权利要求

1.用于采空区充填的均匀充填下料装置，包括连接器(1)和固定套设在连接器(1)外部的下料筒(2)，其特征在于：所述下料筒(2)内部设置有混料筒(3)，所述混料筒(3)与下料筒(2)活动套接，所述混料筒(3)外部活动套设有缓冲漏斗(4)，所述下料筒(2)内部分别设置有用于驱动混料筒(3)转动的第一驱动机构(5)和用于驱动缓冲漏斗(4)转动的第二驱动机构(6)，所述混料筒(3)与缓冲漏斗(4)的转动方向相反，所述混料筒(3)内部设置有用于对浆料搅拌的搅拌机构(7)、用于对混料筒(3)内壁附着浆料进行刮除的刮料机构(8)，所述缓冲漏斗(4)内部固定连接有涡轮导料件(9)，所述涡轮导料件(9)中部安装有电动推杆(10)，所述电动推杆(10)的输出轴朝向混料筒(3)，所述混料筒(3)底部滑动连接有封堵板(11)，所述封堵板(11)底部与电动推杆(10)的输出轴固定连接，所述搅拌机构(7)安装在封堵板(11)顶部，所述刮料机构(8)安装在混料筒(3)内壁;

当所述电动推杆(10)推动封堵板(11)上移至混料筒(3)内部时，所述封堵板(11)抵触刮料机构(8)并带动刮料机构(8)转动。

2.根据权利要求1所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述缓冲漏斗(4)底部固定连接有出料管(12)，所述出料管(12)内部固定连接有螺旋绞龙(13)，所述螺旋绞龙(13)包括中心下料管(131)和螺旋叶片(132)，所述螺旋叶片(132)固定在出料管(12)内部，所述中心下料管(131)固定设置在螺旋叶片(132)中部，所述中心下料管(131)底部固定连接有螺旋出料隧道。

3.根据权利要求1所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述搅拌机构(7)包括固定杆(71)和多个搅拌杆(72)，所述固定杆(71)固定设置在封堵板(11)中部，多个搅拌杆(72)均匀设置在固定杆(71)外部两侧，且与所述固定杆(71)固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述刮料机构(8)包括环形移动板(81)、螺旋刮料件(82)、定位环(83)和多个缓冲连接件(84)，所述环形移动板(81)密封滑动连接在连接器(1)外部，且所述环形移动板(81)外壁和混料筒(3)内壁相抵触，所述螺旋刮料件(82)固定连接于环形移动板(81)底部，且所述螺旋刮料件(82)外壁与混料筒(3)内壁相抵触，所述定位环(83)滑动连接于混料筒(3)内部，且所述定位环(83)顶部与螺旋刮料件(82)底部固定连接，多个缓冲连接件(84)沿圆周方向均匀固定在混料筒(3)内顶壁上，所述环形移动板(81)顶部开设有环形槽(85)，所有所述缓冲连接件(84)底部均延伸至环形槽(85)内部，且与所述环形槽(85)转动连接。

5.根据权利要求1所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述涡轮导料件(9)中部开设有安装槽(91)，所述电动推杆(10)安装在安装槽(91)内，所述电动推杆(10)输出端固定连接有滑杆(92)，所述滑杆(92)与安装槽(91)轴向密封滑动，所述滑杆(92)与封堵板(11)底部固定连接。

6.根据权利要求4所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述缓冲连接件(84)包括固定筒(86)、活动柱(87)、圆形板(88)和弹簧(89)，所述固定筒(86)固定在混料筒(3)内顶壁上，所述活动柱(87)滑动连接于固定筒(86)内部，所述圆形板(88)固定连接于活动柱(87)底部，所述圆形板(88)与环形槽(85)滑动连接，所述弹簧(89)位于固定筒(86)内，且所述弹簧(89)上下两端分别与固定筒(86)和活动柱(87)相抵触。

7.根据权利要求1所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：所述涡轮导料件(9)包括中心轴(93)和多个导料桨(94)，所述中心轴(93)位于缓冲漏斗(4)中部，多个导料桨(94)沿圆周方向均匀固定在中心轴(93)外壁上，多个所述导料桨(94)外壁远离中心轴(93)的一侧均与缓冲漏斗(4)内壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于采空区充填的均匀充填下料装置，其特征在于：多个所述导料桨(94)将缓冲漏斗(4)内部分隔成多个导料槽(95)，所有所述导料桨(94)均为倾斜设置。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及采矿工程技术领域，具体涉及用于采空区充填的均匀充填下料装置。

背景技术

[0002]在现代矿山开采过程中，为了防止由于开采过程中顶板的塌陷对地表造成潜在的危险，国家要求开采完成的矿山必须进行充填，对于采空区一般采用充填料浆对其进行充填的方法。充填方法从最初的干式充填，发展到水砂充填、胶结充填，到目前已经发展到膏体充填。但由于膏体充填对充填设备及技术的要求较高，目前国内矿山大都采用水砂充填和胶结充填的充填方法。而这两种充填方法在矿山充填过程中，常常出现浆料配料比重不同，在浆液流动过程中，常常会出现沉积、离析现象。

[0003]矿山现有充填下料方式存在如下问题：充填料沉降、离析作用导致的充填体强度分布不均匀，人工充填作业安全性系数低等问题。充填体强度受浆体颗粒质量分数影响，粗颗粒质量分数越大，其单轴抗压强度越大;充填浆体在流动沉积过程中，颗粒分布不均匀导致其充填体强度分布不均匀;在流动方向上，充填体强度分布基本符合正态分布规律，离充填口距离越大，粗颗粒质量分数越小，细颗粒质量分数越大，其充填体强度越小;在沉积方向上，充填体强度呈线性变化规律，随高度增加，粗颗粒质量分数降低，细颗粒质量分数增加，其强度线性降低;在采空区充填区域同时存在强度增强和损失区域，强度损失区越小，充填体效果越好。

[0004]现有公告号为CN114671198B的专利，公开了一种用于采空区充填的均匀充填下料装置及其工作方法，包括传送管路，传送管路的输出端位于采空区上方，所述传送管路的输出端向下，传送管路的输出端下转动连接有自动旋转搅拌装置，所述自动旋转搅拌装置包括连接器、旋转下料器，所述连接器的上端与传送管路的输出端连通，所述旋转下料器的上端输入口与连接器的下端转动连接。该专利通过对输入料浆的流速、黏度等因素的控制，进行周期性泵浆，以实现“由远及近，由线及面”的均匀充填效果，从而从出料方式入手改善了充填料浆的沉降离析现象，充填效果得到了保证。

[0005]但上述专利还存在以下不足：在充填作业过程中，旋转下料器依靠料浆冲击涡扇叶片和螺旋绞龙实现转动，若料浆流速或黏度不足，可能导致旋转不均匀或停滞，影响充填效果，并且，扇叶片和螺旋绞龙的设计无法避免颗粒沉降离析，尤其是对高黏度或含粗颗粒的料浆，其会粘附在涡扇搅拌筒和下料缓冲漏斗内壁上，继而造成堵管事故，不仅影响充填作业的持续进行，而且清堵十分不便，同时造成料浆严重浪费的问题，增加了充填成本。

发明内容

[0006]本发明的目的在于提供了用于采空区充填的均匀充填下料装置，以解决上述问题。

[0007]为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

用于采空区充填的均匀充填下料装置，包括连接器和固定套设在连接器外部的下料筒，所述下料筒内部设置有混料筒，所述混料筒与下料筒活动套接，所述混料筒外部活动套设有缓冲漏斗，所述下料筒内部分别设置有用于驱动混料筒转动的第一驱动机构和用于驱动缓冲漏斗转动的第二驱动机构，所述混料筒与缓冲漏斗的转动方向相反，所述混料筒内部设置有用于对浆料搅拌的搅拌机构、用于对混料筒内壁附着浆料进行刮除的刮料机构，所述缓冲漏斗内部固定连接有涡轮导料件，所述涡轮导料件中部安装有电动推杆，所述电动推杆的输出轴朝向混料筒，所述混料筒底部滑动连接有封堵板，所述封堵板底部与电动推杆的输出轴固定连接，所述搅拌机构安装在封堵板顶部，所述刮料机构安装在混料筒内壁;

当所述电动推杆推动封堵板上移至混料筒内部时，所述封堵板抵触刮料机构并带动刮料机构转动。

[0008]作为本发明的一种优选方案，所述缓冲漏斗底部固定连接有出料管，所述出料管内部固定连接有螺旋绞龙，所述螺旋绞龙包括中心下料管和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定在出料管内部，所述中心下料管固定设置在螺旋叶片中部，所述中心下料管底部固定连接有螺旋出料隧道。

[0009]作为本发明的一种优选方案，所述搅拌机构包括固定杆和多个搅拌杆，所述固定杆固定设置在封堵板中部，多个搅拌杆均匀设置在固定杆外部两侧，且与所述固定杆固定连接。

[0010]作为本发明的一种优选方案，所述刮料机构包括环形移动板、螺旋刮料件、定位环和多个缓冲连接件，所述环形移动板密封滑动连接在连接器外部，且所述环形移动板外壁和混料筒内壁相抵触，所述螺旋刮料件固定连接于环形移动板底部，且所述螺旋刮料件外壁与混料筒内壁相抵触，所述定位环滑动连接于混料筒内部，且所述定位环顶部与螺旋刮料件底部固定连接，多个缓冲连接件沿圆周方向均匀固定在混料筒内顶壁上，所述环形移动板顶部开设有环形槽，所有所述缓冲连接件底部均延伸至环形槽内部，且与所述环形槽转动连接。

[0011]作为本发明的一种优选方案，所述涡轮导料件中部开设有安装槽，所述电动推杆安装在安装槽内，所述电动推杆输出端固定连接有滑杆，所述滑杆与安装槽轴向密封滑动，所述滑杆与封堵板底部固定连接。

[0012]作为本发明的一种优选方案，所述缓冲连接件包括固定筒、活动柱、圆形板和弹簧，所述固定筒固定在混料筒内顶壁上，所述活动柱滑动连接于固定筒内部，所述圆形板固定连接于活动柱底部，所述圆形板与环形槽滑动连接，所述弹簧位于固定筒内，且所述弹簧上下两端分别与固定筒和活动柱相抵触。

[0013]作为本发明的一种优选方案，所述涡轮导料件包括中心轴和多个导料桨，所述中心轴位于缓冲漏斗中部，多个导料桨沿圆周方向均匀固定在中心轴外壁上，多个所述导料桨外壁远离中心轴的一侧均与缓冲漏斗内壁固定连接。

[0014]作为本发明的一种优选方案，多个所述导料桨将缓冲漏斗内部分隔成多个导料槽，所有所述导料桨均为倾斜设置。

[0015]本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明通过涡轮导料件、封堵板与搅拌机构的配合，能够在浆料下料前进行充分的搅拌混合，确保浆料在充填过程中始终保持最佳的流动状态，从而避免了因浆料流量不稳定或压力过大而导致的充填不均匀或堵塞等问题。同时，第一驱动机构和第二驱动机构能够根据采空区的实际情况，灵活调整填充轨迹和填充速度，以实现更高效、更精准的充填作业。

[0016]2、本发明通过第一驱动机构和第二驱动机构分别带动混料筒和缓冲漏斗向相反方向转动，并在混料筒和缓冲漏斗持续以相反方向转动时，能够带动封堵板转动，从而带动搅拌机构对混料筒内部的浆料进行搅拌，使得浆料更为均匀，并且这种反向旋转不仅促进了浆料的离心运动，还增强了浆料在混料筒内的混合效果。减少浆料中的颗粒沉淀和分层现象。浆料在离心力的作用下被均匀分布到混料筒的各个角落，而搅拌机构的持续搅拌则进一步确保了浆料的细腻度和均匀性。

[0017]3、本发明通过封堵板与刮料机构的配合，使封堵板转动时带动螺旋刮料件转动，使螺旋刮料件沿着混料筒内壁进行螺旋式刮料，确保混料筒内壁附着的物料能够被彻底刮下，防止浆料在混料筒内壁形成结块或堆积，确保混料筒内部始终保持清洁，进一步提高了浆料的混合均匀度。

附图说明

[0018]为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

[0019]图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的混料筒和缓冲漏斗的连接结构示意图;

图3为本发明的正视结构剖视图;

图4为本发明的剖面图;

图5为图3的A处结构放大图;

图6为本发明的涡轮导料件的俯剖图;

图7为本发明的刮料机构和搅拌机构的连接结构示意图。

[0020]图中的标号分别表示如下：

1、连接器;2、下料筒;3、混料筒;4、缓冲漏斗;5、第一驱动机构;6、第二驱动机构;7、搅拌机构;8、刮料机构;9、涡轮导料件;10、电动推杆;11、封堵板;12、出料管;13、螺旋绞龙;

71、固定杆;72、搅拌杆;81、环形移动板;82、螺旋刮料件;83、定位环;84、缓冲连接件;85、环形槽;86、固定筒;87、活动柱;88、圆形板;89、弹簧;91、安装槽;92、滑杆;93、中心轴;94、导料桨;95、导料槽;131、中心下料管;132、螺旋叶片。

具体实施方式

[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022]如图1-图7所示，本发明提供了用于采空区充填的均匀充填下料装置，包括连接器1和固定套设在连接器1外部的下料筒2，下料筒2内部设置有混料筒3，混料筒3与下料筒2活动套接，混料筒3外部活动套设有缓冲漏斗4，下料筒2内部分别设置有用于驱动混料筒3转动的第一驱动机构5和用于驱动缓冲漏斗4转动的第二驱动机构6，混料筒3与缓冲漏斗4的转动方向相反，混料筒3内部设置有用于对浆料搅拌的搅拌机构7、用于对混料筒3内壁附着浆料进行刮除的刮料机构8，缓冲漏斗4内部固定连接有涡轮导料件9，涡轮导料件9中部安装有电动推杆10，电动推杆10的输出轴朝向混料筒3，混料筒3底部滑动连接有封堵板11，封堵板11底部与电动推杆10的输出轴固定连接，搅拌机构7安装在封堵板11顶部，刮料机构8安装在混料筒3内壁;

当电动推杆10推动封堵板11上移至混料筒3内部时，封堵板11抵触刮料机构8并带动刮料机构8转动。

[0023]本发明中的下料筒2固定设置在采空区上方，将连接器1与浆料输送管路连接，通过第一驱动机构5和第二驱动机构6分别驱动混料筒3和缓冲漏斗4进行转动，且混料筒3和缓冲漏斗4的转动方向相反，初始状态下，电动推杆10推动封堵板11上升至混料筒3内部，从而将混料筒3底部封闭，此时，浆料从输送管路输送至连接器1内，并从连接器1进入到混料筒3内部，浆料在进入混料筒3内时，会堆积在封堵板11上，当缓冲漏斗4转动时，能够带动涡轮导料件9进行转动，从而带动封堵板11在混料筒3内部进行转动，从而使封堵板11上的浆料发生离心运动，使浆料在封堵板11的离心运动下甩动至混料筒3内壁上，并且，当封堵板11转动时，能够带动搅拌机构7对混料筒3内部的浆料进行搅拌，使得浆料更为均匀。

[0024]搅拌机构7包括固定杆71和多个搅拌杆72，固定杆71固定设置在封堵板11中部，多个搅拌杆72均匀设置在固定杆71外部两侧，且与固定杆71固定连接。

[0025]当封堵板11转动时能够带动固定杆71进行转动，从而带动固定杆71外部的搅拌杆72进行转动，以对混料筒3内部的浆料进行搅拌，从而实现浆料的充分混合，避免浆料在输送过程中出现沉积、离析现象。

[0026]进一步的，当混料筒3和缓冲漏斗4持续以相反方向转动时，这种反向旋转不仅促进了浆料的离心运动，还增强了浆料在混料筒3内的混合效果。减少浆料中的颗粒沉淀和分层现象。浆料在离心力的作用下被均匀分布到混料筒3的各个角落，而搅拌机构7的持续搅拌则进一步确保了浆料的细腻度和均匀性。

[0027]值得注意的是，第一驱动机构5和第二驱动机构6均为现有技术，通过电机驱动齿轮转动，从而带动齿环进行转动，以使得混料筒3和缓冲漏斗4进行转动，或者通过任意一种能够驱动混料筒3和缓冲料斗进行转动的驱动设备均可，图中对第一驱动机构5和第二驱动机构6的具体结构未示出。

[0028]当需要下料时，将电动推杆10收缩，以带动封堵板11下降，从而打开混料筒3的底部出口。此时，经过充分混合的浆料便可以通过混料筒3底部进入到缓冲漏斗4内，涡轮导料件9包括中心轴93和多个导料桨94，中心轴93位于缓冲漏斗4中部，多个导料桨94沿圆周方向均匀固定在中心轴93外壁上，多个导料桨94外壁远离中心轴93的一侧均与缓冲漏斗4内壁固定连接。

[0029]多个导料桨94将缓冲漏斗4内部分隔成多个导料槽95，所有导料桨94均为倾斜设置。

[0030]缓冲漏斗4底部固定连接有出料管12，出料管12内部固定连接有螺旋绞龙13，螺旋绞龙13包括中心下料管131和螺旋叶片132，螺旋叶片132固定在出料管12内部，中心下料管131固定设置在螺旋叶片132中部，中心下料管131底部固定连接有螺旋出料隧道。

[0031]通过多个导料桨94的设置，使得浆料进入到缓冲漏斗4内部，然后被分流至多个导料槽95内部，此时，缓冲漏斗4继续转动，从而引导浆料流动至出料管12处，其中，当浆料从混料筒3流入缓冲漏斗4时，导料桨94能够有效分散浆料的冲击力，避免浆料直接冲击缓冲漏斗4的底部或侧壁，从而减少浆料的涡流和紊流现象，确保浆料能够平稳、有序地沿缓冲漏斗4内壁流下。此外，导料桨94的均匀分布还促进了浆料在缓冲漏斗4内的均匀分布，进一步提高了浆料的均匀性和细腻度。螺旋出料隧道的设计进一步增强了浆料的输送效果。

[0032]当浆料通过出料管12进入螺旋绞龙13区域时，螺旋叶片132会推动浆料沿着中心下料管131向下移动，同时螺旋叶片132的旋转动作能够有效地防止浆料在出料管12内部发生堵塞。浆料在螺旋叶片132的引导下，沿着螺旋出料隧道顺利排出，确保了充填下料过程的连续性和稳定性。螺旋出料隧道的设置与现有公告号为CN218030280U的专利公开的一种用于采空区充填的均匀充填下料装置中的螺旋通道结构相同，浆料在进入出料管12内时，可以分别通过中心下料管131和螺旋叶片132内部排出，并且，通过第二驱动机构6带动缓冲漏斗4和出料管12转动，使得浆料能够更快速地螺旋甩出至采空区进行填充，进而实现采空区内填充轨迹的螺旋向外填充，整个下料过程流畅且高效，确保了采空区浆料充填的均匀性和稳定性。本发明能够在浆料下料前进行充分的搅拌混合，确保浆料在充填过程中始终保持最佳的流动状态，从而避免了因浆料流量不稳定或压力过大而导致的充填不均匀或堵塞等问题。同时，第一驱动机构5和第二驱动机构6能够根据采空区的实际情况，灵活调整填充轨迹和填充速度，以实现更高效、更精准的充填作业。

[0033]刮料机构8包括环形移动板81、螺旋刮料件82、定位环83和多个缓冲连接件84，环形移动板81密封滑动连接在连接器1外部，且环形移动板81外壁和混料筒3内壁相抵触，螺旋刮料件82固定连接于环形移动板81底部，且螺旋刮料件82外壁与混料筒3内壁相抵触，定位环83滑动连接于混料筒3内部，且定位环83顶部与螺旋刮料件82底部固定连接，多个缓冲连接件84沿圆周方向均匀固定在混料筒3内顶壁上，环形移动板81顶部开设有环形槽85，所有缓冲连接件84底部均延伸至环形槽85内部，且与环形槽85转动连接。

[0034]封堵板11上升至混料筒3并抵触在定位环83上，从而推动螺旋刮料件82及其顶部的环形移动板81上升，当环形移动板81上升时挤压缓冲连接件84进行压缩，缓冲连接件84包括固定筒86、活动柱87、圆形板88和弹簧89，固定筒86固定在混料筒3内顶壁上，活动柱87滑动连接于固定筒86内部，圆形板88固定连接于活动柱87底部，圆形板88与环形槽85滑动连接，弹簧89位于固定筒86内，且弹簧89上下两端分别与固定筒86和活动柱87相抵触。

[0035]当环形移动板81上移时能够带动环形槽85内部的圆形板88上移，从而带动活动柱87沿固定筒86内部上移，从而挤压弹簧89，使弹簧89进行压缩，此时，随着封堵板11的转动，能够带动定位环83及其顶部的螺旋刮料件82进行转动，使螺旋刮料件82沿着混料筒3内壁进行螺旋式刮料，确保混料筒3内壁附着的物料能够被彻底刮下，防止浆料在混料筒3内壁形成结块或堆积，确保混料筒3内部始终保持清洁，进一步提高了浆料的混合均匀度。

[0036]螺旋刮料件82转动时，其顶部的环形移动板81同步进行转动，为了避免缓冲连接件84对环形移动板81造成干涉，通过设置环形槽85，当环形移动板81转动时，环形槽85与多个缓冲连接件84滑动连接，当封堵板11下移后，弹簧89失去来自环形移动板81的挤压力后进行复位，从而推动活动柱87及其底部的圆形板88下移，以使得整个刮料机构8沿着混料筒3内壁下移，从而将附着在混料筒3内壁的浆料刮落。

[0037]此时，环形槽85的设计不仅避免了缓冲连接件84对环形移动板81的干涉，还确保了刮除机构在混料筒3内壁的平稳移动。不仅提高了刮料效率，还保证了刮料机构8与混料筒3内壁的紧密贴合，减少了浆料残留的可能性。

[0038]值得注意的是，为了避免定位环83挤压螺旋刮料件82时导致其螺旋刮料件82发生弯曲，本发明中的螺旋刮料件82采用刚性材料制成。此外，该刚性材料还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，即使在长时间与浆料接触的情况下，也能保持其性能的稳定，进一步提升了整个装置的可靠性和耐久性。

[0039]涡轮导料件9中部开设有安装槽91，电动推杆10安装在安装槽91内，电动推杆10输出端固定连接有滑杆92，滑杆92与安装槽91轴向密封滑动，滑杆92与封堵板11底部固定连接。

[0040]当电动推杆10工作时，其输出端推动滑杆92在安装槽91内轴向滑动，从而带动封堵板11在混料筒3底部出口处进行滑动，实现混料筒3的开启和关闭。这一设计不仅确保了浆料下料的均匀性，还提高了装置的控制精度和稳定性，并且，通过滑杆92的与安装槽91的配合，能够避免外部浆料进入到安装槽91内，影响电动推杆10的使用。

[0041]本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

说明书附图(7)