CN203865621U - 一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，自上而下依次包括悬挂机构、缓冲机构、环形钢板、固定底座，其中：缓冲机构包括多个扇形的曲面缓冲板和与多个扇形的曲面缓冲板一一对应的多个弹簧；多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件，且每个弹簧的一端与扇形的曲面缓冲板固定连接，每个弹簧的另一端与环形钢板固定连接；环形钢板固定连接在固定底座上；悬挂机构包括与多个扇形的曲面缓冲板一一对应的多根悬挂杆，且每根悬挂杆分别与锥形组件中相邻的两个扇形的曲面缓冲板铰接。上述缓冲装置，可大大减小物料对仓壁的冲击，实现固体物料的安全投放。

Description

一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置

技术领域

本实用新型涉及煤矿及金属矿山固体充填采煤物料缓冲设备领域，尤其涉及一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置。

背景技术

随着我国以矸石、粉煤灰、黄土、建筑垃圾等固体物料为充填材料的综合机械化固体物料充填采煤技术的日臻成熟，逐渐实现了对“三下”压煤及金属矿山的规模性开采，并实现了对采空区的有效充填，有效的提高了煤炭资源的回采率，解决了我国“三下”压煤开采问题，同时解决了废弃物矸石、粉煤灰、金属尾矿的地面堆放问题；

很显然，综合机械化固体物料充填采煤技术具有重要的现实意义和广阔的应用前景。在煤矿及金属矿山综合机械化固体充填采煤物料作业时，当地面物料通过投料系统投放至井下的时候，重力作用下固体填充采煤物料将竖直向下产生比较大动能和冲击动量，如何减小物料的冲击，减小其对储料仓的仓壁的损害，一直是充填开采投料作业的一个难点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，自上而下依次包括悬挂机构、缓冲机构、环形钢板、固定底座，其中：

所述缓冲机构包括多个扇形的曲面缓冲板和与多个所述扇形的曲面缓冲板一一对应的多个弹簧；多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件，且每个弹簧的一端与所述扇形的曲面缓冲板固定连接，每个弹簧的另一端与所述环形钢板固定连接；

所述环形钢板固定连接在所述固定底座上；

所述悬挂机构包括与多个所述扇形的曲面缓冲板一一对应的多根悬挂杆，且每根悬挂杆分别与锥形组件中相邻的两个扇形的曲面缓冲板铰接。

较佳地，所述缓冲机构中的扇形的曲面缓冲板的数量为3-6个。

较佳地，所述固定底座包括三根实体圆柱和锥形导流机构；

三根所述实体圆柱中，每两根实体圆柱相对成渐开线设置固定连接，且任意两根实体圆柱之间的夹角均为120度；

所述锥形导流机构为倒立锥面导流板，且所述锥形导流机构固定连接在三根实体圆柱连接成的结构组件上。

较佳地，多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件的中心分别与所述锥形导流机构的中心和所述固定底座的中心同轴。

较佳地，所述弹簧为拉簧。

较佳地，所述环形钢板的外环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.75倍，所述环形钢板的内环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.6倍。

较佳地，多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径范围为1.5～2.5m。

较佳地，所述锥形导流机构及扇形的曲面缓冲板的表面均电镀有高强耐磨层。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，分析上述结构原理可知：固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，主要由缓冲机构、环形钢板、固定底座及悬挂机构组成。其中最为重要的结构组件是缓冲机构，其由多个相同的扇形的曲面缓冲板和多组相同的拉力弹簧组成(例如3个或其他数量)，弹簧上部连接扇形的曲面缓冲板，弹簧下部连接环形钢板，缓冲机构主要通过扇形的曲面缓冲板和各组弹簧相互配合起到缓冲作用，环形钢板焊接在固定底座上，用于固定弹簧；悬挂机构与扇形的曲面缓冲板上边缘两端铰接连接，通过悬挂机构中的悬挂杆与焊接在扇形的曲面缓冲板上边缘的固定同轴心铁环套接实现铰接；

在物料落下进行缓冲作业时，扇形的曲面缓冲板在物料的重力冲击作用下绕固定于扇形的曲面缓冲板顶部边缘的同轴心铁环向下翻转并产生空隙，物料经空隙落于锥形导流机构上并由锥形导流机构分流而自然落下。很显然在物料下落过程中，物料先冲击多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件上，锥形组件倒立设置形成一个巨大的开口可以迎接物料的下落，随后物料沿着扇形的曲面缓冲板向锥形组件的中心下落并汇聚，汇聚的同时物料相互撞击损失一部分动能，同时物料在下落经过扇形的曲面缓冲板的变向缓冲损失一部分动能；在物料向锥形组件的中心滑落是，由于扇形的曲面缓冲板受到来自物料的冲击力后，绕固定于扇形的曲面缓冲板上边缘的同轴心铁环向下翻转，并最终于锥形组件即缓冲机构的中心处形成空隙，物料经空隙下落至锥形导流机构上端面，并由锥形导流机构分流而自由低速散落至储料仓；同时，位于扇形的曲面缓冲板之下的弹簧组亦受力下压，并呈向上运动的趋势，从而对扇形的曲面缓冲板的向下运动有一定的缓冲作用，近而达到扇形的曲面缓冲板对物料的缓冲作用。在物料逐步落入储料仓的过程中，弹簧组泄压逐渐恢复原形，带动扇形的曲面缓冲板以铰接点向上旋转并闭合，恢复到自然状态。

本实用新型在应用于综合机械化固体物料充填采煤技术中，当地面物料通过投料管道投放到井下时，若直接投放，不加缓冲装置，则物料会对储料仓的仓壁形成直接冲击，极容易破坏储料仓的仓壁，安装固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，可大大减小物料对仓壁的冲击，实现固体物料的安全投放。整个装置使用方便，安全高效、投资少，在井工充填开采具有广泛的实用性，对于其他的矿山工程具有借鉴意义。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的扇形的曲面缓冲板示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的弹簧组示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的环形钢板示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的固定底座俯视图和正视图；

图5是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的实体圆柱示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的锥形导流机构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置中的悬挂机构正视图；

图8是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的自然状态正视图；

图9是图8本实用新型自然状态俯视图；

图10是本实用新型实施例一提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的工作状态正视图；

图11是图10本实用新型工作状态俯视图；

图中：1-扇形的曲面缓冲板，2-弹簧，3-环形钢板，4-固定底座，5-实体圆柱，6-锥形导流机构，7-悬挂机构。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例一

参见图8和图10，本实用新型实施例一提供了一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，自上而下依次包括悬挂机构7、缓冲机构、环形钢板3(另参见图3和图9)、固定底座4(另参见图4)，其中：

所述缓冲机构包括多个扇形的曲面缓冲板1和与多个所述扇形的曲面缓冲板1一一对应的多个弹簧2(另参见图2)；多个扇形的曲面缓冲板1相互铰接形成倒立的锥形组件(图8中已示意该结构)，且参见图1中可以看出每个弹簧2的一端与所述扇形的曲面缓冲板1固定连接，每个弹簧2的另一端与所述环形钢板3固定连接；

所述环形钢板3固定连接(包括例如：焊接或是其他固定连接方式)在所述固定底座4上；

所述悬挂机构7包括与多个所述扇形的曲面缓冲板1一一对应的多根悬挂杆(即图7中编号7所示意的结构)，且每根悬挂杆分别与锥形组件中相邻的两个扇形的曲面缓冲板1铰接。

需要说明的是，所述缓冲机构中的扇形的曲面缓冲板的数量为3-6个(或是其他数量，对此本实用新型实施例不做具体限定，只是上述附图1中所示意的缓冲机构是由3个扇形的曲面缓冲板构成的)。

首先介绍一下扇形的曲面缓冲板的单体结构，其具有一定曲率的曲面板，且为扇形结构；

多个扇形的曲面缓冲板的装配成倒立的锥形组件：多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件，其中具体铰接位置在于扇形的曲面缓冲板的顶部即扇形的弧面边缘，多个扇形的曲面缓冲板的“圆心角”相对设置(即在锥形组件打开时形成的缝隙处)；(其中关于扇形解释：一条弧和经过这条弧两端的两条半径所围成的图形叫扇形。1、圆上A、B两点之间的的部分叫做“弧”，读作“弧AB”。2、以圆心为中心点的角叫做“圆心角”。)

需要说明的是，参见图4和图5，所述固定底座4包括三根实体圆柱5和锥形导流机构6(另参见图6)；

三根所述实体圆柱中，每两根实体圆柱相对成渐开线设置固定连接，且任意两根实体圆柱之间的夹角均为120度；

所述锥形导流机构为倒立锥面导流板，且所述锥形导流机构固定连接在三根实体圆柱连接成的结构组件上。多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件的中心分别与所述锥形导流机构的中心和所述固定底座的中心同轴。

需要说明的是，上述多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件的中心分别与所述锥形导流机构的中心和所述固定底座的中心同轴明确了三种主要结构之间的空间位置关系。

下面介绍一下本实用新型实施例提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的工作原理：

图8、图9是固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的自然状态示意图；图10、图11是固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的工作状态示意图。

在物料落下进行缓冲作业时，扇形的曲面缓冲板在物料的重力冲击作用下绕固定于扇形的曲面缓冲板顶部边缘的同轴心铁环向下翻转并产生空隙(参见图10和图11)，物料经空隙落于锥形导流机构上并由锥形导流机构分流而自然落下。很显然在物料下落过程中先冲击多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件上，锥形组件倒立设置形成一个巨大的开口可以迎接物料的下落，随后物料沿着扇形的曲面缓冲板向锥形组件的中心下落并汇聚，汇聚的同时物料相互撞击损失一部分动能，同时物料在下落经过扇形的曲面缓冲板的变向缓冲损失一部分动能；在物料向锥形组件的中心滑落是，由于扇形的曲面缓冲板受到来自物料的冲击力后，绕固定于扇形的曲面缓冲板上边缘的同轴心铁环向下翻转，并最终于锥形组件即缓冲机构的中心处形成空隙，物料经空隙下落至锥形导流机构上端面(这时也会使物料的动能和冲击动量产生损失，与此同时锥形导流机构还完成了对物料的自然导流操作)，并由锥形导流机构分流而自由低速散落至储料仓；

由于物料在坠落过程中经过了多级的机械结构缓冲作用，造成了其动能和冲击动量的大量损耗和转移(例如转移给扇形的曲面缓冲板翻转等)，这样由于物料动能的下降，其坠落速度也相应急剧下降，因此本实用新型实施例提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置缓冲作用明显。

同时，位于扇形的曲面缓冲板之下的弹簧组亦受力下压，并呈向上运动的趋势，从而对扇形的曲面缓冲板的向下运动有一定的缓冲作用，近而达到扇形的曲面缓冲板对物料的缓冲作用。在物料逐步落入储料仓的过程中，弹簧组泄压逐渐恢复原形，带动扇形的曲面缓冲板以铰接点向上旋转并闭合，恢复到自然状态。

较佳地，所述弹簧为拉簧(拉力弹簧)。

需要说明的是，该处弹簧选择为拉力弹簧，保证其对扇形的曲面缓冲板保持足够的弹簧拉力。

下面公开一下本实用新型实施例提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的部分结构之间的尺寸特征：

所述环形钢板的外环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.75倍，所述环形钢板的内环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.6倍。

多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径范围为1.5～2.5m。

所述锥形导流机构及扇形的曲面缓冲板的表面均电镀有高强耐磨层。

需要说明的是，由于物料下落过程中重力冲击作用以及在表面滑落时的摩擦力作用，物料对锥形导流机构及扇形的曲面缓冲板表面的损伤力量比较大，只有采用锥形导流机构及扇形的曲面缓冲板的表面电镀高强耐磨层，才能保证其表面能够长时间抵御物料的冲击和摩擦，保证本实用新型实施例提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置的使用寿命。

在本实用新型实施例提供的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，结构简单实用，可大大减小物料对仓壁的冲击，实现固体物料的安全投放。整个装置使用方便，安全高效、投资少，在井工充填开采具有广泛的实用性，对于其他的矿山工程具有借鉴意义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，自上而下依次包括悬挂机构、缓冲机构、环形钢板、固定底座，其中：

所述缓冲机构包括多个扇形的曲面缓冲板和与多个所述扇形的曲面缓冲板一一对应的多个弹簧；多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件，且每个弹簧的一端与所述扇形的曲面缓冲板固定连接，每个弹簧的另一端与所述环形钢板固定连接；

所述环形钢板固定连接在所述固定底座上；

所述悬挂机构包括与多个所述扇形的曲面缓冲板一一对应的多根悬挂杆，且每根悬挂杆分别与锥形组件中相邻的两个扇形的曲面缓冲板铰接。

2.如权利要求1所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

所述缓冲机构中的扇形的曲面缓冲板的数量为3-6个。

3.如权利要求1所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

所述固定底座包括三根实体圆柱和锥形导流机构；

三根所述实体圆柱中，每两根实体圆柱相对成渐开线设置固定连接，且任意两根实体圆柱之间的夹角均为120度；

所述锥形导流机构为倒立锥面导流板，且所述锥形导流机构固定连接在三根实体圆柱连接成的结构组件上。

4.如权利要求3所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

多个扇形的曲面缓冲板相互铰接形成倒立的锥形组件的中心分别与所述锥形导流机构的中心和所述固定底座的中心同轴。

5.如权利要求1所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

所述弹簧为拉簧。

6.如权利要求1所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

所述环形钢板的外环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.75倍，所述环形钢板的内环直径是多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径的0.6倍。

7.如权利要求6所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

多个扇形的曲面缓冲板形成的锥形组件的外接圆直径范围为1.5～2.5m。

8.如权利要求3所述的固体充填开采垂直投料漏斗式缓冲装置，其特征在于，

所述锥形导流机构及扇形的曲面缓冲板的表面均电镀有高强耐磨层。