用于胶结料浆的输送装置及其控制方法与流程 专利技术说明

土层或岩石的钻进;采矿的设备制造及其应用技术1.本发明涉及胶结料浆输送技术领域，具体涉及一种用于胶结料浆的输送装置及其控制方法。背景技术：2.充填开采技术是实现绿色低碳开采的重要技术之一，在地表沉陷控制、生态环境保护、矿山固废处置与利用、绿色低碳减排等方面显著的技术优势，而胶结充填作为充填开采技术之一，在控制地表沉陷、实现“三下”开采、提高煤炭开采上限等技术难题具有其独特优势。3.但充填开采中，管道输送是充填工艺中比较薄弱的环节，其稳定性制约着充填系统的安全性与连续性，其中尤以管路堵塞问题最为严重，是矿山充填开采面临的普遍问题，当管路堵塞时，需要暂停填充并浪费大量的人力、物力去疏通管道，导致输送及充填效率低，严重阻碍充填作业的正常进行。技术实现要素：4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。5.为此，本发明的实施例提出一种输送和充填效率高的用于胶结料浆的输送装置。6.本发明的实施例还提出一种输送和充填效率高的用于胶结料浆的输送装置的控制方法。7.本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置包括输料泵、内管、外管、多个压力表和多个第一密封盖，所述输料泵具有进料口和出料口，所述内管的进口端与所述出料口连通，所述外管套设在所述内管上并在其径向上与所述内管间隔设置，以便所述内管与所述外管之间限定出环形通道，所述外管的进口端与所述内管密封相连，所述内管上具有沿所述内管的轴向间隔设置多个开口；8.相邻两个所述开口之间设有至少一个所述压力表，所述压力表上具有探头，所述探头置于所述内管内，以监测所述内管的压力；9.每个所述开口处均设有至少一个所述第一密封盖，所述第一密封盖位置可调地与所述内管相连，以便所述第一密封盖能够在第一位置和第二位置之间切换，在所述第一位置，所述第一密封盖盖装在所述开口上，以封堵所述开口，在所述第二位置，所述第一密封盖与所述开口分离。10.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括转动轴、第一驱动件和多个涡扇，所述转动轴的至少一部分设于所述内管内且所述转动轴的轴线与所述内管的轴线重合，所述转动轴可转动地与所述内管相连，所述第一驱动件与所述转动轴传动相连以驱动所述转动轴转动；多个所述涡扇沿所述转动轴的轴向间隔设于所述转动轴上。11.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括多个第二密封盖，每个所述开口处均设有至少一个所述第二密封盖，所述第二密封盖位置可调地与所述内管相连，以便所述第二密封盖能够在第三位置和第四位置之间切换，在所述第三位置，所述第二密封盖盖装在所述开口上并与所述第一密封盖配合，以封堵所述开口，在所述第四位置，所述第二密封盖与所述开口分离，且所述第二密封盖封堵与其相对应的所述开口的后段的所述内管。12.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括第二驱动件，所述第二驱动件设于所述内管和所述外管之间，所述第二驱动件包括第一固定部和第一伸缩部，所述第一伸缩部相对于所述第一固定部可伸缩，所述第一固定部与所述内管铰接，所述第一伸缩部与所述第一密封盖的一端铰接，所述第一密封盖的另一端与所述内管铰接，所述第二驱动件用于驱动所述第一密封盖转动，以便所述第一密封盖在所述第一位置和所述第二位置之间切换。13.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括第三驱动件，所述第三驱动件设于所述内管内，所述第三驱动件包括第二固定部和第二伸缩部，所述第二伸缩部相对于所述第二固定部可伸缩，所述第二固定部与所述内管铰接，所述第二伸缩部与所述第二密封盖的一端铰接，所述第二密封盖的另一端与所述内管铰接，所述第三驱动件用于驱动所述第二密封盖转动，以便所述第二密封盖在所述第三位置和所述第四位置之间切换。14.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括控制系统，所述压力表均与所述控制系统信号连接，以接收所述压力表的压力值，所述第一驱动件、所述第二驱动件和所述第三驱动件均与所述控制系统电连接和信号连接，当相邻两个所述开口之间的所述内管发生堵塞时，所述内管上发生堵塞管段上的所述压力表超过第一预设值，所述压力表给所述控制系统传输第一信号，所述控制系统控制第一驱动件提高所述转动轴的转速，以疏通所述内管的堵塞管段，且所述控制系统还控制所述第二驱动件驱动所述第一密封盖位于所述第二位置、控制所述第三驱动件位于所述第四位置。15.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置还包括清洗加压装置，所述清洗加压装置包括加压水泵和空气压缩机，所述加压水泵的出水口分别与所述内管和所述环形通道连通，以用于对所述内管和所述外管进行清洗，所述空气压缩机的出气口与所述环形通道连通，以用于向所述环形通道内进行加压。16.在一些实施例中，所述外管的内径与所述内管的外径之间的比值为2-3。17.在一些实施例中，相邻两个所述开口之间的距离为1.5m-2m。18.本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置的控制方法，该方法基于上述任一实施例中所述用于胶结料浆的输送装置，包括以下步骤：19.s1：正常使用时，所述第一密封盖位于所述第一位置，所述第二密封盖位于所述第三位置，胶结料浆通过所述内管输送至填充区域，所述清洗加压装置向所述环形通道内输送压缩空气，对所述第一密封盖起辅助密封作用；20.s2：利用所述压力表检测所述内管的压力，当其中一个所述压力表的数值超过第一预设压力值时，超过第一预设压力值的所述压力表为第一压力表，与所述第一压力表相邻的两个所述开口为第一开口和第二开口，所述第一开口相对于所述第二开口更邻近所述内管的进口端设置，所述第一压力表给所述控制系统一个第一信号；21.s3：所述控制系统接收到所述第一信号后，控制所述第一驱动件提高所述转动轴的转速，以疏通所述内管的堵塞管段，且所述控制系统控制位于所述第一开口处的所述第二驱动件驱动所述第一密封盖移动至所述第二位置、所述控制系统控制位于所述第一开口处的所述第三驱动件驱动所述第二密封盖移动至所述第四位置，以便胶结料浆通过所述环形通道输送至填充区域，关闭所述空气压缩机；22.s4：充填作业完成后，关闭输料泵，开启所述加压水泵对所述内管和所述外管进行清洗作业。23.本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置在使用过程中，当正常输料时，每个第一密封盖位于第一位置以封堵内管上的开口，胶结料浆通过进料口进入输料泵内，在输料泵的作用下通过出料口进入内管内，进入内管的胶结料浆通过内管的出口端向填充区域进行填充。24.当内管上相邻两个开口之间发生了堵塞时，会导致此处内管的压力上升，此时发生了堵塞的相邻两个开口之间的内管上设置的压力表的数值会快速上升，并超过第一预设值时，通过压力表的压力变化可以快速判断内管发生堵塞的位置。此时，将内管发生堵塞位置处的左侧相邻的第一密封盖移动至第二位置，以打开此处开口，从而使得进入内管的胶结料浆通过堵塞管段前的开口进入环形通道内，并通过环形通道向需要填充的区域进行填充。当胶结料浆通过环形通道对填充区域进行填充的过程中，可以对内管堵塞位置进行疏通，以保证在内管堵塞的情况下填充作业不中断，不耽误后续作业，实现连续充填，从而使得本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置充输送和填效率高。25.因此，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置具有输送和充填效率高等优点。附图说明26.图1是本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置的结构示意图。27.图2是图1中a部分的放大图。28.图3是本发明实施例的第一密封盖位于第一位置和第二密封盖位于第三位置的结构示意图。29.图4是本发明实施例的第一密封盖位于第二位置和第二密封盖位于第四位置的结构示意图。30.图5是本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置的侧视图。31.附图标记：32.用于胶结料浆的输送装置100；33.输料泵1；34.内管2；开口201；第一开口2011；第二开口2012；35.外管3；36.环形通道4；37.压力表5；第一压力表501；38.第一密封盖6；39.第二密封盖7；40.转动轴8；41.涡扇9；42.第一驱动件10；43.第二驱动件11；第一固定部1101；第一伸缩部1102；44.第三驱动件12；第二固定部1201；第二伸缩部1202；45.清洗加压装置13。具体实施方式46.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。47.下面参照附图来详细描述本技术的技术方案。48.如图1至图5所示，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100包括输料泵1、内管2、外管3、多个压力表5和多个第一密封盖6。输料泵1具有进料口和出料口，内管2的进口端与出料口连通，外管3套设在内管2上并在其径向上与内管2间隔设置，以便内管2与外管3之间限定出环形通道4，外管3的进口端与内管2密封相连，内管2上具有沿内管2的轴向间隔设置多个开口201。49.相邻两个开口201之间设有至少一个压力表5，压力表5上具有探头，探头置于内管2内，以监测内管2的压力。每个开口201处均设有至少一个第一密封盖6，第一密封盖6位置可调地与内管2相连，以便第一密封盖6能够在第一位置和第二位置之间切换，在第一位置，第一密封盖6盖装在开口201上，以封堵开口201，在第二位置，第一密封盖6与开口201分离。50.为了使本技术的技术方案更容易被理解，下面以内管2的轴向与左右方向一致为例进一步描述本技术的技术方案，其中左右方向如图1至图4所示。51.例如，如图1至图5所示，内管2的左端与外管3的左端通过法兰相连，连接处用密封条进行密封处理。内管2和外管3均采用耐磨钢制材料制作，内管2的长度与外管3的长度相匹配，内管2的内径根据输料泵1的压力及流速需求进行合理的选择。相邻两个开口201之间设有一个压力表5，每个开口201处均设有两个对称分布的第一密封盖6，第一密封盖6为弧形，且与内管2的外壁面相适配，以便于第一密封盖6密封盖装在开口201上。52.本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100在使用过程中，当正常输料时，每个第一密封盖6位于第一位置以封堵内管2上的开口201(如图3所示)，胶结料浆通过进料口进入输料泵1内，在输料泵1的作用下通过出料口进入内管2内，进入内管2的胶结料浆通过内管2的出口端向填充区域进行填充。53.当内管2上相邻两个开口201之间发生了堵塞时，会导致此处内管2的压力上升，此时发生了堵塞的相邻两个开口201之间的内管2上设置的压力表5的数值会快速上升，并超过第一预设值时，通过压力表5的压力变化可以快速判断内管2发生堵塞的位置。此时，将内管2发生堵塞位置处的左侧相邻的第一密封盖6移动至第二位置(如图4所示)，以打开此处开口201，从而使得进入内管2的胶结料浆通过堵塞管段前的开口201进入环形通道4内，并通过环形通道4向需要填充的区域进行填充。当胶结料浆通过环形通道4对填充区域进行填充的过程中，可以对内管2堵塞位置进行疏通，以保证在内管2堵塞的情况下填充作业不中断，不耽误后续作业，实现连续充填，从而使得本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100充输送和填效率高。54.因此，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100具有输送和充填效率高等优点。55.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括转动轴8、第一驱动件10和多个涡扇9。转动轴8的至少一部分设于内管2内且转动轴8的轴线与内管2的轴线重合，转动轴8可转动地与内管2相连，第一驱动件10与转动轴8传动相连以驱动转动轴8转动。多个涡扇9沿转动轴8的轴向间隔设于转动轴8上。56.例如，如图1至图5所示，转动轴8的长度与内管2的长度相适配，涡扇9呈风扇叶片状，采用高强度耐磨材料制造。正常输送胶结料浆时，涡扇9扇叶转动过程中对内管2胶结料浆进行压缩增压，进而输送至涡扇9的后方，为输送中的胶结料浆提供一定的动力。第一驱动件10可以为伺服电机或步进电机，第一驱动件10的输出轴通过联轴器与转动轴8相连，以驱动转动轴8转动。57.具体地，当胶结料浆在内管2内正常输送时，转动轴8带动涡扇9以较小的转速转动，以给胶结料浆提供辅助动力，不仅有利于降低胶结料浆在内管2内发生堵塞的风险，还有利于提高胶结料浆的输送效率。当胶结料浆在内管2发生堵塞时，提高第一驱动件10的输出功率，以提高涡扇9的转速，涡扇9转动作为主动力，将内管2堵塞的胶结料浆疏通。58.由此，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100通过设置转动轴8和涡扇9能够自动处理管路堵塞问题，无需拆管疏通，节省大量人力物力，以节省成本。59.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括多个第二密封盖7，每个开口201处均设有至少一个第二密封盖7，第二密封盖7位置可调地与内管2相连，以便第二密封盖7能够在第三位置和第四位置之间切换，在第三位置，第二密封盖7盖装在开口201上并与第一密封盖6配合，以封堵开口201，在第四位置，第二密封盖7与开口201分离，且第二密封盖7封堵与其相对应的开口201的后段的内管2。60.例如，如图1至图4所示，每个开口201处均设有两个对称布置的第二密封盖7，第二密封盖7为弧形，且与内管2的外壁面相适配，以便于第一密封盖6密封盖装在开口201上。当内管2进行正常输料时，第二密封盖7位于第三位置(如图3所示)，第二密封盖7与第一密封盖6密封配合，以密封开口201。当内管2出现堵塞时，将内管2发生堵塞位置处的左侧相邻的第二密封盖7移动至第四位置(如图4所示)，以封堵后段的内管2，防止输料泵1输送至内管2内的胶结料浆继续向后挤压内管2的堵塞管段，避免造成内管2堵塞管段的压力剧增而发生安全事故，有利于提高本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100使用安全性。61.可选地，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括第二驱动件11，第二驱动件11设于内管2和外管3之间，第二驱动件11包括第一固定部1101和第一伸缩部1102，第一伸缩部1102相对于第一固定部1101可伸缩，第一固定部1101与内管2铰接，第一伸缩部1102与第一密封盖6的一端铰接，第一密封盖6的另一端与内管2铰接，第二驱动件11用于驱动第一密封盖6转动，以便第一密封盖6在第一位置和第二位置之间切换。62.例如，如图1至图5所示，第二驱动件11为液压伸缩杆，第一固定部1101位于第一伸缩部1102的左端，第一固定部1101的左端与内管2铰接，第一伸缩部1102的右端与第一密封盖6的一端铰接，第一密封盖6的左端与内管2铰接，通过控制第一伸缩部1102的伸缩以带动第一密封盖6转动，从而便于第一密封盖6在第一位置和第二位置之间切换，从而使得对第一密封盖6的控制简单，调节方便。63.可选地，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括第三驱动件12，第三驱动件12设于内管2内，第三驱动件12包括第二固定部1201和第二伸缩部1202，第二伸缩部1202相对于第二固定部1201可伸缩，第二固定部1201与内管2铰接，第二伸缩部1202与第二密封盖7的一端铰接，第二密封盖7的另一端与内管2铰接，第三驱动件12用于驱动第二密封盖7转动，以便第二密封盖7在第三位置和第四位置之间切换。64.例如，如图1至图5所示，第三驱动件12为液压伸缩杆，第二固定部1201位于第一伸缩部1102的右端端，第二固定部1201的右端与内管2铰接，第二伸缩部1202的左端与第二密封盖7的一端铰接，第二密封盖7的右端与内管2铰接，通过控制第二伸缩部1202的伸缩以带动第二密封盖7转动，从而便于第二密封盖7在第三位置和第四位置之间切换，从而使得对第一密封盖6的控制简单，调节方便。65.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括控制系统，压力表5均与控制系统信号连接，以接收压力表5的压力值，第一驱动件10、第二驱动件11和第三驱动件12均与控制系统电连接和信号连接，当相邻两个开口201之间的内管2发生堵塞时，内管2上发生堵塞管段上的压力表5超过第一预设值，压力表5给控制系统传输第一信号，控制系统控制第一驱动件10提高转动轴8的转速，以疏通内管2的堵塞管段，且控制系统还控制第二驱动件11驱动第一密封盖6位于第二位置、控制第三驱动件12位于第四位置。66.由此，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100通过设置控制系统，来判断内管2堵塞情况进行判断和进行疏通，当内管2发生堵塞时，可以大大减小投入大量人力物力去疏通内管2，使得本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100的自动化程度高，控制方便。67.在一些实施例中，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100还包括清洗加压装置13，清洗加压装置13包括加压水泵和空气压缩机，加压水泵的出水口分别与内管2和环形通道4连通，以用于对内管2和外管3进行清洗，空气压缩机的出气口与环形通道4连通，以用于向环形通道4内进行加压。68.可以理解的是，在输料之前，通过加压水泵向内管2和环形通道4内进行输水以对内管2和外管3进行润管，以降低内管2和外管3在输料过程发生堵塞的风险。在正常输料过程中，通过空气压缩机向环形通道4内输入压缩空气，以增大环形通道4内的压力，对第一密封盖6起到辅助密封的作用，防止内管2内的胶结料浆的压力过大而顶开第一密封盖6，而影响胶结料浆的正常输送，有利于提高本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100的工作可靠性。69.在一些实施例中，外管3的内径与内管2的外径之间的比值为2-3。70.例如，外管3的内径与内管2的外径比值范围为2.5，通过将外管3的内径与内管2的外径之间的比值进行合理的设置，使得内管2的流通截面与环形通道4的流通截面大小近似，防止内管2内的胶结料浆通过开口201流入环形通道4内后，因流通截面的变化并而发生流量和流速的变化，影响正常填充。71.在一些实施例中，相邻两个开口201之间的距离为1.5m-2m。72.例如，相邻两个开口201之间的距离为1.5m,通过相邻两个开口201之间的距离进行合理的设置，使得压力表5位置设置较为紧密，可以快速判断内管2发生堵塞的位置，防止因为两个压力表5之间的距离设置较大，而影响内管2发生堵塞的位置的判断。73.本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置的控制方法，该方法基于上述任一实施例中所述的用于胶结料浆的输送装置100，包括以下步骤：74.s1：正常使用时，如图3所示，第一密封盖6位于第一位置，第二密封盖7位于第三位置，胶结料浆通过内管2输送至填充区域，清洗加压装置13向环形通道4内输送压缩空气，对第一密封盖6起辅助密封作用；75.s2：如图2所示，利用压力表5检测内管2的压力，当其中一个压力表5的数值超过第一预设压力值时，超过第一预设压力值的压力表5为第一压力表501，与第一压力表501相邻的两个开口201为第一开口2011和第二开口2012，第一开口2011相对于第二开口2012更邻近内管2的进口端设置，第一压力表501给控制系统一个第一信号；76.s3：如图4所示，控制系统接收到第一信号后，控制第一驱动件10提高转动轴8的转速，以疏通内管2的堵塞管段，且控制系统控制位于第一开口2011处的第二驱动件11驱动第一密封盖6移动至第二位置、控制系统控制位于第一开口2011处的第三驱动件12驱动第二密封盖7移动至第四位置，以便胶结料浆通过环形通道4输送至填充区域，关闭空气压缩机；77.s4：充填作业完成后，关闭输料泵1，开启加压水泵对内管2和外管3进行清洗作业。78.因此，本发明实施例的用于胶结料浆的输送装置100的控制方法具有输料和填充效率高等优点。79.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。80.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。81.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。82.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。83.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。84.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。









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