帶式輸送機尾部密封箱的單向?qū)芊庑愿脑?/h1>
2022-02-10 07:47:56景運動
山東煤炭科技 2022年12期
景運動
（濟寧華源熱電有限公司，山東 濟寧 272000）
在帶式輸送機運輸?shù)倪^程中，皮帶的抖動或者運行會產(chǎn)生誘導風[1]。誘導風撞擊導料槽內(nèi)壁，導致風的速度和方向發(fā)生改變，物料就會發(fā)生翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量的粉塵。其中帶式輸送機尾部密封裝置在整個輸送系統(tǒng)中起到關(guān)鍵的作用，能實現(xiàn)帶式輸送機尾部的密封，避免在皮帶轉(zhuǎn)速過快或粉塵過大情況下物料出現(xiàn)揚塵、泄漏等問題。傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封箱只能起到簡單的密封作用，無法解決尾部密封箱中的密封介質(zhì)長期與皮帶工作面相對摩擦產(chǎn)生的磨損，以及在磨損的地方造成粉塵的泄漏，同時也無法解決皮帶在回程時皮帶工作面上黏附物料會被尾部密封箱擋在外面產(chǎn)生堆積的問題[2]。使用條簾狀的阻燃橡膠代替原有箱體狀的密封介質(zhì)（橡膠、海綿等），對帶式輸送機尾部密封箱進行改造，使其在具有單向密封效果的同時反向具有導通的功效，讓煤炭運輸過程中的環(huán)境污染得到有效的降低。
1 改造前狀況
帶式輸送機尾部密封箱在整個帶式輸送系統(tǒng)中如圖1 所示。整個帶式輸送系統(tǒng)主要包括尾部輥筒、皮帶、尾部密封箱、落料管和導料槽等多個部分構(gòu)成。其中尾部密封箱安裝在帶式輸送機導料槽的尾部，通過螺栓將尾部密封箱安裝在導料槽上，保證物料在皮帶轉(zhuǎn)速過慢的情況下不會出現(xiàn)倒流，同時也能保證落料管落下的物料不會造成大量的粉塵泄漏。
圖1 尾部密封箱在帶式輸送機中的位置
當前市面上應(yīng)用較為廣泛的帶式輸送機尾部密封裝置如圖2 所示。通過下壓裝置下壓密封介質(zhì)(橡膠、海綿等)，使其與皮帶面貼緊而起到密封的作用。其中固定箱體蓋板安裝在皮帶尾部導料槽上，用于固定尾部密封箱。箱體蓋板上開螺紋孔，通過下壓裝置壓緊密封介質(zhì)，使其與皮帶表面相接觸，起到密封的功用。下壓裝置利用絲桿的旋轉(zhuǎn)帶動下壓端面，絲桿的下方用螺栓固定端面裝置，保證密封介質(zhì)能在絲杠的旋轉(zhuǎn)中均勻下壓。密封箱后蓋擋板是通過箱體上的固定角鋁支架將后蓋板擋板固定在箱體上，皮帶工作面回程黏附的物料會被尾部密封箱后蓋擋板擋在外面產(chǎn)生堆積。
圖2 傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封箱
傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封裝置，在皮帶的帶動下物料會堆積并不停地撞擊后蓋擋板，在不斷地撞擊下物料會遺落和產(chǎn)生大量粉塵，對運輸環(huán)境造成污染。在物料干燥情況下，物料會在皮帶的不停摩擦下產(chǎn)生高溫，可能引起自燃，造成安全風險[3]。尾部密封箱的密封介質(zhì)與皮帶面之間長期相對滑動摩擦，在壓力作用下密封介質(zhì)一段時間后就會磨損，粉塵在磨損的部位向外泄漏，就會導致密封失效。保潔人員對地面撒料進行清掃后，也沒辦法直接將撒料放在帶式輸送機尾部皮帶工作面上直接送回輸送系統(tǒng)，需要單獨裝車運回料場，浪費人力成本。同時，物料散落掉入滾筒會引起皮帶的跑偏，導致皮帶的撕裂。為了解決現(xiàn)有的問題，維持原有的密封效果，使后方回程的物料進入導料槽內(nèi)部，保證設(shè)備安全，降低日常清理的繁重任務(wù)，設(shè)計了一種新型的帶式輸送機尾部密封箱裝置。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計改造及安裝
改造后的新型帶式輸送機尾部密封箱如圖3 所示，主要是由固定箱體、箱體蓋板、密封簾組三部分組成。此結(jié)構(gòu)設(shè)計是通過若干條密封條簾代替原有的箱體狀的密封介質(zhì)，來實現(xiàn)帶式輸送機導料槽的尾部密封。密封條簾3 應(yīng)該具備一定的可變形量，允許皮帶工作面回程黏料通過，可避免物料在導料槽尾部的密封箱外堆積。同時密封條簾應(yīng)具備一定的剛度，保證導料槽內(nèi)的粉塵在誘導風[1]作用下不會外溢泄漏。
圖3 新型帶式輸送機尾部密封箱結(jié)構(gòu)示意圖
為了使回程的物料能夠進入密封箱內(nèi)，物料不會堆積在后蓋條簾上，保證導料槽內(nèi)的氣體粉塵不會泄漏，選擇了具有一定柔性和剛度的橡膠簾組。橡膠簾組材料選擇硬度（邵氏A）70 左右橡膠，條簾寬度選擇6 mm，長度略大于密封箱體上蓋板與皮帶之間的高度。通常密封條簾選擇阻燃橡膠材質(zhì)，其中添加了阻燃劑[4]是為了防止密封條簾在頻繁的磨損下產(chǎn)生自燃。為了使密封條簾具有一定的可變形量，往往在密封條簾中加入軟化劑。軟化劑和增塑劑可增加橡膠的彈性，主要目的是降低分子間的作用力、增加分子鏈的柔順性，提高分子鏈的移動性。通過適當?shù)呐浞街谱鞒龅拿芊鈼l簾可以增大密封條簾的變形量，保證具有良好的通過性的同時具有一定的剛度。
在密封條簾中，相對于帶式輸送機輸送系統(tǒng)最外側(cè)的密封條簾的底端高度大于其余密封條簾，最外側(cè)密封條簾的底端與帶式輸送機工作表面之間留出間隙，減少阻力以便物料通過。密封條簾的底端高度沿著帶式輸送機的輸送方向依次減小，則位于相對內(nèi)側(cè)的密封條簾更貼近皮帶的工作面，阻力更大，實現(xiàn)尾部密封。位于相對外側(cè)的密封條簾更遠離皮帶工作面，阻力更小，方便物料的通過。密封條簾依次沿帶式輸送機的輸送方向等間距設(shè)置。
新型的尾部條簾密封箱具體安裝設(shè)計如圖4 所示，包括設(shè)置于帶式輸送機導料槽末端的固定箱體，安裝在固定箱體上的箱體蓋板，以及安裝在箱體蓋板上的若干密封條簾。密封條簾依次沿帶式輸送機的輸送方向設(shè)置，箱體蓋板上對應(yīng)每條密封條簾均設(shè)置有兩個并列的插槽，密封條簾對折后的兩半分別自然下垂插入對應(yīng)的插槽中，且密封條簾的平面與帶式輸送機輸送方向相垂直。箱體蓋板插槽的側(cè)壁設(shè)置有螺孔，用于裝配螺栓以鎖固密封條簾，實現(xiàn)更牢固的組裝關(guān)系，避免密封條簾由于長期晃動而松動，導致密封條簾的兩半底端高度不一致，或從插槽中掉落，失去密封效果。
圖4 新型尾部密封裝置
3 改造效果及主要創(chuàng)新點
改造前由于皮帶回程黏附的物料會堆積在帶式輸送機的尾部，物料在堆積的過程中造成環(huán)境臟亂差。在帶式輸送機啟動的過程中，還會造成物料粉塵的飄揚，堆積的物料進入托輥中，造成皮帶的跑偏，嚴重時會導致皮帶的撕裂。改造后皮帶回程所黏附的物料會通過尾部的密封條簾箱，證明其通過性良好。皮帶運行過程中，粉塵泄漏情況良好，空氣中無明顯的粉塵，周圍環(huán)境相比原來干凈許多，同時證明新型帶式輸送機尾部密封結(jié)構(gòu)具有良好的密封性。改造后的密封箱適用于各種皮帶不完好的工況，不會刮傷皮帶接頭。密封條簾和皮帶接觸不會產(chǎn)生壓緊力，故不會損傷皮帶，適用于皮帶凹凸不平的情況。
改造后，相比于傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封箱結(jié)構(gòu)更加簡單，避免了密封箱的密封介質(zhì)與皮帶間的較大摩擦，減少了皮帶或者密封介質(zhì)的磨損率。從經(jīng)濟上看，帶式輸送機尾部的密封介質(zhì)在改造前每月磨損30～50 mm 左右，平均一兩個月就需要更換密封箱內(nèi)的密封介質(zhì)。新型的帶式輸送機尾部密封箱已不作為檢修的重要項目，只需要在檢修時進行常規(guī)的檢查，節(jié)省了材料費用和工人清掃的費用，每年可為公司節(jié)省數(shù)萬元以上的成本。運行情況下，帶式輸送機尾部密封箱由原來兩月更換一次密封介質(zhì)可延長至現(xiàn)在6 個月進行一次簡單的修復，檢修時間只需兩到三個小時，檢修時間和檢修次數(shù)明顯減少，使用壽命提高三倍以上，相比于原來的密封箱使用壽命大幅度延長。
本設(shè)計創(chuàng)新點在于通過具有多條密封條簾的尾部密封箱來實現(xiàn)帶式輸送機導料槽的尾部密封。由于密封條簾具有一定的可變形量，允許皮帶工作面回程黏料的通過，可實現(xiàn)黏料的單向?qū)ú⒛芫S持導料槽內(nèi)部粉塵以及氣體不泄漏。裝置運行的阻力小，密封條簾與皮帶產(chǎn)生的阻力較小，不會產(chǎn)生摩擦生熱，降低后方積料自燃的風險。系統(tǒng)免維護，皮帶回程所黏附的物料會進入密封條簾，物料不會堆積溢出，且物料也無需運回料場，清潔人員只需將物料放在帶式輸送機尾部，物料將自行運回，減少人工成本。結(jié)構(gòu)更加簡單，傳統(tǒng)的密封箱需要夾持的后蓋擋板和壓緊裝置，新型密封箱無需后蓋擋板和壓緊裝置，取而代之的是密封條簾，在維修更換時只需打開密封箱的上蓋板，擰松螺栓即可。
4 結(jié)語
該設(shè)計已獲得國家實用新型專利（專利號為202022897836.X），新型帶式輸送機尾部密封箱有效地改進了傳統(tǒng)帶式輸送機尾部密封箱的缺陷，能夠使皮帶回程所黏附的物料具有單向的可通過性，同時也具有傳統(tǒng)密封箱的特點，可以使煤粉塵密封在導料槽的內(nèi)部，對于帶式輸送機輸送具有經(jīng)濟、環(huán)保意義。
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1 改造前狀況
帶式輸送機尾部密封箱在整個帶式輸送系統(tǒng)中如圖1 所示。整個帶式輸送系統(tǒng)主要包括尾部輥筒、皮帶、尾部密封箱、落料管和導料槽等多個部分構(gòu)成。其中尾部密封箱安裝在帶式輸送機導料槽的尾部，通過螺栓將尾部密封箱安裝在導料槽上，保證物料在皮帶轉(zhuǎn)速過慢的情況下不會出現(xiàn)倒流，同時也能保證落料管落下的物料不會造成大量的粉塵泄漏。
圖1 尾部密封箱在帶式輸送機中的位置
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圖2 傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封箱
傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封裝置，在皮帶的帶動下物料會堆積并不停地撞擊后蓋擋板，在不斷地撞擊下物料會遺落和產(chǎn)生大量粉塵，對運輸環(huán)境造成污染。在物料干燥情況下，物料會在皮帶的不停摩擦下產(chǎn)生高溫，可能引起自燃，造成安全風險[3]。尾部密封箱的密封介質(zhì)與皮帶面之間長期相對滑動摩擦，在壓力作用下密封介質(zhì)一段時間后就會磨損，粉塵在磨損的部位向外泄漏，就會導致密封失效。保潔人員對地面撒料進行清掃后，也沒辦法直接將撒料放在帶式輸送機尾部皮帶工作面上直接送回輸送系統(tǒng)，需要單獨裝車運回料場，浪費人力成本。同時，物料散落掉入滾筒會引起皮帶的跑偏，導致皮帶的撕裂。為了解決現(xiàn)有的問題，維持原有的密封效果，使后方回程的物料進入導料槽內(nèi)部，保證設(shè)備安全，降低日常清理的繁重任務(wù)，設(shè)計了一種新型的帶式輸送機尾部密封箱裝置。
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改造后的新型帶式輸送機尾部密封箱如圖3 所示，主要是由固定箱體、箱體蓋板、密封簾組三部分組成。此結(jié)構(gòu)設(shè)計是通過若干條密封條簾代替原有的箱體狀的密封介質(zhì)，來實現(xiàn)帶式輸送機導料槽的尾部密封。密封條簾3 應(yīng)該具備一定的可變形量，允許皮帶工作面回程黏料通過，可避免物料在導料槽尾部的密封箱外堆積。同時密封條簾應(yīng)具備一定的剛度，保證導料槽內(nèi)的粉塵在誘導風[1]作用下不會外溢泄漏。
圖3 新型帶式輸送機尾部密封箱結(jié)構(gòu)示意圖
為了使回程的物料能夠進入密封箱內(nèi)，物料不會堆積在后蓋條簾上，保證導料槽內(nèi)的氣體粉塵不會泄漏，選擇了具有一定柔性和剛度的橡膠簾組。橡膠簾組材料選擇硬度（邵氏A）70 左右橡膠，條簾寬度選擇6 mm，長度略大于密封箱體上蓋板與皮帶之間的高度。通常密封條簾選擇阻燃橡膠材質(zhì)，其中添加了阻燃劑[4]是為了防止密封條簾在頻繁的磨損下產(chǎn)生自燃。為了使密封條簾具有一定的可變形量，往往在密封條簾中加入軟化劑。軟化劑和增塑劑可增加橡膠的彈性，主要目的是降低分子間的作用力、增加分子鏈的柔順性，提高分子鏈的移動性。通過適當?shù)呐浞街谱鞒龅拿芊鈼l簾可以增大密封條簾的變形量，保證具有良好的通過性的同時具有一定的剛度。
在密封條簾中，相對于帶式輸送機輸送系統(tǒng)最外側(cè)的密封條簾的底端高度大于其余密封條簾，最外側(cè)密封條簾的底端與帶式輸送機工作表面之間留出間隙，減少阻力以便物料通過。密封條簾的底端高度沿著帶式輸送機的輸送方向依次減小，則位于相對內(nèi)側(cè)的密封條簾更貼近皮帶的工作面，阻力更大，實現(xiàn)尾部密封。位于相對外側(cè)的密封條簾更遠離皮帶工作面，阻力更小，方便物料的通過。密封條簾依次沿帶式輸送機的輸送方向等間距設(shè)置。
新型的尾部條簾密封箱具體安裝設(shè)計如圖4 所示，包括設(shè)置于帶式輸送機導料槽末端的固定箱體，安裝在固定箱體上的箱體蓋板，以及安裝在箱體蓋板上的若干密封條簾。密封條簾依次沿帶式輸送機的輸送方向設(shè)置，箱體蓋板上對應(yīng)每條密封條簾均設(shè)置有兩個并列的插槽，密封條簾對折后的兩半分別自然下垂插入對應(yīng)的插槽中，且密封條簾的平面與帶式輸送機輸送方向相垂直。箱體蓋板插槽的側(cè)壁設(shè)置有螺孔，用于裝配螺栓以鎖固密封條簾，實現(xiàn)更牢固的組裝關(guān)系，避免密封條簾由于長期晃動而松動，導致密封條簾的兩半底端高度不一致，或從插槽中掉落，失去密封效果。
圖4 新型尾部密封裝置
3 改造效果及主要創(chuàng)新點
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改造后，相比于傳統(tǒng)的帶式輸送機尾部密封箱結(jié)構(gòu)更加簡單，避免了密封箱的密封介質(zhì)與皮帶間的較大摩擦，減少了皮帶或者密封介質(zhì)的磨損率。從經(jīng)濟上看，帶式輸送機尾部的密封介質(zhì)在改造前每月磨損30～50 mm 左右，平均一兩個月就需要更換密封箱內(nèi)的密封介質(zhì)。新型的帶式輸送機尾部密封箱已不作為檢修的重要項目，只需要在檢修時進行常規(guī)的檢查，節(jié)省了材料費用和工人清掃的費用，每年可為公司節(jié)省數(shù)萬元以上的成本。運行情況下，帶式輸送機尾部密封箱由原來兩月更換一次密封介質(zhì)可延長至現(xiàn)在6 個月進行一次簡單的修復，檢修時間只需兩到三個小時，檢修時間和檢修次數(shù)明顯減少，使用壽命提高三倍以上，相比于原來的密封箱使用壽命大幅度延長。
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4 結(jié)語
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