本发明涉及一种散卸装置， 尤其涉及用于散料输送的转筒涡旋机、使 用该转筒涡旋机的散料抽吸系统以及卸船设备 一种转筒涡旋机构。 背景技术

目前， 用于在港口、 码头和中转驳船散装粉粒物料 （水泥、 粉煤灰、 粮食， 煤炭， 矿粉等散装物料） 的装卸设备主要包括：

1、 美国富勒公司、 意大利可瓦克公司等为代表的负压抽吸设备。 其 主要技术特点为： 用罗茨风机作为气源， 将较小颗粒粉料吸入管道内， 然 后通过除尘装置， 完成气固分离， 以达到输送物料以及清底的目的。 这种 方式能耗高、 效率低、 噪音大、 输送量小。

2， 以瑞典 BMH公司为代表的螺旋卸船机（参见 US4020953)。 螺旋卸船 机包括： 旋转芯轴上悍接的涡旋叶轮； 用两端轴承和中间吊轴承固定的静 止外筒， 其中， 旋转芯轴在静止外筒内旋转， 物料经由涡旋叶轮的旋转而 被输送。 实际应用中， 该螺旋卸船机存在下面几个问题： ①由于取料部位 轴承和中间轴承埋入粉粒料中作业， 在现有的密封技术满足不了轴承的密 封要求的情况下， 轴承的使用寿命很低。 ②由于该螺旋卸船机的喂料装置 采用刚体旋转，当作业面离底部有 0. 5米左右时，为防止与底部刚性碰撞， 只能靠其它方式， 例如铲车和人工， 实现清仓或清底作业， 而清仓时间往 往占整个散卸作业时间的 1/2左右， 这显著降低了卸船效率。 ③实际运行 中， 物料颗粒容易卡在涡旋叶轮末端与静止外筒之 间的间隙中， 这不仅容 易使物料破损或设备死机， 而且增加了对物料的粒径选择， 从而大大降低 了设备适用范围。 发明内容

为解决现有技术中的技术问题的至少一个方面 ， 提出本发明。

根据本发明的一个方面， 提出了一种转筒涡旋机， 包括： 第一涡旋蜗 杆， 具有第一芯轴和固定设置在第一芯轴上的第一 涡旋叶轮， 第一涡旋蜗 杆包括第一蜗杆段和第二蜗杆段， 第一涡旋叶轮的取料口设置在第二蜗杆 段上； 第一圆筒壳体， 围绕第一蜗杆段设置； 第二圆筒壳体， 第二圆筒壳 体围绕第一圆筒壳体的外侧设置在第一圆筒壳 体的靠近转筒涡旋机的入 口侧的一端， 第二圆筒壳体延伸超出第一圆筒壳体的部分围 绕第二蜗杆段; 第一固定装置， 所述第一固定装置可旋转地保持第一圆筒壳体 ； 第二固定 装置， 所述第二固定装置可旋转地保持第二圆筒壳体 ； 第一驱动装置， 所述第一驱动装置驱动所述第一圆筒壳体旋转 ； 以及第二驱动装置， 所述 第二驱动装置驱动所述第二圆筒壳体相对于所 述第一圆筒壳体反向旋转， 其中： 第一蜗杆段上的第一涡旋叶轮的末端边缘与所 述第一圆筒壳体的内 壁固定地接合以在所述内壁、所述第一芯轴的 外表面以及第一涡旋叶轮之 间形成第一螺旋输送空间； 第二圆筒壳体的内壁与第二蜗杆段上的第一涡 旋叶轮的末端间隔开； 且第一圆筒壳体在由第一驱动装置驱动旋转的 同时， 带动所述第一涡旋蜗杆同歩旋转。

有利地， 所述第一芯轴的中心形成沿其纵向轴线延伸的 中空结构， 所 述中空结构在转筒涡旋机入口的一侧封闭， 所述中空结构中形成真空； 且 所述第一芯轴上还设置有多个通气孔， 每一个通气孔都流体连通所述中空 结构与所述第一螺旋输送空间或第二蜗杆段上 的第一涡旋叶轮所形成的 螺旋通道， 且通气孔在第一螺旋输送空间处的开口沿第一 螺旋输送空间螺 旋排布和 /或通气孔在所述螺旋通道处的开口沿所述螺� �通道螺旋排布。

有利地， 在第一螺旋输送空间处的开口和 /或螺旋通道处的开口上设 置有第一过滤装置。

有利地， 在第一涡旋蜗杆竖直放置的情况下， 第一涡旋叶轮沿平行于 第一芯轴的纵向轴线的端面截面包括： 向下凹的第一上弧线， 所述第一上 弧线始于第一涡旋叶轮的末端， 止于第一芯轴的外表面上的第一上点； 第 一下弧线， 所述第一下弧线始于第一涡旋叶轮的末端， 止于第一芯轴的外 表面上的第一下点， 在第一芯轴的纵向方向上所述第一下点在所述 第一上 点的下方， 其中所述第一下弧线包括： 第一段转筒涡旋机弧线， 始于第一 涡旋叶轮的末端并且曲率中心在第一下弧线的 上方； 与第一段转筒涡旋机 弧线平滑相接的第二段转筒涡旋机弧线， 止于所述第一下点， 且第二段转 筒涡旋机弧线的曲率中心在第一下弧线的下方 。

有利地， 至少一段第一螺旋输送空间的输送空间体积在 物料的前进方 向上逐渐变小。 进一歩地， 通过减小第一涡旋叶轮的螺距实现至少一段第 一螺旋输送空间的输送空间体积逐渐变小。

有利地， 第二蜗杆段延伸出所述第一圆筒壳体至少两个 螺旋螺距的距 离； 且第二圆筒壳体的内壁设置有内涡旋叶轮， 所述内涡旋叶轮沿第二蜗 杆段上的第一螺旋叶片涡旋叶轮形成的螺旋通 道螺旋延伸、并且朝向所述 螺旋通道突出。

有利地， 第二圆筒壳体的转速大于第一圆筒壳体的转速 。

有利地， 所述第一圆筒壳体靠近第二蜗杆段的部分的外 壁与相对的所 述第二圆筒壳体的内壁之间构成抽气通道， 所述抽气通道与外界的抽真空 机构流体连通， 且所述抽气通道内设置有第二过滤装置， 抽气通道通过第 二过滤装置与第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮所 形成的螺旋通道相通。进一 歩地， 在所述抽气通道内且在自第二蜗杆段到第一蜗 杆段的方向上在第二 过滤装置之后， 第一圆筒壳体的外壁设置有第一抽气涡旋叶轮 ， 第二圆筒 壳体的内壁设置有第二抽气涡旋叶轮， 第一抽气涡旋叶轮和第二抽气涡旋 叶轮彼此咬合布置以形成供气体通过的弯曲通 道。 有利地， 所述抽气通道 通过围绕第二圆筒壳体设置的一个密封空间与 外界的抽真空机构流体连 通。 有利地， 所述抽气通道与所述密封空间之间设置有关断 装置， 所述关 断装置控制抽气通道与密封空间之间的流体连 通。

根据本发明的再一方面， 提出了一种散料抽吸系统， 其包括： 上述转 筒涡旋机、 可拆卸地安装在所述转筒涡旋机的入口侧的清 扫泵、 可移除地 安装的集料器。 所述清扫泵包括： 第二涡旋蜗杆， 具有第二芯轴和固定设 置在第二芯轴上的第二涡旋叶轮； 清扫泵圆筒壳体， 清扫泵圆筒壳体围绕 第二涡旋蜗杆设置并且可拆卸地固定安装在第 二圆筒壳体的靠近转筒涡 旋机的入口侧的一端， 其中： 清扫泵圆筒壳体的内壁与第二涡旋叶轮的末 端边缘固定地接合以在清扫泵圆筒壳体的内壁 、所述第二芯轴的外表面以 及第二涡旋叶轮之间形成第二螺旋输送空间； 所述第二驱动装置驱动第二 圆筒壳体旋转以带动所述第二涡旋蜗杆同歩旋 转； 清扫泵的出口与转筒涡 旋机的入口相通。 所述集料器包括： 第三圆筒壳体， 与第二圆筒壳体间隔 开地围绕第二圆筒壳体设置； 连接在第三圆筒壳体集料端的旋转集料滚刷， 所述旋转集料滚刷围绕清扫泵入口设置； 第三固定装置， 可旋转地保持第 三圆筒壳体； 和第三驱动装置， 所述第三驱动装置驱动所述第三圆筒壳体 旋转以带动所述旋转集料滚刷同歩旋转。

有利地， 所述第一圆筒壳体靠近第二蜗杆段的部分的外 壁与相对的所 述第二圆筒壳体的内壁之间构成抽气通道， 所述抽气通道与外界的抽真空 机构流体连通， 且所述抽气通道内设置有第二过滤装置， 抽气通道通过第 二过滤装置与第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮所 形成的螺旋通道相通。进一 歩地， 在所述抽气通道内且在自第二蜗杆段到第一蜗 杆段的方向上在第二 过滤装置之后， 第一圆筒壳体的外壁设置有第一抽气涡旋叶轮 ， 第二圆筒 壳体的内壁设置有第二抽气涡旋叶轮， 第一涡旋叶轮和第二涡旋叶轮彼此 咬合布置以形成供气体通过的弯曲通道。

有利地， 所述抽气通道通过在第二圆筒壳体与第三圆筒 壳体之间形成 的一个密封空间与外界的抽真空机构流体连通 。 进一歩地， 所述抽气通道 与所述密封空间之间设置有关断装置， 所述关断装置控制抽气通道与密封 空间之间的流体连通。

有利地， 第一涡旋叶轮的取料口设置有阀门， 用于开闭所述取料口。 可选地， 所述散料抽吸系统还包括： 底板， 所述底板可拆卸地固定在 所述第二圆筒壳体在转筒涡旋机的入口侧的一 端， 其中， 在清扫泵以及集 料器从转筒涡旋机转筒涡旋机上拆卸下来时， 所述底板固定在并覆盖第二 圆筒壳体的所述一端以关闭转筒涡旋机转筒涡 旋机的入口， 在清扫泵以及 集料器设置在转筒涡旋机转筒涡旋机的入口侧 时， 所述底板从第二圆筒壳 体的所述一端拆除。

有利地， 第二螺旋输送空间的输送空间体积在物料从清 扫泵的入口到 清扫泵的出口的前进方向上逐渐变小。

有利地， 在第二涡旋蜗杆竖直放置的情况下， 第二涡旋叶轮沿平行于 第二芯轴的纵向轴线的端面截面包括： 向下凹的第二上弧线， 所述第二上 弧线始于第二涡旋叶轮的末端， 止于第二芯轴的外表面上的第二上点； 第 二下弧线， 所述第二下弧线始于第二涡旋叶轮的末端， 止于第二芯轴的外 表面上的第二下点， 在第二芯轴的竖直方向上所述第二下点在所述 第二上 点的下方， 其中所述第二下弧线包括： 第一段清扫泵弧线， 始于第二涡旋 叶轮的末端并且曲率中心在第二下弧线的上方 ； 与第一段清扫泵弧线平滑 相接的第二段清扫泵弧线， 止于所述第二下点， 且第二段清扫泵弧线的曲 率中心在第二下弧线的下方。

有利地， 第二圆筒壳体靠近吸入侧的一端形成朝向清扫 泵直径逐渐变 大的锥台形， 且第三圆筒壳体的内径大于第二圆筒壳体的内 径。

根据本发明的又一方面， 提出了一种卸船设备， 其包括： 上述散料抽 吸系统； 和与散料抽吸系统的转筒涡旋机的出口流体连 通的物料运输系统， 或者， 其包括上述的转筒涡旋机以及与所述转筒涡旋 机的出口流体连通的 物料运输系统。

本发明还涉及一种转筒涡旋机构， 包括： 涡旋蜗杆， 所述涡旋蜗杆具 有芯轴和固定设置在芯轴的外表面上的涡旋叶 轮； 以及圆筒壳体， 所述圆 筒壳体围绕涡旋蜗杆设置并且具有沿芯轴的轴 向方向的第一端和第二端， 其中： 涡旋叶轮的末端边缘与所述圆筒壳体的内壁固 定地接合以在所述内 壁、 所述芯轴的外表面以及涡旋叶轮之间形成螺旋 输送空间； 以及在从所 述第一端到所述第二端的方向上， 所述螺旋输送空间的输送空间的体积逐 渐变小。

有利地， 在以圆筒壳体的第一端朝下而圆筒壳体的第二 端朝上的方式 竖直放置转筒涡旋机构的情况下， 涡旋叶轮垂直于所述轴向方向的端面截 面包括：

向下凹的第一上弧线， 所述第一上弧线始于涡旋叶轮的末端， 止于芯 轴的外表面上的第一上点；

第一下弧线， 所述第一下弧线始于涡旋叶轮的末端， 止于芯轴的外表 面上的第一下点， 在所述轴向方向上所述第一下点在所述第一上 点的下方， 其中所述第一下弧线包括： 第一段涡旋泵弧线， 始于涡旋叶轮的末端并且 曲率中心在第一下弧线的上方； 与第一段涡旋泵弧线平滑相接的第二段涡 旋泵弧线， 止于所述第一下点， 且第二段涡旋泵弧线的曲率中心在第一下 弧线的下方。

在上述转筒涡旋机构中，可以通过减小涡旋叶 轮的螺距和 /或通过在从 第一端到第二端的方向上逐渐增加芯轴的直径 实现螺旋输送空间的输送 空间体积的逐渐变小； 或者在维持芯轴的直径不变的情况下， 可以通过在 从第一端到第二端的方向上逐渐减小涡旋叶轮 的径向尺寸实现螺旋输送 空间的输送空间体积的逐渐变小。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述， 本发明的其它目的和优点 将显而易见， 并可帮助对本发明有全面的理解。 附图说明

图 1是根据本发明的一个实施例的转筒涡旋机的� �构示意图， 其中， 转筒涡旋机转筒涡旋机上附加了清扫泵和集料 器， 而且没有示出用于驱动 转筒涡旋机的第一圆筒壳体旋转的第一驱动装 置；

图 2是图 1中的转筒涡旋机的局部放大示意图，其中示� �性地示出了根 据本发明一个实施例的第一芯轴上的通气孔， 以及形成在第一圆筒壳体与 第二圆筒壳体之间的抽气通道；

图 3示意性示出了根据本发明一个实施例的涡旋� �轮， 其中图 3a示出 了涡旋叶轮的立体图， 而图 3b示出了涡旋叶轮的沿平行于第一芯轴的纵向 轴线的端面截面；

图 4a示意性地示出了涡旋叶轮的取料口； 图 4b示意性地示出了用于开 闭该取料口的阀门；

图 5示意性地示出了清扫泵的结构、 集料器的部分结构、 以及清扫泵 与第二圆筒壳体之间的连接， 集料器与清扫泵之间的连接；

图 6示意性地示出了第二固定装置和第二驱动装� �；

图 7示意性地示出了卸船设备的组成；

图 8示意性地示出了根据本发明的一个实施例的� �筒涡旋机构； 图 9示意性地示出了根据本发明的另一个实施例� �转筒涡旋机构。 具体实施方式

下面通过实施例， 并结合附图， 对本发明的技术方案作进一歩具体的 说明。 在说明书中， 相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件 。 下述 参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发 明的总体发明构思进行解 释， 而不应当理解为对本发明的一种限制。 下面参照图 1描述转筒涡旋机 1。 虽然在图 1中转筒涡旋机 1竖直放 置， 但是实际上该转筒涡旋机 1 也可以在除了竖直方位之外的方位工作。 需要指出的是，在图 1中，转筒涡旋机 1上附加了清扫泵 2 (后面将描述） 和集料器 3 (后面将描述），而且并没有示出用于驱动转� �涡旋机的第一圆 筒壳体 4旋转的第一驱动装置 （尽管没有示出， 但是需要指出的是， 第一 驱动装置的结构与下面提及的第二驱动装置结 构基本相同， 不过是驱动对 象不同）。

如图 1、 2中所示， 转筒涡旋机 1包括： 第一涡旋蜗杆 5， 具有第一芯轴 6和固定设置在第一芯轴 6上的第一涡旋叶轮 7， 第一涡旋蜗杆 5包括第一蜗 杆段和第二蜗杆段， 第一涡旋叶轮 7的取料口 8位于在第二蜗杆段上； 第一 圆筒壳体 4， 围绕第一蜗杆段设置； 第二圆筒壳体 10， 第二圆筒壳体 10围 绕第一圆筒壳体 4的外侧设置在第一圆筒壳体 4的靠近转筒涡旋机 1的入口 侧的一端， 第二圆筒壳体 10延伸超出第一圆筒壳体 4的部分围绕第二蜗杆 段； 第一固定装置， 所述第一固定装置可旋转地保持第一圆筒壳体 4 (尽 管没有示出， 但是需要指出的是， 第一固定装置的结构与下面提及的第二 固定装置结构基本相同， 不过是固定对象不同）； 第二固定装置 9， 第二固 定装置 9可旋转地保持第二圆筒壳体 10; 所述第一驱动装置， 驱动所述第 一圆筒壳体旋转 （尽管没有示出， 但是需要指出的是， 第一驱动装置的结 构与下面提及的第二驱动装置结构基本相同， 不过是驱动对象不同）； 以 及第二驱动装置 11， 第二驱动装置 11驱动第二圆筒壳体 10相对于第一圆筒 壳体 4反向旋转， 其中： 如图 1-2中所示， 第一蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7 的末端边缘与第一圆筒壳体 4的内壁固定地接合以在所述内壁、第一芯轴 6 的外表面以及第一涡旋叶轮 7之间形成第一螺旋输送空间 12 ; 如图 1所示， 第二圆筒壳体 10的内壁与第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7的末端间隔开； 且第一圆筒壳体 4在由第一驱动装置驱动旋转的同时， 带动第一涡旋蜗杆 5 同歩旋转。

在本发明中，驱动装置均不与物料直接接触， 从而改善了其工作环境; 另外， 因为第一涡旋蜗杆 5上的第一涡旋叶轮 7的末端与第一圆筒壳体 4固 定连接在一起， 所以， 在转筒涡旋机 1的第一蜗杆段所在的部分中， 物料 基本上在密闭的腔体内运动， 这使得物料的机械能转化为势能和动压能的 效率大大提高。

如图 2中所示， 第一芯轴 6的中心形成沿其纵向轴线延伸的中空结构 61， 中空结构 61在转筒涡旋机入口的一侧封闭， 中空结构 61中形成真空； 且第 一芯轴 6上还设置有多个通气孔 62， 每一个通气孔 62都流体连通中空结构 61与第一螺旋输送空间 12或第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7所形成的螺旋 通道 13， 且通气孔 62在第一螺旋输送空间 12处的开口沿第一螺旋输送空间 12螺旋排布和 /或通气孔 62在螺旋通道 13处的开口沿螺旋通道 13螺旋排布。 这里的中空结构 61中形成真空表示该中空结构 61与真空源流体相通。有利 地， 在第一螺旋输送空间 12处的开口和 /或螺旋通道处的开口上设置有第 一过滤装置 （未示出）， 例如耐磨线材做成的滤网。 第一过滤装置允许气 体而尽量不允许运送的物料通过通气孔 62进入到中空结构 61内。

图 3示意性示出了根据本发明一个实施例的涡旋� �轮 7， 其中图 3a示出 了涡旋叶轮的立体图， 而图 3b示出了涡旋叶轮的沿平行于第一芯轴的纵向 轴线的端面截面。 如图 3中所示， 在第一涡旋蜗杆 5竖直放置的情况下， 第 一涡旋叶轮 7沿平行于第一芯轴的纵向轴线的端面截面包� �： 向下凹的第 一上弧线 BD， 第一上弧线 BD始于第一涡旋叶轮 7的末端 B， 止于第一芯轴 6 的外表面上的第一上点 D; 第一下弧线 BE , 第一下弧线 BE始于第一涡旋叶 轮的末端 B, 止于第一芯轴 6的外表面上的第一下点 E, 在第一芯轴 6的纵向 方向上第一下点 E在第一上点 D的下方， 其中第一下弧线 BE包括： 第一段转 筒涡旋机弧线 BF， 始于第一涡旋叶轮的末端 B并且曲率中心在第一下弧线 BE的上方； 与第一段转筒涡旋机弧线 BF平滑相接 （在 F点处或在 F点附近） 的第二段转筒涡旋机弧线 FE， 止于所述第一下点 E， 且第二段转筒涡旋机 弧线 FE的曲率中心在第一下弧线 BE的下方。

尽管没有示出， 但是， 至少一段第一螺旋输送空间 12的输送空间体积 在物料的前进方向上逐渐变小。可以通过减小 第一涡旋叶轮 7的螺距和 /或 通过在泵送流体的流动方向上逐渐增加第一芯 轴的直径实现至少一段第 一螺旋输送空间 12的输送空间体积逐渐变小。也可以通过设计� ��一涡旋叶 轮 7的叶片的厚度和 /或叶片的径向尺寸 （例如， 径向尺寸较小而第一芯轴 6的直径逐渐变大） 实现至少一段第一螺旋输送空间 12的输送空间体积逐 渐变小， 体积压缩比可以为 0. 7-0. 9， 这取决于物料的粒径分布、 密度、 压力和流量。

如图 2中所示， 第一圆筒壳体 4靠近第二蜗杆段的部分的外壁与相对的 第二圆筒壳体 10的内壁之间构成抽气通道 15， 抽气通道 15与外界的抽真空 机构 （未示出） 流体连通， 且抽气通道 15内设置有第二过滤装置 16， 抽气 通道 15通过第二过滤装置与第二蜗杆段上的第一涡� ��叶轮 7所形成的螺旋 通道相通。 进一歩地， 在抽气通道 15内且在自第二蜗杆段到第一蜗杆段的 方向上在第二过滤装置 16之后， 第一圆筒壳体 4的外壁还可以设置有第一 抽气涡旋叶轮 17， 相应地， 第二圆筒壳体 10的内壁设置有第二抽气涡旋叶 轮 18， 第一抽气涡旋叶轮 17和第二抽气涡旋叶轮 18彼此咬合布置以形成供 气体通过的弯曲通道。

虽然没有专门示出， 但是， 抽气通道 15可以通过围绕第二圆筒壳体 10 设置的一个密封空间与外界的抽真空机构流体 连通。 有利地， 抽气通道 15 与所述密封空间之间设置有关断装置 19， 所述关断装置 19控制抽气通道 15 与密封空间之间的流体连通。 例如， 关断装置 19包括孔板 191和盖板 192， 孔板 191可以直接形成在第二圆筒壳体 10上， 通过将盖板 192覆盖在孔板 191上可以关闭该抽气通道 15与外界的抽真空机构或密封空间之间的流体 连通， 孔板 191与盖板 192之间也可以设置有滤网 193。 关断装置 19可以采 用其它的形式， 例如阀门。

如图 1中所示， 第二蜗杆段延伸出第一圆筒壳体 4至少两个螺旋螺距的 距离； 且第二圆筒壳体 10的内壁设置有内涡旋叶轮 40， 内涡旋叶轮 40沿第 二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7形成的螺旋通道螺旋延伸、 并且朝向螺旋通 道突出。

有利地， 第二圆筒壳体 10的转速大于第一圆筒壳体 4的转速。

还需要专门指出的是， 尽管在附图中示出了涡旋蜗杆仅仅设置了一个 取料口 8， 但是， 也可以设置例如 2-3个取料口， 相应地， 也设置并列延伸 的 2-3个第一涡旋叶轮。

下面示例性地描述根据本发明的一个具体实施 例的竖直转筒涡旋机 1 的工作过程。

将转筒涡旋机 1的喂料头或取料口 8埋入物料中， 第一驱动装置带动第 一涡旋蜗杆 5转动从而带动取料口 8转动， 同时， 第二驱动装置带动第二圆 筒壳体 10在相反方向上转动， 这样， 取料口 8将物料强制送到转筒涡旋机 1 的第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7所形成的螺旋通道 13中。 此时， 基于物 料的多少， 抽气通道 15处于关闭密封状态 （物料充足） 或打开状态 （物料 不充足， 易于混入空气）； 同时， 在转筒涡旋机 1中的中空结构 61与真空源 相通， 例如， 通过动静转化引导气道与引风除尘器的入口通 道连接。 当物 料到达转筒涡旋机 1下方时， 物料在此进行第一次气固分离， 物料沿第一 涡旋叶轮 7向上运动， 而且， 由于负压， 通过第一过滤装置， 例如透气板， 物料中的气体被抽到中空结构 61内， 这提高了第一涡旋叶轮之间的填充率。 当物料被第一涡旋叶轮推动到达第一涡旋叶轮 与第一圆筒壳体 4的连接部 位时， 物料填充率达到最高。 在第一涡旋蜗杆 5持续转动的情况下， 物料 沿第一涡旋叶轮 7与第一圆筒壳体 4之间的通道， 即第一螺旋输送空间 12向 上提升。 最后， 物料可以从转筒涡旋机 1的出口排出。 从转筒涡旋机 1的出 口排出的物料可以进入其它的输送设备（例如 其它的转筒涡旋机或管道）。

需要说明的是， 因为存在内涡旋叶轮 40， 沿第二蜗杆段上的第一螺旋 叶片涡旋叶轮形成的螺旋通道运动的物料被内 涡旋叶轮 40打散、 下压， 这 有助于物料中气体的分离和物料在该螺旋通道 中的输送。在吸入物料时容 易混入气体的情况下， 抽吸通道 15的使用还有助于将分离的气体抽出。

下面参照附图 1-5描述根据本发明的一个实施例的散料抽吸系 统， 其 包括：

转筒涡旋机 1， 包括：

第一涡旋蜗杆 5， 具有第一芯轴 6和固定设置在第一芯轴 6上 的第一涡旋叶轮 7，第一涡旋蜗杆 5包括第一蜗杆段和第二蜗杆段， 第一涡旋叶轮 7的取料口 8位于在第二蜗杆段上；

第一圆筒壳体 4， 围绕第一蜗杆段设置；

第二圆筒壳体 10， 第二圆筒壳体 10围绕第一圆筒壳体 4的外 侧设置在第一圆筒壳体 4的靠近转筒涡旋机 1的入口侧的一端， 第 二圆筒壳体 10延伸超出第一圆筒壳体 4的部分围绕第二蜗杆段； 第一固定装置，所述第一固定装置可旋转地保 持第一圆筒壳 体 4;

第二固定装置 9，第二固定装置 9可旋转地保持第二圆筒壳体 10；

第一驱动装置， 驱动第一圆筒壳体 4旋转； 以及

第二驱动装置 11，第二驱动装置 11驱动第二圆筒壳体 10相对 于第一圆筒壳体 4反向旋转， 其中： 第一蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7的末端边缘与第一圆筒壳体 9的内壁固定地接合以在所述内壁、 第一芯轴 6的外表面以及第一涡旋叶轮 7之间形成第一螺旋输送空 间 12;第二圆筒壳体 10的内壁与第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7的 末端间隔开； 且第一圆筒壳体 4在由第一驱动装置驱动旋转的同时， 带动第一涡旋蜗杆 5同歩旋转；

可拆卸地安装在转筒涡旋机 1的入口侧的清扫泵 2，

清扫泵 2包括：

第二涡旋蜗杆 25，具有第二芯轴 26和固定设置在第二芯轴 26 上的第二涡旋叶轮 27;

清扫泵圆筒壳体 21，清扫泵圆筒壳体 21围绕第二涡旋蜗杆 25 设置并且可拆卸地固定安装在第二圆筒壳体 10的靠近转筒涡旋机 1的入口侧的一端，

其中：

清扫泵圆筒壳体 21的内壁与第二涡旋叶轮 27的末端边缘固 定地接合以在清扫泵圆筒壳体 21的内壁、 第二芯轴 26的外表面以 及第二涡旋叶轮 27之间形成第二螺旋输送空间 22 ;

第二驱动装置 11驱动第二圆筒壳体 10旋转以带动清扫泵圆 筒壳体 21从而带动第二涡旋蜗杆 25同歩旋转；

清扫泵 2的出口与转筒涡旋机 1的入口相通，

以及

可移除地安装的集料器 3， 集料器 3包括：

第三圆筒壳体 31，与第二圆筒壳体 10间隔开地围绕第二圆筒 壳体 10设置；

连接在第三圆筒壳体 31集料端的旋转集料滚刷 32，旋转集料 滚刷 32围绕清扫泵 2入口设置； 第三驱动装置 33，第三驱动装置 33驱动第三圆筒壳体 31旋转 以带动旋转集料滚刷 32同歩旋转。

可选地， 第二螺旋输送空间 22的输送空间体积在物料从清扫泵 2的入 口到清扫泵 2的出口的前进方向上逐渐变小。 可以通过减小第二涡旋叶轮 27的螺距实现第二螺旋输送空间 22的输送空间体积逐渐变小， 也可以通过 设计第二涡旋叶轮 27的叶片的厚度和 /或叶片的径向尺寸 （例如， 径向尺 寸较小而第二芯轴 26的直径逐渐变大）实现第二螺旋输送空间 22的输送空 间体积逐渐变小。

可选地， 如图 1、 2中所示， 第一圆筒壳体 4靠近第二蜗杆段的部分的 外壁与相对的第二圆筒壳体 10的内壁之间构成抽气通道 15， 抽气通道 15与 外界的抽真空机构 （未示出） 流体连通， 且抽气通道 15内设置有第二过滤 装置 16， 抽气通道 15通过第二过滤装置与第二蜗杆段上的第一涡� ��叶轮 7 所形成的螺旋通道相通。 进一歩地， 在抽气通道 15内且在自第二蜗杆段到 第一蜗杆段的方向上在第二过滤装置 16之后， 第一圆筒壳体 4的外壁还可 以设置有第一抽气涡旋叶轮 17， 相应地， 第二圆筒壳体 10的内壁设置有第 二抽气涡旋叶轮 18， 第一抽气涡旋叶轮 17和第二抽气涡旋叶轮 18彼此咬合 布置以形成供气体通过的弯曲通道。抽气通道 15可以通过通过在第二圆筒 壳体 10与第三圆筒壳体 31之间形成的一个密封空间 34与外界的抽真空机 构流体连通。 有利地， 抽气通道 15与密封空间 34之间设置有关断装置， 所 述关断装置控制抽气通道 15与密封空间 34之间的流体连通。

第一涡旋叶轮 5的取料口 8设置有阀门 51， 用于开闭取料口 8。 如图 4b 中所示， 该阀门 51包括密封护板 52 ; 固定在取料口 8上的滑轨 53， 密封护 板 52在滑轨 53上滑移以开闭取料口 8 ; 以及紧固螺钉 54， 其用于固定密封 护板 52相对于滑轨 53的位置。 密封护板 52具有与取料口 8的形状相配合的 形状。 需要注意的是， 附图 4a、 4b仅仅是示意性的， 滑轨 53可以是其他的 形式， 例如滑轨并没有形成为一体， 甚至还可以是邻近取料口 8设置 （只 要在滑轨 53上移动的密封护板 52可以闭合取料口 8即可）； 另外， 紧固螺钉 54可以由其它的紧固元件替代， 只要能将密封护板 52相对于滑轨 53固定即 可。 这里的滑轨 53也可以仅仅是用于固定密封护板 52的装置。

如图 1中所示， 散料抽吸系统还包括： 底板 60， 底板 60可拆卸地固定 在第二圆筒壳体 10在转筒涡旋机 1的入口侧的一端， 其中， 在清扫泵 2以及 集料器 3从转筒涡旋机 1上拆卸下来时， 底板 60固定在并覆盖第二圆筒壳体 10的所述一端以关闭转筒涡旋机 1的入口， 在清扫泵 2以及集料器 3设置在 转筒涡旋机 1的入口侧时， 底板 60从第二圆筒壳体 10的所述一端拆除。 底 板 60可以通过转筒涡旋机 1的入口侧的法兰 70利用螺钉固定在入口侧， 不 过， 上述固定方式仅仅是示意性的， 例如， 底板 60也可以采用滑轨的方式 予以固定。

第二涡旋叶轮 27具有与第一涡旋叶轮 7类似的结构。 如图 5中所示， 在 第二涡旋蜗杆 25竖直放置的情况下， 第二涡旋叶轮 27沿平行于第二芯轴 26 的纵向轴线的端面截面包括： 向下凹的第二上弧线 B' D' ， 第二上弧线 B' D' 始于第二涡旋叶轮 27的末端 B' ， 止于第二芯轴 26的外表面上的第 二上点 D' ； 第二下弧线 B ' E' ， 第二下弧线 B' E' 始于第二涡旋叶轮 27 的末端 B' ， 止于第二芯轴 26的外表面上的第二下点 D' ， 在第二芯轴 26的 竖直方向上第二下点 E' 在第二上点 D ' 的下方， 其中第二下弧线 B' E ' 包 括： 第一段清扫泵弧线 B' F， ， 始于第二涡旋叶轮的末端 B' 并且曲率中 心在第二下弧线 B ' E' 的上方； 与第一段清扫泵弧线 B' F， 平滑相接的第 二段清扫泵弧线 F' E ' ， 止于第二下点 E' ， 且第二段清扫泵弧线 F' E' 的曲率中心在第二下弧线 B' E ' 的下方。

如图 1中所示， 第二圆筒壳体 10靠近吸入侧的一端形成朝向清扫泵 2直 径逐渐变大的锥台形， 且第三圆筒壳体 31的内径大于第二圆筒壳体 10的内 径。

散料抽吸系统中的转筒涡旋机 1的结构不限于在关于散料抽吸系统的 描述中所提及的， 其也可以具有本发明说明书中提及的其它结构 。

下面示例性地描述根据本发明的一个具体实施 例的散料抽吸系统的 工作过程。

在物料足够多 （例如满仓） 的情况下：

首先， 取下散料抽吸系统中的清扫泵 2和集料器 3， 将底板 60固定在并 覆盖第二圆筒壳体 10的一端以关闭转筒涡旋机 1的入口， 利用关断装置关 闭抽气通道 15， 以及打开阀门 51以露出取料口 8。

然后， 将转筒涡旋机 1的喂料头或取料口 8埋入物料中， 第一驱动装置 带动第一涡旋蜗杆 5转动从而带动取料口 8转动， 同时， 第二驱动装置带动 第二圆筒壳体 10在相反方向上转动， 这样， 取料口 8将物料强制送到转筒 涡旋机 1的第二蜗杆段上的第一涡旋叶轮 7所形成的螺旋通道 13中。 此时， 在转筒涡旋机 1中的中空结构 61与真空源相通， 例如， 通过动静转化引导 气道与引风除尘器的入口通道连接。 当物料到达转筒涡旋机 1下方时， 物 料在此进行第一次气固分离， 物料沿第一涡旋叶轮 7向上运动， 而且， 由 于负压， 通过第一过滤装置， 例如透气板， 物料中的气体被抽到中空结构 61内， 这提高了第一涡旋叶轮之间的填充率。 当物料被第一涡旋叶轮推动 到达第一涡旋叶轮与第一圆筒壳体 4的连接部位时， 物料填充率达到最高。 在第一涡旋蜗杆 5持续转动的情况下， 物料沿第一涡旋叶轮 7与第一圆筒壳 体 4之间的通道， 即第一螺旋输送空间 12向上提升。 最后， 物料可以从转 筒涡旋机 1的出口排出。从转筒涡旋机 1的出口排出的物料可以进入其它的 输送设备 （例如其它的转筒涡旋机或管道。 持续上述操作， 直到物料较少 (例如需要进行现有技术中的清底作业）。

需要说明的是， 因为存在内涡旋叶轮 40， 沿第二蜗杆段上的第一螺旋 叶片涡旋叶轮形成的螺旋通道运动的物料被内 涡旋叶轮 40打散、 下压， 这 有助于物料中气体的分离和物料在该螺旋通道 中的输送。

在物料较少的情况下：

先停止转筒涡旋机 1并将转筒涡旋机 1从物料中取出， 然后， 安装上清 扫泵 2以及集料器 3， 将底板 60从转筒涡旋机 1的入口拆除， 开通抽气通道 15， 以及移动阀门 51以关闭取料口 8。

之后， 低速旋转的集料器 3例如通过橡胶集料条将物料集中到清扫泵 2 的入口。 然后， 物料被吸入到高速旋转的清扫泵 2， 从清扫泵 2出来的物料 直接输送到了转筒涡旋机 1的入口。进入到转筒涡旋机 1入口的物料中含有 空气，不过，物料经过内涡旋叶轮 40打散、下压，气体容易从物料中分离， 而抽吸通道 15的使用还有助于将分离的气体抽出。之后的� ��作与在物料足 够多 （例如满仓） 的情况相同。

下面以第二固定装置 9、 第二驱动装置 11为例描述第一、 第二和第三 固定装置以及第一、 第二、 第三驱动装置。 如图 6中所示， 第二固定装置 9 包括上轴承 91和下轴承 92， 其中， 上轴承 91设置在传动圆筒壳体 93上， 下 轴承 92固定在第二圆筒壳体 10上， 第二圆筒壳体 10与传动圆筒壳体 93刚性 连接， 明显地， 这里的上轴承 91与下轴承 92还与外部的框架 94刚性连接。 第二驱动装置 11包括驱动马达 95， 设置在驱动马达 95的输出轴上的驱动齿 轮 96，以及设置在传动圆筒壳体 93上的传动齿轮 97。当驱动马达 95转动时， 驱动齿轮 96带动传动齿轮 97转动， 而传动齿轮 97带动由上轴承 91和下轴承 92保持的第二圆筒壳体 10转动。 如图 6中所示， 下轴承 92靠近物料的一侧 还可以设置密封环 98。 需要注意的是， 上述固定装置和驱动装置仅仅是示 例性的， 本领域普通技术人员还可以做出很多改变。 例如， 固定装置除了 使用轴承之外， 还可以使用沿圆筒壳体设置的滚轮， 圆筒壳体的外表面直 接由滚轮支撑； 可以省略传动圆筒壳体， 轴承可以直接设置在第二圆筒壳 体 10上， 且传动齿轮也直接设置在第二圆筒壳体 10上； 传动齿轮与第二圆 筒壳体或传动圆筒壳体之间的连接可以采用如 图 7中所示螺栓连接的方式， 也可以采用悍接的方式。 对第二固定装置 9、 第二驱动装置 11的上述描述 也可以应用到第一、第二和第三固定装置以及 第一、第二、第三驱动装置。

图 5示意性地示出了清扫泵 2的结构、 集料器 3的部分结构、 以及清扫 泵 2与第二圆筒壳体 10之间的连接，集料器 3与清扫泵 2之间的连接。另外， 在清扫泵 2的入口与集料器 3的入口之间设置有密封环 35， 以及在清扫泵圆 筒壳体 21与集料器 3的第三圆筒壳体 31之间设置有密封环 36。

本发明还涉及一种卸船设备， 其包括上述的转筒涡旋机 1 ; 以及与转 筒涡旋机 1的出口流体连通的物料运输系统。

本发明也涉及一种卸船设备， 其包括上述的散料抽吸系统； 以及与散 料抽吸系统中的转筒涡旋机 1的出口流体连通的物料运输系统。

图 7示意性地示出了卸船设备的组成。 除了图 6中的竖直转筒涡旋机或 散料抽吸系统之外， 还包括： 横向转筒涡旋机 101， 其具有与竖直转筒涡 旋机相同的结构， 只是放置位置不同， 当然， 图 7中的横向转筒涡旋机 101 也可以由其它的输送管道替代； 旋转接头 102， 其实现竖直转筒涡旋机与 横向转筒涡旋机之间的连通和相对旋转； 液压驱动臂 103， 其用于实现竖 直转筒涡旋机、 横向转筒涡旋机等的俯仰和前后运动； 系统主支撑 104; 系统整体转动机构 105 ; 连接在系统整体转动机构 105与系统主支撑 104之 间的悬挂旋转机构 106; 系统出料机构 107; 出料机构支撑 108; 液压工作 站 109; 基座 110; 系统液压升降机构 111 ; 控制台 112; 配重 113。

本发明还涉及一种转筒涡旋机构 600 ( 700) , 包括： 涡旋蜗杆， 所述 涡旋蜗杆具有芯轴 601 ( 701 )和固定设置在芯轴的外表面上的涡旋叶轮 602 (702)； 以及圆筒壳体 604 (704)， 所述圆筒壳体围绕涡旋蜗杆设置并且 具有沿芯轴的轴向方向的第一端 611 (711 ) 和第二端 612 (712)， 其中： 涡旋叶轮的末端边缘与所述圆筒壳体的内壁固 定地接合以在所述内壁、所 述芯轴的外表面以及涡旋叶轮之间形成螺旋输 送空间 603 (703 )； 以及在 从所述第一端到所述第二端的方向上， 所述螺旋输送空间 603 ( 703 ) 的输 送空间的体积逐渐变小。

有利地， 在以圆筒壳体的第一端朝下而圆筒壳体的第二 端朝上的方式 竖直放置转筒涡旋机构的情况下， 涡旋叶轮垂直于所述轴向方向的端面截 面的形状与图 3中类似。

在上述转筒涡旋机构中，可以通过减小涡旋叶 轮的螺距和 /或通过在从 第一端到第二端的方向上逐渐增加芯轴的直径 实现螺旋输送空间的输送 空间体积的逐渐变小， 如图 8中所示； 或者在维持芯轴的直径不变的情况 下， 可以通过在从第一端到第二端的方向上逐渐减 小涡旋叶轮的径向尺寸 实现螺旋输送空间的输送空间体积的逐渐变小 ， 如图 9中所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于 本领域的普通技术人员 而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况 下可以对这些实施例 进行变化， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定 。