一种矿山充填料浆输送管道多向切换装置的制作方法

本实用新型涉及金属/非金属矿山充填技术领域，尤其是涉及一种矿山充填料浆输送管道多向切换装置。

背景技术：

随着矿山开采安全、环保标准的不断提高，充填采矿法近年来获得了巨大发展和广泛应用。充填料浆在地表制备后，通过充填管道输送至井下采场；当主管道自地表制备站延伸至采场附近时，一般一条主管道对应多条通向不同采场的分支管道。由于同时段内，单一主管道仅与多分支管当中的一条采用法兰方式相连，故通常依靠人工完成主管道与不同分支管间的切换过程。

国内通行做法是完成一个采场的充填作业后，井下人员通知地表制备站全系统停机并清洗管道，井下人员接到管道清洗完毕指令后，人工将通往已充采场的管道连接法兰拆下，换上通往下一个充填采场的管道后，再通知地表制备站进行充填；照此方式，每更换一次充填采场，即需完整的进行上述整个流程，此过程繁琐且效率较低，不利于矿山充填过程的连续进行及自动化程度的提高；且频繁停机洗管将导致充填采场内洗管水增多，易使实际充填浓度低于设计浓度，进而使充填体强度达不到理论设计值，为后续采矿埋下安全隐患。

因此，在主管道与多分支管道交汇处，根据待充采场分布特征及分支管道数量，选取一种结构简单、能够实现带料切换、远程控制的充填料浆输送管道多向切换的装置，对保证充填作业的连续性、提高充填管输系统的自动化程度、提高充填作业效率及充填体质量均有重要意义。

技术实现要素：

根据上述缺点和不足，本公开内容的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个。

本实用新型提供一种矿山充填料浆输送管道多向切换装置，包括驱动机构和换向机构，所述换向机构具有换向通道，所述换向通道的进料口用于与主管道连通，所述换向通道的出料口用于与多个分支管道连通，所述驱动机构与所述换向机构传动连接，所述驱动机构用于驱动所述换向机构转动，以使所述换向通道的出料口对准任意一个所述分支管道或与各个所述分支管道交错设置。

进一步地，所述矿山充填料浆输送管道多向切换装置还包括均与所述换向机构转动连接的进料部和出料部；

所述进料部具有进料管，所述进料管的一端用于与所述主管道连接，另一端与所述换向通道的进料口连通；

所述出料部具有多个分支管段，所述分支管段的一端用于与一条所述分支管道连接，所述分支管段的另一端与所述换向通道的出料口连通。

进一步地，所述进料管设有第一法兰组件，所述第一法兰组件用于将所述进料管与所述主管道连接；

所述分支管段上设有第二法兰组件，所述第二法兰组件将所述分支管段与一个所述分支管道连接。

进一步地，所述矿山充填料浆输送管道多向切换装置还包括箱体，所述箱体罩设于所述换向机构、所述进料部和所述出料部的外部。

进一步地，所述进料管还设有第三法兰组件，所述第三法兰组件将所述进料管安装于所述箱体上；

所述分支管段上还设有第四法兰组件，所述第四法兰组件将所述分支管段安装于所述箱体上。

进一步地，所述箱体为长方体结构，和/或，所述箱体的材料为金属。

进一步地，所述进料管的轴线与所述换向机构的转动轴线重合，面向多个所述分支管段的横截面方向，多个所述分支管段的管心均分布在以所述进料管的管心为圆心的同心圆上。

进一步地，所述分支管段的数量n，任意相邻的两个所述分支管段的管心与所述进料管的管心之间连线的夹角角度为/n°。

进一步地，所述换向通道的进料口与所述进料管直径相等且轴线重合，所述换向通道的出料口与各个所述分支管段直径相等且与与其对准的所述分支管段轴线重合。

进一步地，所述换向机构与所述驱动机构相互啮合。

本实用新型提供的矿山充填料浆输送管道多向切换装置能产生如下有益效果：

在使用上述矿山充填料浆输送管道多向切换装置时，技术人员将上述切换装置安装在主管道与通往各号采场分支管道的交汇处附近。初始状态下，换向通道的进料口与主管道连通，换向通道的出料口与其中一个分支管道连通，可进行该分支管道对应采场的充填，该采场充填完毕后，驱动机构驱动换向机构转动，换向通道的进料口仍然保持与主管道的连通状态，换向通道的出料口与下一分支管道连通，此时可进行下一采场的充填，如此重复，直至将各个采场均充填完毕。在上述过程中，驱动机构也可令换向通道的出料口与各个分支管道交错设置，即换向通道的出料口不与任何分支管道连通，从而达到关闭状态。

相对于现有技术来说，本实用新型提供的矿山充填料浆输送管道多向切换装置可实现换向通道出料口与各个采场分支管道的快速对接，管道持续带料充填，实现不停机连续充填，节省切换分支管道时的人工成本及时间成本，提高充填系统的自动化程度，进而保证充填作业的连续性及高效性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型提供的矿山充填料浆输送管道多向切换装置的结构示意图；

图2为图1的a－a剖面图。

图标：01－驱动机构；011－电机；012－驱动轴；013－传动齿轮；014－电机支座；015－左支座；016－右支座；02－换向机构；021－换向通道；0211－进料口；0212－出料口；03－主管道；04－分支管道；05－进料管；06－出料部；061－分支管段；07－箱体；08－第一法兰组件；09－第二法兰组件；10－第三法兰组件；11－第四法兰组件；12－埋地螺栓。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实施例在于提供一种矿山充填料浆输送管道多向切换装置，如图1所示，包括驱动机构01和换向机构02，换向机构02具有换向通道021，换向通道021的进料口0211用于与主管道03连通，换向通道021的出料口0212用于与多个分支管道04连通，驱动机构01与换向机构02传动连接，驱动机构01用于驱动换向机构02转动，以使换向通道021的出料口0212对准任意一个分支管道04或与各个分支管道04交错设置。

以图1为例进行具体说明，分支管道为至少三个，分别为第一分支管道、第二分支管道、第三分支管道…第n分支管道。初始状态下换向机构02的进料口0211与主管道03连通，换向机构02的出料口0212与第一分支管道连通，可进行1号采场的充填；1号采场充填完毕后，驱动机构01驱动换向机构02转动一定角度，此时换向机构02与第二分支管道连通，可进行2号采场的充填；充填2号采场期间，可用洗管水对通往1号采场的分支管道进行清洗，废水排至井下排水沟中，不进入采场，清洗完毕后，可将通往1号采场的分支管道拆下，安装上4号待充采场的分支管道；2号采场充填完成后，即可切换至第三分支管道进行3号采场的充填，同时使用5号待充采场的分支管道替换2号采场的分支管道；如此交替循环直至充填完毕，可以实现换向通道021的出料口与多个分支管道04的对接。

上述矿山充填料浆输送管道多向切换装置相比于传统靠人工进行拆装来说，切换时间短效率高、可保证充填作业的连续性、可节省切换分支管道时的人工成本及时间成本，提高充填系统的自动化程度，进而保证充填作业的连续性及高效性。

在一些实施例中，如图1所示，为了便于换向通道021与主管道03的连通以及换向通道021与各个分支管道04的连通，矿山充填料浆输送管道多向切换装置还包括均与换向机构02转动连接的进料部和出料部06；进料部具有进料管05，进料管05的一端用于与主管道03连接，另一端与换向通道021的进料口0211连通，以将主管道03内的料浆转排至换向通道021的进料口0211；出料部06具有多个分支管段061，分支管段061的一端用于与一条分支管道04连接，分支管段061的另一端与换向通道021的出料口0212连通，以将换向通道021的料浆转排至任意一个分支管道04内。

需要说明的是，在使用过程中，进料管05与主管道03保持同轴状态。

另外，当分支管段061的数量大于3时，换向机构02仅能完成任意两相邻分支管段061间的带料切换。如出料部06以轴心为圆心顺时针均匀分布有第一分支管段、第二分支管段、第三分支管段和第四分支管段接口，带料切换时，从第一分支管段至第二分支管段可带料切换，但从第一分支管段至第三分支管段不可带料操作，因切换过程中需经过第二分支管段管口，如此操作会导致部分料浆从第二分支管段溢出，因料浆中含胶凝材料，如不及时清理，易造成第二分支管段堵塞。

具体地，进料管05靠近换向通道021的一端外部套设有轴承，进料管05通过轴承与换向机构02转动连接。

上述轴承可以为圆柱滚子轴承。

具体地，出料部06靠近换向通道021的一端外部套设有轴承，出料部06通过轴承与换向机构02转动连接。

上述轴承可以为圆柱滚子轴承。

在一些实施例中，进料管05设有第一法兰组件08，第一法兰组件08用于将进料管05与主管道03连接；分支管段061上设有第二法兰组件09，第二法兰组件09将分支管段061与一个分支管道04连接。

第一法兰组件08可以实现进料管05与主管道03的直接连接，保证主管道03内的料浆稳定的流入进料管05，同理第二法兰组件09可保证分支管段061的料浆稳定的流入分支管道04。

其中，第一法兰组件08和第二法兰组件09均包括法兰和螺栓，法兰通过螺栓将进料管05与主管道03，以及分支管段061与分支管道04进行连接。

在上述实施例中，如图1所示，矿山充填料浆输送管道多向切换装置还包括箱体07，箱体07罩设于换向机构02、进料部和出料部06的外部。换向机构02工作时需在驱动机构01带动下发生旋转，故具有一定的安全风险，箱体07能够起到保护及安全防护的作用，避免换向机构02、进料部和出料部06在工作时受到外界的影响。

其中，箱体07可以为长方体结构，其尺寸规格可以与换向机构02、进料部和出料部06三者构成的整体的体积相匹配，起到安全防护的作用。

如图1所示，为了保证箱体07的稳固，箱体07与地面通过埋地螺栓12进行固定。

另外，箱体07的材料可以为金属，金属材质具有较好的抗冲击力，能够有效对换向机构02、进料部和出料部06进行保护。

当上述切换装置包括箱体07时，如图1所示，进料管05还设有第三法兰组件10，第三法兰组件10将进料管05安装于箱体07上；分支管段061上还设有第四法兰组件11，第四法兰组件11将分支管段061安装于箱体07上。

第三法兰组件10和第四法兰组件11能够分别实现进料管05与箱体07的固定安装以及分支管段061与箱体07的固定安装，此时箱体起到固定支撑的作用，保证进料管05与各个分支管段061的稳定性。

第三法兰组件10和第四法兰组件11均包括法兰和螺栓，面向图1的方向，进料管05贯穿箱体07并通过法兰和螺栓固定在箱体07的右侧壁上，分支管段061通过法兰和螺栓固定在箱体07的左侧壁上。

在一些实施例中，进料管05的轴线与换向机构02的转动轴线重合，使得换向机构02在转动过程中，进料管05的出料端能够始终对准换向机构02的转动轴线；面向多个分支管段061的横截面方向，多个分支管段061的管心均分布在以进料管05的管心为圆心的同心圆上，换向机构02每转动一定角度，其换向通道021的出料口0212便可以对准一个分支管段061。

在至少一个实施例中，分支管段061的数量n，任意相邻的两个分支管段061的管心与进料管05的管心之间连线的夹角角度为360/n°。

以图1为例进行具体说明，当分支管段061的数量为3时，任意相邻的两个分支管段061的管心与进料管05的管心之间连线的夹角角度为120°，即三个分支管段061围绕进料管05的轴线均匀分布，驱动机构01每次可以驱动换向机构02转动固定的角度。当然，特殊情况下，驱动机构01也可以驱动换向机构02转动至不与任何分支管道04连通的位置，从而达到关闭状态。

在一些实施例中，换向通道021的进料口0211与进料管05直径相等且轴线重合，换向通道021直接接受进料管05排出的料浆，换向通道021的出料口0212与各个分支管段061直径相等且与与其对准的分支管段061轴线重合，换向通道021直接将料浆排入与其对准的分支管段061内。上述设置可尽量降低料浆对各结构连接口处的冲击磨损，并减小料浆在换向机构02内的局部阻力损失。

换向通道021的进料口0211与出料口0212之间为一弧形流道，即进料口0211与出料口0212位于不同高度，以使换向机构02转动时，出料口0212可以与不同高度上的分支管道04连通。

驱动机构01和换向机构02的传动方式可以为多种，例如：驱动机构01与换向机构02之间可以采用带传动、链传动或者齿轮转动，等等。

在至少一个实施例中，如图2所示，换向机构02与驱动机构01相互啮合，即换向机构02与驱动机构01之间采用齿轮转动，保证换向机构02转动角度的准确性。

具体地，驱动机构01包括电机011、驱动轴012、传动齿轮013和支座组件；电机011的动力输出端与驱动轴012连接，以带动驱动轴012转动；传动齿轮013安装在驱动轴012上，并跟随驱动轴012转动；支座组件与驱动轴012转动连接并对驱动轴012进行支撑，保持驱动轴012的悬空状态。

换向机构02的外圈均匀分布有啮合齿。在使用时，电机011带动驱动轴012转动，驱动轴012上的传动齿轮013与换向机构02外圈上的啮合齿啮合，从而带动换向机构02旋转。

技术人员可以通过远程控制电机011的工作状态来实现换向通道021在各个分支管道04之间的切换，不需要人工近距离手动操作，显著提高采场充填效率。

具体地，电机011的底部设有电机支座014。

其中，如图1所示，驱动轴012穿过箱体07的右侧壁进入箱体07内，传动齿轮013与箱体07内的换向机构02啮合。支座组件包括左支座015和右支座016，左支座015位于箱体07内，右支座016位于箱体07外，左支座015和右支座016共同对驱动轴012进行支撑，保证驱动轴012的悬空状态，实现传动齿轮013绕驱动轴012轴线的自由旋转。

综上所述，本实用新型提供的矿山充填料浆输送管道多向切换装置具有以下优点：

1)其结构简单，切换时间短效率高，可实现带料切换和远程控制，可保证充填作业的连续性，节省切换分支管道04时的人工成本及时间成本，提高充填系统的自动化程度，进而保证充填作业的连续性及高效性。

2)其工作过程稳定、可靠。箱体07罩设于换向机构02、进料部和出料部06的外部，起到保护及安全防护的作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。