一种高程数字模拟散料转运站装置的制作方法

本实用新型涉及一种输送设备，尤其涉及一种高程数字模拟散料转运站装置。

背景技术：

散料转运站装置主要应用于各种散状物料转运的场合，如需要对原煤进行转运的火电厂、钢厂、焦化厂等；对粮食进行转运的粮库、码头等。

在常规转运装置设计中，散状物料在转运过程中，由于落差势能和机械运动部分传递给物料颗粒的动能以及空气同物料一起运动，造成落料管内正压，使整个输送系统中的粉尘向工作区逸散；同时胶带输送机在输送过程中，由于胶带输送机托辊作用和胶带输送机的剧烈震动，也会扬起大量粉尘，粘附在胶带输送机表面的粉料在返程中，会发生撒落现象产生大量粉尘，而且扬起粉尘的分散度较高，5微米以下的约占70％以上，这种粉尘可以扩散到整个作业区。而已经降落到设备上、胶带输送机通廓、厂房地面的粉尘，在设备运转、人员走动时还会产生二次扬尘。

这种粉尘可能导致人体呼吸系统等多种疾病，还可能影响设备的正常使用，同时会降低作业区的能见度，给工作带来不便及安全隐患，粉尘浓度过高在一定的温度和氧气条件下，还可能发生燃烧、爆炸等危险。

常规转运站装置积料和堵料问题主要分为以下两种情况：冲击性堵料和挂料性堵料。冲击性堵料多发生在常规转运站装置的拐角处，冲击点堵料和料流的实际动态堆积角有着直接的关系，然而分散输送的料流造成料流的实际动态堆积角无法确定，受传统落料管转角设计的影响，料流在下落过程中一部分料流的切入角抵消了常规转运站装置的实际倾角，这部分料流在拐角区域速度迅速衰减至零，料流的动能转化为对常规转运站装置管壁的冲击力，当料流中含水量超标或粘性较大时就会形成冲击性积料、堵料现象。由于持续较大冲击力的作用，所积料将会很难清理。

挂料性积料一般发生在常规转运站装置底部及直角边处，常规转运站装置挂料堵料是由于物料中水份含量偏高，常规转运站装置表面粗糙，摩擦系数高，以及常规转运站装置倾角偏小等原因，造成物料输送过程中，细粘的物料逐步从底部和两侧直角部位开始形成挂料，挂料会越积越厚，不断减小常规转运站装置的过流面积，最终形成堵料，挂料堵料相比冲击堵料更难以清除。

常规转运站装置设计为等截面形状，距离胶带输送机较高，料流下落至胶带输送机时对胶带输送机冲击很大，同时料流比较分散，无法汇集在胶带输送机的中间。另外传统落料管出口管的中心线与胶带输送机的理论中心线重合，而料流实际下落线路往往偏离落料管出口中心线，造成落料点不正。

胶带输送机跑偏现象，这不仅会引起漏料现象的出现，还会使设备的非正常磨损与损坏、降低生产率，而且会影响整套设备的正常工作。造成输送机胶带输送机跑偏的根本原因是：胶带输送机所受的外力在胶带输送机宽度方向上的合力不为零或垂直于胶带输送机宽度方向上的拉应力不均匀而引起的。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了提供一种不容易堵料和漏料的高程数字模拟散料转运站装置。

本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的，一种高程数字模拟散料转运站装置，包括头部护罩、头部导流罩体、落料装置和给料输送机，头部护罩与落料装置连接，头部导流罩体固定在头部护罩内与头部护罩连接，给料输送机设置在头部护罩的进料口，头部导流罩体设置与头部护罩内，位于给料输送机前方。

落料装置为具有一定曲度的管道。该曲度根据给料输送机的高度和速度来确定。

头部导流罩体包括罩体主体，罩体主体的截面呈U形，U形开口面向给料输送机，罩体主体上端的U形开口大于下端的U形开口。

头部导流罩体包括连接轴、调整装置和丝杆组，连接轴通过连接座可转动地固定在头部导流罩体主体上，连接轴两端连接调整装置，调整装置固定在头部护罩上，丝杆组固定在罩体主体下部，与头部护罩连接。在头部导流罩体上加装丝杠组的目的是对头部导流罩体进行适当的角度调节，通过连接轴在连接座上的转动，调节头部导流罩的角度，不同特性的物料能获得更好的流动，并减小扬尘。

罩体主体的内侧面为弧面。采用弧线型结构消除内部的死角，这样避免因各死角引起物料堆积从而形成堵塞点。

落料装置包括头部漏斗、曲线落料管一、管道导流体、曲线落料管和给料匙，头部漏斗、曲线落料管一、管道导流体、曲线落料管二和给料匙从上到下依次连接，头部漏斗与头部护罩连接。

头部漏斗为多边形结构。

管道导流体包括入口法兰、管道导流体主体和出口法兰，入口法兰和出口法兰分别设置在管道导流体主体的上下端。

曲线落料管一和曲线落料管二的截面为多边形，每个侧面为弧面，此结构可以使落料管道具有一定曲度，有效控制物料的流动。从而达到控制煤流速度、降低诱导风风量。

曲线落料管一和曲线落料管二有一定的坡谷角。

给料匙为多边形，由后侧面、左侧面、右侧面和前侧面围成，后侧面从上到下逐渐向前侧面倾斜，给料匙的入口面积小于出口面积。从给料匙流出的物料直接落到接料带式输送机上，给料匙后侧面向前倾斜，能控制料流的塑形和方向，避免料流跑偏。给料匙的出口面积大于入口面积，前部设计为三角形扩容结构防止堵料现象的产生。

落料装置包括三通分料器，三通分料器连接两个曲线落料管一，两个曲线落料管一分别连接一套管道导流体、曲线落料管二和给料匙。三通分料器可以将物料运输到两个胶带输送机上。

本实用新型的有益效果是：

(1)高程数字模拟散料转运站装置是通过高程树脂模拟设计出来的散料转运站装置，通过合理设计通流面积，减小了料流空气携带量，避免了高压气流形成，有效抑制了转运过程中的扬尘；

(2)高程数字模拟散料转运站装置的落料装置由多个结构组合而成，具有一定曲度，且每个结构的截面都为多边形，比如八边形，从而其截面为近圆形(多边形加工更为方便)，减小了冲击角，减少料流堵塞问题，保障安全生产；

(3)高程数字模拟散料转运站装置通过给料匙的特定结构有效控制了料流的出口速度和角度，减小了因料流不对中或料流过宽对下级胶带输送机、托辊的冲击及撒煤现象，延长皮带寿命，减少转运站污染；

(4)高程数字模拟散料转运站装置通过落料装置的设置有效减少了扬尘和喷粉现象，减少了地面积尘，减轻了转运站地面清洗等时间；

(5)高程数字模拟散料转运站装置系统更易于维护和维修，有效地减轻了维修工人的劳动强度和频次。

附图说明

图1是本实用新型的高程数字模拟散料转运站装置的结构示意图；

图2是本实用新型的高程数字模拟散料转运站装置的侧视结构示意图；

图3是头部导流罩体的结构示意图；

图4是曲线落料管一的轴侧图；

图5是曲线落料管一的结构示意图；

图6是图5的A向视图；

图7是给料匙的结构示意图；

图8是图7的A向视图；

图9是高程数字模拟散料转运站装置的物料流动原理图。

具体实施方式

下面结合附图并以实施例的方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-2所示，一种高程数字模拟散料转运站装置，包括头部护罩1、头部导流罩体2、落料装置和给料输送机9，落料装置包括头部漏斗3、三通分料器4、曲线落料管一5、管道导流体6、曲线落料管二8和给料匙7。头部护罩1、头部漏斗3、三通分料器4、曲线落料管一5、管道导流体6、曲线落料管二8和给料匙7采用高强螺栓连接。落料装置具有一定的曲度。

头部导流罩体2固定在头部护罩1内与头部护罩1连接，给料输送机9设置在头部护罩1的进料口，头部导流罩体2位于给料输送机9的传动滚筒10前方。

如图3所示，头部导流罩体2包括罩体主体21、连接轴22、调整装置23和丝杆组24，罩体主体21的截面呈U形，U形开口面向给料输送机，罩体主体21上端的U形开口大于下端的U形开口。连接轴22通过连接座25固定在罩体主体21上，连接轴22两端连接调整装置23，调整装置23固定在头部护罩1上，丝杆组24固定在罩体主体21下部，与头部护罩1连接。调整装置23与头部护罩1采取焊接方式连接；丝杠组24与头部护罩1采取栓接方式连接，并伸入到头部漏斗3；罩体主体21是多边形断面按传动滚筒抛出物料线轨迹形成的汇聚收口结构。

罩体主体21的内侧面为弧面。采用弧线型结构消除内部的死角，这样避免因各死角引起物料100堆积从而形成堵塞点。

头部漏斗为多边形结构。

管道导流体包括入口法兰、管道导流体主体和出口法兰，入口法兰和出口法兰分别设置在管道导流体主体的上下端。

如图4-6所示，曲线落料管一5的截面为多边形，每个侧面为弧面，此结构可以有效控制物料的流动。从而达到控制煤流速度、降低诱导风风量。曲线落料管5有一定坡谷角。曲线落料管二8的结构与曲线落料管一5的结构相同，侧面的弧面弧度不同，根据整个落料装置的曲度进行适应性的设计。坡谷角根据管道高度等进行计算获得。

如图7-8所示，给料匙7为多边形，由后侧面、左侧面、右侧面和前侧面围成，后侧面从上到下逐渐向前侧面倾斜，给料匙的入口面积小于出口面积。从给料匙流出的物料直接落到接料带式输送机11上，通过尾部滚筒12,物料通过接料带式输送机11继续向前运输。给料匙后侧面向前倾斜，能控制料流的塑形和方向，避免料流跑偏。给料匙的出口面积大于入口面积，前部设计为三角形扩容结构防止堵料现象的产生。

本申请根据精确的物料参数之后，输入给料输送机10的带速、滚筒的转速、出力的大小，对物料的抛物线轨迹进行仿真，根据仿真得到的准确抛物线轨迹的上表面对头部导流罩体2进行设计。安装于皮带机传动滚筒前部，位于头部漏斗3落料中心处。主要用于汇集从头部抛落下的分散物料，并将汇集后的物料‘导流’到正确的位置，减小物料下落产生的诱导风，抑制粉尘的产生。

在头部导流罩体2上加装丝杠组目的是可以根据所转运物料特性的不同，可以有机地对头部导流罩体进行适当的调节，以便获得更好的流动和抑尘特性。在运行时可以根据物料特性以及给料带式输送机速度的不同，而对导流罩体进行调节，以保证物料的流动得到主动束集，从而减少粉尘的产生；对接触面的磨损情况也有很大的改良作用。并且导流罩体结构采用弧线型结构消除内部的死角，这样避免因各死角引起物料堆积从而形成堵塞点。

头部护罩设计为‘折线’结构和头部漏斗设计为多边形结构。保证物料流向均匀并截面逐渐收缩，减少物料空气携带量，降低粉尘的产生。

三通分料器可以对物料运行方向方左右进行切换，保证物料输送系统安全生产。

曲线落料管结构是多边形型截面按弧线形成，此结构可以有效控制物料的流动。从而达到控制煤流速度、降低诱导风风量。

减小煤流与管壁冲击角，减少了湿煤、粘煤的堵塞机率，保证安全生产；

控制料流的轨迹和速度，降低了转运站内由落煤管产生的噪音；

控制料流的出口速度和方向，减小了料流及大块对皮带、托辊的冲击，延长皮带机的使用寿命；

合理设计曲线落料管通流面积，减小了煤流空气携带量，避免高压气流形成，有效抑制燃料转运过程中产生的扬尘；

曲线落料管截面采用多边形，截面为多边形曲线落料管的坡谷角比其它形式的落料管更小，更不容易积料和堵煤；在载流面设置可更换耐磨衬板，方便维护和更换，延长落煤管使用寿命。

管道导流体的入口法兰和出口法兰均为多边形结构与曲线落料管无缝连接。

给料匙布置在高程模拟散料转运站的最下部，为物料的最终出口，从给料匙流出的物料直接落到接料带式输送机上。给料匙后部与料流接触设计为多边形截面逐渐收缩，控制料流的塑形和方向，避免料流跑偏。给料匙前部设计为三角形扩容结构防止堵料现象的产生。

本申请的高程数字模拟散料转运站装置利用优化设计思想，离散元法作为一种高度非线性数值动态仿真方法，可以从颗粒的尺度上考察量的变化而不需作过多的假设，因而适用于研究刚性散体物料的力学行为。在散料成分分析的基础上，通过离散元方法对转运物料进行建模，并且利用离散元工具不断地优化调整散料转运系统的结构、型式，从而使高程数字模拟散料转运站装置能够在较宽尺度的散料特性范围内得到良好的流动及抑尘特性，从而解决散料转运过程的粉尘、堵塞以及皮带跑偏等问题。

(1)高程数字模拟散料转运站装置抑制粉尘原理

散状物料，是指堆积在一起的大量未经包装的块状、粒状、粉状物料，例如煤、砂、谷物、水泥和糖块等。散料大多用输送机械运送，对于复杂场合，需要经过多次转运。散料的主要特性有以下几方面：

①粒度:散料颗粒(或料块)的最大线长度，而且由于散料的颗粒很多所以各颗粒大小不等。

②堆积密度：散料在自由堆积状态下单位体积内的质量。

③堆积角：自由堆积成的散料堆表面与水平面的夹角。在静止平面上形成的堆积角叫静堆积角；在运动平面上形成的堆积角叫动堆积角。对于流动性好的散料，可认为：μ＝tg(静堆积角),μ为散料的内摩擦系数。

④外摩擦系数：散料与其承载件接触表面间的摩擦系数。根据散料与承载表面间相对状态的不同,有静摩擦系数和动摩擦系数之分。

此外，物料输运机械的选择还与散料的可磨性、粘结性、腐蚀性、吸湿性和湿度等有关。例如螺旋输送机的螺旋直径与散料的粒度有关；带式输送机的输送能力与散料的堆积密度、堆积角有关；料仓的几何形状与散料的外摩擦系数有关。

高程数字模拟散料转运站装置设计时可以根据物料特性以及胶带输送机输送速度的不同，以保证物料的流动得到主动束集，并可以自动地控制物料流速，使得物料沿高程数字模拟散料转运站装置壁面稳定滑落，有效减少诱导风的形成，从而减少粉尘的产生；同时以减少因物料与高程数字模拟散料转运站装置管壁撞击引起的扬尘现象。

(2)高程数字模拟散料转运站装置防堵塞原理

高程数字模拟散料转运站装置就是来料皮带速度赋予料流的动能在转运点曲线落料管内与料流势能叠加，叠加后具有合能量的湿料流克服了倾角管壁的摩擦力，使料流能够靠自身能量沿曲线落料管滑落到接料皮带上，防止了堵料，如图9所示。

(3)高程数字模拟散料转运站装置防胶带输送机跑偏原理

高程数字模拟散料转运站装置设计时可以对物料运行过程中落差势能和动能转化计算模拟，控制物料出口速度和角度，让物料流落到下一级胶带输送机时处于皮带的中部，从而解决因落料点不居中而引起胶带输送机跑偏的现象。

本实用新型并不局限于上述实施方式，任何本领域技术人员都可做多种修改和变化，在不脱离本实用新型的精神下，都在本实用新型所要求保护范围。