CN113979008B - 基于对合密闭管带的密闭输送装置及qhse运行方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种对合密闭管带，包括沿长度方向为闭环形态的、由非刚性片材制作而成的、具有气密性能的管带本体，其相对两个边缘分别具有管带边缆。借助于密闭输送装置本体对所述管带边缆的导向、靠拢及滚动夹持，能够带动相应的带状结构段向上挠曲成为截面为滴形、三角形或可变形状的管状结构，用以密闭行进；能够对称分开成截面为凹形、平直形、凸形或折缩形态的带状结构段，用以装卸物料和折返；能够令管状结构段径向适应性变形、纵向挠曲行进，用以扩大路由选择的包容性；能够以全密闭模式运送不宜泵送的非流体物料；能够在保障质量、健康、安全及环保一体化运行的前提下大幅度提高运营经济性。

Description

基于对合密闭管带的密闭输送装置及QHSE运行方法

技术领域

本发明涉及物料输送机械技术领域，尤其涉及一种物料输送管带、基于该管带实现的密闭输送装置，以及基于该装置的质量、健康、安全和环保一体化的运行方法。

背景技术

众所周知，诸如煤炭、煤化工产品、非煤矿产、石化产品、农作物和生活垃圾等不便于管道泵送的散装非流体物料，通常会在公路运输或传送带输送过程中产生大量VOCS、NOX、粉尘和\或气味逸散，成为典型的大气污染源。为此，管带式输送机械的研发及应用成为该领域创新驱动价值取向清晰的前瞻目标。

现有技术中的管带式输送机械为宽向交错叠合成圆形截面的管带机100’，如图1所示，其以长距离密闭输送为目标，包括在第一物料装载地P1和第一物料卸载地P2之间环形布置的管带101’，管带纵向整体为适度张紧的环形。在第一装载物料区P1，管带宽度方向上平铺打开为带，物料被放置在带上，之后在定型辊（见图2）作用下逐渐收卷成圆管。输送过程中管带保持为圆管，即将到达第一物料卸载地P2的一段不设置定型辊，管带自然打开成带，物料从带的上表面被卸下。

同样，从第一物料卸载地P2附近的第二物料装载地P3也可以继续装载新的物料送往第一物料装载地P1附近的第二物料卸载地P4，利用环形管带实现返程运载。返程装载、成管、卸载的工作方式相同。

当管带在第一物料卸载地P2处卸载后，经过折返滚筒102’时其上表面自然换向成为下表面。这时，需要借助于翻转机构103’对折返的管带进行上下翻转，从而使去程上表面在返程时仍然为上表面，以保证输送中成管。同样地，当管带在第二物料卸载地P4处卸载后，也要借助于翻转机构103’对管带进行上下翻转，以使返程时的上表面在第一物料装载地P1处仍然为上表面。

如图2所示，管带101’周向上借助于6-8个托辊104’限定出圆形截面形状，使管带边缘有一部分相互交错重叠，形成管带周向封闭。到达目的地之后，圆管脱离托辊的束缚，再次打开成带，物料从带的上表面被卸下。

管带101’一般由骨架材料和覆盖胶组成，其独特的技术指标在于横向刚性。也就是说，管带材料的横向刚性应确保卷曲成管后，从外部被托辊限定保持圆形截面，材料应不易塌陷、变形。其刚性通常与其输送距离有关。

由于现有管带输送机械技术的成管原理为“使传送带宽向交错叠合成截面为圆形的管”。基于该原理实现的管带输送装置虽然实现了基本的管带输送效果，但仍然存在着诸多无法克服的固有缺陷：

首先，密闭性能差。使然于输送带技术的现有管带技术，其技术价值取向在于至少包括气密性能和水密性能的密闭性能。然现有技术的成管原理，既需要令管带本体行进成管的周向外力，又要求管带本体具有足够的恢复成带的内在弹性力。而间隔布置的窗式托辊组所提供成管周向力，无法连续保持该管的气密性能，有悖于管带输送技术的发展价值取向。尤其是在“大气污染防治技术”成为全球关注焦点的背景下，密闭性能存在缺陷的现有技术必将被密闭性能更为优异的前沿技术所淘汰。

其次，工业适用性差。由于圆形截面管带成管后，沿宽度方向和长度方向形成刚性结构，丧失整体挠曲性能，使得其难以小曲率半径行进，即难以适应具有高差或转向的地形地貌，故其工业适用性受到限制。

第三，机械动作繁复。由于现有技术宽度方向伸张弹性与耐挠曲性能之间存在的悖理，使得其只能单面卷曲、单面载物。环形管带折返时通常会导致管带的底面朝上，这时无法直接向其上装载物料。而其材料本身无法直接做宽向180度翻转，因此需要设置两个翻转机构，见图1中翻转机构103’，将卸料后铺展的带材先后两次向同一方向翻转90°，从而使适于装载的一面继续翻转向上。从而构成机械动作繁复的缺陷。

第四，结构及配置繁复。现有技术为了保持管带为截面圆形，管带机需要长距离全程密集配置窗型托辊组，从横截面看，需要沿管带周向设置6-8根托辊。这6-8根托辊需要借助于环绕设置在管带周围的窗型结构进行固定。这种窗型结构一般采用金属型材搭建而成，使得现有技术配置繁复、结构复杂、建造难度增加。

第五，动力需求较高。管带骨架材料通常采用具有一定强度和牢度的尼龙、聚酯、钢丝灯材料，覆盖胶通常有帆布、橡胶等。这些材料自重大，相对笨重，长距离驱动时能耗非常大。

综上，使然于原理缺陷，现有技术存在着无法避免、无法优化的上述固有缺陷，并因其投资成本高、运营经济性差等综合因素，严重制约了管带式输送机械的应用和发展。

发明内容

为克服或弥补包括但不限于上述弊端或不足，本发明提供了一种旨在颠覆现有技术密闭原理的自力密闭技术方案，包括能够宽向对合成管、对开成带的对合密闭管带，以及基于该管带，利用被输送物料自身重力所产生的力学作用、增强密闭效果的密闭输送装置，和基于该装置的QHSE（质量、健康、安全、环保一体化）运行方法。

本发明的目的之一，在于提供一种对合密闭管带，能够对合成截面为滴形、三角形和\或适宜所输送物料的几何形状的密闭输送管带，用以实现密闭输送物料。

本发明的目的之二，在于提供一种密闭输送装置，能够使所述对合密闭管带纵向小曲率半径整体挠曲行进、宽向适时对开受料、适时对合载料并密闭行进、适时对开卸料及折返，适于实现不便管道泵送和\或有必要密闭输送的散装非流体物料的密闭输送；

本发明的目的之三，在于提供一种基于该装置实现的的QHSE运行方法，能够同时满足QHSE一体化的技术需求，用以实现QHSE模式输送物料。

本发明的有益效果是：

1.简化成管方式，借助于管带边缆的结构，采用对合的方式形成滴形截面管，通过将管带边缆的夹持对合，即可实现管段的密封输送。

2.在使用悬吊的方式驱动管带时，所输送物料自身重力产生对合密闭执行力，使管带边缆保持更为紧密对合的状态。

3.该管带本体能够对合成截面为滴形、三角形和\或适宜所输送物料的几何形状，适用范围更广。

4.采用对合的方式成管，将不再需要每个截面设置6-8个托辊从周向限定为管的形状，整体简化了结构构造。

5.在管带边缆对合的方式下，管带采用简单采用轻量形柔性或半柔性材料，只需要考虑密闭性和/或耐高温性能，无需考虑材料是否能保持形状。

6.环形管带的柔性材料，允许正反两面的无差别性，因此返程运载前，不需要再进行翻转操作，简化设施建设，提升系统稳定性。

7.可使用悬吊和/或托载的方式驱动管带，管带输送装置的结构设计更加灵活，系统的工程柔性强。

8、能够小曲率半径整体挠曲行进，简约适应复杂地形地貌，从而增加路由选择的包容性。

附图说明

图1为现有技术的管带机的整体结构示意图；

图2为现有技术的宽向交错叠合圆形截面的管带的横截面示意图；

图3为本发明的环形对合密闭管带的整体结构示意图；

图4a为本发明的对合密闭管带的管带边缆第一实施例的横截面方向的管状结构、带状结构、过渡结构的状态切换示意图；

图4b为本发明的对合密闭管带的管带边缆第二实施例的横截面方向的管状结构、带状结构、过渡结构的状态切换示意图；

图5为本发明的对合密闭管带的带状结构段的凸形和折缩形截面示意图；

图6显示了根据本发明实施例的密闭输送装置的结构示意图，具有混合伸张型-下层运输型构造体；

图7为本发明的管带输送装置的托辊布局示意图；

图8显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第一种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的剪力型边缆夹持器件组的结构；

图9显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第二种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的双槽轮型夹持器件组的结构；

图10显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第三种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的轨道型夹持组件的结构；

图12显示了本发明伸张构造体的另一可选实施例。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

在本发明中，术语“宽向”指的是管带宽度方向。“纵向”指的是管带沿长度延伸的方向，在工程实践中，管带将根据所经地貌、自然和社会条件蜿蜒延伸，因此纵向并非简单平直的方向，而是随管带的弯曲而自然弯曲。“竖向”指的是垂直于支撑基面的方向，通常是重力方向。

术语“对合”指的是管带两边缘或边缘部位的相对面相对地贴合，任一管带的边缘不会越过其另一边缘而交错地叠合。

对合密闭管带

图3显示了一种对合密闭管带100的整体结构示意图。对合密闭管带100包括由非刚性片材制作而成的管带本体10，所述管带本体10为沿长度方向为闭环形态的带状结构体，整体上可在位于输送起点和输送终点的折返滚筒R之间环向行走。

所述管带本体的至少一面为工作面，所述工作面还具有防滑构造层，所述防滑构造层，在所述非刚性片材生产过程中设计、制造而成；或者，还包括防滑构造件，所述防滑构造件视工况预制，并沿长度方向间隔分布、固定。

一对管带边缆11沿所述管带本体10的长度方向在相对两个边缘相互平行地固定设置，并形成与所述管带本体等长的闭环结构。所述管带边缆的厚度大于所述管带本体的厚度。

借助于使所述管带边缆11相对靠拢对合，所述管带本体10的至少一部分沿宽度方向挠曲而成一管状结构段12。管状结构段12内部和外部之间的密封隔绝借助于管带边缆的对合面产生。为了清楚起见，在本发明中使所述管带边缆11相对靠拢对合的外部驱动装置在图3中未予显示，所述外部驱动装置在后文中将详细说明，具体呈现在图8或图9中的边缆夹持组件。

所述管带本体的每一部分适于沿宽度方向挠曲而在管状结构段12、带状结构段13以及过渡结构段14之间切换状态。借助于对开所述管带边缆11，所述管带本体的至少一部分沿宽度方向打开而成所述过渡结构段14，并自然过渡为所述带状结构段13，其中所述过渡结构段14位于所述管状结构段12与所述带状结构段13之间。

具体地，所述管带本体的每一部分适于：借助所述管带边缆11的至少一部分，沿宽度方向分别向上对称靠拢，带动所述带状结构段13向上挠曲，经过截面为U形的过渡结构段14，对合成截面为滴形、三角形或多边形的管状结构段12；借助所述管带边缆11的至少一部分，沿宽度方向分别向外向下对称分开，带动所述管状结构段12，经过所述过渡结构段14，对开成截面为凹形、平直形、凸形或折缩形态的所述带状结构段13。

需要说明的是，一根管带在输送物料时，其管状结构段12可能部分为滴形截面、部分为三角形截面和/或部分为多边形截面。其截面形状随着外环境的条件（如地形地貌）或需求而自适应调整，也就是说基于本发明的非刚性片材，截面形状为可变形的。

图4a本发明的对合密闭管带的管带边缆第一实施例的横截面方向的管状结构、带状结构、过渡结构的状态切换示意图。其中，管带边缆第一实施例中，管带边缆11由所述管带本体10的边缘材料卷曲成卷或弯折定型而成。

图4b本发明的对合密闭管带的管带边缆第二实施例的横截面方向的管状结构、带状结构、过渡结构的状态切换示意图。图4b和图4a的区别在于上述的管带边缆的结构形式不同。图4b中，管带边缆11还包括力学加强芯15，所述力学加强芯15与所述管带本体等长，由所述管带本体的边缘材料卷曲包覆或弯折包覆固定，用以增强所述管带边缆的纵向抗拉和\或径向耐屈挠性能。

在优选的实施例中，所述力学加强芯15由具有径向弹性的材料制作而成，用以增强所述管带边缆的对合密闭性能。

在优选的实施例中，所述力学加强芯15由具有径向刚性的材料制作而成，用以增强所述管带边缆的力学性能。

在优选的实施例中，所述力学加强芯15所述力学加强芯以所述非刚性片材的边缘材料卷曲成芯、定型成缆；或者，以力学性能优于所述非刚性片材的线型材料，沿长度方向设置，并以所述非刚性片材的边缘卷曲包覆成缆；或者，以多个磁珠沿长度方向排列成缆芯，以所述非刚性片材的边缘材料卷曲包覆成缆。

在优选的实施例中，所述管带边缆还包括弹性密封边缆罩，所述弹性密封边缆罩以耐摩擦性能、抗磨损性能或\和耐气候性能优于所述非刚性片材的弹性密封材料，制成与所述管带边缆等长的、截面为C形的闭环缆状构造罩，套装、层压、粘合、缝合或\和可拆卸地包覆在所述管带边缆的外表面；或者，以耐摩擦性能、抗磨损性能或\和耐气候性能优于所述非刚性片材的胶体材料，涂抹、喷涂或\和熔融粘合于所述管带边缆的外表面，作为所述弹性密封边缆罩。

由图4a-4b可以看到，管状结构段具有滴形截面，带状结构段具有平直截面，过渡结构段具有U形截面。

在可选的实施例中，所述管状结构段还可以具有多边形截面。例如，当形成管带的片材包括两层整张的柔性片材之间夹设分布式的多个刚性的方形或长条形的小片，那么在管带对合时，小片与小片之间的间隔部分将随着柔性片材的折弯而弯曲，而小片本身保持刚性，则管带本身将呈现多边形，例如三角形、四边形或更多边形的截面。边的数量取决于宽向上刚性的小片的数量。

过渡结构段的U形截面包括在接近管状结构段类似于开口向上的C形或开口向上的Ω形截面，以及在接近带状结构段的趋于平坦的凹形截面，从而在管状结构段与带状结构段之间形成自然的截面形状过渡。

如图5所示，在优选的实施例中，所述带状结构段也可以具有向下的凹形截面、向上鼓起的凸形截面，平直形截面或是折缩形截面。具有凸形截面（见图5a）或折缩形截面（见图5b）的带状结构段，尤其适合应用于管带从卸料点向装料点返程过程中，凸形截面的带状结构段可以布置在去程的管带正上方，形成不易积水的雨棚结构；折缩形截面的带状结构段能够减少长距离输送中的风阻。当然去程的带状结构段同样适合具有凸形截面或折缩形截面。上述凸形截面或折缩形截面可借助于托辊的支撑或定型实现。

在本发明的实施例中，所述管带本体10由具有水密性能和/或气密性能的非刚性片材制作，所述非刚性片材具有耐挠曲性能、耐气候性能、耐气密性能、耐液密性能、耐高温性能或\和适工况性能，能够包覆式输送不宜泵送的非流体类物料，防止所述物料的粉尘逸散、气味放散、相际传质或\和保护所述物料。所述非刚性片材是指具有一定柔性或半柔性，在宽度方向上能够挠曲使管带边缆对合，包括整张的非刚性片材，以及采用两层整张的非刚性片材之间夹设分布式的多个刚性的方形或长条形的小片。对于管带本体对合后所形成的管体能否具有一定刚性而保持固定的形状，并不做特别要求。

这样，一些轻薄、柔软，且防水、气密、耐高温、耐磨、耐割的柔性复合材料在本发明中为优选，例如以芳纶类材料为基布的复合材料。这样以来，系统的工程柔性更强，所述管带本体的自重也大大降低。

采用这种非刚性片材的另一个优点是，接近管带边缆的片材的挠曲允许管带边缆随意向管带本体的一侧或另一侧偏斜，从而使管带可以朝任一个面向上对合所述管带边缆，形成对合密封。

密闭输送装置

图6显示了根据本发明实施例的密闭输送装置的结构示意图，具有混合伸张型-下层运输型构造体。

图6和图6b的所述密闭输送装置300均包括前述的对合密闭管带100、装置本体和运行机制。

所述装置本体包括伸张构造体301、支撑构造体302、滚筒、托辊、边缆导向组件和边缆夹持组件。所述伸张构造体301安装在所述支撑构造体302之上，或与所述支撑构造体一体化设计、制造和安装。图中示意性显示了四个支撑构造体302，在实际应用中，支撑构造体302可以是间隔设置的多个，使所述伸张构造体301通过所述支撑构造体302实现支撑。

所述伸张构造体至少包括依次循环结合的去程工段和返程工段。去程工段包括开装料工段、对合输送工段、和对开卸料工段。

所述装置本体借助于安装在伸张构造体上的滚筒或\和托辊，使所述对合密闭管带闭环式伸张；借助于所述运行机制，使所述对合密闭管带沿长度方向循环行进；借助于安装在所述伸张构造体上的边缆导向组件，使所述对合密闭管带的每一部分，在行进中沿宽度方向对合成管或对开成带，用以实现对开装卸与对合输送物料的适时转换；借助于安装在所述伸张构造体上的边缆夹持组件，用以保持对合密闭输送物料。

所述运行机制，指驱动管带行进的动力系统，例如与托辊和/或滚筒连接的电机等，为清楚起见，图中未示出。在实践中可采用，人力机制和\或非人力机制，所述非人力机制至少包括势能机制和\或电能机制。

所述装置本体为桁架型构造体，所述桁架型构造体至少有一部分建造于地面或/和本装置之外的构造体上，所述边缆夹持组件定位并固定安装在所述伸张构造体上，这种伸张构造体对边缆夹持组件托载式支撑，如图6中工段301a-1所对应的构造体段；或者，所述装置本体为所述悬索型构造体，还包括一根主悬索和二根对称设置的定位悬索（具体如图8所示），所述主悬索和所述定位悬索分别固定安装在所述伸张构造体之上，这种伸张构造体对边缆夹持组件悬吊式支撑，如图6中工段301a-1所对应的构造体段；或者，混合型构造体，所述混合型构造体的至少一部分为所述悬索型构造体，其余部分为所述桁架型构造体，图6中所示的实施例中，装置本体的去程工段包括至少一段悬索型构造体以及至少一段桁架型构造体。

图6所示所述伸张构造体301至少包括去程工段301a和返程工段301b。

具体地，图6所示所述装置本体为下层运输型构造体，去程工段301a设置在所述装置本体的下层结构，返程工段301b设置在所述装置本体的上层结构，这样能够增强所述对合密闭管带的耐候性能。在可选的实施例中，所述装置本体为上层运输型构造体，也就是说，去程工段301a设置在所述装置本体的上层结构，返程工段301b设置在所述装置本体的下层结构。当然，也可以相反地设置，即，在这两种方案下，仅去程工段301a承担运料功能。

当然，所述装置本体也可以设计为双层逆向运输型构造体，去程工段301a和返程工段301b分别设置在所述装置本体的上层和下层结构，且去程工段301a和返程工段301b均承担运料功能，能够同时输送两种物料，提高输送效率。此时，返程工段同样包括开装料工段、对合输送工段、和对开卸料工段。

在另一种应用场景下，所述装置本体的去程工段301a和返程工段301b沿不同的路由设置。由于管带本体为非刚性材质，经折返滚筒R后，管带本体可以通过任意的扭转和/或翻转转变延伸方向，从而被引导向一个不同于去程工段301a的延伸路线的返程路线（路由）。这样可以实现向第三目的地甚至更多的目的地输运物料。

经过这样的设置不难理解，基于本发明的对合密闭管带，可以实现在多个目的地之间的物料输送，而不仅仅是两端地点之间的往返输送。而且通过悬吊型构造体和桁架型构造体的灵活搭配，适合穿越任何地形、地貌、地面设施条件，对物料输送的路由设计提供更多可能性。

本发明的实施例中，至少所述去程工段301a包括对开装料工段S2、对合输送工段S1、对开卸料工段S3。优选地，在对合输送工段S1与对开装料工段S2、或对开卸料工段S3之间，还包括过渡工段S4，用于托载管带的过渡结构段14。

其中，所述对合密闭管带100，能够借助于所述伸张构造体沿长度方向环形伸张，沿宽度方向经U型过渡，伸张成截面为凹形、平直形或凸形的带状结构13，或对合成截面为滴形、三角形或多边形的管状结构12；能够借助于所述运行机制连续循环行进；能够在所述对开装料工段S2对开成带状结构13并装载物料、能够在所述对合输送工段S1对合成管并密闭输送物料；能够在所述对开卸料工段S3对开成带状结构13并卸下物料；以及能够通过所述返程工段301b收回所述对合密闭管带，用以实现QHSE模式连续循环输送物料。

在优选的实施例中，所述伸张构造体301在返程段同样具有对开装料工段S2、对合输送工段S1和对开卸料工段S3，这样所述装置本体就成为双向运料构造体。或者，返程段不承担运载物料的功能，仅仅借助于托辊承托对合密闭管带使其循环运转。

在图6所示的本发明的实施例中，所述伸张构造体301包括：滚筒，所述滚筒包括至少两个折返滚筒R和至少一个伸张滚筒R6，用于使管带在喂料点和卸料点之间伸张行走。所述驱动滚筒与所述运行机制传动接驳；所述折返滚筒的轴固定安装在所述支撑构造体上和\或所述装置本体之外的构造体上。

在两个折返滚筒之间的去程工段或返程工段，还设置至少一个动力滚筒，或者，动力滚筒不再单独设置，而是由至少一个所述折返滚筒同时兼做动力滚筒。

伸张滚筒R6设置在返程工段。在所述返程工段，借助于所述伸张滚筒的重力作用得以伸张，并以所述带状结构段的形态返回所述对开装料工段。

所述伸张构造体301还包括托辊，所述托辊的轴分别固定安装在所述伸张构造体和\或支撑构造体上。图7显示了在本发明实施例的托辊的布局示意图。在对开装料工段S2、对合输送工段S1和对开卸料工段S3，分别设置对开装料工段托辊R2、对开卸料工段托辊R3，和对合输送工段托辊R1，用于承托管带，分担部分管带内物料的重量，保持系统的安全、稳定运行。在过渡工段S4，还设置过渡工段托辊R4，用于承托管带的过渡结构段14。在图6中也可以看到，返程工段同样也布置托辊R5。

由图7中可见，在对合输送工段S1，托辊R1向两侧延长的长度最短，适合于装载有物料的管带的管状结构较窄的底部，将其托起；在对开装料工段S2和对开卸料工段S3，托辊R2和R3的长度与管带对开后的带状结构段13的水平宽度匹配，从而能够使带状结构段13平铺在所述托辊R3上；在过渡工段S4，托辊R4具有逐渐增加的宽度，靠近托辊R1的托辊R4宽度较窄，靠近托辊R3或R2的托辊R4宽度较宽，整体形成等腰梯形的过渡性布局。

在纵向的任一位置上，托辊R1、R2、R3或R4可以使用一根理想长度的托辊。或者，在纵向的任一位置上，沿管带宽度方向布置多根托辊，多根托辊为一组，组合成理想的长度。

所述伸张构造体301的边缆导向组件固定安装在所述对开装料工段和所述对开卸料工段。在所述对开装料工段，借助所述边缆导向组件，从所述带状结构段的形态，经过所述过渡结构段的形态，过渡至所述管状结构段的形态并连续装入所述物料；在所述对开卸料工段，借助所述边缆导向组件，从所述管状结构段的形态，经过所述过渡结构段的形态，过渡至所述带状结构段的形态，并借助于所述折返滚筒沿宽度方向对开卸料或\和通过本装置之外的卸料装置卸下、堆集或收集所述物料。

所述伸张构造体301的边缆夹持组件固定安装在所述对合输送工段S1，能够将行经的所述管带边缆密闭对合夹持，并带动所述对合密闭管带100对合成截面为滴形、三角形或多边形的管状结构。需要指出的是，管状结构在管带的伸张运输过程中是可变的。例如，当伸张构造体在水平方向上弯曲时，管状结构的左右方向尺寸可以更窄一些，以便于形成更小的曲率半径；当伸张构造体在垂直方向上弯曲时，管状结构的左右方向尺寸可以更宽一些，高度更小一些，以便于管带爬坡或下坡。总之，非刚性的管带本体允许输运过程中管状结构截面形状的灵活性。

所述边缆夹持组件至少包括三种结构形式：双槽轮型夹持器件组、剪力型夹持器件组以及轨道型夹持组件。

图8显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第一种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的剪力型边缆夹持器件组的结构。

图中可见，所述伸张构造体为悬索束，所述悬索束包括至少一根主悬索303和至少二根对称设置的对合悬索307，所述主悬索和所述对合悬索分别固定安装在支撑构造体上。主悬索303和二根对称设置的对合悬索307沿管带纵向延伸。在主悬索303上沿所述对合输送工段纵向间隔地设置多个所述边缆夹持组件。

所述剪力型夹持器件组包括至少一个所述剪力型夹持器件，所述剪力型夹持器件通过第一悬吊杆304固定安装在所述主悬缆303上，以及第二悬吊杆或悬吊螺母310固定安装在所述侧悬缆307上。所述剪力型夹持器件包括至少一个夹持定位架308，和至少一组二个沿宽度方向并列设置的凸形夹持轮309。所述夹持轮的轴固定安装在所述夹持定位架的下部，优选设置在夹持定位架下部的内壁上，所述夹持轮的受力面的垂线自所述夹持定位架向内斜上方地延伸。每两个所述凸形夹持轮的受力面，从所述管带边缆的根部对向支撑所述管带边缆密闭对合并滚动式行进。多个所述剪力型夹持器件，沿所述管带边缆在所述对合输送工段的纵向对合输送轨迹间隔分布、分别定位、设置，并分别固定安装在所述伸张构造体的所述对合输送工段。

管带本体10从所述边缆夹持组件之间自然垂下。在管带内部装载的货物的自重作用下，管带边缆11存在自所述边缆夹持组件之间下沉的趋势，倾斜向上的凸夹持轮309提供向上的支撑和向内的对合力。从而所述边缆夹持组件，能够令所述管带边缆在所述对合轮上紧凑、密闭和滚动行进。

在优选的实施例中，如图8所示，位于对合工段S1的对合工段托辊R1由三根托辊组成，包括左托辊R11、右托辊R12和中间托辊R13。中间托辊R13垂直于管带纵向中心线对称地水平设置，左托辊R11和右托辊R13朝向中间托辊R13的一端相互对齐，外侧两端向上扬起，自然贴合管带在重力作用下下垂的外部轮廓。

在图8所示的优选实施例中，对合工段的左托辊R11、右托辊R12和中间托辊R13的旋转轴相互固定连接。进一步地，左托辊R11、右托辊R12和中间托辊R13的旋转轴均固定设置在伸张构造体301上。再进一步地，悬索型构造体还包括相对于主悬索303对称设置的二根承托悬索306，所述左托辊R11、右托辊R12和中间托辊R13的旋转轴均直接或间接地固定连接于主悬索303和承托悬索306。图示的实施例中，左托辊R11和右托辊R12的旋转轴的两端通过马蹄形连杆305连接于主悬索303和承托悬索306。

需要指出的是，在图8所示的优选实施例中，主悬索和侧悬索相对于输送管带而言不行走，在工程实践中，随着管带的行走以及空气的扰动，主悬索和侧悬索允许一定量的摆动，不影响本发明的实现。

所述剪力型夹持器件组同样适用于桁架型构造体中，相比悬索型构造体而言，悬索可被纵向桁架本体代替。图11显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第一种边缆夹持组件构造的B-B向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在桁架型构造体上的剪力型边缆夹持器件组的结构。与图8中不同之处仅在于，凸形夹持轮309经由夹持定位架308固定设置在桁架型构造体301a-1上，而非悬索上。

图9显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第二种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的双槽轮型夹持器件组的结构。

与图8中沿对合输送工段S1间隔设置的多个剪力型夹持器件组不同之处在于，所述双槽轮型夹持器件组包括至少一个所述双槽轮型夹持器件，所述双槽轮型夹持器件，包括至少一个夹持定位架321，和至少一组二个沿宽度方向并列设置的槽形夹持轮320，所述槽形夹持轮的轴分别固定安装在所述夹持定位架上，所述槽形夹持轮320的槽322内沿周向设置适于与管带边缆11接触的滚动件。每两个所述槽形夹持轮的槽所围合出的空间，适于所述管带边缆11密闭对合并滚动式行进。多个所述双槽轮型夹持器件，沿所述管带边缆在所述对合输送工段的纵向对合输送轨迹间隔分布、分别定位、设置，并分别固定安装在所述伸张构造体的所述对合输送工段。

在优选的实施例中，所述双槽轮型夹持器件的两个槽形夹持轮320的轴线可以设置为：下部间距略小于上部。这样两个槽形夹持轮320在收到承载有物料的管带向下的作用力时，可以自然地将轴线校正为平行，并形成良好的的配合。槽轮的边缘内侧同样可以设置滚动件以减少与管带本体之间的摩擦。

图中所述伸张构造体的构造可以与图8中相同，也同样适用于桁架型构造体或混合型构造体，托辊的构造也可以与图8中相同，并且本领域技术人员能够根据双槽轮夹持器件和管带本体支撑定位的需求而做出简单的变化，在此不再赘述。

图10显示了图6中本发明实施例的对合输送工段S1的第三种边缆夹持组件构造的A-A向放大的结构示意图，整体上呈现了固定安装在悬索型构造体上的轨道型夹持组件的结构。

与图8中沿对合输送工段S1间隔设置的多个剪力型夹持器件组不同之处在于，第三种边缆夹持组件为轨道型夹持组件311。所述轨道型夹持组件311为下部具有锁边缝311a的管状体，管状体内部还包括对合壁311b，所述对合壁与所述管带边缆11的外部尺寸匹配。所述管带边缆11在进入所述锁边缝311a后，在相对的对合壁311b之间形成对合密闭，用以密闭输送物料。所述边缆对合式夹持器311可以直接设置于支撑构造体上，也可以借助于多个第一悬吊杆304固定在主悬索303上。

优选地，轨道型夹持组件的对合壁311b上设置滚动件（图中未示出），能够使所述管带边缆滚动行进，用以增强所述对合密闭管带的行进稳定性。可以理解的是，所述滚动件设置在对合壁311b的内壁上，并至少允许所述滚动件在沿着管带的运行方向上滚动，优选所述滚动件并不随着管带行走。例如所述滚动件为部分嵌入对合壁311b的滚珠或者滚柱。其中，所述轨道型夹持组件适于所述对合密闭管带的每一部分沿长度方向挠曲并行进。

图中所述伸张构造体的构造可以与图8中相同，也同样适用于桁架型构造体或混合型构造体，如采用桁架型构造体，则第一悬吊杆304优选为柔性的。用于将托辊的构造也可以与图8中相同，并且本领域技术人员能够根据轨道型夹持组件和管带本体支撑定位的需求而做出简单的变化，在此不再赘述。

图12显示了本发明伸张构造体的另一可选实施例。其中，所述伸张构造体301包括借助于支撑构造体302支撑的管带导向组件，具体地，所述管带导向组件为边缆导轨312，所述边缆导轨312包括二根截面水平设置的独立轨道312a和312b，所述边缆导轨为截面为C形的管，每个所述边缆导轨的内侧沿长度方向安装有至少二列滚珠，所述边缆导轨的内受力面，适于啮合所述管带边缆。所述边缆导轨各自沿纵向具体包括逐合段3121、对合段3122和逐开段3123；所述逐合段3121的起始端、所述对开段3121的终了端分别与所述管带的带状结构段的宽度或者折返滚筒R的有效轴长相等或基本相等；所述逐合段导轨的终了端、所述对开段的起始端分别与所述对合段3122等宽并连接。

管带在行走时管带边缆始终挂在所述独立导轨312a和312b上，并使管带本体在所述独立导轨312a和312b之间伸张或下垂。管带在所述逐合段导轨的终了端滑动进入到对合段3122后，管带边缆被相互靠拢的独立导轨312a和312b推动而相对靠拢，形成对合密封，从而在管带内形成气密和\或水密性能。

更优选地，所述管带边缆导轨312的对合段3122包括如图10所示的所述滑轨式夹持组件。

所述边缆导向组件还可以包括另外两种结构形式：槽轮型导向组件和凸轮型导向组件，其中，

一种边缆导向组件为槽轮型导向组件，包括相对间隔设置的两个受力面为槽形的导向轮和至少一个导向定位架。导向轮和导向定位架的结构参见图9中的槽轮和夹持定位架，所不同的是导向定位架向左右两侧延伸更宽而使两个槽轮的间隔距离根据管带对开段的张开距离而调整。所述导向轮形成自下而上对边缆的承托，并以滚动方式与边缆接触并载送管带边缆行进。多个所述槽轮型导向组件，沿所述管带边缆的对称行进轨迹对称、间隔分布，并固定安装在所述对开装料工段或\和对开卸料工段。

另一种边缆导向组件为凸轮型导向组件，包括至少一个受力面为凸形的导向轮，和至少一个导向定位架。导向轮和导向定位架的结构参见图8中的凸型夹持轮（凸轮）和夹持定位架的结构，所不同的是导向定位架向左右两侧延伸更宽而使两个凸轮的间隔距离根据管带对开段的张开距离而调整。所述导向轮的受力面适于滚动支撑在所述管带边缆的外侧根部。多个所述凸轮型导向组件，沿所述管带边缆的外侧根部的行进轨迹的宽度方向对称分布、长度方向间隔分布，并分别固定安装在所述对开装料工段或\和对开卸料工段。

在可选的实施例中，对应于图8和图9的对合输送工段的夹持方案，在对开装料工段或\和对开卸料工段也可以不设置任何边缆导向组件，仅依靠托辊的承托，使边缆在重力作用下自然下落在托辊之上。

在可选的实施例中，所述密闭输送装置为移动式密闭输送装置，所述密闭输送装置还包括移动轮、移动平台或\和机动车，至少所述支撑构造体设置在所述移动轮、移动平台或\和机动车上。

在可选的实施例中，所述密闭输送装置为水浮式密闭输送装置，所述水浮式密闭输送装置的至少一部分设置在独立水域和\或开放水域之中，实现水面或船只与陆地之间的物料输送。所述运行机制包括水力驱动装置，能够利用水对于所述密闭输送装置自然形成的浮力和\或流动力产生管带循环行进的动力。

QHSE运行方法

根据本发明的实施例，基于前述密闭输送装置的QHSE运行方法，包括如下物料密闭输送步骤：

步骤一：正确安装所述密闭输送装置，启动所述运行机制，使所述对合密闭管带循环行进；

步骤二：在所述伸张构造体的所述对开装料工段，向所述管带本体实施喂料，载入第一种物料，所述第一种物料随所述对合密闭管带在所述对合输送工段密闭行进，在所述对开卸料工段卸下所述第一种物料；

步骤三：所述管带本体在完成卸料任务后，在所述对开卸料工段的端头折返；

步骤四：在完成所述物料密闭运输任务后，关闭所述运行机制，所述物料密闭运输步骤结束。

基于前述密闭输送装置的QHSE运行方法，还包括逆向密闭运输步骤，当所述对合密闭管带的任意截面行经所述双层逆向运输型构造体的所述对开卸料工段的尽头，则进入所述逆向密闭运输步骤，具体包括；

同时在所述双层逆向运输型构造体的上层结构和下层结构的所述对开装料工段，向所述对合密闭管带实施喂料，分别载入第一种物料和第二种物料，所述第一种物料和所述第二种物料分别随所述对合密闭管带在对应的所述对合输送工段密闭行进，在各自的所述对开卸料工段卸下物料；

所述密闭输送装置在完成所述第一种物料和所述第二种物料的运输任务后，关闭或解除所述运行机制，所述逆向密闭运输步骤结束。

基于前述密闭输送装置的QHSE运行方法，所述步骤一中，所述密闭输送装置至少一部分设置在独立水域或\和开放水域之中，并利用水对于所述密闭输送装置自然形成的浮力或\和流动力，产生或补充所述运行机制；

所述步骤二中，所述对开装料工段和/或对开卸料工段的至少一部分位于水上平台、船只、岛屿或陆地，以便于完成在这类区域之间的物料密闭输送。

尽管已描述了本发明的优选实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变形而不脱离本发明的精神和范围。权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有简单变形、等同替换和非创造性修改。

Claims (11)

1.一种密闭输送装置，其特征在于，包括对合密闭管带、装置本体和运行机制；

所述对合密闭管带包括管带本体，所述管带本体由非刚性片材制作而成，沿长度方向为闭环形态的带状结构体；

相对两个边缘分别具有沿长度方向平行设置的管带边缆，所述管带边缆由所述管带本体的边缘材料卷曲成卷或弯折定型而成，管带边缆还包括力学加强芯，所述力学加强芯由具有径向弹性的材料制作而成，用以增强所述管带边缆的对合密闭性能，在管带内形成气密和\或水密性能；

所述管带本体的每一部分适于：

借助所述管带边缆的至少一部分，沿宽度方向分别向上对称靠拢，带动所述带状结构体中相应的带状结构段向上挠曲，经过截面为U形的过渡结构段，对合成截面为滴形、三角形或多边形的管状结构段；

借助所述管带边缆的至少一部分，沿宽度方向分别向外向下对称分开，带动所述管状结构段的相应的所述管状结构段，经过所述过渡结构段，对开成截面为凹形、平直形、凸形或折缩形态的所述带状结构段；

其中，所述过渡结构段位于所述管状结构段与所述带状结构段之间；

所述装置本体，所述装置本体至少包括伸张构造体、滚筒、托辊、边缆导向组件和边缆夹持组件，所述伸张构造体至少包括依次循环结合的对开装料工段、对合输送工段、对开卸料工段和返程工段；

所述运行机制，包括电能机制、势能机制或\和人力机制；

其中，所述装置本体：

借助于安装在伸张构造体上的滚筒或\和托辊，使所述对合密闭管带闭环式伸张；

借助于所述运行机制，使所述对合密闭管带沿长度方向循环行进；

借助于安装在所述伸张构造体上的边缆导向组件，使所述对合密闭管带的每一部分，在行进中沿宽度方向对合成管或对开成带，用以实现对开装卸与对合输送物料的适时转换；

借助于安装在所述伸张构造体上的边缆夹持组件，用以保持对合密闭输送物料，在管带内部装载的货物的自重作用下，管带边缆存在自所述边缆夹持组件之间下沉的趋势，由倾斜向上的凸形夹持轮或槽形夹持轮或对合壁提供向上的支撑和向内的对合力。

2.如权利要求1所述的密闭输送装置，其特征在于，

所述边缆导向组件，设置在所述对开装料工段或\和所述对开卸料工段；

所述边缆夹持组件，设置在所述对合输送工段；

所述滚筒，包括至少二个折返滚筒和至少一个伸张滚筒，至少二个所述折返滚筒分别设置在所述对开装料工段的起始端和所述对开卸料工段的终了端，所述伸张滚筒设置在返程工段，每个所述滚筒的轴分别永久或临时设置在所述伸张构造体或\和本装置之外的物体上；

所述托辊，至少包括对开装料工段托辊、对开卸料工段托辊或\和对合输送工段托辊，所述托辊的轴分别固定安装在所述对开装料工段、所述对开卸料工段、所述对合输送工段或\和所述返程工段；

其中，所述对合密闭管带的每一部分适于：

在所述对开装料工段，借助所述边缆导向组件，从所述带状结构段的形态，经过所述过渡结构段的形态，过渡至所述管状结构段的形态并连续装入所述物料；

在所述对合输送工段，借助所述边缆夹持组件，以所述管状结构段的形态密闭输送所述物料；

在所述对开卸料工段，借助所述边缆导向组件，从所述管状结构段的形态，经过所述过渡结构段的形态，过渡至所述带状结构段的形态，并借助于所述折返滚筒沿宽度方向对开卸料或\和通过本装置之外的卸料装置卸下、堆集或收集所述物料；和，

在所述返程工段，借助于所述伸张滚筒的重力作用得以伸张，并以所述带状结构段的形态返回所述对开装料工段。

3.如权利要求2所述的密闭输送装置，其特征在于，

在两个折返滚筒之间的去程工段或返程工段，还设置至少一个动力滚筒，或者，

至少一个所述折返滚筒同时兼做动力滚筒。

4.如权利要求2所述的密闭输送装置，其特征在于，

所述伸张构造体为桁架型构造体、悬索型构造体或混合型构造体；

所述桁架型构造体，至少有一部分建造于地面或\和本装置之外的构造体上，所述边缆夹持组件定位并固定安装在所述伸张构造体之上；

所述悬索型构造体，包括一根主悬索和二根对称设置的定位悬索，所述主悬索和所述定位悬索分别固定安装在所述伸张构造体之上，在所述主悬索上沿所述对合输送工段纵向间隔地设置多个所述边缆夹持组件；

混合型构造体，所述混合型构造体的至少一部分为所述悬索型构造体，其余部分为所述桁架型构造体。

5.如权利要求2所述的密闭输送装置，其特征在于，

所述边缆导向组件为：

槽轮型导向组件，包括至少一个受力面为槽形的导向轮，和至少一个导向定位架，所述导向轮的受力面适于滚动啮合所述管带边缆行进，多个所述槽轮型导向组件，沿所述管带边缆的对称行进轨迹对称、间隔分布，并固定安装在所述对开装料工段或\和对开卸料工段；

或者，

凸轮型导向组件，包括至少一个受力面为凸形的导向轮，和至少一个导向定位架，所述导向轮的受力面适于滚动支撑在所述管带边缆的外侧根部，多个所述凸轮型导向组件，沿所述管带边缆的外侧根部的行进轨迹的宽度方向对称分布、长度方向间隔分布，并分别固定安装在所述对开装料工段或\和对开卸料工段；

或者，

轨道型导向组件，包括至少一组二根对称设置的边缆导轨，所述边缆导轨为截面为C形的管，每个所述边缆导轨的内侧沿长度方向安装有至少二列滚珠，所述边缆导轨的内受力面，适于啮合所述管带边缆，沿所述管带边缆的行进轨迹设置，所述边缆导轨通过定位架支撑式定位，并固定安装在所述对开装料工段或\和对开卸料工段。

6.如权利要求2所述的密闭输送装置，其特征在于，

所述边缆夹持组件具体为：

双槽轮型夹持器件组，所述双槽轮型夹持器件组包括至少一个所述双槽轮型夹持器件，所述双槽轮型夹持器件，包括至少一个夹持定位架，和至少一组二个沿宽度方向并列设置的槽形夹持轮，所述槽形夹持轮的轴分别固定安装在所述夹持定位架上，每两个所述槽形夹持轮的槽所围合出的空间，适于所述管带边缆密闭对合并滚动式行进，多个所述双槽轮型夹持器件，沿所述管带边缆在所述对合输送工段的纵向对合输送轨迹间隔分布、分别定位、设置，并分别固定安装在所述伸张构造体的所述对合输送工段；

或者，

剪力型夹持器件组，所述剪力型夹持器件组包括至少一个所述剪力型夹持器件，所述剪力型夹持器件包括至少一个夹持定位架，和至少一组二个沿宽度方向并列设置的凸形夹持轮，所述凸形夹持轮的轴分别固定安装在所述夹持定位架上，每两个所述凸形夹持轮的受力面，适于从所述管带边缆的根部对向支撑所述管带边缆密闭对合并滚动式行进，多个所述剪力型夹持器件，沿所述管带边缆在所述对合输送工段的纵向对合输送轨迹间隔分布、分别定位、设置，并分别固定安装在所述伸张构造体的所述对合输送工段；

或者

轨道型夹持组件，能够使所述管带边缆滚动行进，用以增强所述对合密闭管带的行进稳定性；

其中，所述边缆夹持组件适于所述对合密闭管带的每一部分沿长度方向挠曲并行进。

7.如权利要求2所述的密闭输送装置，其特征在于，

所述装置本体为：

上层运输型构造体，所述上层运输型构造体的所述对开装料工段、所述对合输送工段和所述对开卸料工段设置在所述返程工段之上；

或者，

下层运输型构造体，所述下层运输型构造体的所述对开装料工段、所述对合输送工段和所述对开卸料工段设置在所述返程工段之下；

或者，

双层逆向运输型构造体，所述双层逆向运输型构造体的上层结构和下层结构分别包括至少一个所述对合输送工段、至少一个所述对开装料工段和至少一个对开卸料工段，能够逆向同时运载装卸两种物料，用以提高作业效率。

8.如权利要求1~7任一项所述的密闭输送装置，其特征在于，所述密闭输送装置为：

水浮式密闭输送装置，所述水浮式密闭输送装置的至少一部分设置在独立水域或\和开放水域之中，能够利用水对于所述密闭输送装置自然形成的浮力或\和流动力，产生或补充所述运行机制；

或者，

移动式密闭输送装置，所述密闭输送装置还包括移动轮、移动平台或\和机动车。

9.一种基于权利要求1~8任一项所述密闭输送装置的QHSE运行方法，其特征在于，包括如下物料密闭运输步骤：

步骤一：正确安装所述密闭输送装置，启动所述运行机制，使所述对合密闭管带循环行进；

步骤二：在所述伸张构造体的所述对开装料工段，向所述管带本体实施喂料，载入第一种物料，所述第一种物料随所述对合密闭管带在所述对合输送工段密闭行进，在所述对开卸料工段卸下所述第一种物料；

步骤三：所述管带本体在完成卸料任务后，在所述对开卸料工段的端头折返；

步骤四：在完成所述物料密闭运输任务后，关闭所述运行机制，所述物料密闭运输步骤结束。

10.如权利要求9所述的QHSE运行方法，其特征在于，

在所述装置本体为双层逆向运输型构造体的情况下，还包括逆向密闭运输步骤，当所述对合密闭管带的任意截面行经所述双层逆向运输型构造体的所述对开卸料工段的尽头，则进入所述逆向密闭运输步骤，具体包括；

同时在所述双层逆向运输型构造体的上层结构和下层结构的所述对开装料工段，向所述对合密闭管带实施喂料，分别载入第一种物料和第二种物料，所述第一种物料和所述第二种物料分别随所述对合密闭管带在对应的所述对合输送工段密闭行进，在各自的所述对开卸料工段卸下物料；

所述密闭输送装置在完成所述第一种物料和所述第二种物料的输送任务后，关闭或解除所述运行机制，所述逆向密闭运输步骤结束。

11.如权利要求9所述的QHSE运行方法，其特征在于，所述步骤一中，所述密闭输送装置至少一部分设置在独立水域或\和开放水域之中，并利用水对于所述密闭输送装置自然形成的浮力或\和流动力，产生或补充所述运行机制；

所述步骤二中，所述对开装料工段和/或对开卸料工段的至少一部分位于水上平台、船只、岛屿或陆地。

Images