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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文
目錄
目錄 i
摘 要 I
前 言 1
1概況 2
2煤倉(cāng)堵塞機(jī)理及改善煤倉(cāng)通暢性的措施 3
2.1煤倉(cāng)堵塞機(jī)理 3
2.2改善煤倉(cāng)通暢性的措施 7
3. 煤倉(cāng)疏通方案的確定 9
4、疏通機(jī)的工作原理 10
5疏通機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
5.1增速及緩沖裝置 14
5.1.1橡膠彈和增速筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
5.1.2緩沖裝置 17
5.2角度調(diào)節(jié)裝置 18
5.3高度調(diào)節(jié)及底座裝置 18
5.3.1高度調(diào)節(jié)裝置 19
5.3.2底座 20
5.4壓力表 20
5.4.1壓力表的分類 21
（1）壓力表按其測(cè)量精確度 21
（3）壓力表按其測(cè)量范圍 22
（4）壓力表按其顯示方式分 22
5.5蓄能裝置 25
5.6進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥 26
5.7控制發(fā)射裝置 27
5.7.1控制裝置 27
5.7.2快排閥 27
5.8法蘭結(jié)構(gòu)及密封件選用 28
6 創(chuàng)新點(diǎn) 30
7 使用與維護(hù) 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
33
摘 要
本文首先說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外煤倉(cāng)疏通的現(xiàn)狀,現(xiàn)代化生產(chǎn)都是以自動(dòng)化流水形式為代表，而其組成大部分都是輸送環(huán)節(jié)，沒有可靠的輸送環(huán)節(jié)自動(dòng)流水作業(yè)的效率就會(huì)大打折扣。目前，在煤炭行業(yè)中所設(shè)置的煤倉(cāng)成為聯(lián)系井上下各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要樞紐，原煤多是由煤倉(cāng)經(jīng)錐形漏斗依靠自重流動(dòng)輸送。在輸送過(guò)程中出現(xiàn)的煤倉(cāng)堵塞現(xiàn)象已經(jīng)成為各煤礦所面臨的普遍性難題，嚴(yán)重影響了原煤的輸送、制約著生產(chǎn)效率，并且存在極大的安全隱患。
由此,本文發(fā)現(xiàn)了研究出一種便捷高效的疏通裝置對(duì)企業(yè)安全及高效生產(chǎn)的重要性，本文在了解國(guó)內(nèi)外煤礦有關(guān)疏通現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對(duì)疏通機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的研究,并查閱相關(guān)資料利用自己所學(xué)的知識(shí)對(duì)疏通機(jī)的設(shè)計(jì)提出了自己的觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程,由于作者能力有限文中不免有不妥之處,請(qǐng)各位老師給以指導(dǎo)和批評(píng).
關(guān)鍵詞: 煤倉(cāng)堵塞 疏通機(jī) 輸送效率
Abstract
This paper describes the current situation about clearing the coal bunker at home and abroad, a modern production is represented by an automated pipeline, which is most consisted of transport links. The efficiency of transport links will be greatly reduced without reliable automatic assembly-line. At present, the coal bunker becomes an important hub for the various production processes. Coal flows through conical hopper by gravity, while the bunker clogging occurred in the course of transmission has become a universally problem faced by every coal mine which seriously affects the delivery of coal and restrict the production efficiency and there’s also a great security risk.
Thus, we developed a convenient and efficient device for clearing. The paper carried out a detailed study on working principles based on the understanding about the status of mine at home and abroad. Through accessing to the relevant information and using the learned knowledge, I put forward my views and the design process. Since the limited ability of author, there’s inevitably something wrong of the paper, please give guidance and criticism.
Key words: coal bunker jam; clear machine; Transmission efficien
前 言
煤倉(cāng)堵塞已經(jīng)成為一種通病，一旦發(fā)生故障，煤倉(cāng)往往是少則幾個(gè)小時(shí)，多則幾天無(wú)法進(jìn)行原煤輸送，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。目前針對(duì)不同的煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題，最原始的解決方法是人工通堵，這種方法直接但效率低下，而且極易發(fā)生人員傷亡事故，安全隱患問(wèn)題嚴(yán)重。
正是看到了煤倉(cāng)堵塞對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率和安全的不利影響,本文選擇此課題進(jìn)行研究,本課題有助于保障煤倉(cāng)的輸送能力，提高輸送效率；本課題可有效消除煤倉(cāng)在原煤輸送生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，提高企業(yè)的安全保障能力，有助于持續(xù)改善企業(yè)的安全狀況；研究成果的有效推廣有助于安全管理水平的提升。
本課題在分析煤倉(cāng)堵塞機(jī)理的基礎(chǔ)上對(duì)疏通機(jī)各部件的工作原理和設(shè)計(jì)計(jì)算做出了詳細(xì)分析,包括疏通機(jī)的組成,底座的設(shè)計(jì)材料的選擇、發(fā)射筒長(zhǎng)度內(nèi)外圓直徑、閥門的選擇、角度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)及原理、以及儲(chǔ)氣罐的容積大小、外形、儲(chǔ)氣罐材料的選擇。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題有多種解決方法和手段，常見的像空氣炮、刮板式的等等，但這些方法都有或多或少的不妥之處，因此本文從另外一個(gè)角度，提出了對(duì)堵塞問(wèn)題的解決方法，利用橡膠彈破壞拱角的方法來(lái)解決堵塞問(wèn)題，以此來(lái)彌補(bǔ)其他方法的不足之處。
1概況
根據(jù)新版《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，必須在保證更高安全性的基礎(chǔ)上高效生產(chǎn)，因此急需研究煤倉(cāng)堵塞機(jī)理，提出有效的預(yù)防和減少堵眼的措施，并開發(fā)安全可靠的疏通設(shè)備，以提升我國(guó)煤礦安全管理水平和生產(chǎn)效率。
目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的是采用空氣炮進(jìn)行疏通，我國(guó)在上世紀(jì)七、八十年代采用的煤倉(cāng)內(nèi)設(shè)置破拱帽，加鋼絲繩等措施目前在某些煤礦也在使用，但這些措施使用條件大多受到煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)上的限制而無(wú)法使用。結(jié)合現(xiàn)在我國(guó)煤礦的實(shí)際情況，在無(wú)法使用目前任何一種疏通措施的條件下，根據(jù)老師的指導(dǎo)，本文提出了采用動(dòng)高壓原理，利用發(fā)射高速橡膠彈沖擊破拱的方法實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)疏通，采用此方法，可大大提高我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)水平，使得我國(guó)煤礦的安全管理水平走上了新的臺(tái)階。因此本文對(duì)疏通機(jī)的研究是必要且有重要意義的。
2煤倉(cāng)堵塞機(jī)理及改善煤倉(cāng)通暢性的措施
2.1煤倉(cāng)堵塞機(jī)理
原煤從倉(cāng)內(nèi)排出受許多因素的綜合影響。為了研究原煤在倉(cāng)內(nèi)的流動(dòng)狀況以及與堵塞的關(guān)系，可將這些影響因素劃分為內(nèi)因的和外因兩個(gè)方面。
內(nèi)因主要是指煤的物理機(jī)械性質(zhì)．如溫度、粒度組成、含水量等，其中溫度的影響基本上屬于次要因素，因井下四季溫差很小，原煤流動(dòng)對(duì)溫度影響不大，堵塞煤倉(cāng)起決定作用的因素主要是原煤的粒度組成。粒度組成不同，原煤在倉(cāng)內(nèi)的壓實(shí)度也不同。
外因主要是指?jìng)}體功能設(shè)計(jì)中的一些因素，如倉(cāng)體、漏口的斷面形狀與尺寸、漏口的傾角、倉(cāng)體貯煤的高度、倉(cāng)壁的光滑程度、貯存時(shí)間，對(duì)倉(cāng)內(nèi)存料的壓實(shí)程度等。但其中重要的因素是溜煤口的斷面尺寸和倉(cāng)內(nèi)存煤的壓實(shí)度。
本次改造旨在不改變現(xiàn)有煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，研究原煤堵塞機(jī)理提出改進(jìn)通暢性的措施，并開發(fā)疏通裝置，前述涉及煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)容，即煤倉(cāng)堵塞的某些外因是無(wú)法改變的。因此，研究重點(diǎn)放在引起煤倉(cāng)堵塞的內(nèi)因、原煤貯存時(shí)間、倉(cāng)內(nèi)存料的壓實(shí)度、煤倉(cāng)堵塞形式以及堵塞位置分布等方面。
溜放的原煤大致分為兩種類型：
(1)粗顆粒狀(或塊狀)為主的：當(dāng)原煤中塊以上的料占較大比例時(shí)，其堵塞多表現(xiàn)為機(jī)械卡塞；
(2)細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的：當(dāng)原煤中細(xì)?；蚍哿蠟橹饕煞謺r(shí)，它的流動(dòng)規(guī)律是由細(xì)?；蚍哿Ａ蟻?lái)確定的，其堵塞多表現(xiàn)為結(jié)拱。
一、粗顆粒狀(或塊狀)為主的煤
對(duì)于粗顆粒狀(或塊狀)的煤能否暢通地流動(dòng)，首先決定于放出孔(漏口)大小和放出物料顆粒尺寸的比值。這種煤基本上是屬于自由流動(dòng)的物料，一般不會(huì)出現(xiàn)由于其被壓實(shí)而引起結(jié)拱的現(xiàn)象。但是在生產(chǎn)過(guò)程中，溜煤口放煤并非絕對(duì)連續(xù)，當(dāng)溜煤口停止放煤時(shí)，倉(cāng)內(nèi)會(huì)由于煤倉(cāng)上口溜下的煤經(jīng)自重加速后沖擊而壓實(shí)，發(fā)生堵塞現(xiàn)象；當(dāng)放出孔和放出物料顆粒的比值小于4～5時(shí)，也可能發(fā)生卡塞現(xiàn)象。圖1是在光學(xué)彈性模型中得到的粗粒物料發(fā)生機(jī)械卡塞時(shí)力的傳遞情況。
卡塞性堵塞絕大多數(shù)都發(fā)生在煤倉(cāng)漏口附近，在煤倉(cāng)其它部位極少發(fā)生，其表現(xiàn)形式見圖1(或圖2—a、b)。主要原因是大量的超限煤塊卸入倉(cāng)內(nèi)，根據(jù)對(duì)一礦使用中煤倉(cāng)的觀察，堵塞往往很可能發(fā)生在某一段時(shí)間內(nèi)，一些煤倉(cāng)的下口將出現(xiàn)連續(xù)性卡塞現(xiàn)象。大量未經(jīng)破碎的煤同時(shí)來(lái)到卸載點(diǎn)，卸載點(diǎn)又無(wú)足夠能力的破碎設(shè)備，使煤倉(cāng)上口限制塊料的篦子失去作用成為障礙而被取消，實(shí)際上是讓超限料塊通暢地進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)，因此就會(huì)發(fā)生卡塞現(xiàn)象。
圖1 光學(xué)彈性模型中粗粒物料機(jī)械卡塞時(shí)力的傳遞情況
圖2 煤倉(cāng)堵塞的幾種現(xiàn)象
二、 細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的煤
對(duì)于細(xì)顆粒狀(或粉狀)為主的煤，其結(jié)拱堵塞形式多樣（見圖2—c、d、e、f）現(xiàn)象較為復(fù)雜，受許多因素的影響，主要是原煤的物理機(jī)械性質(zhì)及其壓實(shí)度的影響。
井下開采的原煤是由不同粒度的顆粒所組成，當(dāng)含粉料或小粒徑料較多時(shí)，整個(gè)原煤的流動(dòng)特性為細(xì)顆粒的流動(dòng)規(guī)律，較大顆粒在流動(dòng)中成為被動(dòng)介質(zhì)。對(duì)于細(xì)粒狀(或粉狀)為主的原煤，它的內(nèi)摩擦力較大，同時(shí)還表現(xiàn)出較大的粘結(jié)力。原煤濕度的增加會(huì)促進(jìn)粘結(jié)力的增長(zhǎng)，這就構(gòu)成結(jié)拱堵塞的前提條件。物料的這種內(nèi)力越大，流動(dòng)性就會(huì)越小，結(jié)拱的危險(xiǎn)性就越大。
上述阻礙原煤流動(dòng)的內(nèi)力主要還取決于倉(cāng)內(nèi)貯料的壓實(shí)度，它是細(xì)粒料堵塞的最重要因素。壓實(shí)度的增加．使貯料密度提高，因而內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力(即抗剪強(qiáng)度)都會(huì)增加，這就使原煤中的內(nèi)力(阻礙運(yùn)動(dòng)的力)可能超過(guò)其重力，因而倉(cāng)內(nèi)原煤失去流動(dòng)性而發(fā)生結(jié)拱堵倉(cāng)現(xiàn)象。
由于倉(cāng)內(nèi)貯煤被壓實(shí)而造成的拱圈，具有相當(dāng)大的穩(wěn)定性。原煤自煤倉(cāng)上口卸載下來(lái)時(shí)沖擊力越大，時(shí)間越長(zhǎng)，這種穩(wěn)定性就越難以破壞。貯倉(cāng)中所以形成拱形而不下落，是因?yàn)樵谶@個(gè)拱圈的上面形成了一個(gè)一定厚度的密實(shí)的硬殼，該硬殼是具有足夠的強(qiáng)度，可以承受本身及其上面存煤的重力作用，使其和周圍系統(tǒng)形成了暫時(shí)的穩(wěn)定平衡狀態(tài)。
影響壓實(shí)度的因素：
(1)貯煤高度；在一定范圍內(nèi)，貯煤高度加大，對(duì)其下部的壓實(shí)度也越大；但當(dāng)其超過(guò)一定范圍時(shí)，上部貯煤的自重將被倉(cāng)內(nèi)的摩擦力所抵消。
(2)對(duì)于垂直倉(cāng)，倉(cāng)上口卸載時(shí)的沖擊力比倉(cāng)下部放煤穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的豎向壓應(yīng)力大得多，因而導(dǎo)致壓實(shí)度增大。
(3)時(shí)間的影響；隨著煤在倉(cāng)內(nèi)貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，煤在其自重影響下將發(fā)生沉降，增加了貯料的密實(shí)程度，壓實(shí)度將增加。
(4)原煤粒度和濕度的影響；粒度愈大，壓實(shí)度愈?。辉褐写箢w粒間為各種小顆粒充填時(shí)，其壓實(shí)度將提高。粉料中塊料比例增加時(shí)松散作用得到加強(qiáng)。原煤中含有一定量水分時(shí)，可起潤(rùn)滑作用，減小煤塊間的內(nèi)摩探力，從而促進(jìn)貯煤在倉(cāng)內(nèi)的沉降和壓實(shí)。
倉(cāng)內(nèi)存煤的物理機(jī)械性質(zhì)是決定物料結(jié)拱難易程度的內(nèi)在因素，而壓實(shí)度是促進(jìn)倉(cāng)內(nèi)物料結(jié)拱的重要外在條件。
上述因素是促進(jìn)倉(cāng)內(nèi)結(jié)拱的重要原因。如果上面不斷地卸載，將使存煤受到重力壓縮和沖擊壓實(shí)，但下口不斷地溜放又會(huì)使被壓實(shí)的貯煤松散，而且松散的作用比壓實(shí)的作用要大得多。卸料時(shí)垂直壓應(yīng)力減小，水平壓力增加，使物料松散，有利于消除結(jié)拱。最壞的情況是上面不斷地卸載、沖擊，而下口又長(zhǎng)期不溜放，這時(shí)如果倉(cāng)體或漏口斷面尺寸不夠大，就為結(jié)拱創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)。就以上分析及統(tǒng)計(jì)結(jié)果可得：以細(xì)顆粒為主的煤在煤倉(cāng)內(nèi)的堵塞形式主要表現(xiàn)為圖2所示c、d、e、f四大類，其中c、d、e類95%堵塞概率發(fā)生在煤倉(cāng)下倉(cāng)口或煤倉(cāng)橫斷面尺寸急劇變化處；f類堵塞現(xiàn)象主要是細(xì)煤在倉(cāng)壁上的沾附導(dǎo)致的，在平煤一礦煤倉(cāng)基本不出現(xiàn)。
2.2改善煤倉(cāng)通暢性的措施
根據(jù)以上對(duì)煤倉(cāng)堵塞機(jī)理的研究，我們提出如下改善煤倉(cāng)通暢性的措施，以利于煤倉(cāng)順利溜煤，減少煤倉(cāng)堵塞的幾率，提高上產(chǎn)效率。
1 在煤倉(cāng)上口機(jī)頭卸煤位置設(shè)置傾斜一定角度的篦子，傾斜角度的設(shè)置以減小原煤進(jìn)入倉(cāng)內(nèi)的沖擊力為目的；篦子的網(wǎng)眼密度以煤倉(cāng)下口與卸入倉(cāng)內(nèi)的原煤顆粒的比值大于4～5來(lái)確定。
2 加強(qiáng)生產(chǎn)管理工作。要求嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)程操作，杜絕大塊煤、枕木、鐵絲網(wǎng)等極易引起煤倉(cāng)堵塞的雜物入倉(cāng)。這個(gè)問(wèn)題最好能夠在采區(qū)解決，一勞永逸的辦法是設(shè)置專門分取長(zhǎng)料的裝置。
3 將超大塊煤或矸石消滅在工作面，這是防止超限大塊煤或礦石進(jìn)入煤倉(cāng)的最根本的辦法，這種措施需要改進(jìn)工作面采煤方法。
4 采用人工或機(jī)械方式對(duì)超限塊料進(jìn)行破碎，順槽中安裝破碎機(jī)破碎塊煤的方法在西德煤礦企業(yè)中很早就普遍采用了，不僅能破掉大塊煤和矸石，而且可揀出其它雜物，效果很好。
5 由于煤倉(cāng)長(zhǎng)度往往達(dá)幾十米，導(dǎo)致煤倉(cāng)上口卸下的原煤經(jīng)自重加速后沖擊倉(cāng)內(nèi)存煤，倉(cāng)內(nèi)存煤受到重力壓縮和沖擊，壓實(shí)度增大，導(dǎo)致成拱的可能性和穩(wěn)定性加大，因此可在煤倉(cāng)的不同長(zhǎng)度位置橫向設(shè)置弧形減墜梁，下墜原煤經(jīng)多次緩沖后下墜速度減小，這樣不僅保護(hù)了減墜梁不受大沖擊力的破壞，而且可減小倉(cāng)內(nèi)存煤的壓實(shí)度，有效的減小煤倉(cāng)堵塞出現(xiàn)的幾率。
6 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候斷續(xù)地放倉(cāng)，盡可能地減少煤在倉(cāng)內(nèi)的貯存時(shí)間，以減小煤在其自重和上部沖擊作用下的沉降量，從而減小貯煤在倉(cāng)內(nèi)的密實(shí)程度，減小壓實(shí)度，利于再次溜煤時(shí)原煤能夠通暢流出。
3. 煤倉(cāng)疏通方案的確定
方案1、適用于沒有氣源的現(xiàn)場(chǎng)。由機(jī)械蓄能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)足夠的能量?jī)?chǔ)備。由激發(fā)控制系統(tǒng)控制蓄能系統(tǒng)將橡膠彈加速，通過(guò)導(dǎo)向筒使橡皮彈撞擊堵塞煤料，實(shí)現(xiàn)疏通。
方案2、需要工作現(xiàn)場(chǎng)有氣源。增壓系統(tǒng)使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)氣壓，由氣爆系統(tǒng)完成橡皮彈加速發(fā)射。增速筒使橡皮彈在一定距離內(nèi)增速一定時(shí)間，從而在出口處達(dá)到設(shè)計(jì)速度。橡皮彈在撞擊堵塞煤料時(shí)的速度，相對(duì)于在增速筒出口速度會(huì)有一定下降，但橡皮彈的質(zhì)量和出口速度保證了其撞擊堵塞煤料時(shí)具有足夠的能量值，以保證可靠的疏通效果。發(fā)射控制系統(tǒng)由人工控制橡皮彈發(fā)射，便于操作。
經(jīng)過(guò)比較認(rèn)為方案2是最為合理的，決定按照此方案展開實(shí)施。主要改造內(nèi)容包括：
1) 根據(jù)煤倉(cāng)發(fā)生堵眼的起拱位置，確定增速筒發(fā)射橡膠彈的合理角度范圍；
2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣源能提供的氣壓大小計(jì)算橡膠彈發(fā)射高度和沖擊力大?。?
3) 設(shè)計(jì)高壓氣體蓄能罐和橡膠彈發(fā)射控制裝置；
4) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間要求設(shè)計(jì)角度調(diào)節(jié)裝置和安裝支架結(jié)構(gòu)參數(shù)；
4、疏通機(jī)的工作原理
1、疏通機(jī)的工作原理
疏通機(jī)采用動(dòng)高壓原理，由現(xiàn)場(chǎng)氣源提供高壓氣體并安裝蓄能罐
圖3 疏通機(jī)工作角度示意圖
進(jìn)行高壓氣體蓄能，蓄能器不僅要提供橡膠彈發(fā)射動(dòng)力，還要提供快排閥的作動(dòng)能源。由氣壓控制裝置控制高壓氣體沖擊橡膠彈，使橡膠彈在增速筒內(nèi)加速一定時(shí)間，達(dá)到一定的速度，沖擊煤倉(cāng)內(nèi)原煤堵塞位置，破壞堵塞起拱，完成疏通。疏通機(jī)的發(fā)射角度由堵塞位置決定，并受限于下倉(cāng)口觀察孔開口大小，見圖3?？炫砰y結(jié)構(gòu)圖及增速筒結(jié)構(gòu)分別見圖4、5。
圖4 快排閥結(jié)構(gòu)圖
圖5 增速筒結(jié)構(gòu)剖視圖
圖6 橡膠彈發(fā)射組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
發(fā)射組件(見圖6)中，下端銷軸可沿水平軌道滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射角度調(diào)節(jié)。中部快排閥連接彈體發(fā)射炮筒和緩沖導(dǎo)向部件。
疏通機(jī)工作原理示意圖見下圖7
圖7 疏通機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理圖
疏通機(jī)的基本組成包括如下八個(gè)部分，分別如上圖7所示：1、增速與緩沖裝置；2、角度調(diào)節(jié)裝置；3、高度調(diào)節(jié)及底座；4、壓力表；5、蓄能裝置；6、進(jìn)氣總閥；7、儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥；8、控制發(fā)射裝置。
增速及緩沖裝置1實(shí)現(xiàn)橡膠彈在增速筒內(nèi)一定時(shí)間的加速，以達(dá)到70kg以上的沖擊力，增速筒下端設(shè)置彈簧，實(shí)現(xiàn)橡膠彈發(fā)射時(shí)緩沖后座力，且增速筒不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位；角度調(diào)節(jié)裝置2中，下端銷軸可沿水平軌道滑動(dòng)，使增速和緩沖裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)射角度調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同堵塞位置的需要；高度調(diào)節(jié)和底座3完成增速筒適應(yīng)煤倉(cāng)觀察孔的高度調(diào)節(jié)和整個(gè)疏通機(jī)的支撐；壓力表4給出蓄能罐的壓力讀數(shù)；蓄能裝置5，即儲(chǔ)氣罐，實(shí)現(xiàn)高壓蓄能，以保證充足的橡膠彈發(fā)射增速所需要的氣量，并具備壓力保護(hù)和壓力調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)橡膠彈不同的發(fā)射高度需要；6、7和8為進(jìn)氣和控制發(fā)射裝置裝置，可實(shí)現(xiàn)人工控制橡膠彈的發(fā)射，安全可靠。
5疏通機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1增速及緩沖裝置
增速與緩沖裝置包括增速筒以及增速筒下面的彈簧，其原理是由氣壓控制裝置控制高壓氣體沖擊橡膠彈，使橡膠彈在增速筒內(nèi)加速一定時(shí)間，達(dá)到一定的速度，沖擊煤倉(cāng)內(nèi)原煤堵塞位置，破壞堵塞起拱，完成疏通。緩沖裝置既在增速筒下端設(shè)置彈簧，實(shí)現(xiàn)橡膠彈發(fā)射時(shí)緩沖后座力，且增速筒不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位。
5.1.1橡膠彈和增速筒的設(shè)計(jì)計(jì)算
本方案采用高壓氣動(dòng)發(fā)射橡膠彈，給煤倉(cāng)堵塞處的拱腳以沖擊而達(dá)到疏通煤倉(cāng)的目的，橡膠彈要對(duì)倉(cāng)內(nèi)堵塞的原煤以足夠大的沖擊力。由于橡膠是一種高分子材料，具有高彈性，在橡膠彈沖擊拱腳時(shí)，自身的彈性變形將吸收一定的能量，而減弱對(duì)原煤的沖擊力。
經(jīng)過(guò)分析比較，本設(shè)計(jì)選用壓縮變形小，而彈性較差的特種橡膠——氯醇(氯醚)橡膠(H75型)。氯醇橡膠密度為1.37（1.30）g/cm3。設(shè)計(jì)橡膠彈為圓柱形，其直徑為80mm，長(zhǎng)度L＝100mm。其體積為：502.4 cm3, 其質(zhì)量為：0.688Kg。
某煤倉(cāng)下倉(cāng)口斷面尺寸為60×70cm，倉(cāng)口下部的送煤機(jī)距離倉(cāng)口約30～40cm，若由下倉(cāng)口處送入疏通機(jī)，則由于空間限制，暫設(shè)定橡膠彈發(fā)射炮筒長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝60cm，發(fā)射氣壓暫設(shè)定為0.5Mpa(煤倉(cāng)下口定截面斷進(jìn)行側(cè)面開口，初步設(shè)定炮筒長(zhǎng)度L＝45cm)。
氣壓推動(dòng)橡膠彈的有效作用面積為橡膠彈的大圓面積，，得橡膠彈初始推力為：，假設(shè)橡膠彈從初始速度為零到炮筒出口過(guò)程中，氣壓無(wú)損失，則由能量守恒定律橡膠彈的出口動(dòng)能為
橡膠彈出口速度為V0＝66m/s, 原煤堵塞部位距煤倉(cāng)下口一般在3～8m，則橡膠彈沖擊擁堵原煤拱腳的速度約為V=64m/s。
假設(shè)橡膠彈的沖擊作用可分為兩類：
一：彈體在極短的時(shí)間內(nèi)穿入堵塞的原煤中；
二：彈體以極短的作用時(shí)間沖擊堵塞原煤后，損失一定能量并以一定的速度沿某個(gè)角度彈回。
由沖量定理FT＝MV，對(duì)于第一種情況：
橡膠彈經(jīng)過(guò)一定作用時(shí)間后速度變?yōu)榱?，?dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，若假設(shè)其作用時(shí)間為0.1s，則可得橡膠彈對(duì)煤倉(cāng)堵塞處拱腳的沖擊力為：F＝0.688×64×10＝440N，即45kg，作用時(shí)間越短，沖擊力越大；
對(duì)于第二種情況：假設(shè)橡膠彈經(jīng)過(guò)極短的時(shí)間沖擊堵塞原煤拱腳后，其能量一方面由于橡膠彈的彈性變形而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽硪环矫娑氯幍脑翰⒎莿傂?，橡膠彈沖擊受力后反彈，彈體速度有所下降并以一定角度彈回，根據(jù)反彈后的飛行速度和角度不同，橡膠彈對(duì)拱腳的實(shí)際沖擊作用力也不同，因此若假設(shè)沖擊后其能量損失為50％，則回彈速度大約40m/s，可達(dá)到的沖擊力為：73kg(增速筒稍短時(shí)，橡膠彈沖擊速度有所下降，沖擊力隨之下降)。
根據(jù)平煤集團(tuán)一礦提供的某煤倉(cāng)施工圖，此類煤倉(cāng)有兩個(gè)溜煤口，計(jì)算其中截面為1450×1200mm的溜煤口附近傾斜角度為：100,此收縮角度自變截面處開始直至下部煤出口；另一截面為800×800mm溜煤口附近傾斜角度為：220，而此截面至出煤口有一距離為1500mm的等截面段。如下圖8所示，在等截面段，出煤口距離巷道頂部距離為1050mm。
圖8某煤礦煤倉(cāng)口傾角示意圖
橡膠彈直徑為80mm，增速筒選用普通鋼管，內(nèi)徑定為80.5mm，外徑90.5mm(管壁厚5mm)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，某煤倉(cāng)堵塞位置距離下溜口在3～8m范圍內(nèi)，選定沖擊高度范圍為6～8米若橡膠彈從側(cè)壁打入，，沖擊拱腳處直徑為2～3米，則增速筒傾斜角度范圍在22~30度之間，如果在靠近巷道頂部處開口，則需要開口尺寸為（250～500）×15mm。
圖9 橡膠彈沖擊極限位置示意圖(煤倉(cāng)下口開口長(zhǎng)度350mm)
增速筒和橡膠彈的結(jié)構(gòu)可見圖紙5-1-1
5.1.2緩沖裝置
緩沖裝置是由彈簧和銷軸組成，彈簧套在銷軸上，為了使增速筒在發(fā)射橡膠彈時(shí)不至于剛性傳遞后座力到角度調(diào)節(jié)部位，同時(shí)為了提高發(fā)射精度，本文設(shè)計(jì)了彈簧緩沖裝置，在增速筒下端快排閥和銷軸之間加裝一個(gè)螺旋式彈簧，根據(jù)疏通要求，橡膠彈最大可達(dá)到730N的沖擊力，則彈簧也應(yīng)能承受730N以上的沖擊力，查閱標(biāo)準(zhǔn)彈簧表可選用TJL25-25~TJL25-309型彈簧，單個(gè)彈簧可以承受900N的沖擊力，該數(shù)值大于應(yīng)承受沖擊力，所以符合要求。緩沖裝置結(jié)構(gòu)見圖5-1-2（銷軸）銷軸總高設(shè)為120mm，橫向總長(zhǎng)設(shè)為140mm，圖5-1-3（彈簧）彈簧長(zhǎng)為80mm，彈簧內(nèi)徑30mm。
5.2角度調(diào)節(jié)裝置
角度調(diào)節(jié)裝置是整個(gè)疏通裝置中重要的組成部分之一，它主要用于對(duì)發(fā)射筒角度的調(diào)節(jié)，為了滿足發(fā)射筒對(duì)發(fā)射位置和角度的需要，同時(shí)根據(jù)煤倉(cāng)疏通機(jī)的實(shí)際需要，本文采取了上下移動(dòng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)角度的調(diào)節(jié)，既在增速筒下端設(shè)計(jì)一水平導(dǎo)軌，利用銷軸連接增速筒和導(dǎo)軌，使增速筒可以實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，另一方面為了實(shí)現(xiàn)增速筒發(fā)射角度的上下調(diào)節(jié)，在增速筒上端也固定一小型導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌應(yīng)與增速筒下端的導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，關(guān)于增速筒下端的導(dǎo)軌可見大圖5-2-1，增速筒通過(guò)銷軸放在導(dǎo)軌里，同時(shí)導(dǎo)軌離增速筒遠(yuǎn)的那端設(shè)有兩個(gè)螺孔和兩個(gè)同導(dǎo)軌一樣長(zhǎng)的螺釘，這兩個(gè)螺釘用于固定銷軸，防止其向后滑動(dòng)，螺孔直徑設(shè)為15mm，導(dǎo)軌長(zhǎng)度初設(shè)為600mm，增速筒上端的小導(dǎo)軌兩端應(yīng)由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的固定零件固定在增速筒的特定位置，以滿足角度調(diào)節(jié)的需要，小導(dǎo)軌長(zhǎng)度初選為300mm，小導(dǎo)軌上端距增速筒上端距離初設(shè)為100mm，小導(dǎo)軌直徑初設(shè)為30mm,小導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)見圖紙5-2-2，增速筒上端應(yīng)有一支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為一固定在大導(dǎo)軌端部增速筒上端正下方的平面上的鋼桿，該平面也是大導(dǎo)軌所在平面，鋼桿的上端通過(guò)可拆卸的連接結(jié)構(gòu)與可以在小導(dǎo)軌上滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)相連，其結(jié)構(gòu)可見圖5-2-3，
5.3高度調(diào)節(jié)及底座裝置
高度調(diào)節(jié)和底座裝置也是整個(gè)疏通裝置的重要組成部分，高度調(diào)節(jié)裝置可以實(shí)現(xiàn)各煤倉(cāng)口的高低和觀察口高低的不同需求，底座主要用于支撐疏通機(jī)的發(fā)射和緩沖裝置，同時(shí)本文所設(shè)計(jì)的底座也可以用于對(duì)疏通機(jī)的移動(dòng)，使其更加方便靈活。
5.3.1高度調(diào)節(jié)裝置
為了實(shí)現(xiàn)發(fā)射和緩沖裝置的高度調(diào)節(jié)，本文采取了如下方法，既選用四根長(zhǎng)度、材質(zhì)均相同的鋼管，鋼管長(zhǎng)度初選1000mm，鋼管外徑選為40mm，內(nèi)徑選為30mm，并將其固定在平板小車上（下文會(huì)對(duì)小車做詳細(xì)介紹），四根鋼管上端設(shè)計(jì)為帶有螺母的螺紋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)擰緊螺母可以使鋼管上端收緊，圖5-3-1，其結(jié)構(gòu)見同時(shí)另有四根與鋼管長(zhǎng)度相同的鋼桿即鋼桿的長(zhǎng)度也選為1000mm，該四根鋼桿的直徑應(yīng)略小于鋼管內(nèi)徑，鋼桿直徑選為28mm,以便鋼桿能剛好在鋼管內(nèi)順利的上下移動(dòng)，四根鋼管上端螺紋部分的下面為一具有一定強(qiáng)度和硬度的平面鋼板，該鋼板和四根鋼桿焊接在一起，該鋼板中間部位設(shè)有一螺孔，螺孔直徑初設(shè)為30mm，同時(shí)四根鋼桿上端設(shè)有臺(tái)階，鋼桿頂端設(shè)有螺紋，其結(jié)構(gòu)見圖5-3-2，該臺(tái)階用于固定一平面鋼板，該鋼板面積與鋼管上端的鋼板面積相同，該鋼板四角設(shè)有比鋼管螺紋直徑稍大的孔，孔的直徑初設(shè)為22mm，該鋼板既是通過(guò)螺母與鋼管固定在一起的，該鋼板也是增速筒下端導(dǎo)軌所在平面，同時(shí)該鋼板中間部位也設(shè)有一螺孔，該螺孔與與鋼管上端的螺孔處于同一直線上，這兩個(gè)處于同一直線的螺孔既是用于高度的調(diào)節(jié)，其原理是這樣的，兩個(gè)鋼板上螺孔的上面配有和螺孔直徑一樣的螺母，另有一恰好與螺孔配合的螺桿，這樣當(dāng)分別旋動(dòng)上端螺母和下面螺母時(shí)，可分別實(shí)現(xiàn)發(fā)射結(jié)構(gòu)的上下調(diào)節(jié)，螺桿長(zhǎng)度初選為600mm，該結(jié)構(gòu)可見圖5-3-3。
5.3.2底座
本文所設(shè)計(jì)的底座即可用于支撐疏通機(jī)的以上裝置，也可用于以上裝置的移動(dòng)，本文的底座為一可移動(dòng)的小車，小車的結(jié)構(gòu)如下，小車由車身、兩根軸、四個(gè)輪子和一個(gè)可以用于推拉的手架組成，小車的車身為一沒有蓋的矩形“鐵盒”，該鐵盒的鋼板厚度相同，材質(zhì)相同，要有一定的強(qiáng)度，根據(jù)疏通機(jī)系統(tǒng)的重量，查表得可選用普通碳素鋼，作為車底板的鋼板面積大小初設(shè)為1000mm×800mm=0.8×106mm，另外四塊鋼板長(zhǎng)為1000mm和800mm寬均為100mm，兩根軸的長(zhǎng)度初設(shè)為1000mm，軸的兩端均制有臺(tái)階，臺(tái)階高度為10mm，臺(tái)階處距軸端長(zhǎng)度為60mm，軸直徑初選為50mm，距軸端10mm處打有直徑為10mm的孔，用以插入軸銷，以防止車輪外跑，輪子選用具有一定硬度的鐵質(zhì)輪，輪子中間加工出一能與軸端配合的孔即可，輪子直徑初選為200mm。將軸按兩段對(duì)稱的固定在長(zhǎng)為1500mm側(cè)面板上即可，兩軸間距初定為50mm。小車的結(jié)構(gòu)圖見圖5-3-1
5.4壓力表
在工業(yè)過(guò)程控制與技術(shù)測(cè)量過(guò)程中，由于機(jī)械式壓力表的彈性敏感元件具有很高的機(jī)械強(qiáng)度以及生產(chǎn)方便等特性，使得機(jī)械式壓力表得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管（波登管），膜片，膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。所測(cè)量的壓力一般視為相對(duì)壓力。一般相對(duì)點(diǎn)選為大氣壓力。彈性元件在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形，通過(guò)壓力表的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大，壓力表就會(huì)顯示出相對(duì)于大氣壓的相對(duì)值(或高或低)。
在測(cè)量范圍內(nèi)的壓力值由指針顯示，刻度盤的指示范圍一般做成270度
5.4.1壓力表的分類
（1）壓力表按其測(cè)量精確度
可分為精密壓力表、一般壓力表。精密壓力表的測(cè)量精確度等級(jí)分別為0.1、0.16、0.25、0.4級(jí)0.05級(jí)；一般壓力表的測(cè)量精確度等級(jí)分別為1.0、1.6、2.5、4. 0級(jí)。
??
一般壓力表
（2）壓力表按其測(cè)量基準(zhǔn)
壓力表按其指示壓力的基準(zhǔn)不同，分為一般壓力表、絕對(duì)壓力表不銹鋼壓力表、差壓表。一般壓力表以大氣壓力為基準(zhǔn)；絕壓表以絕對(duì)壓力零位為基準(zhǔn)；差壓表測(cè)量?jī)蓚€(gè)被測(cè)壓力之差。
（3）壓力表按其測(cè)量范圍
分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測(cè)量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測(cè)量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測(cè)量小于60000 Pa的壓力值；低壓表用于測(cè)量0~6MPa壓力值；中壓表用于測(cè)量10~60MPa壓力值；高壓表用于測(cè)量100MPa以上壓力值。
（4）壓力表按其顯示方式分
指針壓力表,數(shù)字壓力表
（5）壓力表按其使用功能分
壓力表按其使用功能不同可分為就地指示型壓力表和帶電信號(hào)控制型壓力表。
一般壓力表、真空壓力表、耐震壓力表、不銹鋼壓力表等都屬于就地指示型壓力表，除指示壓力外無(wú)其他控制功能。
帶電信號(hào)控制型壓力表輸出信號(hào)主要有：
a.開關(guān)信號(hào)（如電接點(diǎn)壓力表）
b.電阻信號(hào)(如電阻遠(yuǎn)傳壓力表)
c.電流信號(hào)(如電感壓力變送器,遠(yuǎn)傳壓力表,壓力變送器等)
壓力表按測(cè)量介質(zhì)特性不同可分為:
1 一般型壓力表
一般型壓力表用于測(cè)量無(wú)爆炸、不結(jié)晶、不凝固對(duì)銅和銅合金無(wú)腐蝕作用的液體、氣體或蒸汽的壓力.
2 耐腐蝕型壓力表
耐腐蝕型壓力表用于測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的壓力,常用的有不銹鋼型壓力表、隔膜型壓力表等.
3 防爆型壓力表
防爆型壓力表用在環(huán)境有爆炸性混合物的危險(xiǎn)場(chǎng)所,如防爆電接點(diǎn)壓力表,防爆變送器等.
4 專用型壓力表
由于被測(cè)量介質(zhì)的特殊性,在壓力表上應(yīng)有規(guī)定的色標(biāo)，并注明特殊介質(zhì)的名稱.氧氣表必須標(biāo)以紅色 “ 禁油 ” 字樣，氫氣用深綠色下橫線色標(biāo)，氨用黃色下橫線色標(biāo)等等。
耐震壓力表的殼體制成全密封結(jié)構(gòu)，且在殼體內(nèi)填充阻尼油（現(xiàn)在大部分用硅油填充），由于其阻尼作用可以使用在工作環(huán)境振動(dòng)或介質(zhì)壓力（載荷）脈動(dòng)的測(cè)量場(chǎng)所。
帶有電接點(diǎn)控制開關(guān)的壓力表可以實(shí)現(xiàn)發(fā)訊報(bào)警或控制功能。
帶有遠(yuǎn)傳機(jī)構(gòu)的壓力表可以提供工業(yè)工程中所需要的電信號(hào)（比如電阻信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)）。
隔膜表所使用的隔離器（化學(xué)密封）能通過(guò)隔離膜片，將被測(cè)介質(zhì)與儀表隔離，以便測(cè)量強(qiáng)腐蝕、高溫、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力。
壓力表的彈性元件機(jī)械壓力表中的彈性敏感元件隨著壓力的變化而產(chǎn)生彈性變形。機(jī)械壓力表采用彈簧管（波登管）、膜片、膜盒及波紋管等敏感元件并按此分類。敏感元件一般是由銅合金、不銹鋼或由特殊材料制成。
本文中的壓力表是整個(gè)疏通裝置和蓄能裝置的重要組成部分，該壓力表裝在蓄能罐上，主要用于監(jiān)測(cè)蓄能罐的氣壓，同時(shí)也有利于蓄能罐的安全使用，下文將根據(jù)整個(gè)疏通裝置所需的最大壓力來(lái)確定壓力表的選擇。
系統(tǒng)正常工作時(shí)，氣體沿管道通過(guò)各種氣動(dòng)元件和輔件到執(zhí)行元件的總壓力損失必須滿足下式：
其中：為總壓力損失，包括所有沿程損失和所有的局部損失。
[]為允許壓力損失，一般應(yīng)小于0.1Mpa。
一般情況下，若系統(tǒng)管道不是特別長(zhǎng)，其沿程損失比局部損失小得多，則沿程損失可以不單獨(dú)計(jì)入，而只是在總壓力損失值的安全系數(shù)中稍予以加大考慮即可。
局部損失包含流經(jīng)彎頭、斷面突然放大，收縮等的損失，往往又比氣流通過(guò)氣動(dòng)元件、輔件的壓力損失小得多，因此對(duì)不做嚴(yán)格計(jì)算的系統(tǒng)，可用下式做簡(jiǎn)化計(jì)算：
其中：為流經(jīng)元、輔件的總壓力損失，為壓力損失簡(jiǎn)化修正系數(shù)，取值1.05～1.3，長(zhǎng)管道或截
面變化復(fù)雜的情況取較大值。
本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，主要?dú)鈩?dòng)元件為快排閥和二位三通電磁閥，其余參與系統(tǒng)工作的輔件引起壓力降很小，查表得高壓氣體通過(guò)公稱通徑為50mm的快排閥的壓力損失<0.008Mpa，通過(guò)電磁閥的最大壓力損失<0.022Mpa，因此，總壓力損失為(0.008+0.022)=0.032Mpa。
本系統(tǒng)使用氣壓最大0.5Mpa，壓力損失為0.04%。
所以根據(jù)壓力表的分類和本設(shè)計(jì)的要求，壓力表選為測(cè)程為0～0.7 Mpa的精度為0.1的精密壓力表即可。
5.5蓄能裝置
蓄能裝置在整個(gè)疏通裝置中擔(dān)當(dāng)著最重要的功能，它是整個(gè)裝置的動(dòng)力源泉，直接關(guān)系著疏通裝置能不能正確很好的疏通煤倉(cāng)堵塞問(wèn)題，所以蓄能裝置的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，蓄能裝置的整體本文設(shè)計(jì)為一蓄能罐，本文將其設(shè)計(jì)為同氧氣罐一樣的外形，但尺寸要有些減小，蓄能罐中端側(cè)面留有進(jìn)氣口用于為蓄能罐蓄能，頂端留有出氣口用于快速排出氣體為橡膠彈提供動(dòng)能，上端側(cè)面留有一口用于安裝壓力表，蓄能罐的大小可通過(guò)疏通機(jī)各部件的體積來(lái)確定：
1、 計(jì)算管路體積：
增速筒內(nèi)腔體積：
閥體體積
活塞回退膨脹體積：
閥口體積：
連接軟管體積：
由熱力學(xué)定律：
PV/T＝C(常數(shù))，則0.5Vi=0.4V0，可得：Vi＝10L
考慮氣體泄漏應(yīng)乘以系數(shù)1.2，則儲(chǔ)氣罐最小體積應(yīng)為12L。
計(jì)算壓降：0.5*0.0142=x*(0.0142+0.002543*1.2)，可求得x=0.41Mpa?？蓾M足壓力要求。儲(chǔ)氣罐直徑設(shè)為200mm，高度為400mm。
5.6進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥
閥門是一種管路附件。它是用來(lái)改變通路斷面和介質(zhì)流動(dòng)方向，控制輸送介質(zhì)流動(dòng)的一種裝置。具體來(lái)講，閥門有以下幾種用途：?(1)接通或截?cái)喙苈分械慕橘|(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥、蝶閥等。?(2)調(diào)節(jié)、控制管路中介質(zhì)的流量和壓力。如節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥、減壓閥、安全閥等。?(3)改變管路中介質(zhì)流動(dòng)的方向。如分配閥、三通旋塞、三通或四通球閥等。?(4)阻止管路中的介質(zhì)倒流。如各種不同結(jié)構(gòu)的止回閥、底閥等。?(5)分離介質(zhì)。如各種不同結(jié)構(gòu)的蒸汽疏水閥、空氣疏水閥等。?(6)指示和調(diào)節(jié)液面高度。如液面指示器、液面調(diào)節(jié)器等。?(7)其他特殊用途。如溫度調(diào)節(jié)閥、過(guò)流保護(hù)緊急切斷閥等。
根據(jù)閥門的用途和本文的需要，本文選擇截止閥即能滿足疏通機(jī)系統(tǒng)的要求，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)截止閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類：
1）以JB／T2203－1999《截止閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)安全閥生產(chǎn)廠家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。如上海萊樂(lè)閥門有限公司、浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州截止閥廠、上海良眾閥門有限公司、上海截止閥廠、開封高壓截止閥廠、海安截止閥廠等。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡完美，規(guī)格不全，單閘板截止閥最大公稱通徑為DN1200，雙閘板截止閥最大公稱通徑 DN1500。根據(jù)廠所生產(chǎn)的截止閥規(guī)格及掌握的資料來(lái)看，目前角式截止閥公稱通徑最小為DN15，Z型直通式截止閥公稱通徑達(dá)到DN2000。經(jīng)考證，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如 DN150Z型直通式截止閥，上海良眾閥門廠、上海截止閥廠及上海雅澤閥門廠各不相同。所以本文中的截止閥可以根據(jù)自己的需要選擇一種標(biāo)準(zhǔn)的截止閥，截止閥生產(chǎn)廠家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。本文選選擇公稱直徑為50mm的直通式截止閥，直接向生產(chǎn)廠家訂購(gòu)即可。
5.7控制發(fā)射裝置
控制發(fā)射裝置是整個(gè)疏通裝置的關(guān)鍵部件，本文所設(shè)計(jì)的控制發(fā)射裝置由兩個(gè)控制閥和一個(gè)快排閥組成。
5.7.1控制裝置
本文所設(shè)計(jì)的控制裝置由兩個(gè)截流閥組成，即儲(chǔ)進(jìn)氣總閥和儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，在正常狀態(tài)下打開儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，這樣由于快排閥內(nèi)部封口處兩端壓強(qiáng)相同，則快排閥無(wú)法工作排出氣體，當(dāng)由于工作需要，要發(fā)射彈體時(shí)關(guān)閉儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥，打開進(jìn)氣總閥這樣由于壓強(qiáng)不同且相差很大，快排閥被迅速打開，同時(shí)儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體通過(guò)快排閥快速排出，給以彈體足夠的能量，此即為控制裝置，操作簡(jiǎn)便安全，
5.7.2快排閥
快排閥:氣動(dòng)控制里重要的元件，單向型方向控制元件。
??
常配置于汽缸和換向閥之間，使汽缸內(nèi)的氣體不通過(guò)換向閥而由此閥直接排出，
適用于要求汽缸快速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。
（1）計(jì)算氣體通過(guò)快排閥的流量
1、 由于儲(chǔ)氣罐的氣體在瞬間通過(guò)快排閥排出沖擊橡膠彈，氣 體狀態(tài)變化在瞬間完成，因此其狀態(tài)變化應(yīng)屬于絕熱狀態(tài)過(guò)程；
2、 根據(jù)快排閥出口與進(jìn)口壓力比(出口壓力為0.1Mpa, 若進(jìn)口氣壓為0.8Mpa)，可知?dú)怏w通過(guò)快排閥的速度為超聲速；
因此計(jì)算通過(guò)快排閥的流量計(jì)算公式為(其中T選用常溫20度)：
若快排閥有效截面積為直徑40mm的圓面，則可求得通過(guò)快排閥的空氣流量為139620L/min(2327L/s)。類比于空氣炮的排氣性能，假設(shè)儲(chǔ)氣罐中壓縮氣體在0.02s內(nèi)全部排出，則快排閥在0.02s內(nèi)的氣體排量為：19L/0.02s?？炫砰y的結(jié)構(gòu)見圖5-7-2.
5.8法蘭結(jié)構(gòu)及密封件選用
橡膠密封件
密封件是防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及防止外界雜質(zhì)如灰塵與水分等侵入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的零部件的材料或零件。 各種密封其性能影響因素是不同的，如機(jī)械密封（填料密封等）影響因素有溫度，介質(zhì)、磨損、所承受壓力等。 按不同的用途，密封件大致是按下列的分類： 1.按作用分類：分為 軸用密封、孔用密封、防塵密封、導(dǎo)向環(huán)、固定密封、回轉(zhuǎn)密封； 2.按材料分類：分為 橡膠、聚氨酯、工程塑料等。 貯存: 1. 密封件的存放室溫最好在30℃以下，避免密封件產(chǎn)生高溫老化； 2. 密封件必須存放在密封包裝內(nèi)，避免和空氣中的水份或塵埃接觸； 3. 密封件必須避開強(qiáng)光照射，避免密封件被空氣中臭氧侵蝕或提早老化。 密封件是用來(lái)防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏以及外界雜質(zhì)如灰塵、泥沙、水分等侵入的零部件。 各種密封其性能影響因素是不同的，如機(jī)械密封[1]（填料密封等）影響因素有溫度，介質(zhì)、磨損、所承受壓力等。 常用密封件名稱 密封圈、盤根、機(jī)械密封、油封、水封、盤根、密封墊板、密封膠、軟填料等。
活塞氣動(dòng)動(dòng)密封選用O形密封圈(徑向密封)，O形圈直徑3.55，外徑40和外徑50的兩種同類型密封圈 (參液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，張利平，機(jī)械工業(yè)出版社，1997,6, pp259)
6 創(chuàng)新點(diǎn)
1、本研究在煤倉(cāng)內(nèi)原煤的粒度組成、粒度大小分布，壓實(shí)度、內(nèi)摩擦力，原煤流動(dòng)規(guī)律、起拱形式，貯倉(cāng)壓力等方面在理論上做了詳實(shí)、嚴(yán)密的分析，提出了改善煤倉(cāng)通暢性的措施，對(duì)減少煤倉(cāng)堵塞次數(shù)，提高生產(chǎn)效率具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
2、已有的通堵方式是采用破拱帽、鋼絲繩拉動(dòng)疏松，或水力沖刷等方法，這些方法不僅使用條件有限，而且在疏通效果上很不理想，有的方法伴隨著嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)污染。本研究在通堵原理上突破了自上而下疏通或在內(nèi)部進(jìn)行疏通的傳統(tǒng)思維模式，使用本疏通裝置不需要對(duì)煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)做任何變動(dòng)，工程量小。對(duì)多種型式的煤倉(cāng)都可以根據(jù)倉(cāng)口空間位置放置疏通機(jī)進(jìn)行疏通，使用方便、高效；
4、針對(duì)煤倉(cāng)堵塞位置的隨機(jī)性特點(diǎn)，本疏通裝置可根據(jù)煤倉(cāng)堵塞位置，調(diào)整橡膠彈發(fā)射角度。動(dòng)力氣壓可調(diào)，從而調(diào)整橡膠彈發(fā)射高度，適應(yīng)性和通用性強(qiáng)；
5、本疏通裝置巧妙利用橡膠彈沖擊破拱原理，構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)井下特殊的作業(yè)條件，本疏通裝置不采用任何電器設(shè)備。彈體采用特殊的橡膠材料，高速發(fā)射過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)火花，且保證彈體沖擊破拱時(shí)的沖擊面積和沖擊力。彈體發(fā)射動(dòng)力來(lái)自氣體壓縮和膨脹做功，發(fā)射控制由人工手動(dòng)，可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)集中操控，完全滿足井下安全生產(chǎn)要求，具有適用于井下特殊環(huán)境的特點(diǎn)，安全性能好。能夠在一小時(shí)內(nèi)完成疏通，對(duì)于提高我礦生產(chǎn)效率和安全管理水平具有非常重要的意義。
7 使用與維護(hù)
根據(jù)疏通機(jī)的使用環(huán)境，疏通機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)遵循以下要點(diǎn)：
1、應(yīng)保證儲(chǔ)氣罐足夠的氣壓，注意保護(hù)儲(chǔ)氣罐上的壓力調(diào)節(jié)閥。
2、氣路連接保證無(wú)泄漏密封，發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換。
3、避免灰塵進(jìn)入快排閥，定期清理快排閥。
4、使用后應(yīng)清理增速筒，必要時(shí)刮潤(rùn)滑油，并蓋上橡膠蓋帽避免煤粒進(jìn)入，以備下次使用。
5、回收再利用的橡膠彈應(yīng)清理干凈，再使用前也要進(jìn)行必要的清理。
致謝
首先，我要感謝河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院，感謝機(jī)械與動(dòng)力工程系對(duì)我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識(shí)，感謝各位老師在這四年里對(duì)我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。
本論文從選題到最后定稿成文，本校劉建慧老師一直給予了悉心指導(dǎo)，劉老師那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師劉建慧老師致以深深的謝意。
我國(guó)古代有句成語(yǔ)叫做“實(shí)踐出真知”，本文也正是從對(duì)平煤天安一礦的調(diào)查了解入手，對(duì)煤礦企業(yè)煤倉(cāng)堵塞原因的有關(guān)理論問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。但是，由于筆者水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
最后，我還要向所有曾經(jīng)幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友們致敬。你們的鼓勵(lì)和幫助永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的動(dòng)力。
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