一种具有搅拌功能的矿用排沙泵、方法及其搅拌粉碎装置

技术领域

本发明涉及一种矿用排沙泵，尤其涉及一种具有搅拌功能的矿用排沙泵、方法及其搅拌粉碎装置。

背景技术

煤矿井下采掘工作面的排水的需要使用矿用排沙泵，为了满足矿井排水前自动化发展方向，需要一种带搅拌功能矿用潜水排沙电泵，该潜水排沙电泵兼具潜水电泵与搅拌器的功能，能先使沉积在水池底部的固体颗悬浮起来，再进行排沙作业，目前，此类矿用排沙泵采用的方案是外置搅拌器，搅拌器通常位于排沙泵的进水口，随着煤矿井下采掘技术发展，外置搅拌器已经不适用于井下水仓清理淤泥沙工作、采掘巷道排送含有煤泥、岩粉等含颗粒物污水的工作，主要原因是增设外置搅拌器结构冗余，容易发生缠绕，即使利用了外置搅拌器也会经常发生堵塞，排沙过程也不节能。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种具有搅拌功能的矿用排沙泵、方法及其搅拌粉碎装置。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种搅拌粉碎装置，包括下外壳，下外壳上安装有搅拌盘和粉碎环，搅拌盘为不规则的圆柱体结构，搅拌盘的周向侧壁上具有凹凸不平的第一粉碎齿，搅拌盘的下端面为球冠状且具有搅拌齿，搅拌盘向下外壳之外凸出，粉碎环环抱在搅拌盘的外围，粉碎环的内壁上具有凹凸不平的第二粉碎齿,第一粉碎齿和第二粉碎齿共同围成一个环状内收通道，环状内收通道上下贯通，环状内收通道向下连通下圆柱体和下外壳之间形成的下端口，下端口的开口朝向下。

进一步地，搅拌盘包括位于上端的上圆柱体、下端的下圆柱体、位于中部的曲面圆柱体，上圆柱体的直径小于下圆柱体的直径，曲面圆柱体在上下两端的圆柱体之间形成过渡，上圆柱体、下圆柱体、曲面圆柱体之间无缝连接。

进一步地，下圆柱体的下端面的搅拌齿有若干个，若干个搅拌齿呈十字对称分布在靠近下端面的外沿处。

一种具有搅拌功能的矿用排沙泵，其特征在于：包含搅拌粉碎装置。

进一步地，矿用排沙泵具有圆柱型空腔的泵体，泵体内还包括电机驱动装置、二级粉碎装置以及流道，电机驱动装置、二级粉碎装置以及搅拌粉碎装置在空腔内部自上而下设置，二级粉碎装置和搅拌粉碎装置由电机驱动装置进行同轴驱动，流道在泵体内的电机驱动装置、二级粉碎装置、搅拌粉碎装置之间上下贯通，流道在泵体的下端口处吸入污水，污水依次经过搅拌粉碎装置、二级粉碎装置、二级粉碎装置，并在泵体的上端口处排出污水。

进一步地，电机驱动装置位于泵体的上部，包括上外壳，上外壳的上匹配安装有上端盖，上端盖上开有上端口，上端口的开口朝向上，外壳的内部中心处安装有电机机壳，电机机壳与外壳之间形成一个环状的中空通道，中空通道通过上端盖的上端盖内腔与上端口相连通。

进一步地，电机机壳内具有转子轴，转子轴的上轴伸通过上轴承旋转连接在电机机壳上，上外壳上匹配安装有电机下盖，电机下盖中央处上下叠加设置有下轴承和第一密封件，转子轴的下轴伸通过下轴承旋转连接在电机下盖上，下轴伸自上而下穿出第一密封件并向下延伸至二级粉碎装置，电机下盖内具有下端盖内腔，下端盖内腔与中空通道相连通。

进一步地，二级粉碎装置位于泵体的中部，包括下外壳，下外壳匹配安装在电机下盖上，下外壳内自上而下安装有上粉碎腔、下粉碎腔、密封端盖，上粉碎腔与下端盖内腔相连通，上粉碎腔的上开口与下端盖内腔的下开口相匹配，密封端盖的上开有密封端盖通道，上粉碎腔、下粉碎腔以及密封端盖通道依次连通，密封端盖上安装有第二密封件，转子轴的下轴伸自上而下依次穿过上粉碎腔、下粉碎腔以及第二密封件，位于上粉碎腔的下轴伸上安装有上粉碎轮，位于下粉碎腔的下轴伸上安装有下粉碎轮，转子轴的下轴伸自上而下穿出第二密封件并向下延伸至搅拌粉碎装置。

进一步地，流道由依次连通的下端口、环状内收通道、密封端盖通道、下粉碎腔、上粉碎腔、下端盖内腔、中空通道、上端盖内腔、上端口组成。

一种具有搅拌功能的矿用排沙泵的排污方法，排污方法的步骤如下：

起动电机驱动装置，由电机驱动装置的转子轴同轴驱动二级粉碎装置和搅拌粉碎装置进行旋转；

将矿用排沙泵的搅拌粉碎装置置于污水中，污水从下端口进入矿用排沙泵内，经过第一粉碎齿和第二粉碎齿共同围成的环状内收通道，在环状内收通道内对污水中的杂物进行第一次粉碎；

污水经过环状内收通道粉碎后通过密封端盖通道依次进入下粉碎腔、上粉碎腔，下粉碎腔的下轴伸上安装的下粉碎轮对腔内的污水进行第二次粉碎，上粉碎腔的下轴伸上安装的上粉碎轮对腔内的污水进行第三次粉碎；

污水经过三次粉碎后依次经过下端盖内腔、中空通道、上端盖内腔，最终从上端口流出，实现排污。

本发明公开了一种搅具有搅拌功能的矿用排沙泵、方法及其搅拌粉碎装置，将电机驱动装置同轴驱动二级粉碎装置以及搅拌粉碎装置，使矿用排沙泵结构紧凑、体积小，传动效率高，不需要额外增加搅拌的成本，解决了传统外置搅拌器的矿用潜水排沙电泵容易发生缠绕，排沙过程也不节能的问题。同时，在矿用排沙泵内对污水中的杂物进行三次粉碎；第一次是利用旋转中的第一粉碎齿和第二粉碎齿快速将污水中的杂物研磨成小颗粒或者小于环状内收通道口径的颗粒，然后依次进入下粉碎腔、上粉碎腔对腔内的污水进行第二次粉碎和第三次粉碎，形成利用粉碎轮对杂物连续进行了两次粉碎，提升粉碎效果，最终从上端口流出，实现排污，解决了传统外置搅拌器的矿用潜水排沙电泵会经常发生堵塞的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中圈中部分的放大示意图。

图3为本发明的下圆柱体的仰视图。

图中：A01、上外壳；A02、上端盖；A03、中空通道；A04、电机下盖；A05、电机机壳；A011、上端口；A021、转子轴；A022、上端盖内腔；A041、下轴承；A042、第一密封件；A051、上轴承；B01、下外壳；B02、上粉碎腔；B03、下粉碎腔；B04、密封端盖；B021、上粉碎轮；B031、下粉碎轮；B041、密封端盖通道；B042、第二密封件；C01、搅拌盘；C02、粉碎环；C03、环状内收通道；C04、下端口；C011、上圆柱体；C012、下圆柱体；C013、曲面圆柱体；C0111、第一粉碎齿；C0121、搅拌齿。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的具有搅拌功能的矿用排沙泵，其具有圆柱型空腔的泵体，泵体的空腔内部包括四个组成部分，分别为电机驱动装置、二级粉碎装置、搅拌粉碎装置以及流道，电机驱动装置、二级粉碎装置以及搅拌粉碎装置在空腔内部自上而下设置，并且二级粉碎装置和搅拌粉碎装置由电机驱动装置进行同轴驱动，流道在泵体内的电机驱动装置、二级粉碎装置、搅拌粉碎装置之间上下贯通，流道在泵体的下端口处吸入污水，污水依次经过搅拌粉碎装置、二级粉碎装置、二级粉碎装置，并在泵体的上端口处排出污水。

具体的，如图1和图2共同所示的电机驱动装置位于泵体的上部，电机驱动装置具有一个套筒状的上外壳A01，上外壳A01的上匹配安装有上端盖A02，上端盖A02的上端与上外壳A01相抵接，上端盖A02的中央处开有上端口A011，上端口A011的开口朝向上，外壳的内部中心处安装有电机机壳A05，电机机壳与外壳之间形成一个环状的中空通道A03，中空通道通过上端盖A02的上端盖内腔A022与上端口A011相连通，电机机壳A05内具有转子轴A021，转子轴A021的上轴伸通过上轴承A051旋转连接在电机机壳A05上，上外壳A01上匹配安装有电机下盖A04，电机下盖的下端与上外壳A01相抵接，电机下盖A04中央处上下叠加设置有下轴承A041和第一密封件A042，二者形成了对电机机壳A05的动封闭，转子轴A021的下轴伸通过下轴承A041旋转连接在电机下盖A04上，下轴伸自上而下穿出第一密封件A042并向下延伸至二级粉碎装置，电机下盖A04内具有下端盖内腔A041，下端盖内腔A041与中空通道A03相连通，下端盖内腔的上开口与中空通道A03截面形状相匹配。

二级粉碎装置位于泵体的中部，其具有一个套筒状的下外壳B01，下外壳B01匹配安装在电机下盖A04上，下外壳B01的上端与电机下盖A04相抵接，下外壳B01内自上而下安装有上粉碎腔B02、下粉碎腔B03、密封端盖B04，上粉碎腔B02与下端盖内腔A041相连通，上粉碎腔B02的上开口与下端盖内腔A041的下开口相匹配，密封端盖B04的上开有密封端盖通道B041，上粉碎腔B02、下粉碎腔B03以及密封端盖通道B041依次连通，密封端盖B04上安装有第二密封件B042，转子轴A021的下轴伸自上而下依次穿过上粉碎腔B02、下粉碎腔B03以及第二密封件B042，并向下延伸至搅拌粉碎装置，位于上粉碎腔B02的下轴伸上安装有上粉碎轮B021，位于下粉碎腔B03的下轴伸上安装有下粉碎轮B031，转子轴A021的下轴伸自上而下穿出第二密封件B042并向下延伸至搅拌粉碎装置，第二密封件B042在下轴伸的下部形成稳定作用，防止转子轴A021的下轴伸发生旋转偏移。

如图2所示的搅拌粉碎装置位于泵体的下部，包括了搅拌盘C01和粉碎环C02，搅拌盘C01为不规则的圆柱体结构，其分为三部分，包括位于上端的上圆柱体C011、下端的下圆柱体C012、位于中部的曲面圆柱体C013，上圆柱体C011的上端面中央处固连转子轴A021的下轴伸，使搅拌盘C01由转子轴A021驱动旋转，上圆柱体的直径小于下圆柱体的直径，曲面圆柱体在上下两端的圆柱体之间形成过渡，三部分之间无缝连接；上圆柱体C011的周向侧壁上具有凹凸不平的第一粉碎齿C0111，下圆柱体C012的下端面为球冠状并且向泵体外凸出，如图3所示的下圆柱体C012的下端面上具有搅拌齿C0121,搅拌齿C0121有若干个，若干个搅拌齿呈十字对称分布在靠近下端面的外沿处。粉碎环C02环抱在上圆柱体C011和部分曲面圆柱体C013的外围，粉碎环C02的内壁上具有凹凸不平的第二粉碎齿C021,第一粉碎齿C0111和第二粉碎齿C021共同围成一个环状内收通道C03，环状内收通道C03向上与密封端盖通道B041相连通，环状内收通道C03向下连通下圆柱体C012和下外壳B01之间形成的下端口C04，下端口C04的开口朝向下。

由此，如图1所示的流道由依次连通的下端口C04、环状内收通道C03、密封端盖通道B041、下粉碎腔B03、上粉碎腔B02、下端盖内腔A041、中空通道A03、上端盖内腔A022、上端口A011组成。

由此，本发明同时公开了一种具有搅拌功能的矿用排沙泵的排污方法，排污方法的步骤如下：

起动电机驱动装置，由电机驱动装置的转子轴同轴驱动二级粉碎装置和搅拌粉碎装置进行旋转，好处是：一、使矿用排沙泵结构紧凑、体积小，二、传动效率高，不需要额外增加搅拌的成本。

将矿用排沙泵的搅拌粉碎装置置于污水中，污水从下端口进入矿用排沙泵内，经过第一粉碎齿和第二粉碎齿共同围成的环状内收通道，在环状内收通道内对污水中的杂物进行第一次粉碎；环状内收通道旋转过程中不容易形成死水，不容易整体堵塞，并且环状内收通道是可旋转的，旋转中的第一粉碎齿和第二粉碎齿增大了研磨面积，环状内收通道的下部的直径大有利了杂物吸入并在上部直径小的研磨区堆积，有利于快速将污水中的杂物研磨成小颗粒或者小于环状内收通道口径的颗粒，小颗粒杂物直接减轻了对后续粉碎压力和部件的磨损，此外，这里搅拌齿的作用是：一、由搅拌齿将污水搅拌浑浊，搅拌齿将污水中的沉积的泥沙打散，二、搅拌齿在搅拌的同时可以将靠近或者存留在下端口的大块砂石搅离开，这部分砂石无法粉碎，使污水中的需要粉碎杂物在吸力作用下，快速进入矿用排沙泵内。

污水经过环状内收通道粉碎后通过密封端盖通道依次进入下粉碎腔、上粉碎腔，下粉碎腔的下轴伸上安装的下粉碎轮对腔内的污水进行第二次粉碎，上粉碎腔的下轴伸上安装的上粉碎轮对腔内的污水进行第三次粉碎；形成利用粉碎轮对杂物连续进行了两次粉碎，提升粉碎效果。

污水经过三次粉碎后依次经过下端盖内腔、中空通道、上端盖内腔，最终从上端口流出，实现排污。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。