CN110304360A - 机械水力联合破拱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于破除料仓内物料起拱的机械水力联合破拱装置，属于物料输送装备技术领域。本发明所涉及的机械水力联合破拱装置包含破拱套筒、破拱油缸和导向套筒，破拱套筒内壁与破拱油缸外壁上设置的导向柱之间为间隙量大于零点五毫米和小于五毫米的间隙配合，破拱套筒轴线和所述破拱油缸轴线平行且两根轴线之间有不小于六毫米的偏距，破拱套筒密闭端盖上设置有喷水头，喷水头与水管和水力加压装置相连，在导向套筒靠近端部的筒体上安装有滚动降摩装置，滚动降摩装置包含滚珠，所述滚珠与破拱套筒外表面接触。该机械水力联合破拱装置具有结构紧凑、破拱范围大、工作稳定可靠等一系列优点，可广泛应用于易起拱料仓的破拱作业。

Description

机械水力联合破拱装置

技术领域

本发明涉及一种用于破除料仓内物料起拱的机械水力联合破拱装置，属于物料输送装备技术领域。

背景技术

在现代工业生产中，大量使用各种料仓存储物料。料仓在存储物料的过程中，物料容易在料仓内出现起拱，导致料仓内物料无法正常送出。为此，在专利号为201020109013.X专利中，提出了一种破拱装置，这种破拱装置可以在料仓内出现起拱时通过液压油缸将破拱套筒送入到料仓内，破除起拱。尽管这种破拱装置具有操作方便，破拱力大等优点，但是由于这种破拱装置的作用范围仅是破拱套筒接触到的仓内位置，而破拱套筒由于结构原因不可能设计制作的非常大，因此这种破拱装置的作用范围有限，对于起拱位置较高或是没有处于破拱套筒作用范围内的起拱，其是无法破除的，因此，迫切需要研制开发一种新的破拱装置来解决这种破拱装置存在的这一问题。另外专利号为201020109013.X的专利所提出的破拱装置，作用在破拱装置上的摩擦力非常大，可能导致在使用过程中破拱装置无法正常伸出和回缩而出现卡死问题，影响破拱装置的正常使用，因此也需要采用新的技术方案加以解决。

发明内容

本发明的目的，就是提供这样一种机械水力联合破拱装置，它能有效的解决前述破拱装置存在的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种机械水力联合破拱装置，包含破拱套筒、破拱油缸和导向套筒，所述破拱油缸的缸筒端部铰接在设备基础上，在所述破拱油缸外壁上设置有至少三根导向柱，所述破拱套筒通过所述导向柱套装破拱油缸上，破拱套筒一端采用密闭端盖封闭，所述密闭端盖内表面与破拱油缸活塞杆铰接在一起，所述导向套筒套装在破拱套筒端部，所述破拱套筒内壁与破拱油缸外壁上设置的导向柱之间为间隙量大于零点五毫米和小于五毫米的间隙配合，所述破拱套筒轴线和所述破拱油缸轴线平行且两根轴线之间有不小于六毫米的偏距，所述破拱套筒密闭端盖上设置有喷水头，所述喷水头与水管相连，所述水管连接固定在破拱套筒的端盖和内壁上，并伸出到破拱套筒外，所述水管伸出破拱套筒部分连接柔性软管，所述柔性软管与水力加压装置相连，在所述导向套筒靠近端部的筒体上安装有滚动降摩装置，所述滚动降摩装置包含滚珠，所述滚珠与破拱套筒外表面接触。

所述喷水头的轴线与破拱套筒的轴线之间呈不小于十五度的夹角。

所述喷水头的数量为两个或两个以上，喷水头的喷射方向相互交错。

在所述破拱套筒的开放端的端部设置有两个以上的导向定位装置，所述导向定位装置上设置有滚柱，所述滚柱与导向柱侧面相接触。

所述滚动降摩装置包含滚珠、滚珠孔、螺母和顶推螺栓，所述螺母焊接在滚珠孔位置的导向套筒的外表面上，所述滚珠放置在滚珠孔内，所述顶推螺栓拧紧在螺母上，并顶紧滚珠。

所述滚动降摩装置包含滚珠、导向顶杆、导向孔体、滚珠孔和顶推螺栓，所述导向孔体设置在导向套筒的筒壁上，其端部加工有螺纹，所述导向顶杆插装在导向孔内，一端为斜面且该斜面与安装在导向套筒上的滚珠孔内的滚珠接触，所述顶推螺栓拧紧在导向孔内的螺纹上并顶紧导向顶杆的另一端。

在实际使用时，导向套筒安装在料仓侧壁或底部，破拱套筒外部套装在导向套筒内，内部通过导向柱套装在破拱油缸上，破拱油缸一端铰接在设备基础上，另一端铰接在破拱套筒一端的密闭端盖内，这样，当破拱油缸内通入液压油后，可以带动破拱套筒来回移动，进入到料仓内对料仓内的起拱物料进行疏通。由于要保证破拱套筒在导向柱上顺利来回移动，如果两者之间的配合过紧，由于加工工艺和使用过程中设备的变形等原因将影响破拱套筒在导向柱上的移动，极端情况下还可能导致两者卡死，为此将两者之间的配合设计为间隙配合，间隙量大于零点五毫米同时小于五毫米，以保证破拱套筒的顺利运行。

破拱套筒中心线和破拱油缸中心线重合，则破拱油缸外壁和破拱套筒内壁沿圆周方向之间的间隙一致，由于该间隙内要放置水管以及导向定位装置等，一样大的间隙必然导致破拱装置的外形尺寸和重量增加，对破拱装置的制作和安装使用造成一定的影响。破拱套筒中心线与破拱油缸中心线之间平行且具有一定的偏距，可以保证破拱油缸外壁和破拱套筒内壁沿圆周方向之间的间隙也不一致，即一边的间隙大于相对面之间的间隙，这样在间隙较大的一边即具有较大的空间来放置水管以及导向定位装置等，可以增大水管的尺寸，从而减小水力在水管内的流动阻力，增加喷水头位置水力的喷射速度。同时，由于破拱套筒中心线和破拱油缸轴线间有一定的偏距，也可以防止破拱油缸在破拱套筒内的自由扭转，即固定了破拱油缸在破拱套筒内的位置，也即固定了破拱套筒密闭端盖上水力喷水头的喷射方向，保证了水力破拱按照设计的位置和方向喷射水流。

通过在破拱套筒密闭端盖上设置水力喷水头，并通过水管和柔性软管将其和水力加压装置相连，在破拱套筒进入到料仓内之后，除了破拱套筒直接接触到的物料外，高压水通过喷水头喷射后也可对料仓内的起拱物料起到强烈的水力冲刷和击打作用，有效的增加了破拱装置的破拱范围和破拱效果。

破拱套筒在破拱过程中要来回移动，带动水管来回动作，水管位于破拱套筒外部的部分，采用柔性软管进行连接，可以适应破拱套筒前伸和后缩的位置变化。柔性管与加压装置相连，可以增加高压水流动的压力和流量，从而增加水力的动能，进一步增加水力破拱的作用范围。

密闭端盖上设置的喷水头如果与破拱套筒轴线平行，则在破拱套筒上下运动的过程中，其作用范围是一条与破拱套筒轴线平行的线，破拱的范围非常小，因此在设计时使喷水头轴线与破拱套筒轴线之间的夹角不小于十五度，可以有效的增加水力的破拱作用范围，一般来说，角度越大，则在料仓内破拱的范围也越大。

由于料仓内物料的起拱位置变化大，物料起拱的原因也多种多样，在密闭端盖上设置两个以上的喷水头，喷水头的轴线相互交叉，则高压水作用的范围大大增加，这样水力破拱的范围也大大扩大，非常有利于彻底破拱料仓内物料的起拱。

破拱装置一般安装在料仓下部或料仓的侧壁上，在破拱套筒外部设置导向套筒，该导向套筒安装在料仓下部或是料仓的侧壁上，破拱套筒封闭端套装在导向套筒内，可以对破拱套筒起到定位导向的作用。当料仓内物料起拱时，由破拱油缸驱动破拱套筒沿导向套筒内移动，进入到料仓内破拱，破拱任务完成后，破拱套筒沿导向套筒缩回离开料仓，并完全缩在导向套筒内，不会对料仓内的物料的正常流动产生妨碍作用，优点非常明显。

当破拱套筒在破拱油缸的作用下前伸进入到料仓内后，在自身重力和仓内物料的压力作用下，破拱套筒在导向套筒下部边沿位置处要产生非常大的压力，从而导致在破拱套筒来回移动的过程中两者之间产生非常大的摩擦力，这个摩擦力可能会导致破拱套筒卡死在伸出位置无法缩回。为了解决这一问题，在导向套筒靠近端部的筒体上安装滚动降摩装置，滚动降摩装置主要为滚珠，其原理为滚珠与破拱套筒外表面接触，将破拱套筒来回移动时破拱套筒外表面和导向套筒内表面边沿部分所产生的滑动摩擦转换为破拱套筒外表面和滚柱之间的滚动摩擦，可大大降低移动过程中的摩擦力，有利于防止两者之间的卡死问题。滚珠可以为耐磨钢球，也可以采用耐磨圆柱。为了保证滚珠能够充分发挥作用，需要采用额外作用力将滚珠顶紧在破拱套筒外表面，尽量使滚珠承受尽可能多的破拱套筒自重和仓内压力，以充分发挥滚动摩擦降低摩擦力的作用。顶紧装置采用螺丝顶紧结构，具有结构简单，使用方便的特点。

由于加工制作工艺和装配的局限，破拱套筒和破拱油缸等在破拱套筒移动过程中要产生一定的错位，为了防止在这一过程中两者之间产生较劲，妨碍破拱套筒顺利伸缩，将密闭端盖内表面与破拱油缸活塞杆之间的连接方式设计为铰接方式，同时破拱油缸另一端也通过铰支结构与破拱油缸支撑底座之间铰接连接，这样，即使破拱套筒或是破拱油缸在破拱过程中产生一定的变形，由于前述破拱套筒和导向柱之间间隙的存在，整个结构也可以通过铰支回转来适应这种变形，防止两者卡死。

破拱套筒和破拱油缸的轴线有一定的偏距，可以在一定程度上防止破拱套筒在破拱油缸上绕轴线进行扭转，但是由于破拱套筒内壁和破拱油缸外壁上的导向柱之间有一定的间隙，这样破拱套筒仍然会在破拱油缸上出现一定的扭转，这使得在破拱套筒来回移动的过程中，喷水头的喷射方向将产生一定的变化，导致无法达到设计的破拱效果。为此在破拱套筒开放端端部设置两套以上的导向定位装置，导向定位装置上设置滚柱，滚柱与导向柱侧面相接触，通过导向柱对破拱套筒进行了限位，一方面限制破拱套筒绕轴线旋转，同时通过滚柱也降低导向限位装置与导向柱之间的摩擦力，具有明显的优点。为了防止破拱套筒在两个方向的扭动，设置两套导向定位装置。

附图说明

附图1、2、3、4、5所示为本发明实施例1的结构图，其中图1为本实施例的总体正剖视图，图2为图1中A位置的局部放大图，图3为图1中A—A位置的剖视图，图4为图1中B位置的局部放大图，图5为图4中B—B位置的剖视图，

附图6为本发明实施例2的结构图，所示为图4中B—B剖视位置的另一种结构图。

具体实施方式

在附图1、2、3、4、5、6中，各零件序号意义如下：1、铰支底座；2、下铰支轴；3、油管接头；4、水箱；5、加压水泵；6、破拱油缸；7、水管；8、导向柱；9、水管支架；10、活塞杆铰轴；12、导向套筒；13、内六方螺栓；14、料仓；15、物料；16、导料溜槽；17、给料机；18、带式输送机；19、油管；20、密闭端盖；21、破拱套筒；22、滚柱；23、销轴；24、垫片；25、带螺纹连接轴；27、喷水孔；28、柔性软管；29、连接锚杆；30、压紧螺丝；31、螺母；32、顶紧螺栓；33、顶杆；34、耐磨钢球；35、喷水头；36、机械破拱范围；37、导向孔体。

在实施例1中，破拱油缸6通过下铰支轴2铰接在铰支底座1上，破拱油缸通过油管接头3和油管19与液压泵站相连接，提供油缸来回移动的液压动力。在破拱油缸外壁上焊接有四根导向柱8，破拱套筒通过四根导向柱套装在破拱油缸上，设计时使四根导向柱的厚度不同，使破拱油缸和破拱套筒之间的轴线平行但具有图中所标的L的偏距，在该实施例中，偏距L的数值设为十毫米，由于该偏距的存在，破拱套筒内壁和破拱油缸外壁之间的间隙在圆周方向存在差别，其中一边的间隙要大于与其相对的另一边，将水力破拱的水管布置在大间隙的位置内，增加了水管的直径，可以降低高压水流在水管内的流动阻力，增加水流压力。同时，十毫米偏距的存在，还可以限制破拱套筒在破拱油缸上的扭转，对于固定喷水头在破拱过程中的破拱方向具有结构简单方便的优点。

破拱套筒上端采用密闭端盖20封闭，密闭端盖采用内六方螺栓13连接在破拱套筒筒壁上，在密闭端盖内表面设置有铰座，破拱油缸活塞杆端部通过活塞杆铰轴10及铰座与密闭端盖铰接在一起。

在密闭端盖上加工有喷水头喷水孔27，喷水头35镶嵌在喷水孔内，水管放置在破拱套筒内壁和破拱油缸外壁之间最大间隙处，一端焊接在密闭端盖的喷水孔位置并与喷水头联通，中间采用水管支架9支撑，另一端通到破拱套筒外部，并与柔性软管28连接，软管上连接有加压水泵5，并与水箱4相连。喷水头的轴线和破拱套筒轴线之间设置有四十五度的夹角，可以扩大水力破拱的作用范围。

破拱套筒套装在导向套筒内，导向套筒通过其上的连接法兰和连接锚杆29安装在料仓的侧壁上，料仓内装有物料15，料仓下部安装有导料溜槽16，导料溜槽下安装有给料机17，给料机下部安装有带式输送机18。

在破拱套筒下部A-A剖面位置，安装有防止破拱油缸在破拱套筒内部旋转的导向定位装置，该装置由滚柱22、销轴23、垫片24、带螺纹连接轴25等部分所组成，滚柱一面与导向柱侧面相连，并可在带螺纹连接轴的端部上旋转，销轴分为上下两个，将滚柱定位在带螺纹连接轴上，带螺纹连接轴通过其上加工的螺纹和垫片压装在破拱套筒筒壁上。

在导向套筒12最下方靠近其端部的筒壁上，沿圆周方向安装有三个耐磨钢球34，耐磨钢球一个面与破拱套筒外表面下部接触，其相对的另一面与导向顶杆33的倾斜面接触，导向顶杆安装在导向孔体37内，导向孔体焊接在破拱套筒外表面上，其端部加工有螺纹，顶紧螺栓拧紧在该螺纹上，并顶紧在导向顶杆上，导向顶杆端部的斜面则使耐磨钢球顶紧在破拱套筒外表面上，这样当破拱套筒伸出后使耐磨钢球承受破拱套筒自重和仓内物料对破拱套筒上的作用力，将破拱套筒和导向套筒之间的滑动摩擦力转换为破拱套筒和耐磨钢球之间的滚动摩擦力，降低了破拱套筒来回移动的摩擦力，防止了破拱套筒移动过程中的卡死问题。

工作时，开动出料口下部的给料机，将料仓和导料溜槽内的物料送到带式输送机上，由带式输送机送到指定的位置。当料仓内的物料起拱时，破拱油缸下端油腔进油，推动破拱油缸活塞杆上升，活塞杆推动破拱套筒沿导向柱向前移动，进入到料仓内，如能达到物料起拱位置，则破拱套筒通过机械方式直接将仓内起拱物料破拱。如果破拱套筒达不到起拱位置，或是没有将起拱的物料破除，则可以在破拱套筒上升过程中开动加压水泵，则加压水泵将水箱内的水通过柔性水管、水管和喷水孔、喷水头高压高速喷射到起拱的物料上，由于高压高速水流作用范围非常大，同时喷射切割冲刷力也非常强烈，因此可以破除破拱套筒机械作用无法破除的起拱现象。

在破拱过程中，破拱套筒可以上下多次来回移动，以达到彻底破除料仓内物料起拱的目的。

为了增加水力破拱的作用范围和效果，设置了两套水管和喷水头，喷水头方向相互交错，在破拱套筒来回移动的过程中，可以对不同的仓内部位进行破拱作业。

当完成破拱任务后，破拱油缸回缩，带动破拱套筒回缩到导向套筒内，此时，破拱装置不会对料仓内的物料的流动产生任何阻碍作用。

在图6中所示的实施例2为另一种结构的滑动降摩装置，该实施例中，螺母31焊接在导向套筒外表面的端部位置，采用压紧螺丝30和螺母31将耐磨钢球34压紧在破拱套筒的外表面上，这种结构主要应用在料仓仓壁较薄或是导向套筒完全安装在料仓外部的结构中，相比实施例1的滑动降摩装置，具有结构更为简单，调整更为方便可靠的优点。

Claims (6)

1.一种机械水力联合破拱装置，包含破拱套筒、破拱油缸和导向套筒，所述破拱油缸的缸筒端部铰接在设备基础上，在所述破拱油缸外壁上设置有至少三根导向柱，所述破拱套筒通过所述导向柱套装破拱油缸上，破拱套筒一端采用密闭端盖封闭，所述密闭端盖内表面与破拱油缸活塞杆铰接在一起，所述导向套筒套装在破拱套筒端部，所述破拱套筒内壁与破拱油缸外壁上设置的导向柱之间为间隙量大于零点五毫米和小于五毫米的间隙配合，其特征在于：所述破拱套筒轴线和所述破拱油缸轴线平行且两根轴线之间有不小于六毫米的偏距，所述破拱套筒密闭端盖上设置有喷水头，所述喷水头与水管相连，所述水管连接固定在破拱套筒的端盖和内壁上，并伸出到破拱套筒外，所述水管伸出破拱套筒部分连接柔性软管，所述柔性软管与水力加压装置相连，在所述导向套筒靠近端部的筒体上安装有滚动降摩装置，所述滚动降摩装置包含滚珠，所述滚珠与破拱套筒外表面接触。

2.根据权利要求1所述的机械水力联合破拱装置，其特征在于：所述喷水头的轴线与破拱套筒的轴线之间呈不小于十五度的夹角。

3.根据权利要求2所述的机械水力联合破拱装置，其特征在于：所述喷水头的数量为两个或两个以上，喷水头的喷射方向相互交错。

4.根据权利要求1或2或3所述的机械水力联合破拱装置，其特征在于：在所述破拱套筒的开放端的端部设置有两个以上的导向定位装置，所述导向定位装置上设置有滚柱，所述滚柱与导向柱侧面相接触。

5.根据权利要求1或2或3所述的机械水力联合破拱装置，其特征在于：所述滚动降摩装置包含滚珠、滚珠孔、螺母和顶推螺栓，所述螺母焊接在滚珠孔位置的导向套筒的外表面上，所述滚珠放置在滚珠孔内，所述顶推螺栓拧紧在螺母上，并顶紧滚珠。

6.根据权利要求1或2或3所述的机械水力联合破拱装置，其特征在于：所述滚动降摩装置包含滚珠、导向顶杆、导向孔体、滚珠孔和顶推螺栓，所述导向孔体设置在导向套筒的筒壁上，其端部加工有螺纹，所述导向顶杆插装在导向孔内，一端为斜面且该斜面与安装在导向套筒上的滚珠孔内的滚珠接触，所述顶推螺栓拧紧在导向孔内的螺纹上并顶紧导向顶杆的另一端。