一种调节筛选式井下煤矸石分离装置

1.本发明涉及煤矸石分离技术领域，具体的说是一种调节筛选式井下煤矸石分离装置。


背景技术：

2.矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是矿业固体废物的一种，且矸石开采出井下后，容易造成地下空洞，造成塌陷等危害。
3.现有的分离装置大多数是适用于井上工作，且需要人工辅助，而井下分离设备绝大多数都是采用卧式装置加长传送带的方式进行分离，在矿井下恶劣的环境和路况复杂的矿道内，卧式分离装置既占用地方，也难以在弯曲的路况环境下使用，且卧式分离装置的机体部件较多，结构复杂，增加了制造和在井下维修难度，并且现有分离装置多为外露式破碎分离，对井下环境污染较为严重；而由于原煤开采批次和位置等不同因素的影响，可能会导致原煤中矸石的硬度不一样，而常用的分离设备无法调节破碎压力，可能导致分离装置压力过大而压碎矸石，使得煤和矸石混合在一起，从而影响筛选效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明提供了一种调节筛选式井下煤矸石分离装置。本发明为解决常见分离的设备无法调节破碎压力而导致矸石被压碎混入煤中不好筛分等问题，所设计的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种调节筛选式井下煤矸石分离装置，包括箱体、进料挡板、压选装置、驱动电机、传动机构、出矸滑板、筛滤机构和出煤口，所述箱体顶部对称焊接有两块进料挡板，所述进料挡板下方对称安装有两组压选装置，所述压选装置均转动连接于箱体内部，所述压选装置一端连接有传动机构，所述传动机构位于箱体外侧，且传动机构一侧连接有驱动电机，所述驱动电机由螺钉固定于箱体侧壁，所述压选装置下方安装有筛滤机构，所述筛滤机构位于箱体内部且连接于传动机构，所述箱体底部开设有出煤口，所述出煤口上方两侧开设有出矸口，所述出矸口位于筛滤机构两端，且所述出矸口底部均固定有出矸滑板；
6.所述压选装置包括变压机构、圆筒、转动柱和调压阀，所述圆筒圆柱侧壁圆周均匀安装有若干组变压机构，且所述圆筒两端均焊接有转动柱，两根所述转动柱分别转动连接于箱体两侧侧壁，且其中一根的转动柱伸出箱体外部连接于传动机构，另一根转动柱伸出箱体外部插接有调压阀，且所述圆筒内部中空且连通调压阀，所述调压阀连接有气泵；
7.所述变压机构包括顶盖、固定底座、排气单向阀、推力弹簧、弹性气腔、进气单向阀、通气管和排气管，所述固定底座底部焊接于圆筒侧壁，所述固定底座底部两侧插接有若干排气单向阀，所述固定底座顶部滑动卡接有顶盖，所述顶盖和固定底座内部安装有弹性气腔，所述弹性气腔顶端焊接于顶盖，所述弹性气腔底端焊接于固定底座，所述弹性气腔两
侧均安装有若干推力弹簧，所述推力弹簧位于顶盖和固定底座内部，所述弹性气腔底部两侧插接有若干排气管，每根所述排气管均对应连接每个排气单向阀，所述弹性气腔底端中部固定有进气单向阀，所述进气单向阀底端连接有通气管，所述通气管底部贯穿连接于圆筒内部。
8.具体的，所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、传动杆、弧形槽和传动滑杆，两个所述第一齿轮分别焊接于远离调压阀一侧的两根转动柱，两个所述第一齿轮之间分别啮合有第二齿轮和第三齿轮，且所述第二齿轮和第三齿轮相互啮合，所述第二齿轮连接于驱动电机，两个所述第一齿轮外侧壁均轴接有传动杆，两根传动杆分别轴接于两个第一齿轮侧壁的顶部和底部，所述传动杆底部均焊接有传动滑杆，且所述两个第一齿轮下方的箱体侧壁开设有弧形槽，所述传动滑杆均滑动插接于弧形槽内部，且传动滑杆一端伸入箱体内部连接于筛滤机构。
9.具体的，所述筛滤机构包括滤框、第一滤板、转轴、第二滤板、滑轮、挡煤板、伸缩杆和圆孔，所述滤框两侧中部均焊接有转轴，所述转轴均转动连接于箱体两侧侧壁，靠近驱动电机的转轴两侧均开设有圆孔，所述传动滑杆转动连接于圆孔内，且所述滤框两端中部均插接有第二滤板，两个第二滤板相邻一端两侧均焊接有伸缩杆，两根伸缩杆分别位于滤框内部两侧，且所述第二滤板下方安装有第一滤板，所述第一滤板卡接于滤框底部，且两个第二滤板相远离一端均轴接有若干滑轮，所述滑轮靠近第一滤板一侧安装有挡煤板，且所述挡煤板焊接于第二滤板上表面。
10.具体的，所述伸缩杆包括轴杆、伸缩弹簧和套管，所述套管焊接于其中一个第二滤板远离挡煤板一端，所述套管内部插接有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧一端连接有轴杆，所述轴杆滑动连接于套管内，所述轴杆伸出套管外一端焊接于另一个第二滤板远离挡煤板一端。
11.本发明的有益效果：
12.(1)本发明所述的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置，采用了压选装置，并通过设计变压机构，使得进入圆筒内气体通过通气管和进气单向阀进入弹性气腔，将弹性气腔完全撑起，且此时弹性气腔将顶盖和固定底座之间的距离撑起至最大，而推力弹簧则处于自然伸长状态，且由于排气单向阀的排气量小于气泵供气的供气量，所以只有小部分空气通过排气管流向排气单向阀，然后流出变压机构，可以清理变压机构之间的缝隙，防止煤被压碎后掉入缝隙，而增加变压机构收缩时的阻力，当原煤掉落至相邻的两个顶盖之间时，如果是煤则会被压碎，如果是矸石，则因为矸石较硬，会挤压顶盖，顶盖会压缩弹性气腔和推力弹簧，使得矸石可以不被压碎而通过压选装置落入下方的筛滤机构，再观察筛选后的煤，若原煤中的矸石的也被压碎，则表示弹性气腔内的压力过大，通过调节调压阀可以调节气泵的进气量，以降低弹性气腔内的压力，以达到调节压碎压力的目的，可以更好的筛选出矸石。
13.(2)本发明所述的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置，采用了传动机构，通过驱动电机转动可以带动第二齿轮转动，第二齿轮可以带动与其啮合的第一齿轮和第三齿轮转动，第三齿轮带动与其啮合的第一齿轮转动，此时两个第一齿轮旋转方向相反，且两个第一齿轮通过转动柱带动两个圆筒转动；并且第一齿轮在转动时，会带动侧壁上轴接的传动杆上下移动，而传动杆上下移动时可以通过卡在弧形槽内的传动滑杆带动筛滤机构左右摇摆，可以将动力传递给压选装置和筛滤机构，使得两者产生更好的联动配合，更容易将压碎
的煤和未压碎的矸石分离出来。
14.(3)本发明所述的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置，采用了筛滤机构，通过传动滑杆在弧形槽内来回滑动时，可以卡在滤框的圆孔内带动其左右摇摆，而滤框两端安装的第二滤板会由于接触箱体侧壁而向内挤压伸缩杆，使得伸缩杆逐渐缩短，受挤压的第二滤板部分缩入滤框内部，而当第二滤板旋转至不受挤压位置时，伸缩杆逐渐伸长，而使得不受箱体侧壁挤压的第二滤板滑出滤框内部，这样可以使两块第二滤板始终紧贴箱体侧壁，而防止矸石从缝隙漏入下方混入煤中，且滤框在左右摇摆时可以将煤块更好的过滤到下方出煤口内，且由于第二滤板一侧有倾斜的挡煤板，可以有效防止压碎后的煤块随着矸石一起滚出箱体，而矸石则可以随着滤框左右摇摆沿着倾斜的挡煤板从出矸口滚出箱体，再沿着出矸滑板落在预定的位置，可以增加破碎后煤和矸石的过滤效率。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.图1为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的示意图一；
17.图2为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的示意图二；
18.图3为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的箱体内部机构示意图；
19.图4为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的筛滤机构示意图；
20.图5为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的伸缩杆示意图；
21.图6为本发明提供的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置的变压机构示意图；
22.图7为图6的a-a面剖视图；
23.图8为图6的b-b面剖视图。
24.图中：1、箱体；2、进料挡板；3、压选装置；31、变压机构；311、顶盖；312、固定底座；313、排气单向阀；314、推力弹簧；315、弹性气腔；316、进气单向阀；317、通气管；318、排气管；32、圆筒；33、转动柱；34、调压阀；4、驱动电机；5、传动机构；51、第一齿轮；52、第二齿轮；53、第三齿轮；54、传动杆；55、弧形槽；56、传动滑杆；6、出矸滑板；7、筛滤机构；71、滤框；72、第一滤板；73、转轴；74、第二滤板；75、滑轮；76、挡煤板；77、伸缩杆；771、轴杆；772、伸缩弹簧；773、套管；78、圆孔；8、出矸口；9、出煤口。
具体实施方式
25.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
26.如图1-图8所示，本发明所述的一种调节筛选式井下煤矸石分离装置，包括箱体1、进料挡板2、压选装置3、驱动电机4、传动机构5、出矸滑板6、筛滤机构7和出煤口9，箱体1顶部对称焊接有两块进料挡板2，可以使原煤滑入两组压选装置3中间，进料挡板2下方对称安装有两组压选装置3，可以压碎煤块并筛选出矸石，压选装置3均转动连接于箱体1内部，压选装置3一端连接有传动机构5，可以提供动力给压选装置3和筛滤机构7，传动机构5位于箱体1外侧，且传动机构5一侧连接有驱动电机4，驱动电机4由螺钉固定于箱体1侧壁，压选装置3下方安装有筛滤机构7，可以将煤和矸石过滤分开，筛滤机构7位于箱体1内部且连接于
传动机构5，箱体1底部开设有出煤口9，出煤口9上方两侧开设有出矸口8，出矸口8位于筛滤机构7两端，且出矸口8底部均固定有出矸滑板6；
27.压选装置3包括变压机构31、圆筒32、转动柱33和调压阀34，圆筒32圆柱侧壁圆周均匀安装有若干组变压机构31，可以调整碾压原煤的压力，且圆筒32两端均焊接有转动柱33，两根转动柱33分别转动连接于箱体1两侧侧壁，且其中一根的转动柱33伸出箱体1外部连接于传动机构5，另一根转动柱33伸出箱体1外部插接有调压阀34，转动柱33可以固定圆筒32且传递动力并接通空气，且圆筒32内部中空且连通调压阀34，调压阀34连接有气泵，气体可以通过调压阀34和转动柱33进入圆筒32内，再通过调压阀34调节气泵的进气量来改变变压机构31内部的压力，可以适用于各种成分硬度不同的矸石分离；
28.变压机构31包括顶盖311、固定底座312、排气单向阀313、推力弹簧314、弹性气腔315、进气单向阀316、通气管317和排气管318，固定底座312底部焊接于圆筒32侧壁，固定底座312底部两侧插接有若干排气单向阀313，固定底座312顶部滑动卡接有顶盖311，顶盖311和固定底座312内部安装有弹性气腔315，弹性气腔315顶端焊接于顶盖311，弹性气腔315底端焊接于固定底座312，弹性气腔315两侧均安装有若干推力弹簧314，推力弹簧314位于顶盖311和固定底座312内部，弹性气腔315底部两侧插接有若干排气管318，每根排气管318均对应连接每个排气单向阀313，弹性气腔315底端中部固定有进气单向阀316，进气单向阀316底端连接有通气管317，通气管317底部贯穿连接于圆筒32内部；气泵供气时，圆筒32内气体通过通气管317和进气单向阀316进入弹性气腔315，将弹性气腔315完全撑起，且此时弹性气腔315将顶盖311和固定底座312之间的距离撑起至最大，而推力弹簧314则处于自然伸长状态，且由于排气单向阀313的排气量小于气泵供气的供气量，所以只有小部分空气通过排气管318流向排气单向阀313，然后流出变压机构31，可以清理变压机构31之间的缝隙，防止煤被压碎后掉入缝隙，而增加变压机构31收缩时的阻力，当原煤掉落至相邻的两个顶盖311之间时，如果是煤则会被压碎，如果是矸石，则因为矸石较硬，会挤压顶盖311，顶盖311会压缩弹性气腔315和推力弹簧314，使得矸石可以不被压碎而通过压选装置3落入下方的筛滤机构7，再观察筛选后的煤，若原煤中的矸石的也被压碎，则表示弹性气腔315内的压力过大，通过调节调压阀34可以调节气泵的进气量，以降低弹性气腔315内的压力，以达到调节压碎压力的目的，可以更好的筛选出矸石。
29.具体的，传动机构5包括第一齿轮51、第二齿轮52、第三齿轮53、传动杆54、弧形槽55和传动滑杆56，两个第一齿轮51分别焊接于远离调压阀34一侧的两根转动柱33，两个第一齿轮51之间分别啮合有第二齿轮52和第三齿轮53，且第二齿轮52和第三齿轮53相互啮合，第二齿轮52连接于驱动电机4，两个第一齿轮51外侧壁均轴接有传动杆54，两根传动杆54分别轴接于两个第一齿轮51侧壁的顶部和底部，传动杆54底部均焊接有传动滑杆56，且两个第一齿轮51下方的箱体1侧壁开设有弧形槽55，传动滑杆56均滑动插接于弧形槽55内部，且传动滑杆56一端伸入箱体1内部连接于筛滤机构7；驱动电机4转动时，可以带动第二齿轮52转动，第二齿轮52可以带动与其啮合的第一齿轮51和第三齿轮53转动，第三齿轮53带动与其啮合的第一齿轮51转动，此时两个第一齿轮51旋转方向相反，且两个第一齿轮51通过转动柱33带动两个圆筒32转动；并且第一齿轮51在转动时，会带动侧壁上轴接的传动杆54上下移动，而传动杆54上下移动时可以通过卡在弧形槽55内的传动滑杆56带动筛滤机构7左右摇摆，可以将动力传递给压选装置3和筛滤机构7，使得两者产生更好的联动配合，
更容易将压碎的煤和未压碎的矸石分离出来。
30.具体的，筛滤机构7包括滤框71、第一滤板72、转轴73、第二滤板74、滑轮75、挡煤板76、伸缩杆77和圆孔78，滤框71两侧中部均焊接有转轴73，转轴73均转动连接于箱体1两侧侧壁，靠近驱动电机4的转轴73两侧均开设有圆孔78，传动滑杆56转动连接于圆孔78内，且滤框71两端中部均插接有第二滤板74，两个第二滤板74相邻一端两侧均焊接有伸缩杆77，两根伸缩杆77分别位于滤框71内部两侧，且第二滤板74下方安装有第一滤板72，第一滤板72卡接于滤框71底部，且两个第二滤板74相远离一端均轴接有若干滑轮75，滑轮75靠近第一滤板72一侧安装有挡煤板76，且挡煤板76焊接于第二滤板74上表面；传动滑杆56在弧形槽55内来回滑动时，一直卡在滤框71的圆孔78内带动其左右摇摆，而滤框71两端安装的第二滤板74会由于接触箱体1侧壁而向内挤压伸缩杆77，使得伸缩杆77逐渐缩短，受挤压的第二滤板74部分缩入滤框71内部，而当第二滤板74旋转至不受挤压位置时，伸缩杆77逐渐伸长，而使得不受箱体1侧壁挤压的第二滤板74滑出滤框71内部，这样可以使两块第二滤板74始终紧贴箱体1侧壁，而防止矸石从缝隙漏入下方混入煤中，且滤框71在左右摇摆时可以将煤块更好的过滤到下方出煤口9内，且由于第二滤板74一侧有倾斜的挡煤板76，可以有效防止压碎后的煤块随着矸石一起滚出箱体1，而矸石则可以随着滤框71左右摇摆沿着倾斜的挡煤板76从出矸口8滚出箱体1，再沿着出矸滑板6落在预定的位置。
31.具体的，伸缩杆77包括轴杆771、伸缩弹簧772和套管773，套管773焊接于其中一个第二滤板74远离挡煤板76一端，套管773内部插接有伸缩弹簧772，伸缩弹簧772一端连接有轴杆771，轴杆771滑动连接于套管773内，轴杆771伸出套管773外一端焊接于另一个第二滤板74远离挡煤板76一端；第二滤板74连接的轴杆771或者套管773在受到压力时，会一起压缩伸缩弹簧772，使得轴杆771部分收缩进套管773内部，伸缩弹簧772会储存压力，而第二滤板74不受挤压时，伸缩弹簧772会释放压力，使得轴杆771伸出套管773内部。
32.工作原理：在使用时，先接通驱动电机4电源，并打开气泵，再将原煤倒在进料挡板2之间，此时驱动电机4带动第二齿轮52转动，第二齿轮52带动与其啮合的第一齿轮51和第三齿轮53转动，第三齿轮53带动与其啮合的第一齿轮51转动，此时两个第一齿轮51旋转方向相反，且两个第一齿轮51通过转动柱33带动两个圆筒32转动，使两者旋转方向相反，且均由上向下旋转，圆筒32则带动表面焊接的变压机构31一起转动，而变压机构31将原煤从两个圆筒32之间挤压并碾压至下方；且打开气泵时，使得空气通过调压阀34和转动柱33进入圆筒32内，再通过通气管317和进气单向阀316进入弹性气腔315，将弹性气腔315完全撑起，且此时弹性气腔315将顶盖311和固定底座312之间的距离撑起至最大，而推力弹簧314则处于自然伸长状态，且由于排气单向阀313的排气量小于气泵供气的供气量，所以只有小部分空气通过排气管318流向排气单向阀313，然后流出变压机构31，可以清理变压机构31之间的缝隙，防止煤被压碎后掉入缝隙，而增加变压机构31收缩时的阻力，当原煤掉落至相邻的两个顶盖311之间时，如果是煤则会被压碎，如果是矸石，则因为矸石较硬，会挤压顶盖311，顶盖311会压缩弹性气腔315和推力弹簧314，使得矸石可以不被压碎而通过压选装置3落入下方的筛滤机构7，再观察筛选后的煤，若原煤中的矸石的也被压碎，则表示弹性气腔315内的压力过大，通过调节调压阀34可以调节气泵的进气量，以改变弹性气腔315内的压力，以达到调节压碎压力的目的，可以更有针对性的筛选出矸石；
33.煤块经过压选装置3后落入筛滤机构7，且两个第一齿轮51在转动时，会带动侧壁
上轴接的传动杆54上下移动，由于筛滤机构7中的滤框71被转轴73限定在箱体1内，且传动杆54上下移动时可以通过卡在弧形槽55和圆孔78内的传动滑杆56带动滤框71左右摇摆，而滤框71两端安装的第二滤板74会由于接触箱体1侧壁而向内挤压伸缩杆77，使得受挤压的一侧的第二滤板74连接的轴杆771或者套管773压缩伸缩弹簧772，并使伸缩杆77缩短，受挤压的第二滤板74部分缩入滤框71内部，而当第二滤板74不受挤压时，伸缩弹簧772则释放压力将轴杆771推出套管773内，而使得不受箱体1侧壁挤压的第二滤板74滑出滤框71内部，这样可以使两块第二滤板74始终紧贴箱体1侧壁，而防止矸石从缝隙漏入下方混入煤中，且滤框71在左右摇摆时可以将煤块更好的过滤到下方出煤口9内，且由于第二滤板74一侧有倾斜的挡煤板76，可以有效防止压碎后的煤块随着矸石一起滚出箱体1，而矸石则可以随着滤框71左右摇摆沿着倾斜的挡煤板76从出矸口8滚出箱体1，再沿着出矸滑板6落在预定的位置，可以通过摇摆增加过滤煤块和矸石的效率。
34.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。