CN112403909B - 一种液压式分段辊筒煤矸分离机及分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压式分段辊筒煤矸分离机及分离方法，包括分离箱体和左右对称设置在分离箱体内部的破碎装置；分离箱体上端设有进料口、下端设有出煤口；破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，每组破碎组件包括辊筒和位于辊筒内的主液压缸，主液压缸的伸缩端朝内设置并安装带动辊筒自转的传动组件；主液压缸中部两侧与一对连接杆的一端转动连接，一对连接杆的中部分别通过支撑液压缸与主液压缸外侧活动连接、另一端分别与辊筒内壁接触并与传动组件形成锐角三角形结构；支撑液压缸与主液压缸采用同一油源输入。本液压式分段辊筒煤矸分离机，结构简单，通过辊筒灵活移动与转动实现对煤矿物料的破碎、分选，效果明显并且效率更高。

Description

一种液压式分段辊筒煤矸分离机及分离方法

技术领域

本发明涉及采煤技术领域，具体涉及一种液压式分段辊筒煤矸分离机及分离方法。

背景技术

随着采煤机械化程度的日益提高，煤中混入的大块矸石量逐渐增加。煤矸石是煤层中或煤层周围伴有可燃物质的岩石，是采煤和选煤过程中所排出的固体废弃物。传统的煤矸石分选是将原煤运出井口后经带式输送机运到筛分系统，经过筛分机把大于100mm的煤块和矸石块筛分出来，然后通过带式输送机运到人工分捡矸石区，由工人把矸石从中捡出来。小于100mm的原煤和矸石经输送机运到选煤厂，经过筛分和洗选，把原煤中的矸石分选出来。

而采用人工方式从运动的煤炭中找出矸石，工作条件十分艰苦，难以区分，误选、漏选的情况非常普遍。另外常采用的湿选法(如重介法、跳汰法等)是利用煤与矸石的比重不同在液体介质中分选。湿选法所需设备昂贵、工艺复杂、生产周期长，且会带来水资源浪费和污染。

授权公开号为CN102441460B的一种井下煤矸破碎分离机，通过轴向均匀排列的多组齿辊圈，在齿辊圈内设置四个呈十字型排列的液压缸，当煤矸混合与经过齿辊圈时通过煤与矸石的抗压强度不同实现对煤的挤压破碎，最终达到煤矸分离的目的，在使用过程中发现，由于四液压缸对辊结构复杂，且需要对四组液压缸分别供油，在使用过程中因油路复杂，需要对不同油路进行油压控制，导致设备制作工艺复杂，且四组液压缸的结构在实际使用过程中因结构的限制导致两个相对设置的齿辊圈之间的相对行程较小，不利于体积大的煤矸分离。

发明内容

本发明目的在于提供一种液压式分段辊筒煤矸分离机，结构简单，通过辊筒灵活移动与转动实现对煤矿物料的破碎、分选，效果明显并且效率更高。

为实现上述目的，本一种液压式分段辊筒煤矸分离机，包括分离箱体和左右对称设置在分离箱体内部的破碎装置；

所述分离箱体上端设有进料口、下端设有出煤口、内部位于破碎装置与出煤口之间设有筛分组件，筛分组件将未破碎后矸石传送至分离箱体外侧；

所述破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，每组破碎组件包括辊筒和固定位于辊筒内的主液压缸，左右相邻的主液压缸的伸缩端相向设置、并分别安装带动相应辊筒自转的传动组件；

一对连接杆上下对称设置在主液压缸两侧，一对连接杆的一端分别与主液压缸的中部转动连接、另一端与辊筒内壁接触并与传动组件形成锐角三角形结构，每个连接杆的中部与支撑液压缸的伸缩端活动连接；

所述支撑液压缸固定位于连接杆与主液压缸之间，并与主液压缸采用同一油源输入。

进一步的，所述辊筒内壁上设有内齿轮，所述传动组件包括驱动电机和第一齿轮，所述驱动电机位于主液压缸的伸缩端，驱动电机的输出端转动安装第一齿轮；

一对连接杆的一端分别设有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮分别与辊筒内齿轮相互啮合。

进一步的，所述支撑液压缸的固定端通过连接组件与主液压缸外侧转动连接，所述主液压缸设有与其内筒连通的通油管路，通油管路与支撑液压缸的进油口连通。

进一步的，所述连接组件包括固定安装在主液压缸外侧的轴套支撑架和转动安装在轴套支撑架上的轴套，支撑液压缸安装在轴套上；

轴套支撑架上设有与支撑液压缸的进油口、通油管路之间连接用的通孔。

进一步的，所述筛分组件包括筛孔网和一对传动带轮，其中一个传动带轮位于分离箱体内、另一个传动带轮位于分离箱体外侧，所述筛孔网绕设在一对传动带轮上，并且倾斜设置，其高处一端伸出分离箱体外。

进一步的，所述主液压缸的固定端通过支撑轴转动安装第三齿轮，当左右相邻的辊筒相向靠近时，第三齿轮与辊筒内齿轮啮合连接。

一种液压式分段辊筒煤矸分离方法，具体包括以下步骤：

(1)主液压缸启动，其伸缩端带动第一齿轮伸长，第一齿轮对辊筒内齿轮弹性接触并带动其移动，主液压缸内的液压油与支撑液压缸内的液压油相通，支撑液压缸的伸缩端收缩，使得与支撑液压缸伸缩端活动连接的连接杆转动，一对连接杆一端的第二齿轮夹角变小，但始终与辊筒内齿轮弹性接触、与第一齿轮围成锐角三角形结构；

(2)启动驱动电机，带动第一齿轮转动，第一齿轮通过与辊筒内齿轮啮合连接，带动辊筒自转，煤矿物料从进料口进入分离箱体内，左右相邻的辊筒在相应的主液压缸作用下，相向靠近并相互转动对煤矿物料的挤压破碎；

(3)通过控制液压站的输出压力，使得主液压缸的伸长压力大于煤矿物料的破碎力并小于矸石的破碎力，当辊筒遇到矸石无法破碎时，左右相邻的辊筒被挤压相对向外移动，带动相应的主液压缸的伸缩端缩回，主液压缸的液压油从通油管路进入一对支撑液压缸内，支撑液压缸的伸缩端伸长，带动一对连接杆向主液压缸两侧角度调整，第一齿轮、一对第二齿轮始终与辊筒内齿轮相互啮合；当矸石从辊筒间落下后，左右相邻的辊筒在主液压缸作用下继续相向靠近至初始状态，保证辊筒的弹性破碎；

(4)煤料被挤碎，而矸石未被挤碎，被挤碎的煤料落在筛孔网上进行过滤，并从出煤口排出，而未被挤碎的矸石在筛孔网上经过出矸口运输至分离箱体外侧。

与现有技术相比，本一种液压式分段辊筒煤矸分离机具有以下优点：

(1)本发明由于在主液压缸的伸缩端设置传动组件，传动组件的第一齿轮与一对连接杆端头的第二齿轮始终形成锐角三角形结构，并且与辊筒内齿轮啮合连接，因此通过三角形结构不仅实现对辊筒的支撑，简化辊筒内部结构，而且保障传动组件带动辊筒的稳定自转，使得左右相邻的辊筒反向转动，实现对煤矿物料的挤压破碎；

(2)本发明由于一对连接杆通过支撑液压缸伸缩支撑，主液压缸内的液压油通过通油管路与支撑液压缸液压油相通，使得辊筒在弹性破碎移动时，通过主液压缸和支撑液压缸内的油压自动调节，一方面第一齿轮与一对第二齿轮形成的三角形结构始终与辊筒内齿轮啮合连接，保障辊筒自转始终位于轴心的位置，设备更加稳定，另一方面通过对辊筒的弹性支撑，使得左右相邻的辊筒可相对向内或向外移动，使其相对行程较大，对煤炭和矸石根据硬度分选式的弹性破碎，适用不同煤矿物料的粒径，适用范围更广；

(3)本发明由于破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，每个破碎组件相互独立动作，通过多个左右相邻的辊筒实现对不同位置的煤矿物料的挤压破碎，使得破碎效果更好、更高效。

附图说明

图1是本发明的整体主视图；

图2是本发明的破碎装置俯视图；

图3是本发明的主液压缸与支撑液压缸连接示意图；

图4是本发明图3中的A-A方向剖面图；

图中：1、分离箱体，2、进料口，3、辊筒，4、主液压缸，401、连接支架，402、连接杆，403、第一齿轮，404、第二齿轮，405、驱动电机，406、通油管路，407、支撑轴，408、第三齿轮，5、筛孔网，6、传动带轮，7、出煤口，8、支撑液压缸，801、轴套，802、轴套支撑架，9、出矸口，10、煤矿物料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本一种液压式分段辊筒煤矸分离机包括分离箱体1和左右对称设置在分离箱体1内部的破碎装置；

所述分离箱体1上端设有进料口2、下端设有出煤口7、内部位于破碎组件与出煤口7之间设有筛分组件，筛分组件将未破碎后物料传送至分离箱体1外侧；

所述破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，每组破碎组件包括辊筒3和位于辊筒3内的主液压缸4，主液压缸4的伸缩端朝内设置并安装带动辊筒3自转的传动组件；

主液压缸4中部两侧与一对连接杆402的一端转动连接，一对连接杆402的中部分别通过支撑液压缸8与主液压缸4外侧活动连接、另一端分别与辊筒3内壁接触并与传动组件形成锐角三角形结构；

支撑液压缸8与主液压缸4采用同一油源输入。

进一步的，所述辊筒3内壁上设有内齿轮，所述传动组件包括驱动电机405和第一齿轮403，所述驱动电机405位于主液压缸4的伸缩端，驱动电机405的输出端转动安装第一齿轮403；

一对连接杆402的一端分别设有第二齿轮404，第一齿轮403和第二齿轮404分别与辊筒3内齿轮相互啮合。

如图3、图4所示，进一步的，所述支撑液压缸8的固定端通过连接组件与主液压缸4外侧转动连接，所述主液压缸4设有与其内筒连接的通油管路406，通油管路406与支撑液压缸8的进油口连接。

进一步的，所述连接组件包括固定安装在主液压缸4外侧的轴套支撑架802和转动安装在轴套支撑架802上的轴套801，支撑液压缸8安装在轴套801上；

轴套支撑架802上设有与支撑液压缸8的进油口、通油管路406之间连接用的通孔。

进一步的，所述筛分组件包括筛孔网5和一对传动带轮6，其中一个传动带轮6位于分离箱体1内、另一个传动带轮6位于分离箱体1外侧，所述筛孔网5绕设在一对传动带轮6上，并且倾斜设置，其高处一端伸出分离箱体1外。

进一步的，所述主液压缸4的固定端通过支撑轴407转动安装第三齿轮408，所述第三齿轮408可与辊筒3内齿轮啮合连接。

本一种液压式分段辊筒煤矸分离机使用时，主液压缸4设置在辊筒3内的支撑轴407上，支撑轴407的进油管路连通液压站，进油管路上可设有泄压阀，液压油通过进油管路进入主液压缸4内为其提供动力；

煤矸混合的煤矿物料10从进料口2进入分离箱体1内，主液压缸4启动，其伸缩端带动传动组件伸长对辊筒3内壁顶紧，并且由于一对连接杆402通过支撑液压缸8伸缩支撑，并与传动组件形成锐角三角形结构，即一对连接杆402上与辊筒3内壁接触的一端与主液压缸4的伸缩端形成锐角三角形，因此使得传动组件、一对连接杆402端头处始终与辊筒3内壁接触，当主液压缸4的伸缩端收缩时，在支撑液压缸8作用下，一对连接杆402相对角度增大并始终与辊筒3内壁接触，因此保障对辊筒3的弹性支撑，使得左右相邻的辊筒3可相对向内或向外移动，即左右相邻辊筒3的行程为主液压缸的行程，实现对大物料的粒径的挤压，使煤矸分离机的适用范围更广；再启动传动组件，带动辊筒3自转，使得左右相邻的辊筒3互为反向转动，实现对煤矿物料10的挤压破碎；

具体的为，主液压缸4设有与其缸筒连接的通油管路406，通油管路406与支撑液压缸8的进油口连接，即主液压缸4内的液压油与支撑液压缸8内的液压油互通，当主液压缸4伸缩移动时，其内液压油的变化带动支撑液压缸8的伸缩移动，实现对支撑液压缸8内液压油的自动调节，即主液压缸4伸缩端带动传动组件伸长时，对应的一对连接杆402相互角度变小，带动传动组件收缩时，一对连接杆402相互角度变大，因此保障对辊筒3的灵活支撑，使得左右相邻的辊筒3可相对向内或向外移动；在一对连接杆402的端头处设有第二齿轮404，传动组件中的驱动电机405输出端固定安装第一齿轮403，第一齿轮403、第二齿轮404分别与辊筒3内齿轮啮合，保障辊筒3自转对煤矿物料10的稳定破碎；

当煤矿物料10进入分离箱体1内时，由于煤矿物料10中的矸石硬度比煤要大，通过控制液压站的输出压力，使主液压缸4的压力小于矸石的破碎力，此时煤料被挤碎，而矸石未被挤碎，被挤碎的煤料落入筛分组件上，通过筛孔网5进行过滤，并从出煤口7排出，而未被挤碎的矸石在筛孔网5上经过出矸口9运输至分离箱体1外侧；

并且主液压缸4的压力小于矸石的破碎力，辊筒3被挤压向两侧移动，即带动主液压缸4的伸缩端弹性活动，而在支撑液压缸8作用下，一对连接杆402向主液压缸4两侧张开，第一齿轮403和第二齿轮404与辊筒3啮合，形成稳定的三角形结构，当矸石从相邻辊筒3之间落下后，在主液压缸4的压力作用下辊筒3向内移动恢复至初始状态，保证弹性破碎的稳定性；并且由于破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，通过多个左右相邻的辊筒3实现对不同位置的煤矿物料10的破碎，使得破碎效果更好、更高效。

为避免一对连接杆402直接作用在主液压缸4的外侧，在主液压缸的外侧设有连接支架401，一对连接杆402转动安装在连接支架401上，有效对连接杆402进行保护。

Claims (7)

1.一种液压式分段辊筒煤矸分离机，包括分离箱体（1）和左右对称设置在分离箱体（1）内部的破碎装置；

所述分离箱体（1）上端设有进料口（2）、下端设有出煤口（7）、内部位于破碎装置与出煤口（7）之间设有筛分组件，筛分组件将未破碎后矸石传送至分离箱体（1）外侧；

其特征在于，

所述破碎装置包括多个前后并列设置的破碎组件，每组破碎组件包括辊筒（3）和固定位于辊筒（3）内的主液压缸（4），左右相邻的主液压缸（4）的伸缩端相向设置、并分别安装带动相应辊筒（3）自转的传动组件；

一对连接杆（402）上下对称设置在主液压缸（4）两侧，一对连接杆（402）的一端分别与主液压缸（4）的中部转动连接、另一端与辊筒（3）内壁接触并与传动组件形成锐角三角形结构，每个连接杆（402）的中部与支撑液压缸（8）的伸缩端活动连接；

所述支撑液压缸（8）固定位于连接杆（402）与主液压缸（4）之间，并与主液压缸（4）采用同一油源输入。

2.根据权利要求1所述的一种液压式分段辊筒煤矸分离机，其特征在于，所述辊筒（3）内壁上设有内齿轮，所述传动组件包括驱动电机（405）和第一齿轮（403），所述驱动电机（405）位于主液压缸（4）的伸缩端，驱动电机（405）的输出端转动安装第一齿轮（403）；

一对连接杆（402）的一端分别设有第二齿轮（404），第一齿轮（403）和第二齿轮（404）分别与辊筒（3）内齿轮相互啮合。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压式分段辊筒煤矸分离机，其特征在于，所述支撑液压缸（8）的固定端通过连接组件与主液压缸（4）外侧转动连接，所述主液压缸（4）设有与其内筒连通的通油管路（406），通油管路（406）与支撑液压缸（8）的进油口连通。

4.根据权利要求3所述的一种液压式分段辊筒煤矸分离机，其特征在于，所述连接组件包括固定安装在主液压缸（4）外侧的轴套支撑架（802）和转动安装在轴套支撑架（802）上的轴套（801），支撑液压缸（8）安装在轴套（801）上；

轴套支撑架（802）上设有与支撑液压缸（8）的进油口、通油管路（406）之间连接用的通孔。

5.根据权利要求1或2所述的一种液压式分段辊筒煤矸分离机，其特征在于，所述筛分组件包括筛孔网（5）和一对传动带轮（6），其中一个传动带轮（6）位于分离箱体（1）内、另一个传动带轮（6）位于分离箱体（1）外侧，所述筛孔网（5）绕设在一对传动带轮（6）上，并且倾斜设置，其高处一端伸出分离箱体（1）外。

6.根据权利要求2所述的一种液压式分段辊筒煤矸分离机，其特征在于，所述主液压缸（4）的固定端通过支撑轴（407）转动安装第三齿轮（408），当左右相邻的辊筒（3）相向靠近时，第三齿轮（408）与辊筒（3）内齿轮啮合连接。

7.一种根据权利要求2所述的液压式分段辊筒煤矸分离机的分离方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）主液压缸（4）启动，其伸缩端带动第一齿轮（403）伸长，第一齿轮（403）对辊筒（3）内齿轮弹性接触并带动其移动，主液压缸（4）内的液压油与支撑液压缸（8）内的液压油相通，支撑液压缸（8）的伸缩端收缩，使得与支撑液压缸（8）伸缩端活动连接的连接杆（402）转动，一对连接杆（402）一端的第二齿轮（404）夹角变小，但始终与辊筒（3）内齿轮弹性接触、与第一齿轮（403）围成锐角三角形结构；

（2）启动驱动电机（405），带动第一齿轮（403）转动，第一齿轮（403）通过与辊筒（3）内齿轮啮合连接，带动辊筒（3）自转，煤矿物料（10）从进料口（2）进入分离箱体（1）内，左右相邻的辊筒（3）在相应的主液压缸（4）作用下，相向靠近并相互转动对煤矿物料的挤压破碎；

（3）通过控制液压站的输出压力，使得主液压缸（4）的伸长压力大于煤矿物料（10）的破碎力并小于矸石的破碎力，当辊筒（3）遇到矸石无法破碎时，左右相邻的辊筒（3）被挤压相对向外移动，带动相应的主液压缸（4）的伸缩端缩回，主液压缸（4）的液压油从通油管路（406）进入一对支撑液压缸（8）内，支撑液压缸（8）的伸缩端伸长，带动一对连接杆（402）向主液压缸（4）两侧角度调整，第一齿轮（403）、一对第二齿轮（404）始终与辊筒（3）内齿轮相互啮合；当矸石从辊筒（3）间落下后，左右相邻的辊筒（3）在主液压缸（4）作用下继续相向靠近至初始状态，保证辊筒（3）的弹性破碎；

（4）煤料被挤碎，而矸石未被挤碎，被挤碎的煤料落在筛孔网（5）上进行过滤，并从出煤口（7）排出，而未被挤碎的矸石在筛孔网（5）上经过出矸口（9）运输至分离箱体（1）外侧。

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