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1、目录目录i摘 要I前 言11概况22煤仓堵塞机理及改善煤仓通畅性的措施32.1煤仓堵塞机理32.2改善煤仓通畅性的措施73. 煤仓疏通方案的确定94、疏通机的工作原理105疏通机的设计计算145.1增速及缓冲装置145.1.1橡胶弹和增速筒的设计计算145.1.2缓冲装置175.2角度调节装置185.3高度调节及底座装置185.3.1高度调节装置195.3.2底座205.4压力表205.4.1压力表的分类21（1）压力表按其测量精确度21（3）压力表按其测量范围22（4）压力表按其显示方式分225.5蓄能装置255.6进气总阀和储气罐进气阀265.7控制发射装置275.7.1控制装置275.7
2、.2快排阀275.8法兰结构及密封件选用286 创新点307 使用与维护31致谢32参考文献33摘 要本文首先说明了国内外煤仓疏通的现状,现代化生产都是以自动化流水形式为代表，而其组成大部分都是输送环节，没有可靠的输送环节自动流水作业的效率就会大打折扣。目前，在煤炭行业中所设置的煤仓成为联系井上下各个生产环节的重要枢纽，原煤多是由煤仓经锥形漏斗依靠自重流动输送。在输送过程中出现的煤仓堵塞现象已经成为各煤矿所面临的普遍性难题，严重影响了原煤的输送、制约着生产效率，并且存在极大的安全隐患。由此,本文发现了研究出一种便捷高效的疏通装置对企业安全及高效生产的重要性，本文在了解国内外煤矿有关疏通现状的基
3、础上,对疏通机的工作原理进行了详细的研究,并查阅相关资料利用自己所学的知识对疏通机的设计提出了自己的观点和设计过程,由于作者能力有限文中不免有不妥之处,请各位老师给以指导和批评.关键词: 煤仓堵塞 疏通机 输送效率AbstractThis 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 tra
4、nsport 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
5、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 theres also a great security risk.Thus, we developed a convenient and efficient device for clearing. The paper carried out a detailed stud
6、y 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, theres inevitably something wrong of the
7、paper, please give guidance and criticism.Key words: coal bunker jam; clear machine; Transmission efficien前 言煤仓堵塞已经成为一种通病，一旦发生故障，煤仓往往是少则几个小时，多则几天无法进行原煤输送，严重影响了生产效率。目前针对不同的煤仓堵塞问题，最原始的解决方法是人工通堵，这种方法直接但效率低下，而且极易发生人员伤亡事故，安全隐患问题严重。正是看到了煤仓堵塞对企业生产效率和安全的不利影响,本文选择此课题进行研究,本课题有助于保障煤仓的输送能力，提高输送效率；本课题可有效消除煤仓在原煤输
8、送生产过程中的安全隐患，提高企业的安全保障能力，有助于持续改善企业的安全状况；研究成果的有效推广有助于安全管理水平的提升。本课题在分析煤仓堵塞机理的基础上对疏通机各部件的工作原理和设计计算做出了详细分析,包括疏通机的组成,底座的设计材料的选择、发射筒长度内外圆直径、阀门的选择、角度调节装置的设计及原理、以及储气罐的容积大小、外形、储气罐材料的选择。目前，国内外对煤仓堵塞问题有多种解决方法和手段，常见的像空气炮、刮板式的等等，但这些方法都有或多或少的不妥之处，因此本文从另外一个角度，提出了对堵塞问题的解决方法，利用橡胶弹破坏拱角的方法来解决堵塞问题，以此来弥补其他方法的不足之处。1概况根据新版煤
9、矿安全规程规定，必须在保证更高安全性的基础上高效生产，因此急需研究煤仓堵塞机理，提出有效的预防和减少堵眼的措施，并开发安全可靠的疏通设备，以提升我国煤矿安全管理水平和生产效率。目前国内外应用最广的是采用空气炮进行疏通，我国在上世纪七、八十年代采用的煤仓内设置破拱帽，加钢丝绳等措施目前在某些煤矿也在使用，但这些措施使用条件大多受到煤仓结构上的限制而无法使用。结合现在我国煤矿的实际情况，在无法使用目前任何一种疏通措施的条件下，根据老师的指导，本文提出了采用动高压原理，利用发射高速橡胶弹冲击破拱的方法实现煤仓疏通，采用此方法，可大大提高我国煤矿的安全生产水平，使得我国煤矿的安全管理水平走上了新的台阶
10、。因此本文对疏通机的研究是必要且有重要意义的。2煤仓堵塞机理及改善煤仓通畅性的措施2.1煤仓堵塞机理原煤从仓内排出受许多因素的综合影响。为了研究原煤在仓内的流动状况以及与堵塞的关系，可将这些影响因素划分为内因的和外因两个方面。内因主要是指煤的物理机械性质如温度、粒度组成、含水量等，其中温度的影响基本上属于次要因素，因井下四季温差很小，原煤流动对温度影响不大，堵塞煤仓起决定作用的因素主要是原煤的粒度组成。粒度组成不同，原煤在仓内的压实度也不同。外因主要是指仓体功能设计中的一些因素，如仓体、漏口的断面形状与尺寸、漏口的倾角、仓体贮煤的高度、仓壁的光滑程度、贮存时间，对仓内存料的压实程度等。但其中重
11、要的因素是溜煤口的断面尺寸和仓内存煤的压实度。本次改造旨在不改变现有煤仓结构的基础上，研究原煤堵塞机理提出改进通畅性的措施，并开发疏通装置，前述涉及煤仓结构形式的内容，即煤仓堵塞的某些外因是无法改变的。因此，研究重点放在引起煤仓堵塞的内因、原煤贮存时间、仓内存料的压实度、煤仓堵塞形式以及堵塞位置分布等方面。溜放的原煤大致分为两种类型：(1)粗颗粒状(或块状)为主的：当原煤中块以上的料占较大比例时，其堵塞多表现为机械卡塞；(2)细颗粒状(或粉状)为主的：当原煤中细粒或粉料为主要成分时，它的流动规律是由细粒或粉粒料来确定的，其堵塞多表现为结拱。一、粗颗粒状(或块状)为主的煤 对于粗颗粒状(或块状)
12、的煤能否畅通地流动，首先决定于放出孔(漏口)大小和放出物料颗粒尺寸的比值。这种煤基本上是属于自由流动的物料，一般不会出现由于其被压实而引起结拱的现象。但是在生产过程中，溜煤口放煤并非绝对连续，当溜煤口停止放煤时，仓内会由于煤仓上口溜下的煤经自重加速后冲击而压实，发生堵塞现象；当放出孔和放出物料颗粒的比值小于45时，也可能发生卡塞现象。图1是在光学弹性模型中得到的粗粒物料发生机械卡塞时力的传递情况。卡塞性堵塞绝大多数都发生在煤仓漏口附近，在煤仓其它部位极少发生，其表现形式见图1(或图2a、b)。主要原因是大量的超限煤块卸入仓内，根据对一矿使用中煤仓的观察，堵塞往往很可能发生在某一段时间内，一些煤
13、仓的下口将出现连续性卡塞现象。大量未经破碎的煤同时来到卸载点，卸载点又无足够能力的破碎设备，使煤仓上口限制块料的篦子失去作用成为障碍而被取消，实际上是让超限料块通畅地进入仓内，因此就会发生卡塞现象。图1 光学弹性模型中粗粒物料机械卡塞时力的传递情况图2 煤仓堵塞的几种现象二、 细颗粒状(或粉状)为主的煤对于细颗粒状(或粉状)为主的煤，其结拱堵塞形式多样（见图2c、d、e、f）现象较为复杂，受许多因素的影响，主要是原煤的物理机械性质及其压实度的影响。井下开采的原煤是由不同粒度的颗粒所组成，当含粉料或小粒径料较多时，整个原煤的流动特性为细颗粒的流动规律，较大颗粒在流动中成为被动介质。对于细粒状(或
14、粉状)为主的原煤，它的内摩擦力较大，同时还表现出较大的粘结力。原煤湿度的增加会促进粘结力的增长，这就构成结拱堵塞的前提条件。物料的这种内力越大，流动性就会越小，结拱的危险性就越大。 上述阻碍原煤流动的内力主要还取决于仓内贮料的压实度，它是细粒料堵塞的最重要因素。压实度的增加使贮料密度提高，因而内摩擦力和内聚力(即抗剪强度)都会增加，这就使原煤中的内力(阻碍运动的力)可能超过其重力，因而仓内原煤失去流动性而发生结拱堵仓现象。 由于仓内贮煤被压实而造成的拱圈，具有相当大的稳定性。原煤自煤仓上口卸载下来时冲击力越大，时间越长，这种稳定性就越难以破坏。贮仓中所以形成拱形而不下落，是因为在这个拱圈的上面
15、形成了一个一定厚度的密实的硬壳，该硬壳是具有足够的强度，可以承受本身及其上面存煤的重力作用，使其和周围系统形成了暂时的稳定平衡状态。影响压实度的因素： (1)贮煤高度；在一定范围内，贮煤高度加大，对其下部的压实度也越大；但当其超过一定范围时，上部贮煤的自重将被仓内的摩擦力所抵消。 (2)对于垂直仓，仓上口卸载时的冲击力比仓下部放煤稳定流动时的竖向压应力大得多，因而导致压实度增大。 (3)时间的影响；随着煤在仓内贮存时间的延长，煤在其自重影响下将发生沉降，增加了贮料的密实程度，压实度将增加。 (4)原煤粒度和湿度的影响；粒度愈大，压实度愈小；原煤中大颗粒间为各种小颗粒充填时，其压实度将提高。粉料
16、中块料比例增加时松散作用得到加强。原煤中含有一定量水分时，可起润滑作用，减小煤块间的内摩探力，从而促进贮煤在仓内的沉降和压实。仓内存煤的物理机械性质是决定物料结拱难易程度的内在因素，而压实度是促进仓内物料结拱的重要外在条件。上述因素是促进仓内结拱的重要原因。如果上面不断地卸载，将使存煤受到重力压缩和冲击压实，但下口不断地溜放又会使被压实的贮煤松散，而且松散的作用比压实的作用要大得多。卸料时垂直压应力减小，水平压力增加，使物料松散，有利于消除结拱。最坏的情况是上面不断地卸载、冲击，而下口又长期不溜放，这时如果仓体或漏口断面尺寸不够大，就为结拱创造了良好的机会。就以上分析及统计结果可得：以细颗粒为
17、主的煤在煤仓内的堵塞形式主要表现为图2所示c、d、e、f四大类，其中c、d、e类95%堵塞概率发生在煤仓下仓口或煤仓横断面尺寸急剧变化处；f类堵塞现象主要是细煤在仓壁上的沾附导致的，在平煤一矿煤仓基本不出现。2.2改善煤仓通畅性的措施根据以上对煤仓堵塞机理的研究，我们提出如下改善煤仓通畅性的措施，以利于煤仓顺利溜煤，减少煤仓堵塞的几率，提高上产效率。 在煤仓上口机头卸煤位置设置倾斜一定角度的篦子，倾斜角度的设置以减小原煤进入仓内的冲击力为目的；篦子的网眼密度以煤仓下口与卸入仓内的原煤颗粒的比值大于45来确定。 加强生产管理工作。要求严格按照生产规程操作，杜绝大块煤、枕木、铁丝网等极易引起煤仓堵
18、塞的杂物入仓。这个问题最好能够在采区解决，一劳永逸的办法是设置专门分取长料的装置。 将超大块煤或矸石消灭在工作面，这是防止超限大块煤或矿石进入煤仓的最根本的办法，这种措施需要改进工作面采煤方法。 采用人工或机械方式对超限块料进行破碎，顺槽中安装破碎机破碎块煤的方法在西德煤矿企业中很早就普遍采用了，不仅能破掉大块煤和矸石，而且可拣出其它杂物，效果很好。 由于煤仓长度往往达几十米，导致煤仓上口卸下的原煤经自重加速后冲击仓内存煤，仓内存煤受到重力压缩和冲击，压实度增大，导致成拱的可能性和稳定性加大，因此可在煤仓的不同长度位置横向设置弧形减坠梁，下坠原煤经多次缓冲后下坠速度减小，这样不仅保护了减坠梁不
19、受大冲击力的破坏，而且可减小仓内存煤的压实度，有效的减小煤仓堵塞出现的几率。 在适当的时候断续地放仓，尽可能地减少煤在仓内的贮存时间，以减小煤在其自重和上部冲击作用下的沉降量，从而减小贮煤在仓内的密实程度，减小压实度，利于再次溜煤时原煤能够通畅流出。3. 煤仓疏通方案的确定方案1、适用于没有气源的现场。由机械蓄能系统实现足够的能量储备。由激发控制系统控制蓄能系统将橡胶弹加速，通过导向筒使橡皮弹撞击堵塞煤料，实现疏通。方案2、需要工作现场有气源。增压系统使系统达到设计气压，由气爆系统完成橡皮弹加速发射。增速筒使橡皮弹在一定距离内增速一定时间，从而在出口处达到设计速度。橡皮弹在撞击堵塞煤料时的速度
20、，相对于在增速筒出口速度会有一定下降，但橡皮弹的质量和出口速度保证了其撞击堵塞煤料时具有足够的能量值，以保证可靠的疏通效果。发射控制系统由人工控制橡皮弹发射，便于操作。经过比较认为方案2是最为合理的，决定按照此方案展开实施。主要改造内容包括：1) 根据煤仓发生堵眼的起拱位置，确定增速筒发射橡胶弹的合理角度范围；2) 根据现场气源能提供的气压大小计算橡胶弹发射高度和冲击力大小；3) 设计高压气体蓄能罐和橡胶弹发射控制装置；4) 根据现场空间要求设计角度调节装置和安装支架结构参数；4、疏通机的工作原理1、疏通机的工作原理疏通机采用动高压原理，由现场气源提供高压气体并安装蓄能罐图3 疏通机工作角度示
21、意图进行高压气体蓄能，蓄能器不仅要提供橡胶弹发射动力，还要提供快排阀的作动能源。由气压控制装置控制高压气体冲击橡胶弹，使橡胶弹在增速筒内加速一定时间，达到一定的速度，冲击煤仓内原煤堵塞位置，破坏堵塞起拱，完成疏通。疏通机的发射角度由堵塞位置决定，并受限于下仓口观察孔开口大小，见图3。快排阀结构图及增速筒结构分别见图4、5。图4 快排阀结构图图5 增速筒结构剖视图图6 橡胶弹发射组件结构简图发射组件(见图6)中，下端销轴可沿水平轨道滑动，实现发射角度调节。中部快排阀连接弹体发射炮筒和缓冲导向部件。疏通机工作原理示意图见下图7图7 疏通机结构及工作原理图疏通机的基本组成包括如下八个部分，分别如上图
22、7所示：1、增速与缓冲装置；2、角度调节装置；3、高度调节及底座；4、压力表；5、蓄能装置；6、进气总阀；7、储气罐进气阀；8、控制发射装置。增速及缓冲装置1实现橡胶弹在增速筒内一定时间的加速，以达到70kg以上的冲击力，增速筒下端设置弹簧，实现橡胶弹发射时缓冲后座力，且增速筒不至于刚性传递后座力到角度调节部位；角度调节装置2中，下端销轴可沿水平轨道滑动，使增速和缓冲装置实现发射角度调节，以适应不同堵塞位置的需要；高度调节和底座3完成增速筒适应煤仓观察孔的高度调节和整个疏通机的支撑；压力表4给出蓄能罐的压力读数；蓄能装置5，即储气罐，实现高压蓄能，以保证充足的橡胶弹发射增速所需要的气量，并具备
23、压力保护和压力调节功能，以适应橡胶弹不同的发射高度需要；6、7和8为进气和控制发射装置装置，可实现人工控制橡胶弹的发射，安全可靠。5疏通机的设计计算5.1增速及缓冲装置增速与缓冲装置包括增速筒以及增速筒下面的弹簧，其原理是由气压控制装置控制高压气体冲击橡胶弹，使橡胶弹在增速筒内加速一定时间，达到一定的速度，冲击煤仓内原煤堵塞位置，破坏堵塞起拱，完成疏通。缓冲装置既在增速筒下端设置弹簧，实现橡胶弹发射时缓冲后座力，且增速筒不至于刚性传递后座力到角度调节部位。5.1.1橡胶弹和增速筒的设计计算5.1.2缓冲装置缓冲装置是由弹簧和销轴组成，弹簧套在销轴上，为了使增速筒在发射橡胶弹时不至于刚性传递后座
24、力到角度调节部位，同时为了提高发射精度，本文设计了弹簧缓冲装置，在增速筒下端快排阀和销轴之间加装一个螺旋式弹簧，根据疏通要求，橡胶弹最大可达到730N的冲击力，则弹簧也应能承受730N以上的冲击力，查阅标准弹簧表可选用TJL25-25TJL25-309型弹簧，单个弹簧可以承受900N的冲击力，该数值大于应承受冲击力，所以符合要求。缓冲装置结构见图5-1-2（销轴）销轴总高设为120mm，横向总长设为140mm，图5-1-3（弹簧）弹簧长为80mm，弹簧内径30mm。5.2角度调节装置角度调节装置是整个疏通装置中重要的组成部分之一，它主要用于对发射筒角度的调节，为了满足发射筒对发射位置和角度的需
25、要，同时根据煤仓疏通机的实际需要，本文采取了上下移动的方法来实现角度的调节，既在增速筒下端设计一水平导轨，利用销轴连接增速筒和导轨，使增速筒可以实现水平移动，另一方面为了实现增速筒发射角度的上下调节，在增速筒上端也固定一小型导轨，该导轨应与增速筒下端的导轨在同一平面内，关于增速筒下端的导轨可见大图5-2-1，增速筒通过销轴放在导轨里，同时导轨离增速筒远的那端设有两个螺孔和两个同导轨一样长的螺钉，这两个螺钉用于固定销轴，防止其向后滑动，螺孔直径设为15mm，导轨长度初设为600mm，增速筒上端的小导轨两端应由两个结构相同的固定零件固定在增速筒的特定位置，以满足角度调节的需要，小导轨长度初选为30
26、0mm，小导轨上端距增速筒上端距离初设为100mm，小导轨直径初设为30mm,小导轨的结构见图纸5-2-2，增速筒上端应有一支撑结构，该结构为一固定在大导轨端部增速筒上端正下方的平面上的钢杆，该平面也是大导轨所在平面，钢杆的上端通过可拆卸的连接结构与可以在小导轨上滑动的结构相连，其结构可见图5-2-3，5.3高度调节及底座装置高度调节和底座装置也是整个疏通装置的重要组成部分，高度调节装置可以实现各煤仓口的高低和观察口高低的不同需求，底座主要用于支撑疏通机的发射和缓冲装置，同时本文所设计的底座也可以用于对疏通机的移动，使其更加方便灵活。5.3.1高度调节装置为了实现发射和缓冲装置的高度调节，本文
27、采取了如下方法，既选用四根长度、材质均相同的钢管，钢管长度初选1000mm，钢管外径选为40mm，内径选为30mm，并将其固定在平板小车上（下文会对小车做详细介绍），四根钢管上端设计为带有螺母的螺纹结构，该结构通过拧紧螺母可以使钢管上端收紧，图5-3-1，其结构见同时另有四根与钢管长度相同的钢杆即钢杆的长度也选为1000mm，该四根钢杆的直径应略小于钢管内径，钢杆直径选为28mm,以便钢杆能刚好在钢管内顺利的上下移动，四根钢管上端螺纹部分的下面为一具有一定强度和硬度的平面钢板，该钢板和四根钢杆焊接在一起，该钢板中间部位设有一螺孔，螺孔直径初设为30mm，同时四根钢杆上端设有台阶，钢杆顶端设有螺
28、纹，其结构见图5-3-2，该台阶用于固定一平面钢板，该钢板面积与钢管上端的钢板面积相同，该钢板四角设有比钢管螺纹直径稍大的孔，孔的直径初设为22mm，该钢板既是通过螺母与钢管固定在一起的，该钢板也是增速筒下端导轨所在平面，同时该钢板中间部位也设有一螺孔，该螺孔与与钢管上端的螺孔处于同一直线上，这两个处于同一直线的螺孔既是用于高度的调节，其原理是这样的，两个钢板上螺孔的上面配有和螺孔直径一样的螺母，另有一恰好与螺孔配合的螺杆，这样当分别旋动上端螺母和下面螺母时，可分别实现发射结构的上下调节，螺杆长度初选为600mm，该结构可见图5-3-3。5.3.2底座本文所设计的底座即可用于支撑疏通机的以上装
29、置，也可用于以上装置的移动，本文的底座为一可移动的小车，小车的结构如下，小车由车身、两根轴、四个轮子和一个可以用于推拉的手架组成，小车的车身为一没有盖的矩形“铁盒”，该铁盒的钢板厚度相同，材质相同，要有一定的强度，根据疏通机系统的重量，查表得可选用普通碳素钢，作为车底板的钢板面积大小初设为1000mm800mm=0.8106mm，另外四块钢板长为1000mm和800mm宽均为100mm，两根轴的长度初设为1000mm，轴的两端均制有台阶，台阶高度为10mm，台阶处距轴端长度为60mm，轴直径初选为50mm，距轴端10mm处打有直径为10mm的孔，用以插入轴销，以防止车轮外跑，轮子选用具有一定硬
30、度的铁质轮，轮子中间加工出一能与轴端配合的孔即可，轮子直径初选为200mm。将轴按两段对称的固定在长为1500mm侧面板上即可，两轴间距初定为50mm。小车的结构图见图5-3-15.4压力表 在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。 机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管（波登管），膜片，膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。所测量的压力一般视为相对压力。一般相对点选为大气压力。弹性元件在介质压力作用下产生的弹性变形，通过压力表的齿轮传动机构放大，压力表就会显示出
31、相对于大气压的相对值(或高或低)。 在测量范围内的压力值由指针显示，刻度盘的指示范围一般做成270度5.4.1压力表的分类（1）压力表按其测量精确度可分为精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16、0.25、0.4级0.05级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0、1.6、2.5、4. 0级。 一般压力表（2）压力表按其测量基准 压力表按其指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝对压力表不锈钢压力表、差压表。一般压力表以大气压力为基准；绝压表以绝对压力零位为基准；差压表测量两个被测压力之差。 （3）压力表按其测量范围分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及
32、高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值；压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值；微压表用于测量小于60000 Pa的压力值；低压表用于测量06MPa压力值；中压表用于测量1060MPa压力值；高压表用于测量100MPa以上压力值。 （4）压力表按其显示方式分指针压力表,数字压力表 （5）压力表按其使用功能分 压力表按其使用功能不同可分为就地指示型压力表和带电信号控制型压力表。 一般压力表、真空压力表、耐震压力表、不锈钢压力表等都属于就地指示型压力表，除指示压力外无其他控制功能。 带电信号控制型压力表输出信号主要有： a.开关信号（如电接点压力表） b.电阻信号(如电阻远传压力表) c
33、.电流信号(如电感压力变送器,远传压力表,压力变送器等) 压力表按测量介质特性不同可分为: 1 一般型压力表 一般型压力表用于测量无爆炸、不结晶、不凝固对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力. 2 耐腐蚀型压力表 耐腐蚀型压力表用于测量腐蚀性介质的压力,常用的有不锈钢型压力表、隔膜型压力表等. 3 防爆型压力表 防爆型压力表用在环境有爆炸性混合物的危险场所,如防爆电接点压力表,防爆变送器等. 4 专用型压力表 由于被测量介质的特殊性,在压力表上应有规定的色标，并注明特殊介质的名称.氧气表必须标以红色 “ 禁油 ” 字样，氢气用深绿色下横线色标，氨用黄色下横线色标等等。 耐震压力表的壳体
34、制成全密封结构，且在壳体内填充阻尼油（现在大部分用硅油填充），由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力（载荷）脉动的测量场所。 带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。 带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号（比如电阻信号或标准直流电流信号）。 隔膜表所使用的隔离器（化学密封）能通过隔离膜片，将被测介质与仪表隔离，以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。 压力表的弹性元件机械压力表中的弹性敏感元件随着压力的变化而产生弹性变形。机械压力表采用弹簧管（波登管）、膜片、膜盒及波纹管等敏感元件并按此分类。敏感元件一般是由铜合金、不锈钢或由特殊材料制成。本文中的压力表是
35、整个疏通装置和蓄能装置的重要组成部分，该压力表装在蓄能罐上，主要用于监测蓄能罐的气压，同时也有利于蓄能罐的安全使用，下文将根据整个疏通装置所需的最大压力来确定压力表的选择。系统正常工作时，气体沿管道通过各种气动元件和辅件到执行元件的总压力损失必须满足下式： 其中：为总压力损失，包括所有沿程损失和所有的局部损失。 为允许压力损失，一般应小于0.1Mpa。一般情况下，若系统管道不是特别长，其沿程损失比局部损失小得多，则沿程损失可以不单独计入，而只是在总压力损失值的安全系数中稍予以加大考虑即可。局部损失包含流经弯头、断面突然放大，收缩等的损失，往往又比气流通过气动元件、辅件的压力损失小得多，因此对不
36、做严格计算的系统，可用下式做简化计算： 其中：为流经元、辅件的总压力损失，为压力损失简化修正系数，取值1.051.3，长管道或截面变化复杂的情况取较大值。本设计系统，主要气动元件为快排阀和二位三通电磁阀，其余参与系统工作的辅件引起压力降很小，查表得高压气体通过公称通径为50mm的快排阀的压力损失0.008Mpa，通过电磁阀的最大压力损失0.022Mpa，因此，总压力损失为(0.008+0.022)=0.032Mpa。本系统使用气压最大0.5Mpa，压力损失为0.04%。所以根据压力表的分类和本设计的要求，压力表选为测程为00.7 Mpa的精度为0.1的精密压力表即可。5.5蓄能装置蓄能装置在整
37、个疏通装置中担当着最重要的功能，它是整个装置的动力源泉，直接关系着疏通装置能不能正确很好的疏通煤仓堵塞问题，所以蓄能装置的设计至关重要，蓄能装置的整体本文设计为一蓄能罐，本文将其设计为同氧气罐一样的外形，但尺寸要有些减小，蓄能罐中端侧面留有进气口用于为蓄能罐蓄能，顶端留有出气口用于快速排出气体为橡胶弹提供动能，上端侧面留有一口用于安装压力表，蓄能罐的大小可通过疏通机各部件的体积来确定：1、 计算管路体积：增速筒内腔体积：阀体体积活塞回退膨胀体积：阀口体积：连接软管体积：由热力学定律：PV/TC(常数)，则0.5Vi=0.4V0，可得：Vi10L考虑气体泄漏应乘以系数1.2，则储气罐最小体积应为
38、12L。计算压降：0.5*0.0142=x*(0.0142+0.002543*1.2)，可求得x=0.41Mpa。可满足压力要求。储气罐直径设为200mm，高度为400mm。5.6进气总阀和储气罐进气阀阀门是一种管路附件。它是用来改变通路断面和介质流动方向，控制输送介质流动的一种装置。具体来讲，阀门有以下几种用途：(1)接通或截断管路中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、隔膜阀、蝶阀等。(2)调节、控制管路中介质的流量和压力。如节流阀、调节阀、减压阀、安全阀等。(3)改变管路中介质流动的方向。如分配阀、三通旋塞、三通或四通球阀等。(4)阻止管路中的介质倒流。如各种不同结构的止回阀、底阀等。(
39、5)分离介质。如各种不同结构的蒸汽疏水阀、空气疏水阀等。(6)指示和调节液面高度。如液面指示器、液面调节器等。(7)其他特殊用途。如温度调节阀、过流保护紧急切断阀等。根据阀门的用途和本文的需要，本文选择截止阀即能满足疏通机系统的要求，国内生产截止阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类： 1）以JBT22031999截止阀结构长度为主的通用类。目前国内大多数安全阀生产厂家均按本标准设计生产。如上海莱乐阀门有限公司、浙江罗浮锅炉附件厂、杭州截止阀厂、上海良众阀门有限公司、上海截止阀厂、开封高压截止阀厂、海安截止阀厂等。但本标准也不尽完美，规格不全，单闸板截止阀最大公称通径为DN1
40、200，双闸板截止阀最大公称通径 DN1500。根据厂所生产的截止阀规格及掌握的资料来看，目前角式截止阀公称通径最小为DN15，Z型直通式截止阀公称通径达到DN2000。经考证，各厂家连接尺寸也不尽统一，如 DN150Z型直通式截止阀，上海良众阀门厂、上海截止阀厂及上海雅泽阀门厂各不相同。所以本文中的截止阀可以根据自己的需要选择一种标准的截止阀，截止阀生产厂家按标准设计制造。本文选选择公称直径为50mm的直通式截止阀，直接向生产厂家订购即可。5.7控制发射装置控制发射装置是整个疏通装置的关键部件，本文所设计的控制发射装置由两个控制阀和一个快排阀组成。5.7.1控制装置本文所设计的控制装置由两个
41、截流阀组成，即储进气总阀和储气罐进气阀，在正常状态下打开储气罐进气阀，这样由于快排阀内部封口处两端压强相同，则快排阀无法工作排出气体，当由于工作需要，要发射弹体时关闭储气罐进气阀，打开进气总阀这样由于压强不同且相差很大，快排阀被迅速打开，同时储气罐内气体通过快排阀快速排出，给以弹体足够的能量，此即为控制装置，操作简便安全，5.7.2快排阀快排阀:气动控制里重要的元件，单向型方向控制元件。 常配置于汽缸和换向阀之间，使汽缸内的气体不通过换向阀而由此阀直接排出， 适用于要求汽缸快速运动的场合。（1）计算气体通过快排阀的流量1、 由于储气罐的气体在瞬间通过快排阀排出冲击橡胶弹，气 体状态变化在瞬间完
42、成，因此其状态变化应属于绝热状态过程；2、 根据快排阀出口与进口压力比(出口压力为0.1Mpa, 若进口气压为0.8Mpa)，可知气体通过快排阀的速度为超声速；因此计算通过快排阀的流量计算公式为(其中T选用常温20度)：若快排阀有效截面积为直径40mm的圆面，则可求得通过快排阀的空气流量为139620L/min(2327L/s)。类比于空气炮的排气性能，假设储气罐中压缩气体在0.02s内全部排出，则快排阀在0.02s内的气体排量为：19L/0.02s。快排阀的结构见图5-7-2.5.8法兰结构及密封件选用 橡胶密封件 密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵
43、入机器设备内部的零部件的材料或零件。 各种密封其性能影响因素是不同的，如机械密封（填料密封等）影响因素有温度，介质、磨损、所承受压力等。 按不同的用途，密封件大致是按下列的分类： 1.按作用分类：分为 轴用密封、孔用密封、防尘密封、导向环、固定密封、回转密封； 2.按材料分类：分为 橡胶、聚氨酯、工程塑料等。 贮存: 1. 密封件的存放室温最好在30以下，避免密封件产生高温老化； 2. 密封件必须存放在密封包装内，避免和空气中的水份或尘埃接触； 3. 密封件必须避开强光照射，避免密封件被空气中臭氧侵蚀或提早老化。 密封件是用来防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及外界杂质如灰尘、泥沙、水分等
44、侵入的零部件。 各种密封其性能影响因素是不同的，如机械密封1（填料密封等）影响因素有温度，介质、磨损、所承受压力等。 常用密封件名称 密封圈、盘根、机械密封、油封、水封、盘根、密封垫板、密封胶、软填料等。活塞气动动密封选用O形密封圈(径向密封)，O形圈直径3.55，外径40和外径50的两种同类型密封圈 (参液压气动系统设计手册，张利平，机械工业出版社，1997,6, pp259)6 创新点1、本研究在煤仓内原煤的粒度组成、粒度大小分布，压实度、内摩擦力，原煤流动规律、起拱形式，贮仓压力等方面在理论上做了详实、严密的分析，提出了改善煤仓通畅性的措施，对减少煤仓堵塞次数，提高生产效率具有重要的经济
45、意义。2、已有的通堵方式是采用破拱帽、钢丝绳拉动疏松，或水力冲刷等方法，这些方法不仅使用条件有限，而且在疏通效果上很不理想，有的方法伴随着严重的现场污染。本研究在通堵原理上突破了自上而下疏通或在内部进行疏通的传统思维模式，使用本疏通装置不需要对煤仓结构做任何变动，工程量小。对多种型式的煤仓都可以根据仓口空间位置放置疏通机进行疏通，使用方便、高效；4、针对煤仓堵塞位置的随机性特点，本疏通装置可根据煤仓堵塞位置，调整橡胶弹发射角度。动力气压可调，从而调整橡胶弹发射高度，适应性和通用性强；5、本疏通装置巧妙利用橡胶弹冲击破拱原理，构思巧妙、结构简单，适应井下特殊的作业条件，本疏通装置不采用任何电器设
46、备。弹体采用特殊的橡胶材料，高速发射过程中不会出现火花，且保证弹体冲击破拱时的冲击面积和冲击力。弹体发射动力来自气体压缩和膨胀做功，发射控制由人工手动，可远离现场集中操控，完全满足井下安全生产要求，具有适用于井下特殊环境的特点，安全性能好。能够在一小时内完成疏通，对于提高我矿生产效率和安全管理水平具有非常重要的意义。7 使用与维护根据疏通机的使用环境，疏通机的维护保养应遵循以下要点：1、应保证储气罐足够的气压，注意保护储气罐上的压力调节阀。2、气路连接保证无泄漏密封，发现损坏应及时更换。3、避免灰尘进入快排阀，定期清理快排阀。4、使用后应清理增速筒，必要时刮润滑油，并盖上橡胶盖帽避免煤粒进入，
47、以备下次使用。5、回收再利用的橡胶弹应清理干净，再使用前也要进行必要的清理。致谢首先，我要感谢河南理工大学万方科技学院，感谢机械与动力工程系对我四年的培养，让我学到了许许多多的知识，感谢各位老师在这四年里对我的关怀与照顾，在此致以我深深的谢意。本论文从选题到最后定稿成文，本校刘建慧老师一直给予了悉心指导，刘老师那种严谨求实的作风，广博深邃的洞察力，孜孜不倦的开拓精神和敬业精神令我深受启迪和教益，谨向我的指导老师刘建慧老师致以深深的谢意。我国古代有句成语叫做“实践出真知”，本文也正是从对平煤天安一矿的调查了解入手，对煤矿企业煤仓堵塞原因的有关理论问题进行了分析和探讨。但是，由于笔者水平有限，在理论的描述、资料的运用等方面难免有不当、不深，不周之处，有些观点也尚欠成熟，敬请各位老师批评指正。 最后，我还要向
