CN113023286B - 一种土木工程用混合输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土木工程用混合输送装置，其采用管带输送机和螺旋输送机相结合的方式，来实现土木作业中泥沙物料的提升输送，并配合流量监测器来实现前后流量的对比，进而控制螺旋输送机的正反转速来避免物料堆积，解决了管带输送机无法进行高倾角方向上的物料输送。

Description

一种土木工程用混合输送装置

技术领域

本发明涉及一种土木作业中的输送装置，具体涉及一种土木工程用混合输送装置。

背景技术

在现有技术中，圆管输送机常常用在土木作业中，用于输送各种挖掘出的泥沙，由于其可采用普通的输送带设置为密闭的输送方式，因此，其具备防尘、输送速度等因素，得到广泛的应用，为了满足不同高度位置的输送作业，其常常设置为Z字形的输送机构，用于土木作业的提升输送作业，然而，在具体的应用中，其提升角度存在一定的限度，其最高的提升角度也常常设置在30°左右，角度过大其无法有效的提升，会造成泥沙物料堆积在Z字形结构的提升端的起始位置，造成物料冲破圆管输送机的密封，物料洒落到外面；同样，在双向输送时，物料从高位向低位输送时，物料由于重力的原因，物料同样会堆积在Z字形结构的提升端的起始位置，同样会造成破坏，无法实现有效的输送，对于螺旋输送机，其虽然可以实现最大到垂直方向的提升，然而，由于其结构的特殊性及成本上的考虑，难以实现长距离的输送。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种土木工程用混合输送装置，所述的混合输送装置包括管带输送机、螺旋输送机、流量检测装置和控制装置，其中管带输送机包括低段部分、中段部分、高段部分、输送带和双向电机，低段部分、中段部分和高段部分依次组成Z字形。

优选地，螺旋输送机包括螺旋电机和螺旋杆，螺旋输送机安装在中段部分，螺旋输送机的螺旋杆设置在中段部分的内部，螺旋电机用于驱动螺旋杆的旋转，螺旋电机安装在中段部分的高端一侧，螺旋杆一端穿过中段部分的输送带延伸至低段部分和中段部分的邻接处，螺旋杆的另一端穿出中段部分的输送带与螺旋电机相连。

优选地，中段部分包括中段机架、上滑轮、下滑轮、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和固定支架，其中，上滑轮安装在中段机架的上端，下滑轮安装在中段机架的下端，第一电动伸缩杆的伸缩端铰接在中段机架的上端，第二电动伸缩杆的伸缩端铰接在中段机架的下端；上滑轮和下滑轮分别滚动支撑在固定支架的凹槽中。

优选地，流量检测装置包括低段流量检测器和高段流量检测器，其中，低段流量检测器安装低段部分的入料口的后侧；高段流量检测器安装在高段部分的前端，并临近中段部分设置。

优选地，提升输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量A和物料流量B；回填输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量C和物料流量D。

优选地，低段部分设置有低段行走驱动装置，高段部分13还设置有高段行走驱动装置。

优选地，控制装置分别与低段流量检测器和高段流量检测器检测电性连接。

本发明的发明点和有益的技术效果：

1、本发明采用管带输送机和螺旋输送机相互结合的方式，具体将螺旋输送机的螺旋杆设置在管带输送机提升段，即中段部分的内部来对物料进行输送或减缓，来解决管带输送机无法进行大角度方向上的提升输送和回填输送，避免流动性较强的泥沙物料堆积在Z字形管带输送机提升段的技术问题。

2、通过设置低段流量检测器和高段流量检测器，其通过前后检测料流流量的大小，有效实现泥沙物料是否堆积，并通过控制螺旋输送机的正反转来实现泥沙物料提升或减缓，实现提升输送和回填输送两种作业模式。

3、其通过将管带输送机的前后两端设置可升降和水平移动，以及将中段部分设置倾角可调的方式，实现不同倾角、不同高度的输送，极大扩展了管带输送机的应用范围。

附图说明

图1-本发明三维视图；

图2-本发明俯视图；

图3-本发明侧视图；

图4-图2中A-A截面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

一种土木工程用混合输送装置，其中包括管带输送机1、螺旋输送机2、流量检测装置和控制装置，其中管带输送机1包括低段部分11、中段部分12、高段部分13、输送带14和双向电机，低段部分11、中段部分12和高段部分13依次组成Z字形；螺旋输送机2包括螺旋电机、螺旋杆21和圆笼框架，圆笼框架包括三根主杆和多条圆环，螺旋杆设置在圆笼框架内部，圆笼框架用于隔离螺旋杆21的螺旋叶片与输送带，避免输送带被割裂，螺旋输送机2安装在中段部分12，螺旋输送机2的螺旋杆21设置在中段部分12的内部，螺旋电机用于驱动螺旋杆21的旋转，螺旋电机安装在中段部分12的高端一侧，螺旋杆21一端穿过中段部分12的输送带14延伸至低段部分11和中段部分12的邻接处，螺旋杆21的另一端穿出中段部分12的输送带14与螺旋电机相连。

低段部分11还设置有低段行走驱动装置，低段行走驱动装置用于驱动低段部分11在水平和竖直方向进行运动，高段部分13还设置有高段行走驱动装置，高段行走驱动装置用于驱动高段部分13在水平和竖直方向进行移动，对于低段行走驱动装置和高段行走驱动装置，其均可采用常规的升降和水平移动装置，在此不做具体的限定，通过低段行走驱动装置和高段行走驱动装置扩展了管带输送机输送范围。

中段部分12包括中段机架121、上滑轮122、下滑轮123、第一电动伸缩杆124、第二电动伸缩杆125和固定支架126，其中，上滑轮安装在中段机架的上端，下滑轮安装在中段机架的下端，第一电动伸缩杆的伸缩端铰接在中段机架的上端，第二电动伸缩杆铰接的伸缩端铰接在在中段机架的下端；上滑轮和下滑轮分别滚动支撑在固定支架的凹槽中，由此，通过第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的伸缩，实现中段部分在竖直方向上角度的调整，由此调整输送的倾斜角度。

流量检测装置包括低段流量检测器15和高段流量检测器16，其中，低段流量检测器安装低段部分11的入料口的后侧，用于检测从低段部分11的入料口在物料提升过程中装入的物料流量或是在回填输送过程中从中段部分输送出的物料流量A；高段流量检测器安装在高段部分12的前端，并临近中段部分12设置，用于检测物料提升过程中的物料流量或是在回填输送过程中从高段部分13输入的物料流量B。

控制装置分别与管带输送机1的双向电机、螺旋输送机2的螺旋电机和流量检测装置的低段流量检测器和高段流量检测器、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、低段行走驱动装置和高段行走驱动装置电性控制连接，其中，控制装置用于分别接收低段流量检测器和高端流量检测器流量信号，并根据流量信号控制双向电机和螺旋电机的正/反转及转速，在需要调整输送角度时，可通过调整第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的伸缩运动，进而实现输送角度的调整；低段行走驱动装置和高段行走驱动装置可配合进行输送角度、前后输送位置上的调整，进而实现多方向、多角度的输送。

对于管带输送机，其在轴向采用托辊进行支撑输送都属于现有技术，在此不在进行具体的描述和限定。

本发明的工作原理为：

在泥沙物料提升阶段：

挖掘的泥沙物料经低段部分11的入料口进入，进而通过中段部分12，进入高段部分13，由此可完成泥沙物料的提升输送；而由于泥沙的流动性及重力作用，泥沙物料会堆积在低段部分11和中段部分12邻接处，在无其他设备作用时，泥沙物料会泄露到输送带外，进而造成泥沙物料提升输送的失败，而为了避免上述问题，本发明进一步设置有螺旋输送机2和控制装置及流量检测器，低段流量检测器用于检测从低段部分11的输入的物料流量A，高段流量检测器用于检测中段部分12输出的物料流量B，开始提升输送时，在低段流量检测器检测到物料流量A时，开始计时，此时启动螺旋输送机2，螺旋输送机2可将堆积在低段部分11和中段部分12邻接处泥沙物料进行提升，避免泥沙物料的堆积，进而影响提升输送，高段流量检测器用于检测从中段部分12输出的物料流量B，并将物料流量A和物料流量B的信号传递给控制装置进行判断控制，若物料流量A＞物料流量B，说明泥沙物料存在堆积，控制装置进一步增大螺旋输送机2的转速，提高螺旋输送机2的输送速度，进而避免泥沙物料在邻接处的堆积，若物料流量A≤物料流量B时，保持螺旋输送机2的转速，由此可保持无泥沙物料的堆积，为保证安全，其还设置有限速控制，超出限速范围时，由工作人员进行处理。

在泥沙物料回填阶段：

需要回填泥沙物料经高段部分高段部分13的入料口进入，进而通过中段部分12，进入低段部分11，由此可完成泥沙物料的回填输送；而由于泥沙的流动性及重力作用，且输送带进一步通过由高处向低处进行输送，进一步加剧了泥沙物料在低段部分11和中段部分12邻接处的堆积，在无其他设备作用时，泥沙物料会泄露到输送带外，进而造成泥沙物料回填输送的失败，而为了避免上述问题，本发明进一步设置有螺旋输送机2和控制装置及流量检测器，低段流量检测器用于检测从低段部分11的输出的物料流量C，高段流量检测器用于检测中段部分12输入的物料流量D，开始回填输送时，在高段流量检测器检测到物料流量D时，开始计时，此时启动螺旋输送机2缓慢正转，螺旋输送机的输料方向和管带输送机输料的方向相反，由此通过螺旋输送机2正转即正向输料，降低泥沙物料在低段部分11和中段部分12邻接处的堆积，并将物料流量C和物料流量D的信号传递给控制装置进行判断控制，若物料流量C＞物料流量D，说明泥沙物料存在堆积的情况，也就是物料堆积在下方，输送带输送时带出的泥沙物料较多，控制装置进一步增大螺旋输送机2的正向转速，提高螺旋输送机2的正向输送速度，从而减少泥沙物料下落量，进而避免泥沙物料在邻接处的堆积，若物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机2的转速。

提升输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量A和物料流量B；回填输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量C和物料流量D。

进一步地，为了实现其提升和回填的输送，其具体的控制方法：

所述控制方法包括如下步骤：

（1）控制装置控制低段部分、中段部分、高段部分进行输送角度的调整，输送角度调整好后，选择输送方式，所述输送方式包括提升输送和回填输送，若为提升输送，进入步骤（2），若为回填输送，进入步骤（3）。

（2）所述的提升输送包括如下步骤：

（2.1）启动管带输送机正向运行，低段流量检测器用于检测输入到低段部分的物料流量A，控制装置获取低段流量检测器的物料流量A的电信号后，启动螺旋输送机正向运行，控制螺旋电机并以初始转速V₀进行运行，并开始计时，在经过设定的初始时间T₀后，高段流量检测器用于检测从中段部分输出的物料流量B，控制装置获取物料流量B的信号。

（2.2）控制装置比较物料流量A和物料流量B大小，若物料流量A＞物料流量B，说明泥沙物料存在堆积，控制装置控制增大螺旋输送机的螺旋电机的转速V；若物料流量A≤物料流量B时，保持螺旋输送机的转速。

（2.3）所述步骤（2.2）还包括步进增大螺旋电机的转速，每次递增的转速为△V=0.05 V₀，即V= V₀+n×△V，其中n为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过n次调整后，若物料流量A≤物料流量B时，保持螺旋输送机的转速。

（2.4） 所述的步骤（2.2）中，其还设置有限速控制，螺旋电机的转速V调整范围为：V₀≤V≤2 V₀，超出范围进行报警处理，由工作人员进行处理。

（3）所述的回填输送包括如下步骤：

（3.1）启动管带输送机反向运行，高段流量检测器用于检测输入到高段部分的物料流量D，控制装置获取高段流量检测器的物料流量D的电信号后，正向启动螺旋输送机，控制螺旋电机并以初始转速大小为V₁的正向速度进行运行，用于减缓泥沙物料在中段部分的向下输送，并开始计时，在经过设定的初始时间T₀后，低段流量检测器用于检测从低段部分输出的物料流量C，控制装置获取物料流量C的信号。

（3.2）控制装置比较物料流量C和物料流量D大小，若物料流量C＞物料流量D，说明泥沙物料存在堆积，控制装置控制增大螺旋输送机的螺旋电机的正向转速V’；若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速；若物料流量C ≤0.95×物料流量D，控制装置控制减小螺旋输送机的螺旋电机的正向转速V’。

（3.3）所述步骤（3.2）还包括步进增大螺旋电机的正向转速，每次递增的转速为△V’=0.05 V₁，即V’= V₁+N×△V’，其中N为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过N次调整后，若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速，所述步骤（3.2）还包括步进减小螺旋电机的正向转速，每次递减的转速为△V’=0.05 V₁，即V’= V₁-N×△V’，其中N为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过N次调整后，若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速，其中V’可以为负值。

进一步地，正向转速V₁不大于初始转速V₀的四分之一；T₀为预设的时间，为泥沙物料从低段流量检测器传输到高段流量检测器所需要的时间，其可根据实际传输情况进行相应的设置，本领域技术人员可根据现有技术进行相应的计算或设置，在此不再赘述。

进一步地，在步骤（3.3）中步进减小螺旋电机的正向转速，每次递减的转速为△V’=0.05 V₁，即V’= V₁-N×△V’，其中可以为负值，即螺旋电机反向转动，避免从高段部分下来的泥沙物料堆积在高段部分和中段部分或是螺旋输送机内部，起到清理的作用；另，螺旋输送机2可单独启动运行，可正向和反向运行，进一步起到清理内部物料的作用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种土木工程用混合输送装置，所述的混合输送装置包括管带输送机、螺旋输送机、流量检测装置和控制装置，其中管带输送机包括低段部分、中段部分、高段部分、输送带和双向电机，低段部分、中段部分和高段部分依次组成Z字形；

螺旋输送机包括螺旋电机和螺旋杆和圆笼框架，圆笼框架包括三根主杆和多条圆环，螺旋杆设置在圆笼框架内部，螺旋输送机安装在中段部分，螺旋输送机的螺旋杆设置在中段部分的内部，螺旋电机用于驱动螺旋杆的旋转，螺旋电机安装在中段部分的高端一侧，螺旋杆一端穿过中段部分的输送带延伸至低段部分和中段部分的邻接处，螺旋杆的另一端穿出中段部分的输送带与螺旋电机相连；

中段部分包括中段机架、上滑轮、下滑轮、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和固定支架，其中，上滑轮安装在中段机架的上端，下滑轮安装在中段机架的下端，第一电动伸缩杆的伸缩端铰接在中段机架的上端，第二电动伸缩杆的伸缩端铰接在中段机架的下端；上滑轮和下滑轮分别滚动支撑在固定支架的凹槽中；

流量检测装置包括低段流量检测器和高段流量检测器，其中，低段流量检测器安装低段部分的入料口的后侧；高段流量检测器安装在高段部分的前端，并临近中段部分设置；

其特征在于：

提升输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量A和物料流量B；回填输送时，低段流量检测器和高段流量检测器检测的物料信号分别为物料流量C和物料流量D；

所述混合输送装置还包括如下控制方法：

所述控制方法包括如下步骤：

（1）控制装置控制低段部分、中段部分、高段部分进行输送角度的调整，输送角度调整好后，选择输送方式，所述输送方式包括提升输送和回填输送，若为提升输送，进入步骤（2），若为回填输送，进入步骤（3）；

（2）所述的提升输送包括如下步骤：

（2.1）启动管带输送机正向运行，低段流量检测器用于检测输入到低段部分的物料流量A，控制装置获取低段流量检测器的物料流量A的电信号后，启动螺旋输送机正向运行，控制螺旋电机并以初始转速V₀进行运行，并开始计时，在经过设定的初始时间T₀后，高段流量检测器用于检测从中段部分输出的物料流量B，控制装置获取物料流量B的信号；

（2.2）控制装置比较物料流量A和物料流量B大小，若物料流量A＞物料流量B，说明泥沙物料存在堆积，控制装置控制增大螺旋输送机的螺旋电机的转速V；若物料流量A≤物料流量B时，保持螺旋输送机的转速；

（2.3）所述步骤（2.2）还包括步进增大螺旋电机的转速，每次递增的转速为△V=0.05V₀，即V= V₀+n×△V，其中n为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过n次调整后，若物料流量A≤物料流量B时，保持螺旋输送机的转速；

（2.4） 所述的步骤（2.2）中，其还设置有限速控制，螺旋电机的转速V调整范围为：V₀≤V≤2 V₀，超出范围进行报警处理，由工作人员进行处理；

（3）所述的回填输送包括如下步骤：

（3.1）启动管带输送机反向运行，高段流量检测器用于检测输入到高段部分的物料流量D，控制装置获取高段流量检测器的物料流量D的电信号后，正向启动螺旋输送机，控制螺旋电机并以初始转速大小为V₁的正向速度进行运行，用于减缓泥沙物料在中段部分的向下输送，并开始计时，在经过设定的初始时间T₀后，低段流量检测器用于检测从低段部分输出的物料流量C，控制装置获取物料流量C的信号；

（3.2）控制装置比较物料流量C和物料流量D大小，若物料流量C＞物料流量D，说明泥沙物料存在堆积，控制装置控制增大螺旋输送机的螺旋电机的正向转速V’；若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速；若物料流量C ≤0.95×物料流量D，控制装置控制减小螺旋输送机的螺旋电机的正向转速V’；

（3.3）所述步骤（3.2）还包括步进增大螺旋电机的正向转速，每次递增的转速为△V’=0.05 V₁，即V’= V₁+N×△V’，其中N为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过N次调整后，若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速，所述步骤（3.2）还包括步进减小螺旋电机的正向转速，每次递减的转速为△V’=0.05 V₁，即V’=V₁-N×△V’，其中N为调整的次数，且相邻两次调整的时间间隔为T₀，经过N次调整后，若0.95×物料流量D＜物料流量C≤物料流量D时，保持螺旋输送机的转速。

2.根据权利要求1所述的混合输送装置，其特征在于：低段部分设置有低段行走驱动装置，高段部分还设置有高段行走驱动装置。

3.根据权利要求2所述的混合输送装置，其特征在于：控制装置分别与低段流量检测器和高段流量检测器检测电性连接。

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