渣土气力输送系统和掘进机的制作方法

本发明涉及挖掘设备，尤其涉及一种用于掘进过程用于渣土输送的渣土气力输送系统和掘进机。

背景技术：

1、竖井排渣及水平隧道底部清渣长期面临出渣难的问题，且未得到有效的解决。气力出渣系统作为新兴出渣技术，在竖井排渣方面具有很好的应用前景，但是目前气力出渣系统管道出渣效率低，能耗比高，尤其在水平输送管道时容易造成颗粒在管道内部的沉积，进而堵塞管道。另外，气力输送对于渣土的湿度有一定要求，具有一定局限性，在渣土含水率稍高时，粘性增大，易粘在管道内壁，增大管道阻力，增加能耗。所以亟需设计一种新型高效的气力输送系统，具备渣土含水率调节功能，满足目前气力输送出渣系统的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种渣土气力输送系统和掘进机，其能够使得气流在在管道内壁形成自旋流动，增强管道壁面端的湍流强度，有利于离散相颗粒气力输送，同时可以降低管壁表面的粘结，降低流动阻力，进而提高渣土输送效率。

2、一方面，本发明提供一种渣土气力输送系统，其包括：

3、渣土输送管道，其入口与渣土相对；

4、储渣装置，其入口与所述渣土输送管道的出口相连，所述储渣装置的出口通过气体管道依次连接有除尘器和风机；

5、其中，所述渣土输送管道朝向所述渣土的一端设有旋流入射结构，在所述风机的作用下，空气经所述旋流入射结构后在所述渣土输送管道内自旋流动。

6、本发明所述的渣土气力输送系统，通过旋流入射结构使得进入渣土输送管道内的气体形成自旋流动，气体的自旋流动增强了渣土输送管道的壁面端的湍流强度，有利于离散相颗粒气力输送，同时可以降低渣土输送管道内壁面的粘结，降低流动阻力，进而提高渣土气力输送的效率。

7、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述旋流入射结构包括设在所述渣土输送管道的侧壁上且与所述渣土输送管道相连通的多个自旋侧管，空气经多个所述自旋侧管进入所述渣土输送管道后呈自旋流动状态。

8、在本实施方式中，通过自旋侧管对进入渣土输送管道内的气流产生引导作用，气流从自旋侧管进入渣土输送管道内进而在其内形成自旋流动，在气体负压作用下，渣土从渣土输送管道的入口进入其内，进而在其内自旋流动的气流的带动下沿渣土输送管道的延伸方向流动。

9、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述自旋侧管为直管，其轴线方向沿所述渣土输送管道的切线方向且朝向所述渣土的方向倾斜设置。

10、在本实施方式，自旋侧管的轴线的设置方向能够使得刚进入渣土输送管道内的气体能沿其切线方向螺旋向上流动，进而增强其壁面端的湍流强度，进而增强渣土的输送效果。

11、在本发明的一个较佳的实施方式中，多个所述自旋侧管沿所述渣土输送管道的周向方向间隔设置。

12、在本实施方式中，多个自旋侧管周向均匀的设置能够增强渣土输送管道内气体的自旋流效果。

13、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述自旋侧管的直径与所述渣土输送管道的直径比为0.01至0.1。

14、在本实施方式中，上述直径比例范围内的自旋侧管能够在渣土输送管道内形成较佳旋流效果较好的气流。

15、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述自旋侧管的两端连接有保护套管，所述保护套管内具有栅格滤网。

16、在本实施方式中，保护套管的设置能够避免渣土从自旋侧管的入口处进入自旋侧管内进而导致其堵塞，同时也能够避免渣土输送管道内的渣土从自旋侧管的出口处进入自旋侧管内进而导致其堵塞。

17、在本发明的一个较佳的实施方式中，渣土气力输送系统还包括渣土湿度控制装置，所述渣土湿度控制装置具有控制模块、均与所述控制模块电连接的湿度采集模块和加热模块，所述湿度采集模块设在所述储渣装置内，所述加热模块设置在所述渣土输送管道朝向所述渣土的一端；

18、在所述湿度采集模块检测到所述渣土的湿度偏高时，所述控制模块能够启动所述加热模块对所述渣土进行加热以降低其湿度。

19、在本实施方式中，控制模块依据储渣装置中的渣土含水率检测数据，可以自动启动加热模块，通过调节气流温度，进而对渣土的湿度/含水率进行调节，进而降低渣土的湿度，避免其大量粘黏在渣土输送管的内壁面上。

20、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述湿度采集模块为渣土含水率检测仪，所述加热模块为电阻丝。

21、在本实施方式中，渣土含水率检测仪能够对渣土的湿度进行监测，电阻丝通电后能够对气流进行加热。

22、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述控制模块与所述电阻丝之间设有加热电源。

23、在本实施方式中，加热电源为电阻丝的发热提供电力。

24、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述电阻丝设在所述旋流入射结构内。

25、在本实施方式中，电阻丝的设置位置不仅能够避免渣土对其产生影响，而且在气流的源头位置对其进行加热，进而使得整个渣土输送管道内充满升温后的气体，使得渣土的湿度下降过程相对较快。

26、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述储渣装置内还设有均与所述控制模块电连接的气体流量计、气体温度传感器和渣土量监测仪。

27、在本实施方式中，将气体流量计、气体温度传感器和渣土量监测仪监测的相应参数作为并辅助参数，结合渣土含水率的控制电阻丝的输出功率，确保电阻丝将介质流体加热到合适温度，进一步将渣土的含水率(湿度)调节至合适的工作范围内。

28、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述除尘器为袋式除尘器、旋风除尘器或者所述袋式除尘器和所述旋风除尘器的组合。

29、在本实施方式中，袋式除尘器或者旋风除尘器能够对气体管道内的气流进行过滤，防止细小颗粒进入风机。

30、在本发明的一个较佳的实施方式中，所述渣土输送管道朝向所述渣土的一端设置在掘进机的刀盘内，所述刀盘上设有用于将所述渣土吹向所述渣土输送管道的入口处的集扫装置，所述集扫装置包括多个气体喷嘴。

31、在本实施方式中，集扫装置能够将刀盘下的渣土吹扫汇聚至渣土输送管道的入口处，渣土可以在负压作用下进入渣土输送管道内，进而被提升至储渣装置中。

32、另一方面，本发明还提供一种掘进机，所述掘进机包括：

33、掘进主机；

34、如上所述的渣土气力输送系统，所述渣土气力输送系统中的渣土输送管道的入口设在所述掘进主机的刀盘上。

35、本发明所述的掘进机，在掘进主机在进行挖掘作业时，同步开启渣土气力输送系统对对刀盘下产生的渣土颗粒进行输送，由于渣土气力输送系统中的旋流入射结构使得进入渣土输送管道内的气体形成自旋流动，气体的自旋流动增强了渣土输送管道的壁面端的湍流强度，提高了渣土的输送效率，进而提高了掘进机的掘进速度。

技术特征：

1.一种渣土气力输送系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述旋流入射结构(11)包括设在所述渣土输送管道(10)的侧壁上且与所述渣土输送管道(10)相连通的多个自旋侧管(12)，空气经多个所述自旋侧管(12)进入所述渣土输送管道(10)后呈自旋流动状态。

3.根据权利要求2所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述自旋侧管(12)为直管，其轴线方向沿所述渣土输送管道(10)的切线方向且朝向所述渣土的方向倾斜设置。

4.根据权利要求2所述的渣土气力输送系统，其特征在于，多个所述自旋侧管(12)沿所述渣土输送管道(10)的周向方向间隔设置。

5.根据权利要求2所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述自旋侧管(12)的直径与所述渣土输送管道(10)的直径比为0.01至0.1。

6.根据权利要求2所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述自旋侧管(12)的两端连接有保护套管，所述保护套管内具有栅格滤网。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的渣土气力输送系统，其特征在于，还包括渣土湿度控制装置(30)，所述渣土湿度控制装置(30)具有：控制模块(31)、均与所述控制模块(31)电连接的湿度采集模块(32)和加热模块(33)，所述湿度采集模块(32)设在所述储渣装置(20)内，所述加热模块(33)设置在所述渣土输送管道(10)朝向所述渣土的一端；

8.根据权利要求7所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述湿度采集模块(32)为渣土含水率检测仪，所述加热模块(33)为电阻丝(331)。

9.根据权利要求8所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述控制模块(31)与所述电阻丝(331)之间设有加热电源(34)。

10.根据权利要求8所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述电阻丝(331)设在所述旋流入射结构(11)内。

11.根据权利要求7所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述储渣装置(20)内还设有均与所述控制模块(31)电连接的气体流量计(40)、气体温度传感器(41)和渣土量监测仪(42)。

12.根据权利要求1所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述除尘器(21)为袋式除尘器、旋风除尘器或者所述袋式除尘器和所述旋风除尘器的组合。

13.根据权利要求1所述的渣土气力输送系统，其特征在于，所述渣土输送管道(10)朝向所述渣土的一端设置在掘进机的刀盘(50)内，所述刀盘(50)上设有用于将所述渣土吹向所述渣土输送管道(10)的入口处的集扫装置，所述集扫装置包括多个气体喷嘴(51)。

14.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机包括：

技术总结本发明提出一种渣土气力输送系统和掘进机，渣土气力输送系统包括：渣土输送管道，其入口与渣土相对；储渣装置，其入口与所述渣土输送管道的出口相连，所述储渣装置的出口通过气体管道依次连接有除尘器和风机；其中，所述渣土输送管道朝向所述渣土的一端设有旋流入射结构，在所述风机的作用下，空气经所述旋流入射结构后在所述渣土输送管道内自旋流动。本发明能够使得气流在在管道内壁形成自旋流动，增强管道壁面端的湍流强度，有利于离散相颗粒气力输送，同时可以降低管壁表面的粘结，降低流动阻力，进而提高渣土输送效率。技术研发人员：张鹏,李泽魁,刘尚,许顺海,呼瑞红,任中永,王一博,余兵,白林迎受保护的技术使用者：中铁高新工业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11