一种井下自流充填止气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿山井下自流充填作业的控制装置，尤其是能自动调节控制充填料浆在管道自流输送过程的流速、流量并阻止气体进入充填管道内的止气装置。
【背景技术】
[0002]目前，公知的矿山井下采矿充填过程中，充填料浆在地面充填站完成制备后，需要输送设备或采用自流输送的方式将其经充填管道(充填钻孔)输送至井下采空区进行充填，在充填倍线允许的范围内，人们更希望采用自流输送的方式来完成这一任务。然而，在采用料浆自流输送时，却又遇到了负压吸气所带来的一系列不利因素。主要是，由于在自流输送时，充填料浆在充填管道内的位能必须大于管道阻力，其位能的大于部分也就是作用于充填管道入口处的负压吸力，当充填料浆供给量出现波动不能满足负压吸力的能量时，就会有部分气体被吸入；这部分被吸入的气体在充填输送管道内形成气阻，极易引发气爆，管道震动、堵塞及管道爆裂事故，使自流充填作业变得无法正常进行；另外，被吸入的气体在富集于充填管道特别是充填钻孔上部时，充填料浆呈自由下落形态冲击磨损管壁，严重影响充填管道或充填钻孔的使用寿命，当充填倍线较小时这种现象尤为突出。
[0003]为了解决负压吸入气体造成的危害，人们曾采取了多种应对措施，如在充填管道的高处或充填钻孔的顶部安装自动排气装置来排除混入充填管道内的气体，但由于充填料浆特别是胶结充填料浆在充填管道内的气浆分离过程会有部分微细颗粒悬浮于气体中，这些悬浮颗粒很容易粘结堵塞排气装置使其失效，所以不能解决根本问题。
[0004]采用改变充填管道为异径实现料浆满管流输送或加设缓冲压力包等措施也仍然不能适应变数较多、变量较大的自流输送充填过程。在2011年五月“中国第五届充填采矿技术与装备大会”上该问题被列为充填采矿技术四大难题之一，并号召广大工程技术人员，积极努力，尽快予以攻克，但时至今日，问题仍未得到解决。
【发明内容】
[0005]为解决矿山井下充填料浆自流输送过程中负压吸气的问题，本实用新型提供了一种止气装置。该装置能自动调节控制充填料浆在管道自流输送过程的流速、流量并阻止气体被负压吸入充填管道内；在料浆浓度出现大范围波动及供给量不足甚至断料时也能有效阻止气体被吸入；在充填倍线较小管道内料浆位能较大的情况下仍能保持正常的实用效果；并不受工况环境和工作条件变化的影响。
[0006]本实用新型提供的这种自流充填止气装置，它连接安装于充填管道料浆入口处，由受料漏斗、漏斗下料管、逆向翻板组合体、基板、浮球铰链及浮球，共六个部分组合而成。其逆向翻板组合体及基板安装于受料漏斗内的中下部；基板的外缘与受料漏斗的内壁密闭连接；逆向翻板组合体的中轴两端轴耳镶坎固定在基板中孔内，上、下向翻板卡堵密封基板中孔；浮球铰链下接头固定在上向翻板上，上接头与浮球连接。其工作原理是:在制备好的充填料浆连续给入受料漏斗之内后，由于上、下向翻板在浮球铰链及浮球的重力作用下卡堵密封了基板中孔，所以料浆只能存积于受料漏斗内，当受料漏斗内存积料浆的液面达到一定高度时浮球就会被浮起，浮球继续上浮则带动上、下向翻板转动开启基板中孔并开始下料；随着浮球的继续上浮，基板中孔的开启度继续增大，下料量即流量也随之增大，直至满负荷工作；当料浆给入量减少时漏斗内料浆液面就会下降，同时浮球随之下降，基板中孔开启度减小，流量也减少；当浮球继续下降基板中孔就会被完全关闭，使流量变为零；由于受料漏斗内存积有一定的料浆，它形成了一个存积层即封闭层，这一封闭层可以有效阻止气体进入充填管道，如果调整浮球铰链连杆的长度就可以控制封闭层的厚度，这样即使负压吸力再大也可以通过调整封闭层的厚度实现完全阻止气体被吸入充填管道，从而解决了负压吸气的问题。气体不再进入充填管道，不仅根除了因负压吸气所带来的危害，还使充填管道实现了满管流，使料浆在输送管道内的位能更大、输送距离更远；其流速、流量取决于充填料浆的给人量，使操作控制更加简单，这也就为井下自流充填作业的正常运行提供了保障。
[0007]本实用新型提供的一种井下自流充填止气装置，其特征还在于逆向翻板组合体由上向翻板、下向翻板、中轴及中轴两端轴耳组合而成；上、下向翻板固定在中轴上，中轴两端轴耳镶坎固定在基板中孔内；上、下向翻板卡堵密封基板中孔，并依靠上、下向翻板的翻转程度来实现对基板中孔的开启度及其通过能力即料浆流量的控制。
[0008]本实用新型提供的一种井下自流充填止气装置，其特征还在于受料漏斗不局限于本次提供的圆柱锥体型，还可以设计制作成其它类型，包括正方体型、槽体型及其它异体型，其基板的外缘可以根据具体类型分别与之配合密闭连接安装，以防止漏浆漏气影响使用效果。
[0009]本实用新型的有益效果是:结构简单，容易制造；自动阻止气体进入充填管道，自动调节管道流速、流量；不堵塞不失效，安全耐用，灵敏可靠。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型井下自流充填止气装置的纵向剖视图。
[0011]图2是本实用新型井下自流充填止气装置中的逆向翻板组合体俯视图。
[0012]图3是本实用新型井下自流充填止气装置的纵向剖视局部放大图。
[0013]图4是本实用新型井下自流充填止气装置中的逆向翻板组合体俯视局部放大图。
[0014]图中1.漏斗下料管，2.受料漏斗，3.浮球，4.浮球铰链，5.逆向翻板组合体，6.基板，7.浮球铰链下接头，8.轴耳，9.轴头，10.中轴，11.上向翻板，12.下向翻板。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0016]在附图图1中，漏斗下料管⑴与充填管道密闭连接，受料漏斗(2)为圆柱锥形体结构；逆向翻板组合体(5)由上向翻板、下向翻板、中轴及中轴两端轴耳组合而成，上、下向翻板固定在中轴上，中轴两端轴耳镶坎固定在基板￠)的中孔内，上、下向翻板卡堵密封基板(6)的中孔，并依靠上、下向翻板的翻转程度来实现对料浆流量的控制；逆向翻板组合体
(5)及基板(6)安装于受料漏斗(2)内的中下部，基板(6)的外缘与受料漏斗(2)内壁密闭连接；浮球铰链(4)的上接头与浮球(3)铰链连接，下接头则固定在逆向翻板组合体(5)的上向翻板上，在浮球铰链(4)与浮球(3)的重力作用下基板中孔处于闭合密封状态。
[0017]在附图图2中，逆向翻板组合体的上向翻板(11)与下向翻板(12)是两个大于基板中孔半圆的半圆形体，分别在基板中孔的上面和下面与中轴(10)叠加固定连接卡堵密封基板中孔，中轴(10)的两端轴头(9)与轴耳(8)滑动配合，两轴耳(8)镶坎固定在基板中孔内；浮球铰链下接头⑵固定在上向翻板(11)的中线外缘，以尽量增加其重心至中轴
(10)的中心距离，使上、下向翻板(11、12)的翻转更加灵活。
[0018]附图图3放大显示了上向翻板(11)、下向翻板(12)与中轴(10)的叠加固定连接方式及上下卡堵密封基板中孔的方式，也显示了轴耳(8)与基板中孔的镶坎关系及其外形结构和耳孔与轴头的滑动配置关系。附图图4则更加清晰地显示了轴耳⑶与轴头(9)的配置关系，以及轴耳(8)、轴头(9)与基板的配置关系。
[0019]本实用新型提供的这种井下自流充填止气装置实施例及其有益效果具体表现如下:当充填站将制备好的充填料浆连续给入受料漏斗(2)之内后，由于上、下向翻板(11、12)在浮球铰链(4)及浮球(3)的重力作用下卡堵密封了基板(6)的中孔，所以料浆只能存积于受料漏斗(2)内，当受料漏斗(2)内存积料浆的液面达到一定高度时浮球(3)就会被浮起；随着料楽.的连续给入，浮球(3)继续上浮就会带动上、下向翻板(11、12)转动开启基板(6)中孔并开始下料；随着浮球(3)的继续上浮，基板￠)中孔的开启度继续增大，下料量即流量也随之增大，直至满负荷工作；当料浆给入量减少时受料漏斗(2)内的料浆液面就会下降，同时浮球⑶随之下降，基板(6)中孔开启度减小，流量也减少；当浮球(3)随液面继续下降时，基板￠)中孔就会被完全关闭，使流量变为零；由于受料漏斗(2)内存积有一定的料浆，它形成了一个存积层即封闭层，该封闭层能有效阻止气体进入充填管道。这是因为，如果调整浮球铰链(4)连杆的长度就可以控制封闭层的厚度，这样即使负压吸力再大也可以通过调整封闭层的厚度实现完全阻止气体被吸入充填管道，从而彻底解决了负压吸气的问题。气体不再进入充填管道，不仅根除了因负压吸气所带来的危害，还使充填管道实现了满管流，使料浆在输送管道内的位能更大、输送距离更远；并且还能实现充填料浆在充填输送管道内的流速、流量完全取决于充填料浆的给人量，而不受其它参数变化的影响，这让操作方法和控制程序变得更加简单易行。以上这些有益效果可以说明，本实用新型提供的这种井下自流充填止气装置，不仅解决了多年一直没有解决的井下自流充填负压吸气问题，而且还创造了更多的积极因素，这将使井下自流充填技术得到进一步的完善。
[0020]本实用新型提供的这种井下自流充填止气装置，其受料漏斗可为全钢结构，也可为钢筋混凝土结构；逆向翻板组合体及基板均为钢结构，最佳选择为选用可加工的高强耐磨材料。
【主权项】
1.一种井下自流充填止气装置，它连接安装于充填管道料浆入口处，由受料漏斗、漏斗下料管、逆向翻板组合体、基板、浮球铰链及浮球组合而成；其特征在于逆向翻板组合体及基板安装于受料漏斗内的中下部；基板的外缘与受料漏斗的内壁密闭连接。
2.根据权利要求1所述的一种井下自流充填止气装置，其特征还在于逆向翻板组合体由上向翻板、下向翻板、中轴及中轴两端轴耳组合而成；上、下向翻板固定在中轴上，中轴两端轴耳镶坎固定在基板中孔内；上、下向翻板卡堵密封基板中孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种井下自流充填止气装置，其特征还在于受料漏斗不局限于圆柱锥体型，还包括正方体型、槽体型及异体型；其基板的外缘分别与之配合密闭连接。
【专利摘要】本实用新型提供的一种井下自流充填止气装置，其漏斗下料管(1)与充填管道连接，当充填料浆给入受料漏斗(2)后，由于逆向翻板组合体(5)卡堵密封了基板(6)的中孔，所以料浆只能在受料漏斗(2)内存积；存积量达到一定厚度时，浮球(3)被浮起并通过浮球铰链(4)带动逆向翻板组合体(5)翻转开启基板(6)中孔开始下料；料浆给入量决定基板(6)中孔的开启度，存积厚度取决于浮球铰链(4)的长度，足够的存积厚度可以完全阻止气体被吸入充填管道，能彻底根除井下自流充填因负压吸气所造成的各种危害，达到自流输送满管流的最佳境界。
【IPC分类】E21F15-10
【公开号】CN204572056
【申请号】CN201520151212
【发明人】潘明友, 纪利斌, 胡浙荣, 李继军, 吴杨水, 张波
【申请人】潘明友, 潘明龙
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月17日