一、設(shè)想解決的問題和預(yù)期效果
（一）設(shè)想解決的問題
皮帶輸送機(jī)是傳輸物料的主要設(shè)備之一，它具有輸送能力大、效率高、輸送距離長、耗能少、工作平穩(wěn)可靠、操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。為保證皮帶輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須將輸送帶上回程段的附著物清掃干凈。因此，在皮帶機(jī)的關(guān)鍵部位安裝皮帶清掃器就是非常必要的。清掃裝置良好，則托輥、輸送帶等的使用壽命都可以延長。目前應(yīng)用最多的是接觸式的刮板清掃器，刮板式清掃器結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝方便，但存在刮料不凈、對皮帶磨損大、更換頻繁等問題。因此傳統(tǒng)清掃器在日常的使用和維護(hù)當(dāng)中，需要經(jīng)常人為地去檢查、調(diào)整及更換，既浪費(fèi)人力、材料成本，又存在安全隱患，影響正常生產(chǎn)。
（二）預(yù)期效果
針對傳統(tǒng)清掃器存在的問題，設(shè)計(jì)一種清掃器，采用氣力吹掃、滾刷清掃、干霧抑塵、負(fù)壓吸塵等多重清掃和除塵方式，避免了清掃過程中與皮帶的摩擦，并使得清掃效果更佳，同時(shí)保護(hù)周圍環(huán)境不受污染，提高設(shè)備壽命和運(yùn)行可靠性，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
二、技術(shù)原理和方法
傳統(tǒng)皮帶清掃器大多數(shù)是接觸式刮板清掃器，由于其懸掛在皮帶架上，與皮帶的距離已經(jīng)固定，當(dāng)使用一段時(shí)間后，清掃器上的刮片就會(huì)磨損，無法接觸到皮帶表面，清掃器就失去了功效。雖然很多清掃器加裝了彈簧裝置，仍然存在磨損大、磨損后清掃不干凈的問題。另一方面由于皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中會(huì)發(fā)生上下抖動(dòng)，而清掃器又是與皮帶接觸的，所以清掃器也隨著皮帶上下抖動(dòng)，導(dǎo)致清掃器與皮帶架的連接容易斷裂、脫落。
該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的清掃器，采取多級(jí)清掃的方式，避免了清掃裝置與皮帶的硬接觸，既保證了皮帶極高的清潔度又避免了皮帶的清掃過程中的磨損問題，使清掃過程始終處于高效、可靠的狀態(tài)。該清掃器設(shè)計(jì)的方案為三級(jí)清掃：第一級(jí)清掃采取氣力清掃的方式，使用壓縮空氣對皮帶表面，將皮帶及滾刷上絕大部分煤粉清除；第二級(jí)清掃采取滾刷清掃，依靠螺旋滾刷的軟毛將皮帶表面粘附的全部煤粉清掃下來；一般兩級(jí)足夠保障將皮帶清掃干凈，若因靜電吸附等造成清掃不理想，可增設(shè)第三級(jí)干霧+刷式清掃，干霧抑制了整個(gè)清掃過程中的煤塵逸散，并消除皮帶表面的靜電，避免皮帶的靜電吸附煤塵，根據(jù)皮帶表面狀況，即平面或曲面，使用滾刷式或盤式的清掃器，將皮帶徹底清掃干凈。另根據(jù)現(xiàn)場情況，設(shè)計(jì)安裝負(fù)壓吸塵裝置，將清掃過程中產(chǎn)生的煤塵進(jìn)行收集，保證環(huán)境衛(wèi)生。該清掃器可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和運(yùn)行工況，有針對性的單獨(dú)投用某一清掃功能，也可將幾種清掃功能組合投用。
1.第一級(jí)氣力吹掃
皮帶輸送機(jī)氣動(dòng)清掃器采用主動(dòng)工作方式，以壓縮空氣作為動(dòng)力源，利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，對途經(jīng)粘附在底皮帶表面的粉粒吹掃，極大的降低了粉粒對皮帶、滾筒、托輥的磨損，延長了皮帶輸送設(shè)備的使用壽命。由于氣動(dòng)清掃器和皮帶互不接觸，不會(huì)產(chǎn)生摩擦力，將相應(yīng)降低電機(jī)和減速機(jī)的負(fù)荷，延長電機(jī)及減速機(jī)的使用壽命，將節(jié)約大量的設(shè)備維修費(fèi)用。同時(shí)，經(jīng)氣動(dòng)清掃器清掃后，皮帶巷道的衛(wèi)生狀況得到改善，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明采用的壓縮空氣作為一種綠色能源，對環(huán)境也無污染。
技術(shù)要求：
噴氣頭1 與皮帶6 的表面呈40 夾角，噴氣頭1 的噴嘴距皮帶6 的表面為6 毫米，由無縫鋼管連通氣管2 與空壓機(jī)，工作時(shí)，噴氣嘴1 的出口氣壓保持在0.2-0.3MPa。
圖一 空氣清掃結(jié)構(gòu)簡圖
(1)氣管 (2)氣管固定件 (3)耐壓管 (4)堵頭 (5) 和空壓機(jī)，其特征在于，噴氣頭(1) 頂部的噴氣嘴為鴨嘴形，噴氣頭(1) 與氣管(2) 連通，氣管(2) 通過氣管固定件(3) 固定在靠近底皮帶(6) 表面的下料口(9) 的上方，耐壓管(4) 一端連通氣管(2)，另一端連通空壓機(jī)。
圖二 空氣清掃安裝示意圖
2.第二級(jí)旋轉(zhuǎn)刷式清掃器
驅(qū)動(dòng)方式分為電動(dòng)和自動(dòng)力兩種。
——電動(dòng)
電動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷式清掃器能有效的清掃滾筒表面和輸送帶底面粘附物，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓柱型尼龍刷，刷尖與帶面輕微接觸，尼龍刷的旋轉(zhuǎn)方向與回程輸送帶的運(yùn)行方向相反，從而將粘在帶面上的微粒料刷下，達(dá)到徹底清潔的目的。電動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷式清掃器由電機(jī)、蝸輪式減速機(jī)、聯(lián)軸器、刷輥、帶調(diào)心軸承的軸承座等構(gòu)成，刷輥是由進(jìn)口耐磨尼龍絲沿軸身呈螺旋形布置而成，電機(jī)與減速機(jī)為本體構(gòu)成驅(qū)動(dòng)裝置，通過聯(lián)軸器與刷輥的一端相連。刷輥的另一端通過帶調(diào)心軸承的軸承座支撐。
滾刷
——自動(dòng)力
在膠帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)架上安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)滾輪和從動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)滾輪緊緊壓在膠帶運(yùn)輸機(jī)下皮帶改向滾筒或皮帶的上面，與其摩擦產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滾筒與從動(dòng)輪通過三角帶進(jìn)行傳動(dòng)；從動(dòng)輪的輪軸布置在下皮帶下面，輪軸周面設(shè)有毛刷，毛刷緊貼在下皮帶的底面上。
（1）膠帶輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)滾輪靠摩擦力與運(yùn)行皮帶同向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)三角帶轉(zhuǎn)動(dòng)，通過三角帶傳遞帶動(dòng)從動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)清掃器轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）旋轉(zhuǎn)清掃器借助膠帶輸送機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，無需另加動(dòng)力；膠帶輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)清掃器即同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，膠帶輸送機(jī)停機(jī)時(shí)，旋轉(zhuǎn)清掃器也同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；清理效果理想，特別是清理釘扣式皮帶接頭處的效果好，同時(shí)對輸送皮帶不會(huì)造成磨損傷害，特別適合煤礦井下原煤運(yùn)輸采用膠帶輸送機(jī)的衛(wèi)生清理困難的作業(yè)場所。
3.第三級(jí)清掃
正常情況下，一、二級(jí)清掃即可保證清掃效果，如果因?yàn)殪o電吸附等原因造成清掃效果不滿足要求，可以增設(shè)第三級(jí)清掃，根據(jù)皮帶的呈現(xiàn)水平、凹面的狀態(tài)，選擇直滾刷、圓盤或變徑刷，達(dá)到適應(yīng)皮帶，與其接觸全面不留死角的目的，保證清掃效果。
4.除塵設(shè)施
采用“無動(dòng)力除塵裝置+干霧抑塵”保證現(xiàn)場清潔衛(wèi)生?？筛鶕?jù)粉塵濃度情況投入適時(shí)噴霧，進(jìn)一步強(qiáng)化除塵效果。
無動(dòng)力除塵原理：物料在落料管跌落時(shí)產(chǎn)生大量的負(fù)壓氣流，通過在落料管開抽吸口，將清掃過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵在密閉空間內(nèi)在負(fù)壓氣流的引導(dǎo)下，進(jìn)入落料管與物料重新混合在一起，一是避免了揚(yáng)塵，保證現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生，二是對物料經(jīng)行了回收，避免了損失。也可增設(shè)干霧設(shè)備，不但降低揚(yáng)塵，而且增加粉塵重量，在重力作用和抽吸的作用下粉塵沉降下來，無須附加任何動(dòng)力設(shè)施。
無動(dòng)力除塵性能特點(diǎn)：
（1）無須人工操作，無動(dòng)力，無須配套動(dòng)力設(shè)備。
（2）一次性投資，工藝簡捷有效，無二次污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
（3）檢測控制準(zhǔn)確，自動(dòng)回旋徹底，除塵效果顯著。
（4）不占地，只占皮帶上方空間面積；維護(hù)少，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。
（5）施工周期短，投資少，使用安全可靠。
三、成果創(chuàng)新點(diǎn)
1.保護(hù)皮帶，對皮帶無損傷；
2.采用多級(jí)可選擇清掃方式，清掃效率高；
3.極高的使用壽命，維護(hù)量??；
4.對環(huán)境無污染，自帶吸塵功能；無動(dòng)力設(shè)計(jì)，節(jié)能高效。
四、應(yīng)用及推廣情況
該清掃器在公司應(yīng)用后，運(yùn)行可靠，除了定期檢查及做簡單調(diào)整，幾乎未進(jìn)行檢修，節(jié)約了大量的運(yùn)行和檢修費(fèi)用。本產(chǎn)品制造簡單，成本低，投資小，安裝方便，具有可靠高效、無磨損、無污染特點(diǎn)，可生產(chǎn)部分樣品，首先在公司內(nèi)部進(jìn)行試用，經(jīng)過進(jìn)一步完善后，向其他廠礦企業(yè)及市場進(jìn)行推廣，可應(yīng)用到任何使用帶式輸送機(jī)的場合。
五、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益測算
使用該皮帶輸送機(jī)氣動(dòng)清掃器與以前的復(fù)合橡膠清掃器比較，該裝置對0.03-2.5毫米的焦粉的清掃率可達(dá)到95% 以上，比復(fù)合橡膠清掃器提高了60%，使用壽命提高了120多倍，每年一條寬1.4 米的皮帶輸送機(jī)比以前節(jié)省材料及維修費(fèi)用5 萬元。
普通清掃器價(jià)格普遍在0.5萬元～0.8萬元，一般使用3—6個(gè)月即需更換備件或整機(jī)。卸儲(chǔ)煤裝置安裝有29臺(tái)帶式輸送機(jī)用于電站和化工裝置的煤炭運(yùn)輸，因清掃器產(chǎn)生檢修維護(hù)費(fèi)用一年在100萬元左右，而且由于清掃不良，會(huì)產(chǎn)生較多設(shè)備故障，影響生產(chǎn)穩(wěn)定。該清掃器安裝后幾乎不需要維護(hù)費(fèi)用，由于其避免了設(shè)備故障，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定，一年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在100萬元以上。
六、相關(guān)圖紙和圖片
圖一 空氣清掃安裝示意圖
圖二 清掃器結(jié)構(gòu)簡圖
圖三 清掃器負(fù)壓除塵結(jié)構(gòu)簡圖
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