CN201407071Y - 轨轮式煤矿用膏体充填泵 - Google Patents

Abstract

轨轮式煤矿用膏体充填泵，由安装在底盘上的动力装置和工作装置组成，工作装置由料斗、泵送机构、操作系统和润滑系统组成，特征是底盘采用分体式行走底盘，由前、后两个独立的底盘组成；工作装置的料斗内设有二次搅拌装置。双螺旋搅拌机安装在工作装置上，双螺旋搅拌机的搅拌装置由双搅拌轴、搅拌叶片组成，双搅拌轴轴上分别安装正、反旋向螺旋叶片；两个液压马达作为搅拌装置的驱动装置；搅拌筒的筒体上设有进料口、溢流板、出料口、放料口和加水口；出料口与工作装置料斗的空间位置对应设置。本实用新型具有快速移动、物料搅拌、物料输送、紧急停机、现场照明、信号传递和快速连接的功能，解决了目前煤矿用混凝土泵在使用中存在的缺陷。

Description

轨轮式煤矿用膏体充填泵

技术领域

本实用新型涉及一种轨轮式煤矿用膏体充填泵，主要在煤矿井下将固体废弃物煤矸石、粉煤灰、水泥和水搅拌成膏体状物料后并泵送至施工现场，适用于采空区充填、建造隔离墙关闭废弃的巷道和矿井、回收保安煤柱实现无煤柱开采等。是一种将搅拌功能、输送功能、泵送功能和行走功能合为一体的煤矿专用充填设备。

背景技术

中国的煤矿大都是采用跨落法开采，跨落法开采不仅会造成地表沉陷，而且开采出的煤矸石会占用大量土地，污染周围环境。煤矸石和矿区地面塌陷一直是困扰煤矿发展的两大难题。工业发达国家的成功经验，利用煤矿用混凝土泵把煤矸石等固体废弃物加工成矿用混凝土应用于井下，是解决这两个难题的有效途径。

目前井下混凝土施工主要采用煤矿用混凝土泵进行，煤矿用混凝土泵为隔爆、全液压型混凝土泵，其工作特点为：一般采用S管形摆阀结构，料斗内设有二次搅拌装置，通过混凝土缸内的橡胶活塞将矿用混凝土通过管路挤压出去，具有泵送距离长的优点。所泵送的矿用混凝土是通过专用输送管路从井口输往井下，在井下有专门的物料仓，需要时混凝土物料通过专用输送装置输往混凝土泵的料斗内。这种方式的缺陷为：混凝土物料在从井口输往井底时，由于距离较长，物料在重力作用下会发生分散、离析，严重影响矿用混凝土的质量；物料在物料仓存储时，由于不流动，物料会产生凝固，影响混凝土的流动性，进而影响泵送质量。有的煤矿企业在井下采用人工方法现场拌料，生产的矿用混凝土质量很差，严重影响施工质量；这种施工方法效率不仅慢，而且大大增加了工人的劳动强度。一般煤矿用混凝土泵是靠液压支腿固定在井下地面，随着工作地点的转移，设备移动非常不方便。有的煤矿企业在煤矿用混凝土泵的底座上增加了轨轮式行走底盘，解决了混凝土泵随工作地点变化移动困难的问题，但没解决井下泵送物料的离析和凝固问题，也没解决现场人工拌料的缺陷。

为了克服上述煤矿用混凝土泵在煤矿井下施工中存在的问题，有家企业设计发明了煤矿井下用搅拌混凝土泵(专利号为：200720185067.2)，这种泵是在一般矿用混凝土泵的基础上增加搅拌输送装置，搅拌输送装置是一种单螺旋搅拌机构，可以将物料仓内的混凝土搅拌后直接输送到混凝土泵的料斗内，增加物料的泵送性能，由于是单螺旋搅拌机构，搅拌效果不明显，在使用中经常发生堵管现象。为转移方便整机固定在整体式底盘上，但由于整机长度偏长，井下巷道狭窄，每次进行弯道时均要将整机进行拆装，完成转弯后再进行组装，在进行拆装时难免会发生液压油洒漏现象，大量洒漏的液压油会给煤矿带来严重的安全隐患。整体式底盘上没有夹轨固定装置，每次工作前均要想办法先将整机固定住，才能进行工作。另外，由于机体偏长，操作工操作机器出现紧急情况时需要紧急停机，由于操作位置距离电动机起停位置有一段距离，紧急停机非常不方便；井下灯光和信号通讯不如井上环境好，操作工容易发生机器误操作。

发明内容

为解决上述煤矿用混凝土泵和煤矿井下用搅拌混凝土泵在使用时存在的缺陷，本发明的目的是提供一种新的煤矿用混凝土施工设备——轨轮式煤矿用膏体充填泵，该泵除具有煤矿用混凝土泵的一般性能外，还具有快速移动、物料搅拌、物料输送、紧急停机、现场照明、信号传递和快速连接的功能，解决了目前煤矿用混凝土泵在使用中存在的缺陷；尤其是现场搅拌，解决了目前矿用混凝土在输送中存在物料分散、离析、凝固和工人劳动强度大的突出矛盾，是煤矿井下矿用混凝土施工的创新变革。

上述发明的目的是这样实现的：一种轨轮式煤矿用膏体充填泵，由动力装置和工作装置组成，该动力装置和工作装置安装在底盘上，其中的工作装置由料斗、泵送机构、操作系统和润滑系统组成，所述工作装置的泵送机构由“S”管-摆动装置和泵送装置组成；其特征在于，

所述的安装动力装置和工作装置的底盘，采用分体式行走底盘，由前、后两个独立的底盘组成；

所述的安装动力装置和工作装置分别安装在该分体式行走底盘的前、后两个独立的底盘上(使用时用连接插销连接即可；解决了整机通过弯道需拆装泵机的缺陷)；

所述工作装置的料斗内设有二次搅拌装置；

所述工作装置上安装有用于物料现场搅拌和物料输送的双螺旋搅拌机：该双螺旋搅拌机的搅拌装置由双搅拌轴、搅拌叶片组成，所述的双搅拌轴轴上分别安装正、反旋向螺旋叶片；双搅拌轴通过支承安装在搅拌筒上；由两个液压马达作为搅拌装置的驱动装置；

搅拌筒的筒体上设有进料口、溢流板、出料口、放料口和加水口；所述的出料口与工作装置料斗的空间位置对应设置(即，搅拌好的膏体状矿用混凝土通过出料口直接进入工作装置的料斗内)。

本发明有以下优化方案：

1、所述双螺旋搅拌机的螺旋叶片采用变螺距结构，即搅拌叶片是由不同螺距的叶片焊接成一体，叶片的螺距从进料口到出料口逐渐变小；

2、所述双螺旋搅拌机驱动装置的两个液压马达上设有同步阀和换向阀。同步阀是用来将动力装输入的动力油平均分配给两个液压马达，使输往每个马达的液压油流量相等；换向阀用来改变搅拌装置旋转方向，可使搅拌装置处于正搅拌、反搅拌和停止状态。

3、所述的液压马达采用柱塞马达，通过花键与搅拌轴联结，搅拌轴通过支承安装在搅拌筒上。

4、在工作装置的操作位置处安装有用于电机紧急停止的紧急停止开关；

5、双螺旋搅拌机的侧面安装有用于现场照明的照明灯；

6、在动力装置的电机启动器附近安装有警示电铃，每次工作时均按响警示电铃，以便提醒来往人员注意；

7、为保证保证上、下罐笼拆装整机时液压油洒漏，在由动力装置和工作装置之间设有快换装置，解决整机拆装时液压油洒漏问题。

8、分体式行走底盘的轨轮采用600、762或900mm的可装拆式轮对，以方便沿轨道转运。

9、轨轮式底盘上设有夹轨装置。夹轨装置主要是将轨轮式煤矿用膏体充填泵与井下铁轨固定，以防止轨轮式煤矿用膏体充填泵工作时前后移动。使用时旋开夹紧螺杆，调整夹紧臂的槽口使之与井下铁轨相吻合，然后旋紧夹紧螺杆即可。

10、在分体式行走底盘的前、后两个独立的底盘之间设有连接插销；连接插销采用安标认证的窄轨矿车连接插销，用来连接分体式底盘4，连接插销的强度完全满足煤矿井下恶劣的工矿环境。

11、动力装置与工作装置之间由液压胶管连接，该液压胶管采用安标认证的二层钢丝编织液压支架软管总成。主要将动力装置的动力油传递给工作装置，以驱动工作装置正常工作，液压胶管的抗爆破能力、阻燃和抗静电性完全满足煤矿井下恶劣的环境。

12、在动力装置与工作装置之间设有快换装置，该快换装置是一种液压接头快速连接装置，可以将液压动力由动力装置传递给工作装置；在整机分开和连接时，快换装置能保证液压胶管在连接时不发生液压油洒漏，同时又能保证快速连接。

轨轮式煤矿用膏体充填泵为隔爆、全液压型充填泵，预搅拌的充填物料由皮带机输送至双螺旋搅拌机内，双螺旋搅拌机可将级配充填物料搅拌成可以连续泵送的膏体状物料，并将膏体状物料输送至充填泵的料斗内，利用工作装置的泵送机构将料斗内的膏体状物料通过输送管泵送至施工现场。充填泵的隔爆型电动机、电磁真空启动器、紧急停止开关、照明灯和电铃符合中国的国标GB 3836-2000防爆标准，防爆类别为：Exd I。该泵结构紧凑、体积小、重量轻、上料高度低，极适合于狭小坑道、隧道内施工。控制方式采用全液压控制，操作简单、运行平稳、振动和噪音都较小；充填泵具有完善的液控保护系统，运行安全可靠。充填泵分配阀换向阻力小、寿命长、维修方便，能满足中等距离以上的物料输送。

本发明克服了现有技术的煤矿用混凝土泵在输送中存在物料分散、离析、凝固和工人劳动强度大的突出矛盾；除具有煤矿用混凝土泵的一般性能外，还具有快速移动、物料搅拌、物料输送、紧急停机、现场照明、信号传递和快速连接的功能；尤其是现场搅拌，产生了显著的进步和意想不到的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

实施例1，轨轮式煤矿用膏体充填泵主要由双螺旋搅拌机，结构参照图1：轨轮式煤矿用膏体充填泵由动力装置3和工作装置2组成，分别安装在分体式行走底盘4上；工作装置的上部安装有用于物料现场搅拌和物料输送的双螺旋搅拌机1，在工作装置的操作位置处安装有用于电机紧急停止的紧急停止开关10，双螺旋搅拌机的侧面安装有用于现场照明的照明灯12；在动力装置的电机启动器附近安装有警示电铃5，每次工作时均按响警示电铃，以便提醒来往人员注意；为保证保证上、下罐笼拆装整机时液压油洒漏，在由动力装置3和工作装置2之间设有快换装置9，解决整机拆装时液压油洒漏问题。其中各部分的具体结构分述如下。

1.双螺旋搅拌机

双螺旋搅拌机1由驱动装置、搅拌装置和搅拌筒组成。

驱动装置主要由两个液压马达、同步阀和换向阀组成；马达用来驱动搅拌装置，同步阀是用来将动力装输入的动力油平均分配给两个液压马达，使输往每个马达的液压油流量相等；换向阀用来改变搅拌装置旋转方向，可使搅拌装置处于正搅拌、反搅拌和停止状态。

搅拌装置主要由搅拌轴、搅拌叶片等组成，在搅拌机的双搅拌轴轴上分别安装正、反螺旋叶片，螺旋叶片采用变螺距结构，即搅拌叶片是由不同螺距的叶片焊接成一体，叶片的螺距从进料口到出料口逐渐变小；液压马达为柱塞马达，通过花键与搅拌轴联结，搅拌轴通过支承安装在搅拌筒上。

搅拌筒采用低合金高强钢焊接而成，在筒体上设计有进料口、溢流板、出料口、放料口和加水口；搅拌好的膏体状矿用混凝土通过出料口直接进入工作装置2的料斗内。

2.工作装置

工作装置2是整机的工作机构，主要由料斗、泵送机构、操作系统和润滑系统组成，固定在轨轮式底盘4上。

料斗是轨轮式煤矿用膏体充填泵的承料器，当皮带输送机向充填泵的双螺旋搅拌机供料速度不一致时，料斗可以起到调节作用；料斗内二次搅拌装置可对膏体状物料进行二次搅拌，改善物料的可泵性。

泵送机构由“S”管-摆动装置和泵送装置组成，进入料斗内的膏体状物料，在“S”管-摆动装置和泵送装置的协调作用下，将料斗内的膏体状物料通过输送管泵送至施工现场。

操作系统是整机各种动作的操作机构，主要包括：搅拌机操作、料斗操作、泵停-泵开操作、正泵-反泵操作、电机启动-停止操作、照明灯开-关操作、警示电铃开-关操作、紧急停止开关操作等。

润滑系统由手动润滑泵、干油过滤器、递进式分配器等组成。手动润滑泵泵出的润滑脂经过滤器后流入分配器，再分配给各个润滑点，保证整机各工作机构正常运行。

3.动力装置

本机的动力装置3由隔爆型三相异步电机、隔爆型真空电磁启动器、主油泵、双联齿轮泵、变量泵、联轴器和连接支架组成，主要为整机提供动力。隔爆型三相异步电机和隔爆型真空电磁启动器可以在含有瓦斯等爆炸性混合物存在的煤矿井下非采掘工作面上使用；主油泵具有恒功率变量和液压变量双重功能，用于驱动工作装置内的泵送装置，采用联轴器串接在电机前端；双联齿轮泵用于驱动工作装置内的摆动装置和料斗二次搅拌装置，与主油泵泵串接在一起；变量泵用于驱动双螺旋搅拌机，采用联轴器串接在电机后端。

4.轨轮式底盘

轨轮式底盘4采用分体式，由前、后两个独立的底盘组成，使用时用连接插销连接即可；轨轮采用600、762或900mm的可装拆式轮对，方便沿轨道转运，解决了整机通过弯道需拆装泵机的缺陷。

5.警示电铃

警示电铃5采用矿用隔爆型(声光组合)连击式电铃，适用于具有爆炸性空气混合物的煤矿井下，接通时会发出断续或连续声响，同时会发出闪烁的灯光，提醒工作配合人员及时保持沟通，也警示来往人员注意。

6.夹轨装置

夹轨装置6固定在轨轮式底盘4上，主要是将轨轮式煤矿用膏体充填泵与井下铁轨固定，以防止轨轮式煤矿用膏体充填泵工作时前后移动。使用时旋开夹紧螺杆，调整夹紧臂的槽口使之与井下铁轨相吻合，然后旋紧夹紧螺杆即可。

7.连接插销

连接插销7采用安标认证的窄轨矿车连接插销，用来连接分体式底盘4，连接插销的强度完全满足煤矿井下恶劣的工矿环境。

8.液压胶管

液压胶管8采用安标认证的二层钢丝编织液压支架软管总成，主要将动力装置的动力油传递给工作装置，以驱动工作装置正常工作，液压胶管的抗爆破能力、阻燃和抗静电性完全满足煤矿井下恶劣的环境。

9.快换装置

快换装置9是一种液压接头快速连接装置，可以将液压动力由动力装置传递给工作装置；在整机分开和连接时，快换装置能保证液压胶管在连接时不发生液压油洒漏，同时又能保证快速连接。

10.紧急停止开关

紧急停止开关10是一种矿用隔爆型急停按钮，适用于具有爆炸性气体混合物的煤矿井下，安装在整机操作位置附近；在出现紧急故障时可以快速对信号和控制电机的电磁真空启动器进行急停控制，防止事故发生。

11.液压系统

液压系统11按其功能的不同，可分为泵送系统、料斗搅拌系统、搅拌机搅拌系统和水清洗系统组成。

①泵送系统

泵送系统主要控制泵送机构的动作，在泵送液压系统的控制下，泵送机构中的“S”管-摆动装置和泵送装置作相互往复-交替运动，将工作装置料斗内的充填料泵送至施工现场。

②料斗搅拌系统

料斗搅拌液压系统主要控制料斗内的二次搅拌装置，料二次搅拌装置可对膏体状物料进行二次搅拌，改善物料的可泵性。

③搅拌机搅拌液压系统

搅拌机搅拌系统主要用来控制双螺旋搅拌机，双螺旋搅拌机在液压系统的控制下，作相向旋转运动，将搅拌筒内的物料搅拌后输送至工作装置的料斗内。

④水清洗系统

水清洗系统主要用来清洗清洗料斗、搅拌筒等部位，将附在泵机上的污物清洗干净。

12.照明灯

由于井下灯光较暗，尤其是远离主巷道的区域；为保证主机操作人员安全可靠地操作机器，在双螺旋搅拌机1的前端设置照明灯12，保证人员操作位置附近光线充足，防止误操作的发生。照明灯是一种矿用隔爆型机车照明灯，适用于具有爆炸性气体混合物的煤矿井下。

13.牵引装置

牵引装置13固定在整机分体式底盘4的前后两端，由牵引碰头、连接插销和连接链组成，牵引高为320mm，可用井下牵引机车或挂在井下标准矿车后面进行牵引移位。

①牵引碰头

牵引碰头是带有缓冲机构的防碰撞装置，主要是防止泵机牵引挂钩时发生碰撞，在牵引碰头安装有连接插销和连接链。

②连接插销

连接插销采用安标认证的窄轨矿车连接插销，连接插销的强度和抗破断能力完全满足煤矿井下恶劣的工矿环境。

③连接链

连接链采用安标认证的三环链，连接链的强度完全满足煤矿井下恶劣的工矿环境。

轨轮式煤矿用膏体充填泵是煤矿井下矿用混凝土施工的一个关键设备，到达煤矿井下现场工作时先将工作装置2和动力装置3用连接插销7联结成一体，然后用夹轨装置6将整机与井下铁轨固定，以防止充填泵工作时移动，最后用快换装置9连接液压胶管8，液压动力油由动力装置3通过液压胶管传递给工作装置2。轨轮式煤矿用膏体充填泵工艺施工流程见图2。

Claims (9)

1、一种轨轮式煤矿用膏体充填泵，由动力装置和工作装置组成，该动力装置和工作装置安装在底盘上，其中的工作装置由料斗、泵送机构、操作系统和润滑系统组成，所述工作装置的泵送机构由“S”管-摆动装置和泵送装置组成；其特征在于，

所述的安装动力装置和工作装置的底盘，采用分体式行走底盘，由前、后两个独立的底盘组成；

所述的安装动力装置和工作装置分别安装在该分体式行走底盘的前、后两个独立的底盘上；

所述工作装置的料斗内设有二次搅拌装置；

所述工作装置上安装有用于物料现场搅拌和物料输送的双螺旋搅拌机：该双螺旋搅拌机的搅拌装置由双搅拌轴、搅拌叶片组成，所述的双搅拌轴轴上分别安装正、反旋向螺旋叶片；双搅拌轴通过支承安装在搅拌筒上；由两个液压马达作为搅拌装置的驱动装置；

搅拌筒的筒体上设有进料口、溢流板、出料口、放料口和加水口；所述的出料口与工作装置料斗的空间位置对应设置。

2、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，所述双螺旋搅拌机的螺旋叶片采用变螺距结构；

所述双螺旋搅拌机驱动装置的两个液压马达上设有同步阀和换向阀。

3、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，所述的液压马达采用柱塞马达，该柱塞马达通过花键与搅拌轴联结，搅拌轴通过支承安装在搅拌筒上。

4、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，在所述工作装置的操作位置处安装有用于电机紧急停止的紧急停止开关；

在双螺旋搅拌机的侧面安装有用于现场照明的照明灯；

在动力装置的电机启动器附近安装有警示电铃。

5、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，在由动力装置和工作装置之间设有快换装置。

6、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，所述分体式行走底盘的轨轮采用600、762或900mm的可装拆式轮对。

7、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，轨轮式底盘上设有夹轨装置。

8、根据权利要求1所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，在分体式行走底盘的前、后两个独立的底盘之间设有连接插销；

所述的动力装置与工作装置之间由液压胶管连接，该液压胶管采用二层钢丝编织液压支架软管总成。

9、根据权利要求1～8之一所述的轨轮式煤矿用膏体充填泵，其特征在于，在动力装置与工作装置之间设有快换装置，该快换装置是一种液压接头快速连接装置。

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