张俊平

(山西焦煤集团有限责任公司 西山煤电公司 屯兰选煤厂，山西 古交 030206)

清扫器是带式输送机一个非常重要的辅助设备，广泛用于煤炭生产企业。其作用是在输送机作业过程中，清除粘附在带面的煤尘、煤浆等杂物，避免这些杂物粘附在承载托辊、滚筒表面，以降低胶带跑偏、滚筒串轴及滚筒包胶层撕裂等事故发生的几率。因此，清扫器可以有效延长胶带、托辊、滚筒的使用寿命，保证选煤生产顺利开展。

屯兰选煤厂生产系统共有32台带式带输送机，分别担负着原煤贮存与产品配装运输任务。这些带式输送机的胶带大多采用刮板式合金清扫器和橡胶清扫器，存在胶带工作面磨损快、使用寿命短的问题，导致带式输送机安全隐患大，维护、检修成本高。目前，国内已有对超声波、热气流射线、磁力等清扫技术进行的研究，但是限于使用位置和生产成本的制约，这些新型清扫装置均不能使用[1]。因此，寻求防止带式输送机胶带和运输机构结构部件脏污的新清扫方法和清扫装置具有重要的意义。

1 常见的胶带清扫器

通过对比国内外研究概况和发展趋势，胶带清扫器可分为刮板式、刷式、振动式、螺旋式等[2]。每种清扫器都有自身的优势，但均对粘性很大的物料清扫效果不理想。

(1)刮板式清扫器结构非常简单，制造和使用均很方便，一般采用硬质合金或橡胶制造刮刀。但其清扫下来的物料堆积在清扫板和弹性体上，如果不能及时清除，则会影响弹性体的压紧作用，进而影响清扫效果。如果弹性体使用时间过长，则会产生橡胶老化、弹性减退、开胶、脱落等现象，致使清扫器丧失清扫功能。此外，该装置没有偏移让刀功能，在遇到大块或胶带接头等突出物时，硬质合金刮刀很容易割伤胶带[3]。

(2)刷式清扫器主要结构部件为转刷，它由滚子和线束组成，可采用主动滚筒驱动，也可选用单独的驱动装置[4]。线束一般采用尼龙线制成，可沿滚子轴向排列，也可呈螺旋线排列。当线束按螺旋线形排列时，可以减轻被清扫物对转刷的污染，并有利于清扫物的排出。

(3)螺旋式清扫器的转动部分为螺旋状刮刀，可在恶劣条件下工作，且清扫效果很好。但清扫过程中存在部分粘结物遗漏问题，且刮刀制造工艺较为复杂[5]。

(4)振动式清扫器主要适用于寒冷地区物料冰冻在输送带上的情况。为了增强振动效果，其支座上安装有专用振动器，振动频率与胶带的自振频率相同，能够强化清扫效果[6]。

2 风动力清扫器的设计

选煤厂带式输送机输送的物料(如煤粉等)具有粘性，卸料过程中部分粘附在胶带表面的物料容易附着在空载段的下托辊上，这些积聚的粘性物料容易腐蚀托辊轴承，轻则引起托辊轴承径向载荷增大，导致其磨损加快，甚至造成托辊停转，直至报废；重则致使下侧胶带打滑和跑偏，进而使胶带故障率增加[7]。

2.1 设计思路

根据常见胶带清扫器性能，结合屯兰选煤厂生产需要，设计出一种风动力清扫器，结构如图1所示。

图1 风动力清扫器结构示意图

该清扫器由两根并联的导气管组成，导气管自身预留有许多切向风嘴；切向风嘴由两片弹性板组成，布置在胶带下方。当气流通过风嘴喷出时，在空气动力效应下，弹性板产生高频振动，胶带表面的粘结物随气流被抽风机抽起。该装置对水分较少的粉状物料和细粒湿煤清扫效果较好，但被清扫段需要设置密封和除尘装置[8]。

2.2 实施方案

以宽度1 000 mm的胶带风动力清扫器为例，详细说明其实施方案：①截取长度为800 mm、φ20 mm的无缝钢管一段(具体长度根据需要确定)，并沿轴向均匀钻出20个φ2 mm的圆形气嘴；②为带式输送机的机架安装清扫管固定支架，为了方便调节吹风角度，选用顶丝固定方式；③在清扫管与导风管连接处安装操作阀，便于装置启停与调节风量；④在清扫器的落料点安装集料槽，并将粘性物料引至料仓；⑤调整气嘴与胶带的夹角，以30 ℃为宜，以保证气流对粘附物料的吹落效果；⑥采用功率为1.10 kW、风量为1 500 L/min的空气压缩机或鼓风机作为风动力清扫器的供风设备；⑦通过φ25 mm的无缝钢管引入吹风。风动力清扫器安装在带式输送机的卸料滚筒与下胶带切点的下侧，具体位置如图2所示。

图2 风动力清扫器安装示意图

气嘴数量需要根据钢管长度确定，以气嘴φ2 mm、进风管道φ20 mm为例，按照出风管的截面面积不大于进风管的截面面积计算，气嘴数量为100个。

2.3 技术特点

与传统的刮刀清扫器相比，风动力清扫器有以下技术特点：①无需刮刀装置，且没有高强度的部件直接与胶带接触，能够避免胶带快速磨损和对其造成直接伤害，从而延长胶带的使用寿命，有利于降低维护和检修成本；②下胶带在与托辊接触处打滑、下胶带跑偏的事故减少，为正常生产的顺利进行提供了保障；③下胶带表面的粘性物料能够被有效清除，下托辊轴端处没有粘附物料，可以延长其使用寿命；④彻底消除了胶带下方的散落积料，工人作业环境得到改善，且劳动强度降低。

3 应用效果

在风动力清扫器投入运行后，能够对胶带工作面实时清扫，之前更换清扫器刮刀所需的材料投入得以节省，且彻底避免了胶带被割伤事故的发生，同时粘性物料积聚并腐蚀托辊轴承的现象降低。经统计，在风动力清扫器投入运行后，托辊使用寿命延长1.50倍以上；由粘性物料引发的下胶带打滑、跑偏问题大大减少，胶带损坏事故大幅降低。

以一部宽度为1 m、长度为75 m的煤泥带式输送机为例，每年可节约胶带维修费用2万元，而单台风动力清扫器的材料、安装成本为2万元，性价比很高。对于有条件采用风源共享方式的带式输送机风动力清扫器，可省去专用风源设备的采购投入，产出效益更加可观[9]。

4 结语

选煤厂选用的胶带清扫器常存在选型不合理、安装不正确及维护力度不够等问题，导致清扫器清理效果不佳。生产实践中要结合粘附物料和运输设备的特点，将多种清扫器的优点结合，进而选择合理的清扫装置。特别是运输湿粘的细粒煤时，要充分考虑物料的粘湿特点，选择合适的清扫装置，并做好清扫装置的日常维护与保养工作，以保证带式输送机的安全、经济运行和环境卫生、人员健康。

参考文献：

[1] 王云玲.特殊条件下皮带机使用反臂清煤器的实际应用[J].山西煤炭，2008，28(1):35-36.

[2] 毛 君.煤矿固定机械及运输设备[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

[3] 阎荣合，董慧鑫，沈黄健.沈黄建带式输送机用新型纳米高分子清扫器[J].起重运输机械，2004 (8):38-39.

[4] 王晓鸣，赵健泽.采煤概论[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[5] 谭庆昌，赵洪志.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.

[6] 曹玉平,阎祥安.液压传动与控制[M].天津:天津大学出版社,2003.

[7] 张文芳,段志强,边会杰.带式输送机防跑偏辊及清扫器的使用与研究[J]. 河北煤炭,2002(5):9-10.

[8] 闫 捷.清扫装置在带式输送机中的应用[J].科技信息,2008(27):334.

[9] 杨鹏民.国外带式输送机输送带清扫装置[J].煤炭科学技术,2005,33(8):7-10.