块煤防破碎装置的制作方法

本发明涉及块煤输送装置领域，尤其是涉及一种块煤防破碎装置。

背景技术：

块煤，化石能源，煤炭经过地下开采而分拣出来的块状形体。经简单筛选后剩下的大块有烟煤，筛选常用通过网目大小来规定最小尺寸的块度。

块煤的用途有很多，如：

1)发电用煤：我国约1/3以上的煤用来发电，目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值，把热能转变为电能。

2)蒸汽机车用煤：占动力用煤2％左右，蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。

3)建材用煤：约占动力用煤的l0％以上，以水泥用煤量最大，其次为玻璃、砖、瓦等。

4)一般工业锅炉用煤：除热电厂及大型供热锅炉外，一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多，数量大且分散，用煤量约占动力煤的30％。

5)生活用煤：生活用煤的数量也较大，约占燃料用煤的20％。

6)冶金用动力煤：冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤，其用量不到动力用煤量的1％。

煤炭供给侧结构调整的关键是清洁高效，而分质利用、分级利用、多级联产等措施是具有中国特色的洁净能源技术之路，在当前煤炭市场萎靡的大形势下，市场对块煤的巨大需求促使块煤价格急剧攀升，块煤产品价格比末煤产品价格普遍高出100元/t以上，因此，提高块煤产量，减少块煤破损率，成为提高煤炭企业经济效益的重要途径之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供块煤防破碎装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的块煤防破碎装置，其包括高位接料直线溜槽；

所述高位接料溜槽包括接料部和直线溜槽部；

所述接料部固定设置在所述直线溜槽部的上端；

所述接料部为弧形。

进一步的，所述直线溜槽部的槽底与所述接料部的槽底相切。

进一步的，块煤防破碎装置还包括溜槽盖板；

所述溜槽盖板固定设置在所述高位接料直线溜槽的上方，与所述高位接料直线溜槽共同构成筒状结构。

进一步的所述接料部远离所述直线溜槽部的一端的宽度大于所述接料部靠近所述直线溜槽部的一端的宽度。

进一步的所述直线溜槽部远离所述接料部的一端设置有缓冲部；

所述缓冲部为坡度小于所述直线溜槽部的直线式溜槽。

本发明还提供了另一种块煤防破碎装置，其包括高位接料螺旋溜槽；

所述高位接料螺旋溜槽包括接料部和螺旋溜槽部；

所述接料部高度设置在所述螺旋溜槽部的上端；

所述接料部为弧形。

进一步的，所述螺旋溜槽部的槽底与所述接料部的槽底相切。

进一步的，块煤防破碎装置，还包括溜槽盖板；

所述溜槽盖板固定设置在所述高位接料螺旋溜槽的上方，与所述高位接料螺旋溜槽共同构成筒状结构。

进一步的，所述接料部远离所述螺旋溜槽部的一端的宽度大于所述接料部靠近所述螺旋溜槽部的一端的宽度。

进一步的，所述螺旋溜槽部的螺旋角从靠近所述接料部的一端向远离所述接料部的一端渐小。

本发明提供的块煤防破碎装置，通过将接料部设置在输送机处，再通过直线溜槽部或螺旋溜槽部将之输送到下方的需要使用的地方。通过倾斜设置在直线溜槽部或螺旋溜槽部将块煤下落时的竖直方向的速度降低，进而避免块煤之间的相互碰撞，减少了块煤破碎的几率，提高了块煤的产量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的块煤防破碎装置的主视图；

图2为图1所示的块煤防破碎装置的俯视图；

图3为图1所示的块煤防破碎装置的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种块煤防破碎装置的结构示意图。

附图标记：

1：输送机 2：接料部 3：直线溜槽部

4：溜槽盖板 5：缓冲部 6：螺旋溜槽部

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对块煤在高落差转载环节产生破碎的实际情况，从碰撞接触力学角度分析块煤的破碎机理，得出块煤碰撞时产生的瞬时冲击力是导致其破碎的最主要原因。

块煤转载时，煤流卸载方式是以一定的初速度做平抛运动。煤流与下一部设备第一时间接触的点称为落煤点。依据动量定理Ft＝△p和动量守恒定律mgt₁-F₀t₂-Ft₃＝0进行分析，块煤在竖直下落的时间t₁内，受到重力向下的冲量为mgt₁；块煤在接触到物体并与物体发生相对运动，摩擦力F₀对块煤产生的阻力冲量为F₀t₂；块煤在接触到物体(落煤点)并同时发生形变时，阻力F对块煤的冲量是Ft₃，块煤所受挤压应力越大，即单位面积受到接触力F越大，块煤形变越大，当挤压应力达到一定值(δ_jy)时，则会发生破碎。因此块煤不破碎需满足以下条件：

∵mgt₁-F₀t₂-Ft₃＝0

$t_1=\sqrt{\frac{2h}{g}}$

再加上位置修正参数：mv₀sinθ，得出块煤防破碎数学模型：

式中：g——重力加速度，m/s²；

δ_jy——块煤最小挤压破碎应力，为固定值；

δ_煤——块煤所受挤压应力；

m——块煤质量，kg；

h——转载点两设备之间的落差，m；

t₁——块煤下落的总时间，s；

t₂——块煤与物体接触并发生相对运动的时间，s；

t₃——块煤开始碰撞瞬时和脱离瞬时的时间差，s；

A——块煤与被撞物体的接触面积，m²；

以上是对于块煤从抛离设备到落入下一设备整个过程运用动量定理做出的块煤防破碎数学模型。对于块煤碰撞瞬间(包括块煤与块煤、块煤与设备之间的碰撞)进行动量定理分析，接触单元之间碰撞产生的挤压应力可表示为：

式中：m₁、m₂——接触单元1、2的质量；

e——恢复系数；

v——开始碰撞瞬时接触单元的速度；

由式2-1可知：块煤在转载过程中所受的挤压应力与块煤转载的高差h成正比，与块煤下落过程中所受的摩擦力F₀和作用时间t₂成反比，同时与块煤质量m、接触面积A等参数有关；由式2-2可知：块煤在碰撞时产生的挤压应力与碰撞瞬时相对运动速度v成正比，与接触时间t₃成反比，同时还与恢复系数e有关。相对运动速度v越大、接触时间t₃越短，碰撞产生的挤压应力越大，反之，碰撞产生的挤压应力越小，块煤越不容易破碎。

对于单质点间的碰撞，我们可以运用以上方法计算，对于属于散体物料的块煤来说，其运行过程中各质点间都存在相互作用，虽然以上方法同样适用，但由于运算量太大无法采用普通方法进行求解。

针对散体物料国内外有很多理论进行计算，具有代表性的是离散单元法(DEM)。离散单元法是求解与分析复杂离散系统的运动规律与力学特性的数值方法，其认为系统是由离散的个体组成，个体之间存在接触与脱离、相互作用以及接触力与能量的联系，再借助计算机强大的计算能力，对物料的运动规律进行模拟仿真研究。

基于上述原理，本发明提供了一种块煤防破碎装置，如图1和图2所示，其包括高位接料直线溜槽；

所述高位接料溜槽包括接料部2和直线溜槽部3；

所述接料部2固定设置在所述直线溜槽部3的上端；

所述接料部2为弧形。

输送块煤的带式输送机1与其它设备搭接时，在带式输送机1机头部位采用高位接料型式，如图1所示，带式输送机1来料沿机头滚筒滑落到溜槽内。该结构型式的优点是块煤下落到溜槽内落差非常小，块煤和溜槽底板间几乎不会产生冲击力，块煤的防破碎效果十分明显。

优选的实施方式为，所述直线溜槽部3的槽底与所述接料部2的槽底相切。

将直线溜槽部3的槽底和接料部2的槽底相切设置后，能够保证块煤不会从输送机1上平射出去，进而不会在直线溜槽部3的槽内产生撞击，保证了块煤的完整性。

优选的实施方式为，块煤防破碎装置还包括溜槽盖板4；

所述溜槽盖板4固定设置在所述高位接料直线溜槽的上方，与所述高位接料直线溜槽共同构成筒状结构。

在高位接料直线溜槽上高地设置溜槽盖板4，能够将接料部2和直线溜槽部3的滑槽覆盖，进而避免了由于块煤输送量过大时造成块煤从滑槽内滑落，进而保证了不会有块煤掉在地上后被摔碎，进而保证了块煤输送的完整性，提高了块煤的生产率。

优选的实施方式为，所述接料部2远离所述直线溜槽部3的一端的宽度大于所述接料部2靠近所述直线溜槽部3的一端的宽度。

接料部2靠近输送机1的一端开口较大，另一端开口较小，进而能够使得输送机1与接料部2连接的一端能够深入到接料部2的较大的开口端，进而保证了块煤都能够从输送机1上进入到接料部2内，不会从输送机1上直接掉落，而影响到块煤的完整性。

优选的实施方式为，如图3所示，所述直线溜槽部3远离所述接料部2的一端设置有缓冲部5；

所述缓冲部5为坡度小于所述直线溜槽部3的直线式溜槽。

由于直线溜槽部3的长度较长，进而在通过直线溜槽部3的滑槽内进行滑行的块煤会在重力的作用下，持续的加速，进而会使得块煤在落在地面上时的速度较高，会产生较大的撞击，进而容易将块煤撞碎。

为了解决上述问题，本实施例中，在直线溜槽部3的下端设置了缓冲部5，将块煤的下落速度降低下。

在本实施例中，缓冲部5为与直线溜槽部3相同的结构，但其坡度要小于直线溜槽部3，进而能够减缓块煤的下落速度，进一步保证了块煤的完整性。

本发明还提供了另一种块煤防破碎装置，如图4所示，其包括高位接料螺旋溜槽；

所述高位接料螺旋溜槽包括接料部2和螺旋溜槽部6；

所述接料部2高度设置在所述螺旋溜槽部6的上端；

所述接料部2为弧形。

因转载高差较大，为减少物料下落过程中对溜槽底板或侧板的冲击，可根据物料所需走向设计为螺旋曲面结构，压滤车间块煤防破碎装置如图2所示。由于是改造项目，厂房内每层的设备布置都很紧凑，所设计的螺旋溜槽要精准的穿过两层楼板而不能与现有设备干涉，且要留出设备检修空间，楼层的土建主梁也不能破坏。除了满足上述条件以外，还要满足块煤在溜槽内平滑的运行。与设备及土建结构间的关系可以通过安装关系图得到，但块煤是否能在溜槽内平滑运行从设计图中是看不出来的，如果螺旋角度过小，则会发生堵煤现象；如果螺旋角度过大，则块煤在溜槽内会不断加速，达不到理想的防破碎效果。

为此，我们引入了离散元动态仿真技术。将图4所示防破碎装置的三维模型导入离散元动态仿真软件，然后建立散装物料模型(块煤)，并设置其属性参数，同时设置物料与设备之间的属性参数，如摩擦系数等；在所有参数设定完成后，开始仿真计算，最后以动画图形的方式输出计算结果。经过多次螺旋角度的调整及仿真分析。在本实施例中，块煤在防破碎装置中运行的速度始终保持在2m/s-4m/s之间，且没有较大的速度冲击，出料速度约为2.5m/s，与下部带式输送机1带速相当，因此落料时也不会产生较大的冲击，从而达到良好的块煤防破碎效果。

优选的实施方式为，所述螺旋溜槽部6的槽底与所述接料部2的槽底相切。

将螺旋溜槽部6的槽底和接料部2的槽底相切设置后，能够保证块煤不会从输送机1上平射出去，进而不会在螺旋溜槽部6的槽内产生撞击，保证了块煤的完整性。

优选的实施方式为，块煤防破碎装置，还包括溜槽盖板4；

所述溜槽盖板4固定设置在所述高位接料螺旋溜槽的上方，与所述高位接料螺旋溜槽共同构成筒状结构。

在高位接料螺旋溜槽上高地设置溜槽盖板4，能够将接料部2和螺旋溜槽部6的滑槽覆盖，进而避免了由于块煤输送量过大时造成块煤从滑槽内滑落，进而保证了不会有块煤掉在地上后被摔碎，进而保证了块煤输送的完整性，提高了块煤的生产率。

优选的实施方式为，所述接料部2远离所述螺旋溜槽部6的一端的宽度大于所述接料部2靠近所述螺旋溜槽部6的一端的宽度。

接料部2靠近输送机1的一端开口较大，另一端开口较小，进而能够使得输送机1与接料部2连接的一端能够深入到接料部2的较大的开口端，进而保证了块煤都能够从输送机1上进入到接料部2内，不会从输送机1上直接掉落，而影响到块煤的完整性。

优选的实施方式为，所述螺旋溜槽部6的螺旋角从靠近所述接料部2的一端向远离所述接料部2的一端渐小。

由于螺旋溜槽部6的长度较长，进而在通过螺旋溜槽部6的滑槽内进行滑行的块煤会在重力的作用下，持续的加速，进而会使得块煤在落在地面上时的速度较高，会产生较大的撞击，进而容易将块煤撞碎。

为了解决上述问题，本实施例中，在螺旋溜槽部6的下端设置了缓冲部5，将块煤的下落速度降低下。

在本实施例中，缓冲部5为与螺旋溜槽部6相同的结构，但其坡度要小于螺旋溜槽部6，进而能够减缓块煤的下落速度，进一步保证了块煤的完整性。

本发明提供的块煤防破碎装置，通过将接料部2设置在输送机1处，再通过直线溜槽部3或螺旋溜槽部6将之输送到下方的需要使用的地方。通过倾斜设置在直线溜槽部3或螺旋溜槽部6将块煤下落时的竖直方向的速度降低，进而避免块煤之间的相互碰撞，减少了块煤破碎的几率，提高了块煤的产量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。