一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿用物料缓冲装置技术领域，尤其适用于煤矿上从地面到井下垂直管路中投放的充填物料的缓冲，具体为一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置及其使用方法。

背景技术

目前，煤矿固体充填开采技术已经实现了对“三下”压煤的规模性开采，有效的提高了矿井的“三下”压煤的采出率，并大量处理地面长期堆积的矸石等固体废弃物。在固体充填采煤投料系统中，一般矸石等固体物料从距离井底几十米至几百米的垂直位置投至井底，当物料到达井底时，一般速度都超过50m/s以上，高速度的矸石等物料具有极大地冲击破坏力，如果不加以缓冲，到达井底时会对井底储料仓形成很大的破坏，缩短储料仓的使用寿命。

因此，为解决上述固体充填采煤投料缓冲问题，本发明制作一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置，可以对矸石等固体充填物料实现有效缓冲，减小对储料仓的损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置及其使用方法以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置，包括一级缓冲单元、二级缓冲单元、接料溜槽和基座固定装置；

所述一级缓冲单元包括一级盛料装置、一级承压套轴、一级基础主轴、一级滑动导向杆和一级滑动杆套；

所述二级缓冲单元包括二级盛料装置、二级承压套轴、二级基础主轴、二级滑动导向杆和二级滑动杆套；

所述接料溜槽倾斜设于一级缓冲单元和二级缓冲单元之间，所述接料溜槽包括斜槽溜板和支撑柱，且斜槽溜板的下表面焊接有支撑柱；

所述基座固定装置包括一级基座和二级基座，且一级基座和二级基座均为半圆形钢板结构，所述一级基座和二级基座的边缘位置处分别对应开设有与一级滑动导向杆相适配的一级滑动导向杆光孔和与二级滑动导向杆相适配的二级滑动导向杆光孔，所述一级基座和二级基座均分别对应开设有与支撑柱一一对应并相适配的支撑柱光孔；

所述一级盛料装置为带底托的半碗型机构，且一级盛料装置的下部与一级承压套轴焊接为一体，所述一级承压套轴为圆柱形套筒状结构，所述一级盛料装置的外侧壁固定有与一级滑动导向杆滑动连接的一级滑动杆套，所述一级滑动导向杆垂直插设在一级滑动导向杆光孔内，所述一级基础主轴为圆柱形柱状结构，且一级基础主轴的外径与一级承压套轴的内径相配套，所述一级承压套轴嵌套在一级基础主轴上并形成密闭的一级承压腔体，所述一级基础主轴的底端与一级基座焊接为一体，且一级基础主轴的中央位置处沿其轴向开设有与一级承压腔体联通的一级中部导气管路，所述一级基础主轴的底端侧壁连接有与一级中部导气管路联通的一级注气管路，且一级注气管路上设有一级充放气开关；

所述二级盛料装置为带底托的半碗型机构，且二级盛料装置的下部与二级承压套轴焊接为一体，所述二级承压套轴为圆柱形套筒状结构，所述二级盛料装置的外侧壁固定有与二级滑动导向杆滑动连接的二级滑动杆套，所述二级滑动导向杆垂直插设在二级滑动导向杆光孔内，所述二级基础主轴为圆柱形柱状结构，且二级基础主轴的外径与二级承压套轴的内径相配套，所述二级承压套轴嵌套在二级基础主轴上并形成密闭的二级承压腔体，所述二级基础主轴的底端与二级基座焊接为一体，且二级基础主轴的中央位置处沿其轴向开设有与二级承压腔体联通的二级中部导气管路，所述二级基础主轴的底端侧壁连接有与二级中部导气管路联通的二级注气管路，且二级注气管路上设有二级充放气开关；

所述一级盛料装置的半碗型机构在纵向上高于二级盛料装置的半碗型机构300-500mm，且一级盛料装置的半碗型机构和二级盛料装置的半碗型机构在水平方向上的投影重合，且重合面积为一级盛料装置面积的1/5-1/4。

进一步地，所述一级承压套轴的内表面下部的边缘位置处开设有至少两条平行布置的半圆形结构的环形槽一，且环形槽一内均安装有界面为圆形的一级密封环条。

进一步地，所述二级承压套轴的内表面下部的边缘位置处开设有至少两条平行布置的半圆形结构的环形槽二，且环形槽二内均安装有界面为圆形的二级密封环条。

进一步地，所述一级基座和二级基座的两侧边缘均焊接有安装钢条，且安装钢条均开设有安装水平光孔，所述一级基座上的安装水平光孔和二级基座上的安装水平光孔的位置一一对应，且一级基座和二级基座通过安装水平光孔、基座紧固螺栓和基座紧固螺母的配合连接为一体。

进一步地，所述安装水平光孔的孔径为10-15mm。

进一步地，所述一级盛料装置的半碗型机构长度和宽度均分别小于二级盛料装置的半碗型机构长度和宽度20-60mm。

进一步地，所述斜槽溜板与基座固定装置上表面的夹角为15-45°。

上述双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、分别打开一级充放气开关和二级充放气开关、并通过一级注气管路和二级注气管路分别向一级承压腔体和二级充放气开关中注入一定量的气体，之后关闭一级充放气开关和二级充放气开关；

步骤二、将整个装置置于投料管的下方，并确保一级盛料装置的上端口对准投料管的下端口，使投料管中的充填物料颗粒先进入到一级缓冲单元中实现一级缓冲，随后进入到二级缓冲单元中实现二级缓冲，经过二次缓冲的充填物料颗粒进入到斜槽溜板内；

步骤三、将矿车等运载装置停靠在斜槽溜板较低的一端处，进入到斜槽溜板内的充填物料颗粒并沿着斜槽溜板滑落到矿车等运载装置中进行装载。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)当投料管的充填物料颗粒下落至一级盛料装置中，在物料下落冲击作用下，一级缓冲单元中的一级承压腔体内的气体压缩吸收充填物料颗粒的动能，实现一级缓冲，之后充填物料颗粒进入二级盛料装置中，同样在在充填物料颗粒冲击作用下，二级缓冲单元中的二级承压腔体内的气体压缩吸收充填物料颗粒的动能，实现二级缓冲，之后充填物料颗粒进入接料溜槽的斜槽溜板内，之后滑落至矿车等运载装置中，从而可大大减小物料对井底储料仓的冲击，实现固体物料的安全投放。

(2)一级盛料装置和二级盛料装置在压缩气体的弹性作用下会复位，进入下一个接料缓冲循环，此过程随着落料周而复始的循环进行，从而实现不断对投料管中投出的充填物料颗粒进行多级缓冲，整个装置使用方便，安全高效、投资少，在井工充填开采中具有良好的实用性。

综上，本发明在应用于综合机械化固体物料充填采煤技术中，当地面物料通过投料管道投放到井下时，经过一级缓冲单元和二级缓冲单元来实现多级缓冲效果，可大大减小物料对井底储料仓的冲击，实现固体物料的安全投放。整个装置使用方便，安全高效、投资少，在井工充填开采中具有良好的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构俯视图；

图3为本发明的结构侧视图；

图4为本发明的结构正视图；

图5为本发明的结构爆炸图；

图6为本发明的结构剖视图；

图7为图6中E-E的剖面图；

图8为图6中F-F的剖面图；

图9为本发明与投料管的位置关系示意图。

图中：1、一级盛料装置；2、二级盛料装置；3、一级承压套轴；4、二级承压套轴；5、一级基础主轴；6、二级基础主轴；7、一级基座；8、二级基座；9、基座紧固螺栓；10、基座紧固螺母；11、一级滑动导向杆；12、二级滑动导向杆；13、一级滑动杆套；14、二级滑动杆套；15、斜槽溜板；16、一级注气管路；17、一级充放气开关；18、一级滑动导向杆光孔；19、支撑柱光孔；20、二级密封环条；21、一级密封环条；22、二级中部导气管路；23、一级中部导气管路；24、二级承压腔体；25、一级承压腔体；26、二级注气管路；27、二级充放气开关；28、支撑柱；29、投料管；30、充填物料颗粒；31、二级滑动导向杆光孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供的一种实施例：一种双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置，包括一级缓冲单元、二级缓冲单元、接料溜槽和基座固定装置；

所述一级缓冲单元包括一级盛料装置1、一级承压套轴3、一级基础主轴5、一级滑动导向杆11和一级滑动杆套13；

所述二级缓冲单元包括二级盛料装置2、二级承压套轴4、二级基础主轴6、二级滑动导向杆12和二级滑动杆套14；

所述接料溜槽倾斜设于一级缓冲单元和二级缓冲单元之间，所述接料溜槽包括斜槽溜板15和支撑柱28，且斜槽溜板15的下表面焊接有支撑柱28；

所述基座固定装置包括一级基座7和二级基座8，且一级基座7和二级基座8均为半圆形钢板结构，所述一级基座7和二级基座8的边缘位置处分别对应开设有与一级滑动导向杆11相适配的一级滑动导向杆光孔18和与二级滑动导向杆12相适配的二级滑动导向杆光孔31，所述一级基座7和二级基座8均分别对应开设有与支撑柱28一一对应并相适配的支撑柱光孔19；

所述一级盛料装置1为带底托的半碗型机构，且一级盛料装置1的下部与一级承压套轴3焊接为一体，所述一级承压套轴3为圆柱形套筒状结构，所述一级盛料装置1的外侧壁固定有与一级滑动导向杆11滑动连接的一级滑动杆套13，所述一级滑动导向杆11垂直插设在一级滑动导向杆光孔18内，所述一级基础主轴5为圆柱形柱状结构，且一级基础主轴5的外径与一级承压套轴3的内径相配套，所述一级承压套轴3嵌套在一级基础主轴5上并形成密闭的一级承压腔体25，所述一级基础主轴5的底端与一级基座7焊接为一体，且一级基础主轴5的中央位置处沿其轴向开设有与一级承压腔体25联通的一级中部导气管路23，所述一级基础主轴5的底端侧壁连接有与一级中部导气管路23联通的一级注气管路16，且一级注气管路16上设有一级充放气开关17；

所述二级盛料装置2为带底托的半碗型机构，且二级盛料装置2的下部与二级承压套轴4焊接为一体，所述二级承压套轴4为圆柱形套筒状结构，所述二级盛料装置2的外侧壁固定有与二级滑动导向杆12滑动连接的二级滑动杆套14，所述二级滑动导向杆12垂直插设在二级滑动导向杆光孔31内，所述二级基础主轴6为圆柱形柱状结构，且二级基础主轴6的外径与二级承压套轴4的内径相配套，所述二级承压套轴4嵌套在二级基础主轴6上并形成密闭的二级承压腔体24，所述二级基础主轴6的底端与二级基座8焊接为一体，且二级基础主轴6的中央位置处沿其轴向开设有与二级承压腔体24联通的二级中部导气管路22，所述二级基础主轴6的底端侧壁连接有与二级中部导气管路22联通的二级注气管路26，且二级注气管路26上设有二级充放气开关27；

所述一级盛料装置1的半碗型机构在纵向上高于二级盛料装置2的半碗型机构300-500mm，且一级盛料装置1的半碗型机构和二级盛料装置2的半碗型机构在水平方向上的投影重合，且重合面积为一级盛料装置1面积的1/5-1/4。

在本实施例中，所述一级承压套轴3的内表面下部的边缘位置处开设有至少两条平行布置的半圆形结构的环形槽一，且环形槽一内均安装有界面为圆形的一级密封环条21。

在本实施例中，所述二级承压套轴4的内表面下部的边缘位置处开设有至少两条平行布置的半圆形结构的环形槽二，且环形槽二内均安装有界面为圆形的二级密封环条20。

在本实施例中，所述一级基座7和二级基座8的两侧边缘均焊接有安装钢条，且安装钢条均开设有安装水平光孔，所述一级基座7上的安装水平光孔和二级基座8上的安装水平光孔的位置一一对应，且一级基座7和二级基座8通过安装水平光孔、基座紧固螺栓9和基座紧固螺母10的配合连接为一体。

在本实施例中，所述安装水平光孔的孔径为10-15mm。

在本实施例中，所述一级盛料装置1的半碗型机构长度和宽度均分别小于二级盛料装置2的半碗型机构长度和宽度20-60mm。

在本实施例中，所述斜槽溜板15与基座固定装置上表面的夹角为15-45°。

上述的双半碗式气垫型矿用物料缓冲装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、分别打开一级充放气开关17和二级充放气开关27、并通过一级注气管路16和二级注气管路26分别向一级承压腔体25和二级充放气开关27中注入一定量的气体，之后关闭一级充放气开关17和二级充放气开关27；

步骤二、将整个装置置于投料管29的下方，并确保一级盛料装置1的上端口对准投料管29的下端口，使投料管29中的充填物料颗粒30先进入到一级缓冲单元中实现一级缓冲，随后进入到二级缓冲单元中实现二级缓冲，经过二次缓冲的充填物料颗粒30进入到斜槽溜板15内；

步骤三、将矿车等运载装置停靠在斜槽溜板15较低的一端处，进入到斜槽溜板15内的充填物料颗粒30并沿着斜槽溜板15滑落到矿车等运载装置中进行装载。

工作原理：投料管29的充填物料颗粒30下落至一级盛料装置1中，在物料下落冲击作用下，一级缓冲单元中的一级承压腔体25内的气体压缩吸收充填物料颗粒30的动能，实现一级缓冲，之后充填物料颗粒30进入二级盛料装置2中，同样在在充填物料颗粒30冲击作用下，二级缓冲单元中的二级承压腔体24内的气体压缩吸收充填物料颗粒30的动能，实现二级缓冲，之后充填物料颗粒30进入接料溜槽的斜槽溜板15内，之后滑落至矿车等运载装置中，其中，一级盛料装置1和二级盛料装置2在压缩气体的弹性作用下会复位，进入下一个接料缓冲循环，此过程随着落料周而复始的循环进行，从而实现不断对投料管29中投出的充填物料颗粒30进行多级缓冲，从而可大大减小物料对井底储料仓的冲击，实现固体物料的安全投放。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。