一种旋转式煤样筛选装置及方法

1.本发明专利涉及一种煤样筛选的装置及方法，具体为一种旋转式煤样筛选装置及方法。


背景技术：

2.随着我国煤炭开采深度的逐年增加，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸以及冲击地压等灾害日益凸显，开展其事故的发生机理和产生条件等相关研究是预防灾害发生的重要理论基础和技术支撑。其中，在实验室开展压汞、低温液氮以及吸附解吸等相关实验，对煤样的孔隙结构和吸附特性进行分析和总结是理论研究的重要基础和关键步骤。在进行实验操作过程之前，根据相关的实验操作规范以及实验的具体需求，需要将煤样进行破碎和筛选，以获取不同粒径的煤样。
3.目前对于煤样的筛选主要是采用圆形的筛网(煤样筛)进行筛选，其通过对筛网进行晃动，筛网中的煤样产生水平方向的移动和垂直方向小幅度的振动，进而使得符合要求粒径的煤样在晃动过程中进入目标粒径的筛网中。在进行筛选过程中，煤样筛中的煤样只有在靠近筛网底层的煤样在晃动过程中才有可能进入目标粒径的筛网内，而上部的煤样难以进入，筛选效率低、操作繁琐且工作强度大；同时，在筛选过程中，细微的煤粉悬浮在空气中，经过呼吸作用进入操作人员的口鼻、甚至呼吸道中，清洗难度大。因此，亟待需要采取措施解决煤样筛选过程中出现的筛选效率低、操作繁琐且工作强度大，以及呼吸性煤粉吸入人体后清洗难度大等问题，进而缩短开展实验前期的准备工作，提高实验操作者的工作效率。


技术实现要素：

4.针对现有煤样筛选过程中出现的筛选效率低、操作繁琐且工作强度大，以及呼吸性煤粉吸入人体后清洗难度大等问题，本发明提供了一种旋转式煤样筛选装置及方法，其装置方法结构简单、操作方便，大幅度地降低操作人员的工作强度，提高煤样的筛选效率。
5.为解决上述问题，本发明提供了如下的技术方案：
6.本方案提供的一种旋转式煤样筛选装置，包括前侧盖体、阻隔盖体、滚筒筛网、滚筒固定器、后侧盖体以及支撑架，其中在滚筒筛网前方依次连接阻隔盖体和前侧盖体，在其后方依次组装有滚筒固定器和后侧盖体，两只支撑架分别支撑在前侧盖体和后侧盖体圆柱形的滚轴下方。
7.所述前侧盖体由旋转手柄、前侧滚轴和带螺纹的盖体组成。其中，通过转动旋转手柄为煤样筛选装置提供转动的动力，使得不同粒径的煤样在转动过程中分别进入对应目数的筛网中；前侧滚轴为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体通过螺纹与后方的阻隔盖体进行连接，同时盖体起密封作用，减少转动过程中煤粉泄露到空气中。
8.所述阻隔盖体由上下两个孔径相同的筛网组成，通过旋转筛网上的转动开关，实现筛网孔径的重合程度大小的调节，在煤样筛选过程中将其重合程度(开合度)旋转至零，
阻隔煤粒和悬浮煤粉经过筛网进入前侧盖体；当煤样筛选结束后，将进气口与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体的吸附材料上。
9.所述滚筒筛网位于整个装置的中心位置，用于煤样的筛选，可以根据具体的实验煤粒的需求，进行不同粒径筛网的增减，同时筛选出不同粒径的煤样。其从内到外依次为40目、60目和80目的滚筒筛网，通过筛选可以得到40-60目、60-80目以及80目以下粒径的煤样；在滚筒筛网的最外侧为透明材质的圆柱形筒体，方便在煤样筛选过程中观察煤样的筛选进度情况。
10.所述滚筒固定器利用螺纹连接在滚筒筛网的后方，同时内部的卡槽用于固定不同粒径筛网；其上方由孔径小于200目(远小于实验所需的目标粒径)的筛网组成，可以通过悬浮的煤粉，而所需目标粒径的煤样无法通过，以便后方除尘工作的需要。
11.所述后侧盖体由吸附材料、后侧滚轴和带螺纹的盖体组成。其中，吸附材料可以吸附悬浮的呼吸性煤粉，在筛选煤样和筛选结束后的吹气除尘过程中，煤粉吸附在吸附材料上，减少了空气中煤粉的悬浮量和操作者呼吸过程的吸入量；后侧滚轴与前侧滚轴具有相同的作用，为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体起密封作用，减少筛选过程中煤粉的泄露。
12.所述支撑架由轴承、支撑杆和底座组成。将破碎的煤样装入煤样筛选装置中，并按照顺序依次组装完成，将前侧滚轴与后侧滚轴依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，进而转动旋转手柄使得煤样在转动过程中进入对应粒径的滚筒筛网内，实现煤样的快速筛选。
13.本发明技术方案还提供了一种旋转式煤样筛选方法，包括如下步骤：
14.s001按照实验需求挑选不同粒径滚筒筛网，并依次利用螺纹和卡槽连接并固定在滚筒固定器上；
15.s002将后侧盖体利用螺纹与滚筒固定器连接，此时滚筒筛网被底部的后侧盖体和侧方最外侧的圆柱形筒体包裹，以防止倒入煤样后的泄漏；
16.s003将体积较大的煤块放入破碎机破碎，产生了粒径大小不一的煤样，将破碎后的煤样倒入滚筒筛网中；
17.s004旋转筛网上的转动开关，使煤样筛的开合度为零，阻隔煤粒和悬浮煤粉的通过，并利用阻隔盖体上的螺纹与滚筒筛网连接；
18.s005前侧盖体由带螺纹的盖体通过螺纹与阻隔盖体进行连接，同时盖体起到密封作用，减少煤粉泄露到空气中；
19.s006煤样筛选装置组装完成，将前侧滚轴与后侧滚轴依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，转动旋转手柄使得煤样在转动过程中进入对应粒径的滚筒筛网内，实现煤样的快速筛选；
20.s007透过滚筒筛网最外侧透明材质的圆柱形筒体，观察煤样的筛选进度情况，当各粒径滚筒筛网内的煤粒不再增加时，煤样的筛选工作完成；
21.s008将阻隔盖体上的进气口与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体的吸附材料上，减少空气中悬浮的呼吸性煤粉；
22.s009将煤样筛选装置从支撑架上取下，依次打开煤样筛选装置前方的前侧盖体和阻隔盖体，将筛选完的不同粒径煤样依次取出，进而获得所需目标粒径煤样。
23.由于采用上述的技术方案，本发明专利的有益效果是：
24.(1)本发明采用旋转式煤样筛选装置，操作简单，省时省力且筛选效率高，根据自身实验需求选择不同粒径的筛网，可以实现多种粒径煤样的同步筛选，解决了煤样筛选过程中出现的筛选效率低、操作繁琐且工作强度大等问题。
25.(2)本发明滚筒筛网的最外侧为透明材质的圆柱形筒体，方便在煤样筛选过程中观察煤样的筛选进度情况，实现了煤样筛选过程的可视化，避免了出现煤样筛选时间短引起筛选不充分或筛选时间长而导致浪费时间现象的发生。
26.(3)本发明在后侧盖体上安装的吸附材料可以吸附悬浮的呼吸性煤粉，在筛选煤样过程中和筛选结束后的吹气除尘过程中，煤粉吸附在吸附材料上，减少了空气中煤粉的悬浮量和操作者呼吸过程的吸入量。
附图说明
27.图1为本发明旋转式煤样筛选装置的整体结构示意图；
28.图2为本发明旋转式煤样筛选装置的整体结构俯视图；
29.图3为本发明前侧盖体的结构示意图；
30.图4为本发明阻隔盖体的结构示意图；
31.图5为本发明滚筒筛网的结构示意图；
32.图6为本发明滚筒固定器的结构示意图；
33.图7为本发明后侧盖体的结构示意图；
34.图示标记：1、旋转手柄；2、前侧滚轴；3、前侧盖体；4、前侧轴承；5、支撑杆；6、阻隔盖体；7、转动开关；8、滚筒筛网；9、后侧盖体；10、后侧滚轴；11、后侧轴承；12、底座；13、旋转筛网；14、进气口；15、40目滚筒筛网；16、60目滚筒筛网；17、80目滚筒筛网；18、圆柱形筒体；19、卡槽；20、滚筒固定器；21、吸附材料。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前侧提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前侧”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
37.下面将结合附图进一步说明本发明的具体实施方法。
38.如图1和2所示，包括前侧盖体3、阻隔盖体6、滚筒筛网8、滚筒固定器20、后侧盖体9以及支撑架，其中在滚筒筛网8前方依次连接阻隔盖体6和前侧盖体3，在其后方依次组装有滚筒固定器20和后侧盖体9，两只支撑架分别支撑在前侧盖体3和后侧盖体9圆柱形的滚轴下方。
39.如图3所示，所述前侧盖体3由旋转手柄1、前侧滚轴2和带螺纹的盖体组成。其中，
通过转动旋转手柄1为煤样筛选装置提供转动的动力，使得不同粒径的煤样在转动过程中分别进入对应目数的筛网中；前侧滚轴2为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体通过螺纹与后方的阻隔盖体6进行连接，同时盖体起密封作用，减少转动过程中煤粉泄露到空气中。
40.如图4所示，所述阻隔盖体6由上下两个孔径相同的筛网组成，通过旋转筛网13上的转动开关7，实现筛网孔径的重合程度大小的调节，在煤样筛选过程中将其重合程度(开合度)旋转至零，阻隔煤粒和悬浮煤粉经过筛网进入前侧盖体3；当煤样筛选结束后，将进气口14与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体9的吸附材料21上。
41.如图5所示，所述滚筒筛网8位于整个装置的中心位置，用于煤样的筛选，可以根据具体的实验煤粒的需求，进行不同粒径筛网的增减，同时筛选出不同粒径的煤样。其从内到外依次为40目、60目和80目的滚筒筛网8，通过筛选可以得到40-60目、60-80目以及80目以下粒径的煤样；在滚筒筛网8的最外侧为透明材质的圆柱形筒体18，方便在煤样筛选过程中观察煤样的筛选进度情况。
42.如图6所示，所述滚筒固定器20利用螺纹连接在滚筒筛网8的后方，同时内部的卡槽19用于固定不同粒径滚筒筛网8；其上方由孔径小于200目(远小于实验所需的目标粒径)的筛网组成，可以通过悬浮的煤粉，而所需目标粒径的煤样无法通过，以便后方除尘工作的需要。
43.如图7所示，所述后侧盖体9由吸附材料21、后侧滚轴10和带螺纹的盖体组成。其中，吸附材料21可以吸附悬浮的呼吸性煤粉，在筛选煤样和筛选结束后的吹气除尘过程中，煤粉吸附在吸附材料上，减少了空气中煤粉的悬浮量和操作者呼吸过程的吸入量；后侧滚轴10与前侧滚轴2具有相同的作用，为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体起密封作用，减少筛选过程中煤粉的泄露。
44.所述支撑架由轴承、支撑杆5和底座12组成。将破碎的煤样装入煤样筛选装置中，并按照顺序依次组装完成，将前侧滚轴2与后侧滚轴10依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，进而转动旋转手柄1使得煤样在转动过程中进入对应粒径的滚筒筛网内，实现煤样的快速筛选。
45.本发明技术方案还提供了一种旋转式煤样筛选方法，包括如下步骤：
46.s001按照实验需求挑选不同粒径滚筒筛网8，并依次利用螺纹和卡槽19连接并固定在滚筒固定器20上；
47.s002将后侧盖体9利用螺纹与滚筒固定器20连接，此时滚筒筛网8被底部的后侧盖体9和侧方最外侧的圆柱形筒体18包裹，以防止倒入煤样后的泄漏；
48.s003将体积较大的煤块放入破碎机破碎，产生了粒径大小不一的煤样，将破碎后的煤样倒入滚筒筛网8中；
49.s004旋转筛网13上的转动开关7，使煤样筛的开合度为零，阻隔煤粒和悬浮煤粉的通过，并利用阻隔盖体6上的螺纹与滚筒筛网8连接；
50.s005前侧盖体3由带螺纹的盖体通过螺纹与阻隔盖体6进行连接，同时盖体起到密封作用，减少煤粉泄露到空气中；
51.s006煤样筛选装置组装完成，将前侧滚轴2与后侧滚轴10依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，转动旋转手柄1使得煤样在转动过程中进入对应粒
径的滚筒筛网8内，实现煤样的快速筛选；
52.s007透过滚筒筛网8最外侧透明材质的圆柱形筒体18，观察煤样的筛选进度情况，当各粒径滚筒筛网8内的煤粒不再增加时，煤样的筛选工作完成；
53.s008将阻隔盖体6上的进气口14与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体9的吸附材料21上，减少空气中悬浮的呼吸性煤粉；
54.s009将煤样筛选装置从支撑架上取下，依次打开煤样筛选装置前方的前侧盖体3和阻隔盖体6，将筛选完的不同粒径煤样依次取出，进而获得所需目标粒径煤样。
55.至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

技术特征：
1.一种旋转式煤样筛选装置及方法，其特征在于：包括前侧盖体、阻隔盖体、滚筒筛网、滚筒固定器、后侧盖体以及支撑架，其中在滚筒筛网前方依次连接阻隔盖体和前侧盖体，在其后方依次组装有滚筒固定器和后侧盖体，两只支撑架分别支撑在前侧盖体和后侧盖体圆柱形的滚轴下方。2.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所述前侧盖体由旋转手柄、前侧滚轴和带螺纹的盖体组成。其中，通过转动旋转手柄为煤样筛选装置提供转动的动力，使得不同粒径的煤样在转动过程中分别进入对应目数的筛网中；前侧滚轴为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体通过螺纹与后方的阻隔盖体进行连接，同时盖体起密封作用，减少转动过程中煤粉泄露到空气中。3.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所述阻隔盖体由上下两个孔径相同的筛网组成，通过旋转筛网上的转动开关，实现筛网孔径的重合程度大小的调节，在煤样筛选过程中将其重合程度(开合度)旋转至零，阻隔煤粒和悬浮煤粉经过筛网进入前侧盖体；当煤样筛选结束后，将进气口与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体的吸附材料上。4.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所述滚筒筛网位于整个装置的中心位置，用于煤样的筛选，可以根据具体的实验煤粒的需求，进行不同粒径筛网的增减，同时筛选出不同粒径的煤样。其从内到外依次为40目、60目和80目的滚筒筛网，通过筛选可以得到40-60目、60-80目以及80目以下粒径的煤样；在滚筒筛网的最外侧为透明材质的圆柱形筒体，方便在煤样筛选过程中观察煤样的筛选进度情况。5.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所述滚筒固定器利用螺纹连接在滚筒筛网的后方，同时内部的卡槽用于固定不同粒径筛网；其上方由孔径小于200目(远小于实验所需的目标粒径)的筛网组成，可以通过悬浮的煤粉，而所需目标粒径的煤样无法通过，以便后方除尘工作的需要。6.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所述后侧盖体由吸附材料、后侧滚轴和带螺纹的盖体组成。其中，吸附材料可以吸附悬浮的呼吸性煤粉，在筛选煤样和筛选结束后的吹气除尘过程中，煤粉吸附在吸附材料上，减少了空气中煤粉的悬浮量和操作者呼吸过程的吸入量；后侧滚轴与前侧滚轴具有相同的作用，为装置的转动提供支撑点，带螺纹的盖体起密封作用，减少筛选过程中煤粉的泄露。7.根据权利要求1所述的一种旋转式煤样筛选装置，其特征在于：所所述支撑架由轴承、支撑杆和底座组成。将破碎的煤样装入煤样筛选装置中，并按照顺序依次组装完成，将前侧滚轴与后侧滚轴依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，进而转动旋转手柄使得煤样在转动过程中进入对应粒径的滚筒筛网内，实现煤样的快速筛选。8.根据权利要求1-7所述的一种旋转式煤样筛选装置及方法，其特征在于，包括以下步骤：s001按照实验需求挑选不同粒径滚筒筛网，并依次利用螺纹和卡槽连接并固定在滚筒固定器上；s002将后侧盖体利用螺纹与滚筒固定器连接，此时滚筒筛网被底部的后侧盖体和侧方最外侧的圆柱形筒体包裹，以防止倒入煤样后的泄漏；s003将体积较大的煤块放入破碎机破碎，产生了粒径大小不一的煤样，将破碎后的煤
样倒入滚筒筛网中；s004旋转筛网上的转动开关，使煤样筛的开合度为零，阻隔煤粒和悬浮煤粉的通过，并利用阻隔盖体上的螺纹与滚筒筛网连接；s005前侧盖体由带螺纹的盖体通过螺纹与阻隔盖体进行连接，同时盖体起到密封作用，减少煤粉泄露到空气中；s006煤样筛选装置组装完成，将前侧滚轴与后侧滚轴依次嵌套在支撑架的轴承上，利用支撑架将煤样筛选装置悬空，转动旋转手柄使得煤样在转动过程中进入对应粒径的滚筒筛网内，实现煤样的快速筛选；s007透过滚筒筛网最外侧透明材质的圆柱形筒体，观察煤样的筛选进度情况，当各粒径滚筒筛网内的煤粒不再增加时，煤样的筛选工作完成；s008将阻隔盖体上的进气口与气筒连接，逐渐增大筛网的开合度，吹入的气体将悬浮的煤粉吹至后侧盖体的吸附材料上，减少空气中悬浮的呼吸性煤粉；s009将煤样筛选装置从支撑架上取下，依次打开煤样筛选装置前方的前侧盖体和阻隔盖体，将筛选完的不同粒径煤样依次取出，进而获得所需目标粒径煤样。

技术总结
本发明公开了一种旋转式煤样筛选装置及方法，包括前侧盖体、阻隔盖体、滚筒筛网、滚筒固定器、后侧盖体以及支撑架，其中在滚筒筛网前方依次连接阻隔盖体和前侧盖体，在其后方依次组装有滚筒固定器和后侧盖体，两只支撑架分别支撑在前侧盖体和后侧盖体圆柱形的滚轴下方。将破碎机破碎后的煤样倒入旋转式煤样筛选装置中，转动装置的旋转手柄使煤样在旋转过程中依次进入不同粒径的筛网中，在筛选结束后向进气口吹入空气，使悬浮的煤粉吸附在装置的后侧盖体的吸附材料上，进而减少操作人员对呼吸性煤粉的吸入，解决了煤样筛选过程中出现的筛选效率低、操作繁琐且工作强度大，以及呼吸性煤粉吸入人体后清洗难度大等问题。煤粉吸入人体后清洗难度大等问题。煤粉吸入人体后清洗难度大等问题。


技术研发人员：徐超 杨通 王凯 付强 马世豪 李丹 郭海军 赵伟
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8