CN115402691B - 一种y形落煤管及其设计方法 - Google Patents

Abstract

一种Y形落煤管及其设计方法，属于火力发电厂中煤炭的转运设备，包括通过变径部连接的两根倾斜管和一根竖直管，变径部为内壁是弧形的筒状结构，倾斜管内靠近变径部的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。本发明的Y形落煤管在倾斜管靠近变径部的位置设置挂壁自疏通机构，通过利用块煤在落煤管内流动产生的冲击力，来促使刮板在承煤侧内壁滑动，自动刮除承煤侧粘附的粉煤，防止挂壁的产生；同时，通过设计方法优化落煤管的曲线，大幅度降低了煤炭的流动对落煤管的冲击和磨损，也降低了堵塞的发生。

Description

一种Y形落煤管及其设计方法

技术领域

本发明属于火力发电厂中煤炭的转运设备，具体的说是一种Y形落煤管及其设计方法。

背景技术

在火力发电中，因为煤炭来源不同，导致其燃烧值也不相同；一般情况下，都是采用两种不同来源的煤炭按照特定比例混合后，送入燃烧锅炉内燃烧，此时就需要用到煤炭的转运设备。

煤炭转运设备包括两台给煤机和一台磨煤机，两台给煤机将不同产地的煤炭按照一定比例，分别送到一台磨煤机内磨粉，之后再将煤粉送入燃烧锅炉内。

连接两台给煤机和一台磨煤机需要用到Y形落煤管，Y形落煤管顶部的两根倾斜管分别与两台给煤机连接，底部的一根竖直管则与磨煤机连接。

由于煤炭在倾斜管内以一定的速度流动并混合，很容易在倾斜管和竖直管的连接处发生磨损冲击；而且，由于煤炭中含水率不同，致使煤炭中的小颗粒煤粉，在流动速度降低或含水率较大时，很容易粘附在落煤筒内壁，形成挂壁现象。

挂壁现象的出现，不仅会降低煤炭在落煤管内的流动速度，导致其混合比例发生变化，而且还会引起落煤管的堵塞。

现有技术中，并无专门的清除挂壁手段，一般采用定期敲击落煤管外壁的手段来防止挂壁产生，但是受空气湿度、敲击力度和位置的影响，这种防止挂壁的手段并不理想。

发明内容

为解决现有敲击手段清除落煤管煤粉挂壁效果不理想的问题，本发明提供了一种Y形落煤管及其设计方法，该Y形落煤管内部设计了自疏通机构，通过利用块煤在落煤管内流动产生的冲击力，来促使刮板在承煤侧内壁滑动，自动刮除承煤侧粘附的粉煤，同时，通过设计方法优化落煤管的曲线，大幅度降低了煤炭的流动对落煤管的冲击和磨损，也降低了堵塞的发生。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种Y形落煤管，包括设置在两台给煤机输出端下方的两根倾斜管，两根倾斜管的交汇处连通有一根竖直管，且竖直管的底端与磨煤机进料口连接，两根所述倾斜管和竖直管之间通过变径部连接，所述变径部为内壁是弧形的筒状结构，所述倾斜管内靠近变径部的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。

作为上述Y形落煤管的一种优化方案，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管承煤侧内壁的自疏通结构Ⅰ，所述自疏通结构Ⅰ包括紧贴承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅰ和设置在Z形弹簧Ⅰ上不同位置的若干根挡杆，Z形弹簧Ⅰ的顶端固定，以使挡杆在受到块煤的冲击时，带动Z形弹簧Ⅰ不同部位伸缩，刮除承煤侧粘附的粉煤，Z形弹簧Ⅰ的伸缩区形成刮壁清理区。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述自疏通结构Ⅰ的挡杆，每三根挡杆形成一个单元，每个单元中前两根挡杆分别处于Z形弹簧Ⅰ宽度方向的两侧，第三根挡杆处于Z形弹簧Ⅰ的中间。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述Z形弹簧Ⅰ的两侧设置有若干刮条Ⅰ。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管非承煤侧内壁的自疏通结构Ⅱ，所述自疏通结构Ⅱ包括紧贴非承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅱ和紧贴承煤侧内壁设置的若干根刮条Ⅱ，其中，每一根刮条Ⅱ的两端通过贴在倾斜管内壁的连接件与Z形弹簧Ⅱ连接，Z形弹簧Ⅱ的顶端固定，底端通过钢丝拉索与一冲击变形部连接，所述冲击变形部处于变径部内且靠近倾斜管底部的非承煤侧，并在块煤冲出倾斜管后撞击到冲击变形部上使其发生弹性变形，进而通过钢丝拉索带动Z形弹簧Ⅱ往复移动，使刮条Ⅱ刮除承煤侧内壁粘附的粉煤。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述冲击变形部包括弧形金属弹性板，且弧形金属弹性板的凹面朝向自疏通结构Ⅱ的一侧，所述钢丝拉索的自由端通过一个导向辊约束并与弧形金属弹性板的端部绷紧连接，弧形弹性金属板的自由端延伸至倾斜管内块煤进入变径部的轨迹上。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，每根所述倾斜管内自疏通结构Ⅱ对应一个冲击变形部，这两个冲击变形部固定在变形部顶部两根倾斜管之间的位置，两个冲击变形部中的弧形金属弹性板的凹面朝向相悖，且之间形成双曲线形状的回弹间隙。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述变径部的侧壁为同心的内筒和外筒构成的双层结构，且两者之间形成振动间隙，在外筒上开设有若干贯穿孔，每一个贯穿孔内穿设有与内筒连接的敲击杆。

作为上述Y形落煤管的另一种优化方案，所述变径部的顶部和底部分别通过法兰盘与两根倾斜管和竖直管固定连接，且变径部中内筒的曲率半径从上到下，逐渐减小。

一种Y形落煤管设计方法，该方法利用三维建模软件构建落煤管模型，该落煤管模型由两条倾斜度为45°的倾斜管和一条竖直管拼接而成，再利用仿真技术模拟煤炭在落煤管模型中的流动行为并分析其对落煤管的影响，逐步优化落煤管模型，得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管的设计，所述逐步优化落煤管模型的具体操作如下：

1)测定并分析煤炭的物料特性，并将其输入已构建的落煤管模型中；

所述煤炭的物料特性包括输送运量、堆积密度、真实密度、堆积角、滑动角、最大粒径和含水率；

2)改变模型中落煤管的直径数据，分析煤炭在不同直径落煤管中流动时对落煤管内壁的表面摩擦力、冲击力数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管直径参数，并将其更新到步骤1)的落煤管模型中；

3)调整落煤管的倾斜角度，分析煤炭在不同倾斜角度的落煤管中流动时对落煤管的冲击角度、冲击速度、表面摩擦力、冲击力的数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管倾斜角度，并将其更新到步骤2)的落煤管模型中，从而得到初级优化模型；

4)在步骤3)的初级优化模型中，获取步骤1)的煤炭在其内流动时对内壁不同位置的表面摩擦力数据和冲击力数据；

5)选取表面摩擦力和冲击力之和最大的位置，判断两者之和是否大于预设值，若是，执行步骤6)，若否，执行步骤7)；

6)改变该位置点前方5cm和后方5cm的曲率，将其更新至步骤3)的初级优化模型中，并返回步骤4)；

7)输出此时初级优化模型中的参数，即得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管设计。

本发明中，挂壁自疏通机构的原理是：经过研究发现，挂壁是因为粉煤颗粒度小，在倾斜管中流动时，其因为重力所带来的加速效果，远低于其与落煤管内壁表面摩擦力的阻碍作用，导致其速度越来越低，因此挂壁一般发生在倾斜管靠近竖直管的位置；

由于落煤管中倾斜管具有一定的长度，而进入的煤炭颗粒不同，其中有小颗粒的煤粒、粉末状的煤粉，以及大直径的块煤，这些不同直径的煤炭在进入落煤管中并依靠重力和相同的初速度流动过程中，大直径的块煤其速度越来越快，冲击力也越来越大，进入到变径部内时相比较于小颗粒煤来说，其在变径部和竖直管内的轨迹更靠近中心；

基于以上信息，本发明利用大直径块煤的冲击力来将其转化为Z形弹簧的伸缩动力，并在Z形弹簧伸缩过程中，实现对容易附着粉煤产生挂壁的区域进行自刮除操作。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的Y形落煤管在倾斜管靠近变径部的位置设置挂壁自疏通机构，通过利用块煤在落煤管内流动产生的冲击力，来促使刮板在承煤侧内壁滑动，自动刮除承煤侧粘附的粉煤，防止挂壁的产生；同时，通过设计方法优化落煤管的曲线，大幅度降低了煤炭的流动对落煤管的冲击和磨损，也降低了堵塞的发生；

2)本发明的挂壁自疏通机构有两种方案，即自疏通结构Ⅰ和自疏通结构Ⅱ，两者的核心均为Z形弹簧，在自疏通结构Ⅰ中，利用Z形弹簧上设置的挡杆来接收大直径块煤的冲击力，并将其转化为Z形弹簧的局部伸缩，进而使Z形弹簧在伸缩过程中对承煤侧内壁进行刮除动作；而自疏通结构Ⅱ中，则利用块煤进入到变径部时更靠近中心的抛物曲线，使其与冲击变形部发生撞击，在降低冲击力的同时，使冲击变形部发生弹性形变，进而通过钢丝拉索带动Z形弹簧伸缩，并在伸缩过程中，带动承煤侧的刮条往复移动，消除挂壁；

3)本发明与自疏通结构Ⅱ关联的冲击变形部的核心为一个弧形金属弹性板，其底部自由端延伸至块煤进入变径部的轨迹上，其目的一是将块煤的冲击力转化为自疏通结构Ⅱ中Z形弹簧的伸缩动力来源；二来，能够减少块煤对竖直管和变径部的冲击力，降低磨损；第三，还能够防止其与对侧倾斜管流下的煤炭发生冲击碰撞，导致冲击性堵料；两个冲击变形部中的两个弧形金属弹性板之间形成双曲线形状的回弹间隙，能够使两个弧形金属弹性板在受到冲击力变形时，中间区域发生碰撞，快速回弹的同时，将一部分振动传递给变径部，防止变径部与倾斜管交接处堵料的发生。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明变径部的结构示意图；

图3为图1中自疏通结构Ⅰ的断面示意图(圆形倾斜管)；

图4为图1中自疏通结构Ⅰ的断面示意图(矩形倾斜管)；

图5为图1中自疏通结构Ⅰ自然状态时的俯视示意图；

图6为图1中自疏通结构Ⅰ受力张开时的俯视示意图；

图7为本发明的另一种实施方式的结构示意图；

图8为图7中自疏通结构Ⅱ的断面示意图(圆形倾斜管)；

图9为图7中自疏通结构Ⅱ的断面示意图(矩形倾斜管)；

图10为图7中非承煤侧上Z形弹簧Ⅱ自然状态时的俯视示意图；

图11为图7中承煤侧上刮条Ⅱ的示意图；

图12为图7中非承煤侧上Z形弹簧Ⅱ受力张开时的俯视示意图；

图13为图7中冲击变形部的结构示意图；

图14为Y形落煤管设计方法的流程示意图；

附图标记：1、倾斜管，2、竖直管，3、变径部，301、内筒，302、外筒，303、振动间隙，304、法兰盘，305、敲击杆，4、自疏通结构Ⅰ，401、Z形弹簧Ⅰ，402、刮壁清理区，403、挡杆，404、固定销，405、刮条Ⅰ，5、自疏通结构Ⅱ，501、Z形弹簧Ⅱ，502、连接件，503、刮条Ⅱ，504、钢丝拉索，6、冲击变形部，601、弧形金属弹性板，602、凹面，603、导向辊，604、回弹间隙。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述，本发明以下各实施例中未做阐明的部分，如倾斜管与给煤机输出端的连接，竖直管与磨煤机进料口的连接，竖直管与变径部的连接，倾斜管与变径部的连接，Z形弹簧的材质、制作及其拉力的测试，Z形弹簧在倾斜管内的安装，以及三维建模软件和分析软件等，均属于本领域技术人员知晓或应当知晓的技术。

实施例1

一种Y形落煤管，如图1和7所示，包括设置在两台给煤机输出端下方的两根倾斜管1，倾斜管1一般为圆管，如图3和8所示，或者方管，如图4和9所示，两根倾斜管1的交汇处连通有一根竖直管2，且竖直管2的底端与磨煤机进料口连接，两根所述倾斜管1和竖直管2之间通过变径部3连接，所述变径部3为内壁是弧形的筒状结构，所述倾斜管1内靠近变径部3的位置设置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管1的承煤侧内壁设置的刮板，承煤侧是指，倾斜管1与煤炭接触并引导煤炭下滑的一侧，且该刮板在块煤的冲击力驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤。

实施例2

本实施例是对实施例1中挂壁自疏通机构一种实施方式的详细阐述，其他未提及的部分与实施例1相同，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管1承煤侧内壁的自疏通结构Ⅰ4，如图3和4所示，所述自疏通结构Ⅰ4包括紧贴承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅰ401和设置在Z形弹簧Ⅰ401上不同位置的若干根挡杆403，如图5和6所示，Z形弹簧Ⅰ401厚度方向为扁平形状，并且厚度方向与承煤侧紧贴，实际上，Z形弹簧Ⅰ401是由现有弹簧材料制成、具有一定宽度(一般为1-3cm)但厚度较小(一般为3-8mm)的条状件，之后将条状件弯折形成的Z形弹性结构，受力能够拉伸，松开后能够回弹，Z形弹簧Ⅰ401的顶端通过固定销404固定，底端不固定，自然垂落，以使挡杆403在受到块煤的冲击时，带动Z形弹簧Ⅰ401不同部位伸缩，刮除承煤侧粘附的粉煤，此时，Z形弹簧Ⅰ401本身就形成了刮板，Z形弹簧Ⅰ401的伸缩区形成刮壁清理区402。

实施例3

本实施例是对实施例2中挡杆排布的详细阐述，其他未提及的部分与实施例2相同，所述自疏通结构Ⅰ4的挡杆403，每三根挡杆403形成一个单元，每个单元中前两根挡杆403分别处于Z形弹簧Ⅰ401宽度方向的两侧，但是在长度方向上，这两根挡杆403之间也错开一定距离，第三根挡杆403处于Z形弹簧Ⅰ401的中间，但是也在长度方向上，与另外两根挡杆之间错开距离；相邻两根挡杆403之间错开的距离依据进入给煤机煤炭的最大尺寸设定，即相邻两根挡杆403的水平间距和直线间距都要大于给煤机设定的最大煤炭尺寸；每一个单元中，三根挡杆403的高度也不一致，中间的那根最高，两侧的相对较低，如图3和4所示。

实施例4

本实施例是对实施例2中的进一步改进方案，其他未提及的部分与实施例2相同，为了提高刮除效果，在所述Z形弹簧Ⅰ401的两侧设置有若干刮条Ⅰ405，刮条405Ⅰ的厚度一般不高于Z形弹簧Ⅰ401的厚度，且沿Z形弹簧Ⅰ401的长度方向每隔一段长度距离设置，并且底部与承煤侧内壁贴合，随着Z形弹簧Ⅰ401的伸缩在承煤侧内壁来回刮动。

实施例5

本实施例是对实施例1中挂壁自疏通机构另一种实施方式的详细阐述，其他未提及的部分与实施例1相同，所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管1非承煤侧内壁的自疏通结构Ⅱ5，如图7所示，非承煤侧与承煤侧相对，即不承载煤炭流动的一侧，所述自疏通结构Ⅱ5包括紧贴非承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅱ501和紧贴承煤侧内壁设置的若干根刮条Ⅱ503，如图8和9所示，Z形弹簧Ⅱ501厚度方向为扁平形状，并且厚度方向与承煤侧紧贴，如图10和12所示，实际上，Z形弹簧Ⅱ501是由现有弹簧材料制成、具有一定宽度(一般为1-3cm)但厚度较小(一般为3-8mm)的条状件，之后将条状件弯折形成的Z形弹性结构，受力能够拉伸，松开后能够回弹，其中，每一根刮条Ⅱ503的两端通过贴在倾斜管1内壁的连接件502与Z形弹簧Ⅱ501连接，刮条Ⅱ503是中间厚、两侧薄的等腰梯形结构，薄的两侧分别对应来煤方向和去煤方向，如图11所示，Z形弹簧Ⅱ501的顶端通过固定销固定，底端不固定，Z形弹簧Ⅱ501是卡在非承煤侧上的滑槽内，并且能够沿滑槽的长度方向往复移动，或者是，利用至少一根与非承煤侧内壁平行的卡条，将Z形弹簧Ⅱ501卡在卡条与非承煤侧内壁的缝隙内，使其沿该缝隙滑动，无论是滑槽还是卡条，在图中均未示出，滑槽和卡条的作用均是保证Z形弹簧Ⅱ501能够沿非承煤侧内壁滑动拉伸和恢复；Z形弹簧Ⅱ501底端通过钢丝拉索504与一冲击变形部6连接，如图7和13所示，所述冲击变形部6处于变径部3内且靠近倾斜管1底部的非承煤侧，并在块煤冲出倾斜管1后撞击到冲击变形部6上使其发生弹性变形，进而通过钢丝拉索504带动Z形弹簧Ⅱ501往复移动，使刮条Ⅱ503刮除承煤侧内壁粘附的粉煤。

实施例6

本实施例是对实施例5中冲击变形部的详细阐述，其他未提及的部分与实施例5相同，如图13所示，所述冲击变形部6包括弧形金属弹性板601，且弧形金属弹性板601的凹面602朝向自疏通结构Ⅱ5的一侧，弧形金属弹性板601的厚度从底端向顶端逐渐增大，顶端固定在变径部3顶部，钢丝拉索504是两根，每一根钢丝拉索504的一端分别固定在Z形弹簧Ⅱ501底部的两侧，两根钢丝拉索504的自由端分别通过一个导向辊603约束并与弧形金属弹性板601的端部绷紧连接，导向辊603是圆柱形，并且固定在非承煤侧内壁上，并且与非承煤侧内壁之间形成缝隙，弧形弹性金属板601的自由端延伸至倾斜管1内块煤进入变径部3的轨迹上。

实施例7

本实施例是对实施例5中冲击变形部的详细阐述，其他未提及的部分与实施例5相同，如图13所示，每根所述倾斜管1内自疏通结构Ⅱ5对应一个冲击变形部6，这两个冲击变形部6固定在变形部3顶部两根倾斜管1之间的位置，两个冲击变形部6中的弧形金属弹性板601的凹面602朝向相悖，且之间形成双曲线形状的回弹间隙604，即回弹间隙604的宽度自上而下逐渐缩小之后又增大，宽度最窄的中间位置对应于凹面602的最中心，最窄处的宽度为0.5-1cm，当弧形金属弹性板601发生变形回弹时，两个弧形金属弹性板601的背面在回弹间隙604最窄处发生碰撞。

实施例8

本实施例是对实施例1中变径部的详细阐述，其他未提及的部分与实施例1相同，所述变径部3的侧壁为同心的内筒301和外筒302构成的双层结构，且两者之间形成振动间隙303，振动间隙303的宽度一般为2-5cm，在外筒302上开设有若干贯穿孔，每一个贯穿孔内穿设有与内筒301连接的敲击杆305，敲击杆305内端焊接在内筒301上，外端暴露在外筒302外部，通过敲击暴露在外筒302的部分来带动内筒301振动，从而清除内筒301内壁粘附的煤粉；贯穿孔的尺寸远远大于敲击杆305的直径，一般两者之间具有1-2cm的缝隙，这个缝隙形成了敲击杆305在被敲击时的形变空间；

所述变径部3的顶部和底部分别通过法兰盘304与两根倾斜管1和竖直管2固定连接，且变径部3中内筒301的曲率半径从上到下，逐渐减小。

实施例9

一种Y形落煤管设计方法，如图14所示，该方法利用三维建模软件构建落煤管模型，三维建模软件选用现有的软件即可，该落煤管模型由两条倾斜度为45°的倾斜管和一条竖直管拼接而成，在实际中，利用solidworks软件完成立体三维建模，再利用仿真技术模拟煤炭在落煤管模型中的流动行为并分析其对落煤管的影响，对落煤管的影响包括堵料、磨损、跑偏、撒料和扬尘，在实际中，利用ANSYS有限元分析软件进行模拟和分析，先将solidworks软件建立的三维模型保存成通用格式，并将其导入到ANSYS有限元分析软件中进行受力分析，当然，也可以采用EDEM离散元分析软件，逐步优化落煤管模型，得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管的设计，所述逐步优化落煤管模型的具体操作如下：

1)测定并分析煤炭的物料特性，并将其输入已构建的落煤管模型中；

所述煤炭的物料特性包括输送运量、堆积密度、真实密度、堆积角、滑动角、最大粒径和含水率；

2)改变模型中落煤管的直径数据，分析煤炭在不同直径落煤管中流动时对落煤管内壁的表面摩擦力、冲击力数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管直径参数，并将其更新到步骤1)的落煤管模型中；

3)调整落煤管的倾斜角度，分析煤炭在不同倾斜角度的落煤管中流动时对落煤管的冲击角度、冲击速度、表面摩擦力、冲击力的数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管倾斜角度，并将其更新到步骤2)的落煤管模型中，从而得到初级优化模型；

4)在步骤3)的初级优化模型中，获取步骤1)的煤炭在其内流动时对内壁不同位置的表面摩擦力数据和冲击力数据；

5)选取表面摩擦力和冲击力之和最大的位置，判断两者之和是否大于预设值(预设值是依据实际工况、落煤筒选用的钢材、煤炭的性质、设计要求的使用寿命等信息，综合选定的数值)，若是，执行步骤6)，若否，执行步骤7)；

6)改变该位置点前方5cm和后方5cm的曲率，将其更新至步骤3)的初级优化模型中，并返回步骤4)；

7)输出此时初级优化模型中的参数，即得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管设计。

Claims (2)

1.一种Y形落煤管，包括设置在两台给煤机输出端下方的两根倾斜管（1），两根倾斜管（1）的交汇处连通有一根竖直管（2），且竖直管（2）的底端与磨煤机进料口连接，两根所述倾斜管（1）和竖直管（2）之间通过变径部（3）连接，其特征在于：所述变径部（3）为内壁是弧形的筒状结构，所述倾斜管（1）内靠近变径部（3）的位置设有挂壁自疏通机构，该挂壁自疏通机构包括紧贴倾斜管（1）的承煤侧内壁设置的刮板，且该刮板在块煤的驱动下，沿承煤侧内壁上下滑动，刮除内壁粘附的粉煤；

所述挂壁自疏通机构为设置在倾斜管（1）非承煤侧内壁的自疏通结构Ⅱ（5），所述自疏通结构Ⅱ（5）包括紧贴非承煤侧内壁设置的Z形弹簧Ⅱ（501）和紧贴承煤侧内壁设置的若干根刮条Ⅱ（503），其中，每一根刮条Ⅱ（503）的两端通过贴在倾斜管（1）内壁的连接件（502）与Z形弹簧Ⅱ（501）连接，Z形弹簧Ⅱ（501）的顶端固定，底端通过钢丝拉索（504）与一冲击变形部（6）连接，所述冲击变形部（6）处于变径部（3）内且靠近倾斜管（1）底部的非承煤侧，并在块煤冲出倾斜管（1）后撞击到冲击变形部（6）上使其发生弹性变形，进而通过钢丝拉索（504）带动Z形弹簧Ⅱ（501）往复移动，使刮条Ⅱ（503）刮除承煤侧内壁粘附的粉煤；

所述冲击变形部（6）包括弧形金属弹性板（601），且弧形金属弹性板（601）的凹面（602）朝向自疏通结构Ⅱ（5）的一侧，所述钢丝拉索（504）的自由端通过一个导向辊（603）约束并与弧形金属弹性板（601）的端部绷紧连接，弧形弹性金属板（601）的自由端延伸至倾斜管（1）内块煤进入变径部（3）的轨迹上；

每根所述倾斜管（1）内自疏通结构Ⅱ（5）对应一个冲击变形部（6），这两个冲击变形部（6）固定在变径部（3）顶部两根倾斜管（1）之间的位置，两个冲击变形部（6）中的弧形金属弹性板（601）的凹面（602）朝向相悖，且之间形成双曲线形状的回弹间隙（604）；

所述变径部（3）的侧壁为同心的内筒（301）和外筒（302）构成的双层结构，且两者之间形成振动间隙（303），在外筒（302）上开设有若干贯穿孔，每一个贯穿孔内穿设有与内筒（301）连接的敲击杆（305）；

所述变径部（3）的顶部和底部分别通过法兰盘（304）与两根倾斜管（1）和竖直管（2）固定连接，且变径部（3）中内筒（301）的曲率半径从上到下，逐渐减小。

2.一种如权利要求1所述的Y形落煤管的设计方法，该方法利用三维建模软件构建落煤管模型，该落煤管模型由两条倾斜度为45°的倾斜管和一条竖直管拼接而成，再利用仿真技术模拟煤炭在落煤管模型中的流动行为并分析其对落煤管的影响，逐步优化落煤管模型，得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管的设计，其特征在于，逐步优化落煤管模型的具体操作如下：

1）测定并分析煤炭的物料特性，并将其输入已构建的落煤管模型中；

所述煤炭的物料特性包括输送运量、堆积密度、真实密度、堆积角、滑动角、最大粒径和含水率；

2）改变模型中落煤管的直径数据，分析煤炭在不同直径落煤管中流动时对落煤管内壁的表面摩擦力、冲击力数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管直径参数，并将其更新到步骤1）的落煤管模型中；

3）调整落煤管的倾斜角度，分析煤炭在不同倾斜角度的落煤管中流动时对落煤管的冲击角度、冲击速度、表面摩擦力、冲击力的数据以及在落煤管内的堵料状态，从中选取出最优的落煤管倾斜角度，并将其更新到步骤2）的落煤管模型中，从而得到初级优化模型；

4）在步骤3）的初级优化模型中，获取步骤1）的煤炭在其内流动时对内壁不同位置的表面摩擦力数据和冲击力数据；

5）选取表面摩擦力和冲击力之和最大的位置，判断两者之和是否大于预设值，若是，执行步骤6），若否，执行步骤7）；

6）改变该位置点前方5cm和后方5cm的曲率，将其更新至步骤3）的初级优化模型中，并返回步骤4）；

7）输出此时初级优化模型中的参数，即得到最优的落煤管曲线，完成Y形落煤管设计。