根粉碎辊6之间被粉碎至矸石颗粒。矸石颗粒掉落到筛网9上，且矸石颗粒沿着筛网9的倾斜面向下掉落，通过进料口14进入到循环桶4内，转动的螺旋叶片16将矸石颗粒向上运输，并且矸石颗粒通过出料口排放的连接板5上，且矸石颗粒沿着连接板5的倾斜面重新回到粉碎箱8内进行粉碎，如此实现矸石颗粒的循环粉碎。

具体的，掉落到筛网9上且粒径小于等于65mm的矸石颗粒会通过筛网9的筛孔10掉落到筛网9下方的传送带11上，在掉落的过程中，鼓风机17对矸石颗粒进行吹风，小于65mm的矸石颗粒基本被鼓风机17吹出的风吹走，且被吹到传送带11右侧与粉碎箱6右侧壁之间，且通过排料口排出，而直径达到65mm的矸石颗粒掉落到传送带11上。传送带11的传送辊111转动时，传送辊111通过连杆12带动筛网9竖直往复滑动，如此筛网9产生振动，筛网9振动会使得矸石颗粒分散，从而便于粒径小于等于65mm的矸石颗粒掉落到传送带11上。掉落到传送带11上的矸石颗粒被传送带11输送出粉碎箱8。

进入到循环桶4内的矸石颗粒在螺旋叶片16传送的过程中，粒径小于等于55mm的颗粒会从间隙掉落到循环桶4的底部，如此降低粒径小于等于55mm的矸石颗粒回到粉碎箱8内重新粉碎的几率。此时，由于螺旋叶片16处于对矸石颗粒传送的过程中，矸石颗粒会在螺旋叶片16上发生混合，一部分粒径小于等于60mm的矸石颗粒会直接通过料孔162进入到料道161内，并通过料道161进入到转轴15内。

进入到负压组内的高速气流会在从收缩段151进入，然后在扩散段154排出，如此在喉管段153形成负压。在负压的作用下，负压会通过连通孔152、料道161和料孔162将粒径小于等于60mm的矸石颗粒吸入到转轴15内。如此可以加快矸石颗粒在料道161和转轴15内的流动。同时，在负压的作用下，负压还能吸附一些粉尘进入到转轴15内，使得循环桶4内的粉尘减少，如此可以降低粉尘通过出料口排出的量，使得粉碎箱8的周围的粉尘减少，从而达到降低粉尘污染环境的目的。

进入到转轴15内的矸石颗粒通过除尘布袋掉落到收集箱13内，除尘布袋对可对粉尘进行吸附，从而减少收集箱13内矸石颗粒内的粉尘，最后对收集箱13内的矸石颗粒进行筛选。至于留在循环桶4的矸石颗粒，将挡板41打开，从而打开循环桶4，将循环桶4底部的矸石颗粒取出。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，如附图3和附图4所示，循环桶4的侧壁上设置有若干振动杆19，本实施例中振动杆19的纵截面为T形，循环桶4右侧的侧壁上开设有贯穿循环桶4侧壁的螺纹孔，振动杆19旋入螺纹孔内与循环桶4螺纹连接。

结合附图4和附图5所示，螺旋叶片16的上表面设置有弹性片20，弹性片20沿螺旋叶片16的螺旋方向布置且弹性片20的内侧焊接在转轴15上，弹性片20伸出螺旋叶片16。弹性片20上开设有与料孔162连通的孔道。

具体实施过程如下：

对矸石颗粒进行运输时，弹性片20会与螺旋叶片16同步转动对矸石颗粒进行传送。当螺旋叶片16与弹性片20工作一段时间，例如30min。将振动杆18旋入到循环桶4内，并启动单相电机1反转，螺旋叶片16和弹性片20反向旋转，弹性片20反向旋转时会向下传输，并且弹性片20会与振动杆18相抵，如附图6所示，弹性片20会发生形变，当弹性片20与振动杆18脱离时，弹性片20会复位，且弹性片20复位过程中发生振动，从而弹性片20使得矸石颗粒发生振动，如此使得堵住孔道的大粒径矸石颗粒从孔道离开，而粒径小的矸石颗粒可以顺利通过料孔162进入到料道161内，弹性片20振动过后，将振动杆18旋出循环桶4，并启动单相电机1正向转动。与实施例一相比，本方案通过弹性片20使得矸石颗粒发生一定的振动，从而降低粒径大的矸石颗粒将料孔162堵塞的几率，以便于粒径小的矸石颗粒进入到料道内。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：包括上部开口的粉碎箱、位于粉碎箱一侧的循环桶；

粉碎箱内转动连接有粉碎组，粉碎组连接有主驱动件，粉碎组的下方设置有筛网，筛网向下倾斜且朝向循环桶,筛网的下方设置有固定在粉碎箱上的鼓风机；

循环桶靠近粉碎箱的侧壁的上部和下部分别设置有出料口和进料口，循环桶内转动连接有由次驱动件驱动且中空的转轴，转轴的空腔贯穿转轴，转轴上固定有中空的螺旋叶片，螺旋叶片上开设有与螺旋叶片空腔连通的料孔，螺旋叶片的空腔与转轴的空腔连通。

2.根据权利要求1所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述料孔的孔径为50～75mm。

3.根据权利要求1所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述筛网与粉碎箱竖直滑动连接，所述筛网下方设置有传送带，传动带的传送辊与筛网之间设置有连杆，连杆的一端与筛网铰接，连杆的另一端与传送辊的偏心处铰接。

4.根据权利要求1所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述出料口处设置有连接板，连接板向下倾斜且朝向开口。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：转轴的空腔连通有吹风机，所述转轴包括若干负压组，负压组沿转轴的轴向均布，相邻两个负压组相互连通，负压组依次包括收缩段、喉管段和扩散段，喉管段上设置有与螺旋叶片空腔连通的连通孔。

6.根据权利要求5所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述循环桶的下方设置有收集箱，转轴的下端贯穿收集箱且转轴的空腔与收集箱连通。

7.根据权利要求6所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述转轴的下端连通有除尘布袋。

8.根据权利要求7所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述次驱动件包括主齿轮、与主持轮啮合的从齿轮、单相电机，单相电机的输出轴与主齿轮同轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：所述粉碎箱的上方也设置有传送带。

10.根据权利要求1所述的矿区矸石充填材料循环破碎机，其特征在于：螺旋叶片的上表面设置有沿螺旋叶片螺旋方向布置的弹性片，弹性片固定在转轴上，弹性片伸出螺旋叶片，循环桶的侧壁上沿循环桶径向螺纹连接有振动杆。