皮帶空氣式清掃器的研制

張丙泉 路志國

（兗州煤業股份有限公司東灘煤礦，山東 鄒城 273500）

兗礦集團東灘煤礦主物料運輸以帶式輸送機為主，皮帶在長期的工作過程中容易粘上粉塵、物料。當前帶式輸送機的清掃器采用傳統的皮帶或聚氨酯材料制成，易磨損，清掃效果差，影響工作效率，降低設備的使用壽命，同時嚴重污染現場的生產環境，增加了工作量。因此，需要研制一款新型的皮帶空氣式清掃器。

1 傳統皮帶清掃器的狀況及存在的問題

東灘煤礦帶式輸送機清掃器主要采用聚氨酯材料制成，在工作時利用皮帶與清掃器之間產生的接觸摩擦壓力來實現物料的清理，起到了一定的清掃效果。從長期的表現情況來看，該種清掃器存在以下問題：

（1）該種清掃器的工作原理是利用接觸摩擦壓力實現清掃，大量的摩擦在清掃器與皮帶、滾筒、托輥等之間發生，加速了設備金屬的磨損損耗，直接降低了帶式輸送機和清掃器的使用壽命。

（2）當煤粒等物料顆粒在接觸面經過時或是附著于皮帶表面時，會影響清掃器的清掃效果，造成皮帶走廊衛生狀況差，崗位操作人員勞動強度大。物料中含水分比較大時，這種現象尤為突出。

（3）未清理干凈的物料隨地漏進入煤泥水回收系統，導致下游工藝的煤泥水處理設備電流居高不下，壓濾回收壓力增大。

（4）聚氨酯材料清掃器清掃效果雖較皮帶自制清掃器效果好，但因材料質地較硬，對皮帶的磨損和傷害也更大。成本高昂，每套價格約為1萬元左右。

2 皮帶空氣式清掃器的研制

為解決傳統清掃器存在的弊病，經對比各類型清掃器使用效果，結合該礦現狀，因地制宜地利用現場已有風源，首先在1201矸石皮帶和329中煤皮帶上設計制作空氣式清掃器。

2.1 皮帶空氣式清掃器的原理和結構

該空氣式清掃器由電磁閥、送風鋼管、風管快速接頭、清掃器鋼管和端頭固定器組成。電磁閥選用與鋼管管徑相匹配的防爆電磁閥；風源風壓要求必須達到0.4MPa以上，經風量計算選配送風鋼管和清掃器鋼管。空氣式清掃器是利用高壓空氣從其噴嘴射出空氣射流所產生的動力，將帶式輸送機傳送帶上的水和顆粒物料吹落，實現清掃的目的。該清掃器采用的是非接觸摩擦方式來實現清掃，降低了帶式輸送機的金屬磨損，可以有效地延長帶式輸送機的使用壽命，同時提高了運輸效率，降低了清煤工的勞動強度。

2.2 風管安裝

皮帶風管采用3/4’管路，由廠房風包出口引入風壓穩定裝置，沿皮帶走廊進入機頭傳動系統一側。329皮帶風管采用3/4’管路，由廠房新引入的風壓穩定裝置引入，至329機頭傳動系統一側。管路入口設有電磁閥，電磁閥并入帶式輸送機的控制回路，與帶式輸送機閉鎖運行。管路終端并有壓力表。各引風口及機頭位置均安裝有球閥供開關調節之用，空氣式清掃器裝置系統風管安裝示意圖如圖1所示。

圖1 空氣式清掃裝置系統風管安裝示意圖

2.3 空氣式清掃器的制作

空氣式清掃器裝置使用1/2’鋼管制作，經試驗孔徑設計為4mm，孔距設計為40mm。布置孔眼的鋼管長度為皮帶寬度減去100mm。在距離孔眼150～200mm的距離上可以形成有效風幕，易于實現無間清掃，同時在清掃器終端安裝有排污閥門，將清掃的相應污漬排放出去。

2.4 風向調節

利用制作好的空氣式清掃器安裝支架將風動清掃器安裝在距皮帶150mm處的位置，孔眼方向與皮帶成逆向45°角，現場安裝見圖2所示。通過安裝支架可方便實現清掃器與皮帶垂直距離及角度調節。

3 皮帶空氣式清掃器的注意事項

該皮帶空氣式清掃器在使用時必須要合適的風源，進氣風壓要求達到0.5～0.6MPa，當前該礦的壓風機提供的是0.7MPa的風壓，因此需要新引入一套風壓穩定裝置來實現風壓要求，同時保持風壓的連續穩定，否則將會影響到清掃器的工作效果。

帶式輸送機在正常運行過程中（輸送機上有物料時）不能隨意關閉風源，必須一直保持通風狀態，一旦關閉風源，空氣式清掃器分風孔會有大量煤泥進入，造成堵塞現象的發生。

圖2 空氣式清掃器現場安裝示意圖

4 效果分析

自空氣式清掃器在該礦帶式輸送機現場投入使用以來，實際效果非常明顯：（1）在穩定可靠的清掃效果（與傳統的清掃器相比）前提下，不會傷及皮帶、滾筒、托輥及清掃器本身。這樣，不僅延長了設備和清掃器的使用壽命，而且對降低工人勞動強度、改善安全文明生產、防止煤泥水二次污染等起到積極的作用。（2）空氣式清掃器的應用更加環保，傳統清掃器在應用過程中會因為磨損而產生殘渣，掉落在運輸物料中產生污染，而空氣式清掃器則是通過氣流非接觸吹落進行清掃，可以有效地避免該問題的發生。

5 結語

目前該礦已有1201矸石皮帶、329中煤皮帶兩條皮帶上采用了新型風動式清掃器，從對比情況來看，2臺新式風動式清掃器的應用可以取代傳統原聚氨酯清掃器12部，設備價值11萬元。因減少了對皮帶的磨損，1201矸石皮帶壽命可延長1倍，由2年延長至4年，年節約材料成本約2萬元。