一、設想解決的問題和預期效果
（一）設想解決的問題
皮帶輸送機是傳輸物料的主要設備之一，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。為保證皮帶輸送機的正常運轉(zhuǎn)，必須將輸送帶上回程段的附著物清掃干凈。因此，在皮帶機的關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。目前應用最多的是接觸式的刮板清掃器，刮板式清掃器結構簡單，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當中，需要經(jīng)常人為地去檢查、調(diào)整及更換，既浪費人力、材料成本，又存在安全隱患，影響正常生產(chǎn)。
（二）預期效果
針對傳統(tǒng)清掃器存在的問題，設計一種清掃器，采用氣力吹掃、滾刷清掃、干霧抑塵、負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，同時保護周圍環(huán)境不受污染，提高設備壽命和運行可靠性，降低工人勞動強度。
二、技術原理和方法
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，當使用一段時間后，清掃器上的刮片就會磨損，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轉(zhuǎn)當中會發(fā)生上下抖動，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，導致清掃器與皮帶架的連接容易斷裂、脫落。
該項目設計的清掃器，采取多級清掃的方式，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)。該清掃器設計的方案為三級清掃：第一級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，可增設第三級干霧+刷式清掃，干霧抑制了整個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，設計安裝負壓吸塵裝置，將清掃過程中產(chǎn)生的煤塵進行收集，保證環(huán)境衛(wèi)生。該清掃器可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和運行工況，有針對性的單獨投用某一清掃功能，也可將幾種清掃功能組合投用。
1.第一級氣力吹掃
皮帶輸送機氣動清掃器采用主動工作方式，以壓縮空氣作為動力源，利用空氣動力學原理，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，延長了皮帶輸送設備的使用壽命。由于氣動清掃器和皮帶互不接觸，不會產(chǎn)生摩擦力，將相應降低電機和減速機的負荷，延長電機及減速機的使用壽命，將節(jié)約大量的設備維修費用。同時，經(jīng)氣動清掃器清掃后，皮帶巷道的衛(wèi)生狀況得到改善，降低了工人勞動強度。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，工作時，噴氣嘴1 的出口氣壓保持在0.2-0.3MPa。
圖一 空氣清掃結構簡圖
(1)氣管 (2)氣管固定件 (3)耐壓管 (4)堵頭 (5) 和空壓機，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。
圖二 空氣清掃安裝示意圖
2.第二級旋轉(zhuǎn)刷式清掃器
驅(qū)動方式分為電動和自動力兩種。
——電動
電動旋轉(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，由電動機驅(qū)動圓柱型尼龍刷，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行方向相反，從而將粘在帶面上的微粒料刷下，達到徹底清潔的目的。電動旋轉(zhuǎn)刷式清掃器由電機、蝸輪式減速機、聯(lián)軸器、刷輥、帶調(diào)心軸承的軸承座等構成，刷輥是由進口耐磨尼龍絲沿軸身呈螺旋形布置而成，電機與減速機為本體構成驅(qū)動裝置，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
——自動力
在膠帶運輸機機架上安裝一個驅(qū)動滾輪和從動輪，驅(qū)動滾輪緊緊壓在膠帶運輸機下皮帶改向滾筒或皮帶的上面，與其摩擦產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，驅(qū)動滾筒與從動輪通過三角帶進行傳動；從動輪的輪軸布置在下皮帶下面，輪軸周面設有毛刷，毛刷緊貼在下皮帶的底面上。
（1）膠帶輸送機運轉(zhuǎn)時，驅(qū)動滾輪靠摩擦力與運行皮帶同向轉(zhuǎn)動，帶動驅(qū)動三角帶轉(zhuǎn)動，通過三角帶傳遞帶動從動輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，從而帶動旋轉(zhuǎn)清掃器轉(zhuǎn)動。
（2）旋轉(zhuǎn)清掃器借助膠帶輸送機運行實現(xiàn)傳動，無需另加動力；膠帶輸送機運行時，旋轉(zhuǎn)清掃器即同時運轉(zhuǎn)，膠帶輸送機停機時，旋轉(zhuǎn)清掃器也同時停止運轉(zhuǎn)；清理效果理想，特別是清理釘扣式皮帶接頭處的效果好，同時對輸送皮帶不會造成磨損傷害，特別適合煤礦井下原煤運輸采用膠帶輸送機的衛(wèi)生清理困難的作業(yè)場所。
3.第三級清掃
正常情況下，一、二級清掃即可保證清掃效果，如果因為靜電吸附等原因造成清掃效果不滿足要求，可以增設第三級清掃，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，達到適應皮帶，與其接觸全面不留死角的目的，保證清掃效果。
4.除塵設施
采用“無動力除塵裝置+干霧抑塵”保證現(xiàn)場清潔衛(wèi)生。可根據(jù)粉塵濃度情況投入適時噴霧，進一步強化除塵效果。
無動力除塵原理：物料在落料管跌落時產(chǎn)生大量的負壓氣流，通過在落料管開抽吸口，將清掃過程中產(chǎn)生的揚塵在密閉空間內(nèi)在負壓氣流的引導下，進入落料管與物料重新混合在一起，一是避免了揚塵，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。也可增設干霧設備，不但降低揚塵，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，無須附加任何動力設施。
無動力除塵性能特點：
（1）無須人工操作，無動力，無須配套動力設備。
（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。
（3）檢測控制準確，自動回旋徹底，除塵效果顯著。
（4）不占地，只占皮帶上方空間面積；維護少，節(jié)省維護費用。
（5）施工周期短，投資少，使用安全可靠。
三、成果創(chuàng)新點
1.保護皮帶，對皮帶無損傷；
2.采用多級可選擇清掃方式，清掃效率高；
3.極高的使用壽命，維護量小；
4.對環(huán)境無污染，自帶吸塵功能；無動力設計，節(jié)能高效。
四、應用及推廣情況
該清掃器在公司應用后，運行可靠，除了定期檢查及做簡單調(diào)整，幾乎未進行檢修，節(jié)約了大量的運行和檢修費用。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，可生產(chǎn)部分樣品，首先在公司內(nèi)部進行試用，經(jīng)過進一步完善后，向其他廠礦企業(yè)及市場進行推廣，可應用到任何使用帶式輸送機的場合。
五、經(jīng)濟與社會效益測算
使用該皮帶輸送機氣動清掃器與以前的復合橡膠清掃器比較，該裝置對0.03-2.5毫米的焦粉的清掃率可達到95% 以上，比復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 米的皮帶輸送機比以前節(jié)省材料及維修費用5 萬元。
普通清掃器價格普遍在0.5萬元～0.8萬元，一般使用3—6個月即需更換備件或整機。卸儲煤裝置安裝有29臺帶式輸送機用于電站和化工裝置的煤炭運輸，因清掃器產(chǎn)生檢修維護費用一年在100萬元左右，而且由于清掃不良，會產(chǎn)生較多設備故障，影響生產(chǎn)穩(wěn)定。該清掃器安裝后幾乎不需要維護費用，由于其避免了設備故障，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定，一年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益在100萬元以上。
六、相關圖紙和圖片
圖一 空氣清掃安裝示意圖
圖二 清掃器結構簡圖
圖三 清掃器負壓除塵結構簡圖
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