一种基于双腔联动自适应破碎的输煤方法与流程

本发明涉及煤炭采制样，特别涉及一种基于双腔联动自适应破碎的输煤方法。

背景技术：

1、螺旋输煤机是煤炭采制样系统的核心设备之一，主要应用在粒度≤50mm的后续输煤环节，具有密封效果好，结构紧凑的特性，应用很广。但在实际使用过程中，煤中难以避免的会存在少量大块，当这种大块煤进入螺旋输煤机时就会搁在螺旋叶片上，无法往前传输进而造成堵煤，影响什么正常投运。

2、在实际应用中，未经破碎或破碎不完全的原煤中常含有尺寸过大的煤块或湿粘煤团。这些大块煤料极易在螺旋叶片与管筒之间卡滞，造成堵塞，严重影响输煤系统的连续性和可靠性。为此，工厂通常在螺旋输煤机前端设置破碎设备。然而，常规的破碎方案存在明显不足：要么破碎效率低下，特别是对湿粘煤效果差，且无法根据来料特性自适应调节；要么破碎与输送负载不匹配，导致能耗高、设备易过载损坏。因此，我们提出一种基于双腔联动自适应破碎的输煤方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于双腔联动自适应破碎的输煤方法，依据煤料特性进行分流破碎，并利用第一破碎腔的冲击载荷信号，通过纯机械式联动机构，同步、智能地调节第二破碎腔的工作参数，从而实现整机负载的动态平衡与高效节能。

2、本发明的目的是这样实现的：一种基于双腔联动自适应破碎的输煤方法，包括如下步骤：

3、s1，惯性分级进料：将煤料输送至破碎腔的进料分选腔，通过分料挡板结合重力惯性对煤料进行煤料分流，使重质煤料进入第一破碎腔、轻质煤料进入第二破碎腔；

4、所述分料挡板基于至少两组刚度不同的弹性元件进行约束缓冲，在外力作用下可发生偏转，其偏转角度由机械限位机构限定，并通过调节弹性元件的弹力控制分选重质煤料所需的最小冲击力阈值；

5、s2，分腔差异化破碎：在所述第一破碎腔内，对重质煤料的破碎基于冲击承载件的冲击破碎和机械剪切件的剪切破碎；

6、在所述第二破碎腔内，对轻质煤料的破碎基于流体动力的松散与气流切割刀组的切削破碎；

7、其中，第一破碎腔内的冲击承载件受载荷作用产生位移，所述冲击承载件输出该机械载荷位移信号；

8、第一破碎腔与第二破碎腔的破碎动力采用同轴驱动；

9、s3、机械跨腔联动调节：基于联动策略，将第一破碎腔内因煤料冲击载荷产生的机械载荷位移信号，同步传递至所述第二破碎腔，对其至少一个工作参数进行联动调节，用于整机负载基于第一破碎腔的工况进行自适应平衡；

10、s4，多级协同过载防护与自动复位：当第一破碎腔内出现超限载荷时，触发联动过载防护，并于超限载荷解除后，依靠内置弹性恢复件，使各结构复位至标准工况位置；

11、s5，统一螺旋输送：汇总第一破碎腔和第二破碎腔的合格煤料至螺旋输煤机，由主轴带动螺旋叶片进行输送。

12、可选地，步骤s2中，所述第一破碎腔的工作流程具体为：

13、重质煤料自由下落撞击第一破碎腔内冲击承载件，重质煤料在冲击应力作用下崩裂；

14、所述冲击承载件为可沿竖直方向移动的的环形阶梯式冲击砧座；

15、所述机械剪切件的剪切破碎，通过螺旋主轴驱动破碎转子下段的耐磨冲击刀组进行旋转与冲击砧座的边缘形成剪切间隙来完成，对崩裂后的重质煤料二次剪切，将重质煤料破碎至预设采样粒度；

16、所述冲击砧座的浮动行程被设置为不影响剪切间隙的有效工作范围；

17、冲击砧座底部设置有压缩缓冲弹簧，重质煤料冲击时冲击砧座向下浮动，将冲击载荷转化为机械位移信号。

18、可选地，步骤s2中，所述第二破碎腔的工作流程具体为：

19、螺旋主轴同步驱动破碎转子上段的同轴离心风轮与气流切割刀组；

20、其中，离心风轮产生高压旋流气流，气流沿切割刀表面沟槽引导喷出，依靠流体剪切力撕裂轻质煤料或湿煤结块；

21、气流切割刀组同步旋转对轻质煤料进行细碎，第二破碎腔的内壁设置可调导流风嘴用于调节气流喷射角度与基础风量。

22、可选地，步骤s3的流程具体为：

23、s31，采集由第一破碎腔内的冲击载荷产生的机械载荷位移信号；

24、s32，角位移信号分配机构接收到机械载荷位移信号，角位移信号分配机构的输入端连接冲击承载件，其输出端通过传动部件连接至第二破碎腔的多个联动执行位点；

25、s33，利用角位移信号分配机构输出端的角位移，同步驱动预先设定的至少两个工作参数调节单元执行协同调节动作；

26、s34，当第一破碎腔内冲击承载件受到的冲击载荷减小或消失时，在冲击承载件下部弹性元件、以及设于角位移信号分配机构上的复位弹性元件的共同回复力作用下，所述冲击承载件、角位移信号分配机构以及全部调节单元自动回复至标准工况位置。

27、可选地，所述协同调节动作至少包括：

28、气流调节：调节第二破碎腔内用于产生流体动力的风机单元的进气流量，以改变其负载；

29、落料通道调节：调节连通第一破碎腔与第二破碎腔的落料通道的流通截面积，对第二破碎腔工作负载进行自适应削减。

30、可选地，步骤s3中所述联动过载防护，根据机械载荷位移信号的大小，分区间进行：

31、在第一载荷区间内，执行常规协同调节，同步调节气流流量与落料通道流量；

32、在高于第一载荷区间的第二载荷区间内，对第二破碎腔内气流切割刀组进行调节，使其产生退让动作以削减切削负载；

33、在高于第二载荷区间的第三载荷区间内，即超限载荷区间内，触发联动过载防护，所述联动过载防护至少包括气流调节单元执行关闭动作、气流切割刀组完全退让，以及启动对螺旋主轴的扭矩缓冲。

34、可选地，步骤s32中，所述角位移信号分配机构包括复合联动盘，具体为；

35、所述机械载荷位移信号驱动复合联动盘绕其中心轴产生一个主控转角；

36、所述复合联动盘的盘面上设置有至少两条具有不同几何轮廓的轨迹槽，每条所述轨迹槽分别通过嵌入式滑块连接至第二破碎腔的一个工作参数调节单元的驱动端，使得所述主控转角经由各条轨迹槽所定义的不同传动关系，同步生成至少两种响应曲线相异的调节动作。

37、可选地，所述至少两条轨迹槽包括：

38、第一轨迹槽，其轮廓与气流调节单元的驱动端连接，且响应灵敏度最高；

39、第二轨迹槽，其轮廓与落料通道调节单元的驱动端连接，且响应曲线具有线性特征；

40、其中，第一轨迹槽定义的传动关系的增益大于第二轨迹槽定义的传动关系的增益。

41、可选地，所述轨迹槽还包括：

42、第三轨迹槽，其轮廓包含一段无增益的驻留段；

43、所述驻留段用于，当所述主控转角处于预设的第一阈值范围内时，与之连接的刀具间隙调节单元不产生位移输出；

44、仅当所述主控转角超过所述第一阈值范围后，所述第三轨迹槽的轮廓才驱动所述刀具间隙调节单元产生退让动作。

45、可选地，步骤s3中，还包括间歇排料，具体为：落料通道开合的调节，通过周期性的间歇驱动件与复合联动盘的输出复合驱动；

46、所述间歇驱动件提供恒定的节拍驱动，所述复合联动盘根据载荷信号提供连续的动作幅度修正，最终生成节拍恒定且开度随载荷自适应变化的排料控制信号。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：从根本上解决单一破碎流程处理混合物料时效果差、易堵塞的问题。

48、本发明提供的方法能自动将重质硬块煤与轻质湿软煤分流至不同的破碎腔。第一破碎腔采用冲击与剪切破碎，高效处理大块；第二破碎腔利用离心气流和切割，专为打散湿粘煤块设计，从而实现从源头防止因物料特性单一破碎方式处理不当而最终造成螺旋输煤机堵塞的可能，保证输送的顺畅性；

49、此外，通过基于机械式分区间联动的自适应控制策略，实现破碎子系统与输煤主系统负载的精确协同，实现突出的节能与保护效果。本发明利用第一破碎腔冲击砧座的位移作为核心负载信号，通过一个集成的复合联动盘将其转换为多路具有特定响应曲线的控制输出，根据载荷大小同步驱动气流调节、落料通道调节乃至刀具退让等动作，实现无需电器元件的分级响应机制，不仅结构可靠、成本低，更能实时、智能地削减轻质料破碎腔的负载以平衡整机能耗，并在极端情况下联动触发过载防护，有效避免设备整体过载与卡死，延长设备寿命。