一种拍击式大块破碎装置

摘要

本发明公开了一种拍击式大块破碎装置，综合了旋转式和液压冲击式破碎锤的特点，利用冲击缸驱动拍击锤回转来破碎综采工作面煤流系统中的大块。本发明拍击锤和摆架同轴安装，冲击缸铰接在摆架和拍击锤之间构成拍击机构，调节缸支撑固定拍击机构，并可驱动摆架实现拍击机构的整体俯、仰姿态调节。基于大流量集成阀和蓄能器组的冲击控制系统，实现拍击锤的强冲、快回，实现不停机操作。遇到超厚大块时可调节拍击机构后仰加大冲击距离，遇到超薄大块时拍击机构下俯触及目标，大块矸石频繁出现时可将调节缸接入冲击回路，叠加拍击能量。本发明大大提高了拍击破碎装置的适应能力，能够实现包括煤和岩石在内的大块破碎作业，减轻煤流系统因堵卡产生的停机概率。

权利要求

1.一种拍击式大块破碎装置，其特征在于：由拍击机构、调节机构、防护机构和液压控制系统组成，拍击机构由拍击锤、冲击缸和摆架组成摆动滑块机构；调节机构由摆架，调节缸和基座组成摆动滑块机构；防护机构包括二连杆和防冲杆，两者均铰接在中间摆架和拍击锤之间；液压控制系统包括冲击控制回路和位置调节回路，所述的摆架和拍击锤同轴安装，调节缸驱动摆架实现拍击机构的整体俯、仰调节，所述的冲击控制回路由单向阀、二通插装阀、液控单向阀和换向阀构成，乳化液泵站高压液通过单向阀进入二通插装阀的下腔，二通插装阀的下腔与蓄能器和冲击缸的环形腔相连，二通插装阀中腔与液控单向阀的背压口和冲击缸的无杆腔，二通插装阀控制腔与液控单向阀的控制口相通并连接到换向阀的工作口。

2.根据权利要求1所述的一种拍击式大块破碎装置，其特征是：由二连杆构成的防护机构，其在冲击缸活塞行程结束前达到拉直状态，并设有防过死点装置。

3.根据权利要求1所述的一种拍击式大块破碎装置，其特征是：所述冲击控制回路中的二通插装阀和液控单向阀集成为大流量控制阀块。

4.根据权利要求1所述的一种拍击式大块破碎装置，其特征是：调节缸接入冲击控制回路，由单片换向阀同步控制，实现拍击锤叠加冲击。

说明书

一种拍击式大块破碎装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种拍击式大块破碎装置，属煤矿井下辅助作业设备，用于综采工作面煤流系统中大块煤或岩石的预破碎作业。

背景技术

[0002] 综采工作面煤层受矿压的影响和采煤机滚筒割煤扰动，煤壁片帮和顶板冒漏产生大块情况频繁发生，下落到刮板输送机上，阻碍采煤机的通过；大块经输送机拉至煤流转载点时，会卡在转载机入口影响煤流的正常输送；严重时会压死输送机，处理时必须停机后由人工处理，导致系统经常性停机。工作面的大块主要指煤，但遇到煤层夹矸或顶板冒漏情况，也会产生硬质岩石。

[0003] 目前，对于大块的处理主要依赖人工抡锤或手持风镐处理，劳动量大、安全性差，尤其是遇到大块硬岩，常规破碎手段很难凑效，单次影响时间几十分钟到数小时。已公开的工作面大块破碎装置方案主要是连续旋转破碎机及冲击破碎锤式，连续旋转破碎靠电机驱动，破碎大块硬质岩石困难，井下安装改造复杂，且有飞块产生；冲击破碎锤式一般需要停机处理。

[0004] 专利“一种用于井下煤炭输送转载机的煤块破碎机”[201010225664.X]公开了一种锤头上带有截齿的破碎机，主要解决到达转载机入口处的大块煤破碎问题，其液压缸铰接横梁为固定式，煤量较大或卡住的块度超大时，会超出运输槽帮直接卡在截齿下方，使得加速距离不足以产生足够冲击能量；而当薄片状大块在底部堵卡时锤头无法触及，采用加长拍击锤方案受到高度和长度空间的限制；破块装置没有防护装置，冲击能量过大时将导致冲击缸的损毁，对超大块度煤和硬质岩石的适应性较差。

[0005] 为解决上述问题，迫切需要一种具有自调能力的大块破碎装置，实现包括大块煤和岩石的破碎作业。

发明内容

[0006] 技术问题：为了克服上述现有技术的不足，本发明利用拍击锤高能冲击作用实现煤流系统中大块煤及岩石的高效破碎，相应提供一种具有大惯量锤体和大流量驱动系统的拍击式大块破碎装置，具有冲击姿态调节功能，适应不同块度、不同硬度条件的工作面大块破碎作业。

[0007] 技术方案：本发明一种拍击式大块预破碎装置，由拍击机构、调节机构、防护机构和液控系统四部分组成，以工作面乳化液为动力源，固定安装在煤流系统中大块多发位置。所述拍击机构包括拍击锤、冲击缸和摆架，拍击锤与摆架回转中心同轴，冲击缸铰接在摆架和拍击锤之间，构成摆动滑块机构，冲击缸为主动；调节机构包括固定基座，调节缸和摆架，调节缸铰接在摆架和固定基座之间，同样构成摆动滑块机构，调节缸为主驱动实现摆架的角度调节。防护机构包括连接摆架的防护杆和防冲杆，防冲杆为二连杆，两端与拍击锤和中间摆架铰接，实现拍击锤末端的限位，避免击空状态下冲击缸的损坏，并有防过死点装置；
防护杆为单连杆，在非工作状态下两端与拍击锤和中间摆架铰接，锁死拍击机构。液控系统包括冲击缸控制系统和调节缸控制系统，冲击控制回路由蓄能器、大流量集成阀块（二通插装阀和液控单向阀）和换向阀组成，摆架控制回路由换向阀和双向锁构成，两片换向阀组成换向阀组来控制冲击和调节回路。

[0008] 本发明的拍击锤，质心分布在距回转中心的远处，配以和工作面大块量级匹配的重量，形成大惯量拍击锤，优选的拍击锤重心在铰接点之外，提高冲击能量。

[0009] 本发明液压控制回路分冲击回路和油缸调节回路，由三位四通换向阀组进行控制。冲击控制回路二通插装阀与液控单向阀集成到同一个阀块中，二通插装阀中腔与液控单向阀的工作口相通，连接到冲击缸的无杆腔，二通插装阀控制腔与液控单向阀的控制口相通（形成控制口），二通插装阀的下腔与蓄能器和冲击缸的环形腔相连，换向阀的工作口与控制口连接；摆架调节回路在换向阀和调节缸之间加装双向锁，实现位置的无级调节；工作面乳化液经由液控单向阀分别连接到冲击缸环形腔和换向阀组进液口。冲击缸冲击状态利用蓄能器组提供的大流量供给实现强冲，回收状态冲击缸的环形腔容积较小，实现快速收回动作，保证不停机条件下的操作。

[0010] 本发明遇到超大块度岩石频繁出现工作段，将调节缸控制回路变成冲击控制回路，形成双冲击缸方案，实现冲击能量的叠加效应。调节缸收回状态始终将拍击锤抬最高状态，提高对大块度难破矸石的破碎能力。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）工作性能方面，结合了旋转式和冲击锤式大块破碎装置特点，利用基于二通插装阀和液控单向阀组合的冲击液压回路驱动拍击锤强力冲击破块，实现包括顶板及夹层岩石的破碎，快速收回防止堵塞后部煤流，可满足不停机条件下工作；（2）安全性能方面，加装了防冲杆和二连杆防护装置，提高了对人员和设备的防护；（3）适应性方面，在遇到大块时主动回撤保证了冲击空间，薄块时保证了对不同厚度块度的适应性，同时避免了对煤流系统造成的二次堵塞，过断层等特硬大块频繁时，可以启用双冲击缸模式，进一步提高破块能力和适应性。

附图说明

[0012] 图1是本发明拍击式大块破碎装置结构示意图。

[0013] 图2是本发明拍击式大块破碎装置拍击超厚大块时工作示意图。

[0014] 图3是本发明拍击式大块破碎装置拍击超薄大块时工作示意图。

[0015] 图4是本发明冲击模式和调节模式液压控制回路原理图。

[0016] 图5是本发明双冲击模式液压控制回路原理图。

[0017] 图中：1-拍击锤；2-二连杆；3-防护杆；4-冲击缸；5-摆架；6-调节缸；7-基座；8-转载机入口溜槽；9-乳化液泵；10-单向阀；11-蓄能器；12-大流量集成阀；12.1-二通插装阀；12.2-液控单向阀；13-双向锁；14-换向阀组。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

[0019] 以安装在装载机入口堵卡点拍击式大块破碎装置为例进行说明。如图1所示，在转载机入口溜槽8两侧槽帮上留有耳座，拍击锤1和摆架5同轴安装到槽帮耳座上，冲击缸4铰接在摆架5和拍击锤1之间，构成拍击机构；转载机溜槽盖板上设有基座7，调节缸6铰接在中间摆架5和基座7之间，构成调节机构，实现拍击机构冲击角度的调节；二连杆2和冲击缸4同侧铰接在拍击锤1和摆架5之间，二连杆的伸直状态限位拍击锤的回转角度α，保证冲击缸4活塞杆不完全伸出，实现冲击缸的保护功能；防护杆3和冲击缸4同侧铰接在拍击锤1和摆架5之间，在非工作状态安装，避免冲击锤1的冲击动作，实现安全防护功能。

[0020] 如图4所示为本发明拍击式大块破碎装置的液压控制回路，乳化液泵9和系统间设置有单向阀10，单向阀10出口与蓄能器11、换向阀组14进液腔、二通插装阀底腔12.1以及冲击缸4环形腔并联，冲击缸4无杆腔和二通插装阀中腔、液控单向阀12.2背压腔相连，换向阀14.1工作口与二通插装阀12.1控制腔和液控单向阀12.2液控腔相连，构成冲击控制回路，通液状态二通插装阀12.1关闭，液控单向阀12.2打开，冲击缸4活塞复位，失液状态，二通插装阀12.1开启，液控单向阀12.2关闭，形成差动回路，冲击缸4活塞冲击动作；调节缸6和换向阀14.2之间设置有双向锁6，构成调节控制回路，保证任意位置的调节和固定；所述换向阀14.1和换向阀14.2并成换向阀组14，二通插装阀12.1和12.2构成大流量集成阀块12。

[0021] 图5所示为本发明拍击式大块破碎装置双冲击模式下的液控控制回路，将调节缸6的双向锁取消，切换到冲击控制回路模式，冲击缸4和调节缸6的冲击动作控制由同一片控制阀14控制，保证冲击的同步性。

[0022] 本发明的工作原理。

[0023] （1）正常大块拍击破碎。

[0024] 调节油缸将调节缸6锁定在图1所示位置，拍击锤1保持抬起状态；遇到大块堵卡在转载机入口附近时，只需操纵换向阀14.1，冲击缸4带动拍击锤强力拍击大块裂解满足通过要求即可，操纵换向阀14.1快速收回拍击锤，防止阻滞煤流。非生产模式，将防冲杆3铰接在中间摆架和拍击锤之间，防止误冲击动作。

[0025] （2）超厚大块拍击破碎。

[0026] 如图2所示，遇到超厚大块卡在拍击锤1下方，拍击能量不足以破断大块时，操作换向阀14.2将调节油缸6收回，中间摆架5和拍击机构整体后仰，加大了拍击锤1和大块目标之间的冲击作用距离，提高了拍击能量，从而实现超厚的大块有效破断。

[0027] （3）超薄片状大块。

[0028] 如图3所示，遇到超薄片状大块卡在转载机入口，拍击锤1无法触及大块目标时，操作换向阀14.2将调节缸6伸出，中间摆架5和拍击结构整体前倾，缩小了拍击锤1和目标之间的作用距离，从而实现超薄大块的破碎作业。

[0029] （4）超大块岩石多发条件。

[0030] 遇到过断层构造或煤层夹矸过多特殊地质段，经常性的超大，超厚岩石出现，拍击能量不足时，经调节缸6的液压控制回路切换到图5所示的状态，形成叠加冲击效应，满足超大块硬质岩石的破碎作业。