瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置的制作方法

本实用新型属于瓦斯实验技术领域，具体涉及瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置。

背景技术：

2014年我国煤炭产量达到48.7亿吨，接近世界产量一半。煤炭在我国的一次能源消费结构中，约占70％，预计2050年有所降低但仍将占50％。随着开采深度的增加，一部分浅部开采的矿井逐渐进行深部开采，非突出矿井变为突出矿井，虽然经过几十年的摸索，我国在治理矿井瓦斯灾害方面取得了一定的成绩，但矿井瓦斯事故仍然存在。2015年2月12日，山西省阳泉煤业集团一煤矿突发煤与瓦斯突出，造成4人死亡；2015年2月28日，江西省乐平矿务局涌山煤矿发生煤与瓦斯突出事故，造成4人死亡；2015年10月9日，上饶县枫岭头镇永吉煤矿发生一起局部瓦斯爆炸事故，10名矿工被困井下。

为了治理瓦斯灾害，专利申请号为：201610117714.5、名称为：煤样水分含量可控的瓦斯吸附解吸实验装置及其实验方法的中国发明专利，其公开了具体的实验步骤，即：

1)煤样经过破碎、粉碎、过筛、烘干、配样过程制成实验所需煤样；

2)气密性检查，充气后若计算机采集到的充气罐和煤样罐的压力保持6h不变，则气密性好；

4)利用真空泵对瓦斯吸附解吸测定系统中的充气罐和煤样罐进行抽真空处理，然后充入氦气测定煤样体积Vs和自由空间体积Vf，测定结束后再次进行真空抽气；

4)利用充气系统向充气罐中充入一定压力的瓦斯气体，观察计算机上的压力读数，当显示压力达到预定压力时，关闭充气系统中的高压储气瓶阀、减压阀和截止阀Ⅰ，记录吸附前的压力值p1；然后打开连通充气罐的充气罐截止阀和连通煤样罐的煤样罐截止阀，使气体在煤样罐中充分吸附达到平衡，并记录吸附达到稳定时的压力值p2；

5)打开单向阀，启动平流泵，当与平流泵相连的高精度压力表Ⅱ显示的压力大于与煤样罐相连的计算机显示的压力时，量筒中的水通过单向阀进入煤样罐，观察量筒中的水位的刻度变化，根据实际需要情况关闭平流泵，然后将注水后的煤样罐静置6h以上，使水分均匀分布于煤样中；

6)打开煤样罐截止阀、截止阀Ⅱ和稳流阀，使煤样罐与解吸测定仪连通，进行煤样的解吸过程；

7)改变煤样罐中的水分含量只需关闭煤样罐截止阀重复步骤5)即可；

8)绘制等温吸附曲线图并进行实验分析。

在上述实验方法中，煤样采集之后的粉碎和筛分至关重要，关系到整个实验的成功与否，现目前，粉碎装置和筛分装置都是独立的，不仅使得成本剧增；而且，粉碎和筛分是两道独立的工序，需要将粉碎装置排出的物料周转到筛分装置进行筛分，使得工作量增加，工作效率降低；除此之外，现有的粉碎装置仅能进行一级粉碎，导致粉碎效果不理想，需要反复多次粉碎，能源消耗大，在一定程度上增加了成本。

技术实现要素：

本实用新型目的是：旨在提供瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置，它将粉碎和筛分集于一体，不仅精简了工序，减轻了工作量，提高了工作效率，而且粉碎效果、筛分效果和排尘效果均较佳，操作简单，最关键的是，在很大程度上降低了成本。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置，包括支撑架、机箱、驱动电机和第一皮带，所述机箱固定安装在支撑架顶端，所述机箱顶部设有进料口，所述机箱右侧壁的下部设有出料口，所述机箱内设有粉碎机构，所述的粉碎机构包括上层对辊和下层对辊，所述上层对辊位于下层对辊正上方，所述上层对辊包括两个结构相同且相对旋转的上旋转轴，所述上旋转轴一体成型有上粉碎辊，所述两个上旋转轴的左端穿过机箱的同一高度位置分别安装有第一从动轮和第二从动轮，所述下层对辊包括两个结构相同且相对旋转的下旋转轴，所述下旋转轴一体成型有下粉碎辊，所述两个下旋转轴的左端穿过机箱的同一高度位置分别安装有驱动轮和第三从动轮，所述驱动电机的动力输出端与驱动轮传动连接，所述第一皮带张紧在第一从动轮和驱动轮上，所述第一从动轮和第二从动轮上张紧绕设有呈交叉状的第二皮带，所述驱动轮和第三从动轮上张紧绕设有呈交叉状的第三皮带，所述机箱内壁于下旋转轴的下方倾斜设有筛板，所述筛板的最高端与下粉碎辊的外周之间留有间隙，所述筛板与机箱的左侧壁、右侧壁和底部形成粉尘腔，所述机箱的底部倾斜设置、且倾斜的方向与筛板正好相反，所述粉尘腔设有粉尘出口、且粉尘出口正好位于机箱底部的最低位置，所述出料口位于筛板的末端，所述机箱右侧壁的底部一体成型有第一水平板，所述第一水平板上安装有第一风机，所述第一风机的出风口穿设在机箱右侧壁上、且伸入粉尘腔内，所述机箱左侧壁对应筛板最高端的位置一体成型有第二水平板，所述第二水平板上安装有第二风机，所述第二风机的出风口穿设在机箱左侧壁上、且伸入机箱内位于筛板最高端的上方。

采用本实用新型的技术方案，使用时，启动驱动电机，驱动电机使驱动轮转动，通过第一皮带带动第一从动轮转动，第一从动轮通过第二皮带带动第二从动轮转动，驱动轮还通过第三皮带带动第三从动轮转动，从而实现上旋转轴和下旋转轴同时转动，大颗粒煤样从进料口进入机箱内，经过两个上旋转轴上的上粉碎辊将大颗粒轻度粉碎，实现一级粉碎，然后经过下旋转轴上的下粉碎辊继续精度粉碎，实现二级粉碎，这样，煤样经过两次粉碎，达到了良好的粉碎效果，能源消耗较少；此外，筛板可以对粉碎后的颗粒进行筛选，较小的颗粒顺着倾斜的筛板从出料口排出，由于第二风机的设置，可以向筛板上的颗粒进行吹风助力，以加速颗粒的排出速度，改善筛分效果，而粉尘则进入粉尘腔内，由于第一风机的设置，可以向粉尘腔内吹入强风，从而将粉尘吹向粉尘出口排出。本实用新型将粉碎和筛分集于一体，不仅精简了工序，减轻了工作量，提高了工作效率，而且粉碎效果、筛分效果和排尘效果均较佳，操作简单，最关键的是，在很大程度上降低了成本。

进一步，所述上粉碎辊和下粉碎辊结构相同，所述上粉碎辊和下粉碎辊的直径尺寸相等，所述下粉碎辊的侧壁沿轴向一体成型有若干个彼此相连呈锯齿形的凸圈，所述凸圈的横断面呈等腰三角形，所述凸圈的顶部为波峰、且相邻两个凸圈相交的位置为波谷，所述两个上粉碎辊上的波峰和波谷相互交错且留有间隙，所述两个下粉碎辊上的波峰和波谷相互交错且留有间隙。这样的结构设计，更容易将煤样刺破，进一步改善粉碎效果，提高效率，降低能耗。

进一步，所述两个上粉碎辊上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸小于两个下粉碎辊上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸。这样的结构设计，进一步改善粉碎效果，提高效率，降低能耗。

进一步，所述凸圈上波峰和波谷连接的面上一体成型有多个沿径向均匀分布的加强筋。这样的结构设计，不仅可以增加上粉碎辊和下粉碎辊与煤样的摩擦力，进一步改善粉碎效果，而且可以增加上粉碎辊和下粉碎辊的结构强度，延长使用寿命。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置实施例的剖视结构示意图；

图2为本实用新型瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置实施例中下层对辊的结构示意图；

图3为本实用新型瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置实施例中下旋转轴的端面结构示意图；

图示中的符号说明如下：

支撑架1、机箱2、驱动电机3、第一皮带4、进料口5、出料口6、上旋转轴7、上粉碎辊71、第一从动轮72、下旋转轴8、下粉碎辊81、凸圈810、加强筋8101、驱动轮82、筛板9、粉尘腔10、粉尘出口11、第一风机12、第一水平板120、第二风机13、第二水平板130。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1-图3所示，本实用新型的瓦斯吸附解吸实验煤样粉碎筛分装置，包括支撑架1、机箱2、驱动电机3和第一皮带4，机箱2固定安装在支撑架1顶端，机箱2顶部设有进料口 5，机箱2右侧壁的下部设有出料口6，机箱2内设有粉碎机构，粉碎机构包括上层对辊和下层对辊，上层对辊位于下层对辊正上方，上层对辊包括两个结构相同且相对旋转的上旋转轴7，上旋转轴7一体成型有上粉碎辊71，两个上旋转轴7的左端穿过机箱2的同一高度位置分别安装有第一从动轮72和第二从动轮，下层对辊包括两个结构相同且相对旋转的下旋转轴 8，下旋转轴8一体成型有下粉碎辊81，两个下旋转轴8的左端穿过机箱2的同一高度位置分别安装有驱动轮82和第三从动轮，驱动电机3的动力输出端与驱动轮82传动连接，第一皮带4张紧在第一从动轮72和驱动轮82上，第一从动轮72和第二从动轮上张紧绕设有呈交叉状的第二皮带，驱动轮82和第三从动轮上张紧绕设有呈交叉状的第三皮带，机箱2内壁于下旋转轴8的下方倾斜设有筛板9，筛板9的最高端与下粉碎辊81的外周之间留有间隙，筛板9与机箱2的左侧壁、右侧壁和底部形成粉尘腔10，机箱2的底部倾斜设置、且倾斜的方向与筛板9正好相反，粉尘腔10设有粉尘出口11、且粉尘出口11正好位于机箱2底部的最低位置，出料口6位于筛板9的末端，机箱2右侧壁的底部一体成型有第一水平板120，第一水平板120上安装有第一风机12，第一风机12的出风口穿设在机箱2右侧壁上、且伸入粉尘腔10内，机箱2左侧壁对应筛板9最高端的位置一体成型有第二水平板130，第二水平板130上安装有第二风机13，第二风机13的出风口穿设在机箱2左侧壁上、且伸入机箱2 内位于筛板9最高端的上方。

本实施例中，使用时，启动驱动电机3，驱动电机3使驱动轮82转动，通过第一皮带4 带动第一从动轮72转动，第一从动轮72通过第二皮带带动第二从动轮转动，驱动轮82还通过第三皮带带动第三从动轮转动，从而实现上旋转轴7和下旋转轴8同时转动，大颗粒煤样从进料口5进入机箱2内，经过两个上旋转轴7上的上粉碎辊71将大颗粒轻度粉碎，实现一级粉碎，然后经过下旋转轴8上的下粉碎辊81继续精度粉碎，实现二级粉碎，这样，煤样经过两次粉碎，达到了良好的粉碎效果，能源消耗较少；此外，筛板9可以对粉碎后的颗粒进行筛选，较小的颗粒顺着倾斜的筛板9从出料口6排出，由于第二风机13的设置，可以向筛板9上的颗粒进行吹风助力，以加速颗粒的排出速度，改善筛分效果，而粉尘则进入粉尘腔10内，由于第一风机12的设置，可以向粉尘腔10内吹入强风，从而将粉尘吹向粉尘出口11 排出。

作为优选，上粉碎辊71和下粉碎辊81结构相同，上粉碎辊71和下粉碎辊81的直径尺寸相等，下粉碎辊81的侧壁沿轴向一体成型有若干个彼此相连呈锯齿形的凸圈810，凸圈810 的横断面呈等腰三角形，凸圈810的顶部为波峰、且相邻两个凸圈810相交的位置为波谷，两个上粉碎辊71上的波峰和波谷相互交错且留有间隙，两个下粉碎辊81上的波峰和波谷相互交错且留有间隙。这样的结构设计，更容易将煤样刺破，进一步改善粉碎效果，提高效率，降低能耗。实际上，也可以根据实际情况具体考虑上粉碎辊71和下粉碎辊81的其他结构设计方案。

作为优选，两个上粉碎辊71上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸小于两个下粉碎辊81 上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸。这样的结构设计，进一步改善粉碎效果，提高效率，降低能耗。实际上，也可以根据实际情况具体考虑两个上粉碎辊71上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸与两个下粉碎辊81上的波峰和波谷相互交错的深度尺寸之间的关系。

作为优选，凸圈810上波峰和波谷连接的面上一体成型有多个沿径向均匀分布的加强筋 8101。这样的结构设计，不仅可以增加上粉碎辊71和下粉碎辊81与煤样的摩擦力，进一步改善粉碎效果，而且可以增加上粉碎辊71和下粉碎辊81的结构强度，延长使用寿命。实际上，也可以根据实际情况具体考虑上粉碎辊71和下粉碎辊81的其他结构设计方案。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。