ВЕРТИКАЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ДЛЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Российский патент 2018 года по МПК B28C3/00 B28C1/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к суспензионной машине, в частности к вертикальной машине для производства суспензии (slurrying) для предотвращения и тушения пожара для горнодобывающей промышленности.

Предшествующий уровень техники

Явление спонтанного возгорания угольной пыли в угольной шахте является одной из причин катастрофических пожаров на угольных шахтах. Один из способов решения этой проблемы состоит инжекции суспензии в область выработки угольной шахты, чтобы изолировать угольную пыль в воздухе, для того, чтобы ликвидировать потенциальную угрозу самовозгорания угольной пыли. Цементирующая (grouting) технология предотвращения пожара в угольной шахте включает смешивание лесса или летучей золы, остаточной породы и тому подобного с водой в определенной пропорции для получения однородной суспензии, и последующую подачу в зону обработки пожара для цементирующего предотвращения пожара. Действие суспензии непосредственно влияет на надежность предотвращения пожаров, поэтому надежная предварительная обработка для предотвращения пожаров угольных шахт является достаточной и однородное смешивание воды и материалов. В связи с этой проблемой недостатки существующих суспензионных методов состоят в следующим.

Китайский патент на полезную модель "Комплексная суспензионная машина", Заявка №201020597244.X, опубл. 7 сентября 2011 года, характеризуется тем, что цепное колесо на периферии ролика приводится в движение с помощью двигателя, для вращения, в прямом направлении лессовые частицы и суспензия поднимаются на верх, а затем они падают на подъемный узел, плавление частиц ускоряется непрерывной экструзией и трением, а затем проводится непрерывное перемешивание суспензии. Однако тип привода ограничивает скорость вращения, поэтому материалы и вода не могут быть полностью перемешаны суспензионной машиной. Китайский патент на полезную модель "Машина роликового типа для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров в угольной шахте", заявка №201220422533.5, опубликована 20 марта 2013 года, характеризуется тем, что использует наклонную конструкцию контейнера, на выходе из шлама отфильтровываются более крупные примеси с помощью объемного сита в форме кругового усеченного конуса, что улучшает равномерное перемешивание материалов суспензии в воде, однако, получаемая структура суспензии легко блокируется, когда суспензия толще или содержит более твердые частицы примесей. Китайский патент на промышленный образец "Машина для подготовки коллоидов (ZLC-60)", Заявка №201130452361,7, опубликована 4 июля 2012 года, характеризуется тем, что как видно из рисунка, что сетчатый фильтр заполняет весь суспензионный контейнер в процессе суспендирования, таким образом, что несколько улучшает эффект фильтрации; однако сетчатый фильтр, легко повреждается из-за частых столкновений и трения твердых частиц примеси о сетчатый фильтр; и в то же время, для фильтрации используется сетчатый фильтр с большой площадью, который трудно чистить в случае его блокировки. Китайский патент на полезную модель "Суспензионная машина с автоматическим удалением шлама", Заявка №201120469773,6, опубл. 11 июля 2012 года, характеризуется тем, что использует центробежный методом суспендирования, приготовление однородной и тонкой суспензии достигается путем смешивания воды с материалами при помощи высокоскоростных суспензионных лезвий и одновременного измельчения крупных твердых частиц. Однако имеет место более высокое энергопотребление в этом процессе, а лезвия могут быть повреждены более твердыми частицами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предусматривает вертикальную машину для приготовления суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности, которая решает проблемы, описанные в предшествующем уровне техники. Примеси в процессе суспендирования можно фильтровать без использования сетчатого фильтра внутри суспензионной машины. Суспензионная машина выгодно отличается равномерным суспендированием, низким энергопотреблением, очевидным эффективным удалением шлама, малой занимаемой площадью и длительным сроком службы.

Для достижения указанной выше цели, вертикальная суспензионная машина для предотвращения и тушения пожара для добычи содержит бункер, внутренний цилиндр, наружный цилиндр, шнековый конвейер и перемешивающее устройство, в котором бункер расположен на верхней части внутреннего цилиндра, внутренний цилиндр расположен во внешнем цилиндре, и предусмотрен зазор между дном внутреннего цилиндра и дном внешнего цилиндра; внешний край внутреннего цилиндра закреплен по внешнему краю верхней части наружного цилиндра с помощью качающихся подшипников (swing bearings), и предусмотрен зазор между наружной стенкой внутреннего цилиндра и внутренней стенкой наружного цилиндра, так что внутренний цилиндр может вращаться относительно наружного цилиндра, при этом эффект фильтрации может осуществляться без сетчатого фильтра; перемешивающее устройство содержит крыльчатку, передаточный вал и ременный шкив, крыльчатка расположена на дне внутренней части наружного цилиндра, дно внешнего цилиндра имеет вогнутую форму, отвечающую крыльчатке, крыльчатка соединена с ременным шкивом, расположенным снаружи наружного цилиндра через трансмиссионный вал, трансмиссионный вал расположен на дне внешней стороны наружного цилиндра через седло соединительного вала, а водонепроницаемая уплотнительная часть расположена между трансмиссионным валом и наружным цилиндром; боковая стенка наружного цилиндра снабжена выходом шлама в верхней части и выпускным отверстием шлама в дне, шнековый конвейер выполнен на одной стороне наружного цилиндра, и один конец шнекового конвейера соединен с выходом шлама с помощью трубопровода, расстояние по вертикали между выпускным отверстием шнекового конвейера и дном внешнего цилиндра больше расстояния по вертикали между выходным отверстием для вывода шлама в дне внешнего цилиндра; и шламовые скребки расположены на дне внутренней стенки внутреннего цилиндра, и шламовые отверстия расположены перед шлаковыми скребками по направлению вращения.

Кроме того, суспензионная машина также содержит трубу для подачи воды, труба для подачи воды расположена в верхней части внутреннего цилиндра, что облегчает дальнейшее смешивание материалов.

Кроме того, сетчатый фильтр с петлей расположен на внешней стороне выпускного отверстия суспензии; а дополнительный сетчатый фильтр осуществляет вторичную фильтрацию, тем самым решая проблему фильтрации примесей, которые не могут быть осаждены под действием силы тяжести. В то же время сетчатый фильтр имеет конструкцию петли, которая может быть непосредственно вставлена и вынута, при этом достигается большое удобство для замены сетки фильтра, а также облегчается техническое обслуживание персоналом.

Кроме того, скребок шлама имеет форму эвольвенты. Такая конструкция дает хорошее удаление шлама и длительный срок службы.

Кроме того, крыльчатка имеет внутреннюю выпуклость конструкции, а выпуклость имеет форму S. Материалы и вода могут быть равномерно перемешаны с помощью высокоскоростного вращения такой конструкции, и жесткие блоки и более крупные почвенные блоки выталкиваются к внутренней стенке внутреннего цилиндра под действием центробежной силы, при этом твердые блоки будут выгружаться с помощью шнекового конвейера, в то время как почвенные блоки будут измельчаться, сталкиваясь со шламовыми скребками на высокой скорости, а затем будут смешиваться и снова перемешиваться.

Кроме того, суспензионная машина также включает в себя очистительный трубопровод с клапаном, а очистительный трубопровод расположен на дне внешнего цилиндра и сообщается с внутренней стороной внешнего цилиндра. После того как суспендирование закончено, в процессе очистки суспензионной машины, клапан трубопровода очистки включен, таким образом, что суспензия, остающаяся на дне крыльчатки, легко выводится, и, таким образом, вся суспензионная машина может быть хорошо очищена.

По сравнению с известным уровнем техники суспензионная машина по настоящему изобретению, не требует подъемную платформу, и не зависит от скорости вращения в процессе суспендирования, и проблема перемешивания материалов и воды может быть решена с помощью перемешивающего устройства с высокой скоростью вращения. При этом фильтрация выполняется за два раза следующим образом: первая фильтрация относится к осаждению частиц примеси, причем без сеточная фильтрация осуществляется с помощью зазора между внутренним и внешним цилиндрами; а вторая фильтрация осуществляется с помощью сетчатого фильтра малой площади, причем, маленький сетчатый фильтр имеет подвижную вставляющуюся натягиваемую конструкцию, что позволяет избежать проблем обслуживания сетчатого фильтра. Кроме того, суспензионная машина рассчитана на столкновение и рассеивание только блоков почвы и не разрушает твердые частицы, тем самым снижая потребление энергии. В частности, подбором режима комбинирования перемешивания и удаления шлама, крыльчатка вращается с высокой скоростью и осуществляет перемешивание суспензии, примеси будут близки к внутренней стенке внутреннего цилиндра под действием центробежной силы, вызываемой высокоскоростным перемешиванием крыльчатки, а затем внутренний цилиндр начинает вращать шламовые скребки на низкой скорости, твердые частицы непрерывно собираются на выходе шлама для удаления шлама, таким образом, в результате чего достигается двойной эффект, одновременного перемешивания и удаления шлама; объем суспензии определяется конструкцией внутреннего и внешнего цилиндра, а первичная фильтрация осуществляется в зазоре между внутренним цилиндром и наружным цилиндром, таким образом, достигается эффект бессеточной фильтрации; в то же время, внутренний цилиндр также осуществляет буферизацию суспензии и осаждения твердых частиц; выход суспензии имеет сетчатый фильтр с петлевой конструкцией, так что, осуществляя тем самым вторичную фильтрация, таким образом, решается проблема больших трудозатрат на обслуживание персоналом, возникающих при блокировке сетчатого фильтра; и кроме того, вертикальная структура машины для получения суспензии, обеспечиваемая изобретением, преодолевает тот недостаток, который имеет существующая суспензионная машина, занимает большую производственную площадь.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг. 1 представляет общий вид конструкции согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 представляет вид в сечении А-А на Фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид части В на Фиг. 1.

На чертежах: 1. Бункер, 2. Центральный управляющий механизм, 3. качающийся подшипник, 4. Выход суспензии, 5. Внешний цилиндр, 6. Внутренний цилиндр, 7. Шламовый скребок, 8. Крыльчатка, 9. Труба подачи воды, 10. Выход шлама, 11. Шнековый конвейер, 12. Выпускной порт, 13. Ременный шкив, 14. Трубопровод очистки, 15. Трансмиссионный вал, 16. Выход шлама и 17. Сетчатый фильтр.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение далее поясняется ниже в соответствии с чертежами.

Как показано на Фиг. 1 и 3, вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности, представленной изобретением содержит бункер 1, внутренний цилиндр 6, наружный цилиндр 5, шнековый конвейер 11 и перемешивающее устройство, в котором бункер 1 расположен в верхней части внутреннего цилиндра 6, внутренний цилиндр 6 расположен во внешнем цилиндре 5, и обеспечен зазор между дном внутреннего цилиндра 6, и дном наружного цилиндра 5; внешний край внутреннего цилиндра 6 расположен по внешней кромке в верхней части наружного цилиндра 5 с помощью качающихся подшипников 3, и обеспечен зазор между наружной стенкой внутреннего цилиндра 6 и внутренней стенкой наружного цилиндра 5, так что внутренний цилиндр 6 может вращаться относительно наружного цилиндра 5; так что фильтрация может осуществляться без сетчатого фильтра; перемешивающее устройство содержит крыльчатку 8, трансмиссионный вал 15 и ременной шкив 13, крыльчатка 8 расположена на дне внутренней стороны наружного цилиндра 5, дно наружного цилиндра 5 имеет вогнутую форму и обеспечен зазор, согласованный с крыльчаткой 8, крыльчатка 8 соединена с ременным шкивом 13, расположенным снаружи наружного цилиндра 5 через трансмиссионный вал 15, трансмиссионный вал 15 крепится на дне внешней стороны наружного цилиндра 5 с помощью соединительного седла, а водонепроницаемая уплотнительная часть расположена между валом трансмиссионный 15 и наружным цилиндром 5; боковая стенка наружного цилиндра 5 снабжена выходом шлама 4 в верхней части и выпускным отверстием шлама 10 в дне, шнековый конвейер 11 расположен на одной стороне наружного цилиндра 5, и один конец шнекового конвейера 11 соединен с выпускным каналом шлама 10 через трубопровод, расстояние по вертикали между выпускным отверстием 12 шнекового конвейера 11 и дном внешнего цилиндра 5 больше, чем расстояние по вертикали между выходом шлама 4 и дном внешнего цилиндра 5; шламовые скребки 7 расположены внизу внутренней стенки внутреннего цилиндра 6, а шламовые отверстия 16 расположены перед шламовыми скребками 7 по направлению вращения.

Кроме того, суспензионная машина также содержит трубу подачи воды 9, труба подачи воды 9 расположена в верхней части внутреннего цилиндра 6; что облегчает дальнейшее смешивание материалов.

В качестве усовершенствования настоящего изобретения вводится сетчатый фильтр 17 с петлей, расположенный на внешней стороне выпускного отверстия выхода суспензии 4; сетчатый фильтр 17 добавляется для вторичной фильтрации и тем самым решает проблему фильтрации мелких примесей, которые не могут быть осаждены под действием силы тяжести. В то же время сетчатый фильтр 17 имеет конструкцию петли, которая может быть непосредственно вставлена и натянута, в результате чего создается большое удобство для замены сетчатого фильтра 17, а также облегчается его техническое обслуживание персоналом.

В качестве еще одного усовершенствования настоящего изобретения расстояние между наружной стенкой внутреннего цилиндра 6 и внутренней стенкой наружного цилиндра 5 может быть выбрано в соответствии со средним размером частиц примесей в сырье, используемом в практическом процессе суспензии. Первичный эффект фильтрации достигается при получении суспензии и без сеточной фильтрации; и то же время, внутренний цилиндр 6 также играет буферную роль, примеси не могут входить в область между наружной стенкой внутреннего цилиндра 6 и внутренней стенкой наружного цилиндра 5, между которыми обеспечено расстояние, и будет опускаться на дно суспензионной машины под действием силы тяжести, и внутренний цилиндр 6 приводит во вращательное движение шламовые скребки 7, чтобы вывести примеси к шнековому конвейеру 11, а затем к выводу из суспензионной машины с помощью шнекового конвейера 11.

В качестве усовершенствования настоящего изобретения, шлам скребок 7 находится в форме эвольвенты. Структура имеет хорошее удаление шлама и длительный срок службы.

Кроме того, крыльчатка 8 имеет внутреннюю конструкцию - выпуклость в форме S. Материалы и вода могут быть однородно перемешаны с помощью высокоскоростного вращения конструкции, и твердые блоки и более крупные почвенные блоки выбрасываются к внутренней стенке внутреннего цилиндра 6 под действием центробежной силы, в то же время, твердые блоки выводятся с помощью шнекового транспортера 11, в то время как почвенные блоки будут разрушены, сталкиваясь со шламовыми скребками 7 на высокой скорости, и будет смешиваться и снова перемешиваться.

Кроме того, суспензионная машина также содержит трубопровод для очистки 14 с клапаном, трубопровод очистки 14 расположен на дне наружного цилиндра 5 и сообщается с внутренней стороны внешнего цилиндра 5. После окончания суспендирования, в процессе очистки машины от суспензии, клапан трубопровода очистки 14 включен, таким образом, что суспензия, остающаяся на дне крыльчатки 8, легко выводится и, таким образом, вся суспензионная машина может быть хорошо очищены. Клапан трубопровода очистки 14 отключается после завершения очистки, обеспечивая уплотнение во время суспендирования.

Когда запускается суспендирование, ременный шкив 13 приводится в действие мотором, чтобы начать вращаться, и ременный шкив 13 вращает крыльчатку 8, чтобы начать вращение с помощью трансмиссионного вала 15; после того, как крыльчатка 8 вращается в течение определенного периода времени, сырьевые материалы суспензии смешивают в соответствии с определенной пропорций и вводят во внутренний цилиндр 6 через бункер 1 и трубу подачи воды 9, чтобы начать суспендирование; в то же время, центральный управляющий механизм 2 вращается для приведения качающихся подшипников 3 во вращение, и, таким образом, внутренний цилиндр 6 приводится во вращение на низкой скорости для удаления шлама. В процессе суспендирования, при повышении уровня жидкости, суспензия транспортируется вверх из зазора между внутренним цилиндром 6 и наружным цилиндром 5; расстояние между наружной стенкой внутреннего цилиндра 6 и внутренней стенкой наружного цилиндра 5, меньше, чем средний размер частиц примесей, так что частицы примеси в пределах такого размера, могут проходить в часть между внутренним цилиндром 6 и внешним цилиндр 5 вместе с суспензией; суспензию выводят через выпускное отверстие суспензии, вторичная фильтрация может быть выполнена с помощью расположенного на выходе суспензии 4 сеточного фильтра 17, и, при этом снижается содержание примесей в выводимой суспензии; а осажденные примеси входят в шнековый транспортер 11 через выпускное отверстие выход шлама 10 под действием шламовых скребков 7 и через отверстия вывода шлама 16, и удаляют с помощью шнекового конвейера 11. При пуске суспендирования, питатель должен быть запущен после того, как обеспечено заполнение дна водой, чтобы не допустить перемешивание сухого материала для продления срока службы суспензионной машины, а ошибкой в соотношении вода-материал можно пренебречь из-за большего количества суспензии.

Предложена вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожара для горнодобывающей промышленности. Наружный край внутреннего цилиндра расположен на внешнем краю верхней части наружного цилиндра через качающиеся подшипники, и обеспечен зазор между наружной стенкой внутреннего цилиндра и внутренней стенкой наружного цилиндра, так что внутренний цилиндр может вращаться относительно внешнего цилиндра; крыльчатка расположена на дне внутренней части наружного цилиндра, дне внешнего цилиндра вогнутой формы, совпавшего с крыльчаткой, крыльчатка соединена с ременным шкивом, расположенным снаружи наружного цилиндра через трансмиссионный вал, и трансмиссионный вал размещен на дне внешней стороны наружного цилиндра через соединительное седло вала; боковая стенка наружного цилиндра снабжена выходом шлама в верхней части и выпускным отверстием шлама в дне, расстояние по вертикали между выпускным отверстием шнекового конвейера и дном внешнего цилиндра больше, чем расстояние по вертикали между выходом шлама и дном наружного цилиндра; и шламовые скребки расположены на дне внутренней стенки внутреннего цилиндра, и шламовые отверстия образуются в передней части шлама скребков по направлению вращения. Примеси в процессе суспендирования можно фильтровать без сетчатого фильтра внутри суспензионной машины. Суспензионная машина имеет преимущества однородности суспендирования, низкое потребление энергии, хорошее удаление шлама, небольшую необходимую площадь и длительный срок службы. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности, отличающаяся тем, что включает в себя бункер (1), внутренний цилиндр (6), наружный цилиндр (5), шнековый конвейер (11) и перемешивающее устройство, в котором бункер (1) выполнен в верхней части внутреннего цилиндра (6), внутренний цилиндр (6) расположен в наружном цилиндре (5), и обеспечен зазор между дном внутреннего цилиндра (6) и дном наружного цилиндра (5); внешний край внутреннего цилиндра (6) расположен на внешней кромке в верхней части наружного цилиндра (5) с помощью качающихся подшипников (3), и обеспечен зазор между наружной стенкой внутреннего цилиндра (6) и внутренней стенкой наружного цилиндра (5) таким образом, что внутренний цилиндр (6) может вращаться относительно наружного цилиндра (5); перемешивающее устройство содержит крыльчатку (8), трансмиссионный вал (15) и ременный шкив (13), крыльчатка (8) расположена на дне внутренней стороны наружного цилиндра (5), дно внешнего цилиндра (5) имеет вогнутую форму и имеет зазор для подгонки крыльчатки (8), крыльчатка (8) соединена с ременным шкивом (13), расположенным снаружи наружного цилиндра (5) через трансмиссионный вал (15), трансмиссионный вал (15) закреплен в дне с внешней стороны наружного цилиндра через соединительное седло вала, а водонепроницаемая уплотнительная часть расположена между трансмиссионным валом (15) и наружным цилиндром (5); боковая стенка наружного цилиндра (5) снабжена выходом шлама (4) в верхней части и выходом шлама (10) в дне, шнековый конвейер (11) расположен на одной стороне наружного цилиндра (5), и один конец шнекового транспортера (11) соединен с выпускным каналом шлама (10) трубопроводом, расстояние по вертикали между выпускным отверстием (12) шнекового конвейера (11) и нижней частью внешнего цилиндра (5) больше, чем расстояние по вертикали между выходом шлама (4) и дном наружного цилиндра (5); шламовые скребки (7) расположены внизу внутренней стенки внутреннего цилиндра (6), и отверстия выхода шлама (16) расположены перед шламовыми скребками (7) по направлению вращения.

2. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров в горнодобывающей промышленности по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит трубу подачи воды (9), труба подачи воды (9) расположена в верхней части внутреннего цилиндра.

3. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности по п. 1, отличающаяся тем, что сетчатый фильтр (17) с петлей размещен на внешней стороне выпускного отверстия шлама (4).

4. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности по п. 1, отличающаяся тем, что каждый шламовый скребок (7) имеет форму эвольвенты.

5. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности по п. 1, отличающаяся тем, что крыльчатка (8) имеет внутреннюю выпуклую конструкцию и эта выпуклость имеет форму S.

6. Вертикальная машина для получения суспензии для предотвращения и тушения пожаров для горнодобывающей промышленности по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит трубопровод очистки (14) с водяным клапаном, причем трубопровод очистки (14) расположен на дне наружного цилиндра (5) и сообщается с внутренней стороной наружного цилиндра (5).