專利名稱：潛孔自動鉆進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種礦山機(jī)械，尤其是鉆孔用的礦山鉆進(jìn)裝置。
背景技術(shù)：
為了安全生產(chǎn)，煤礦通常采用瓦斯抽放，煤層注水等技術(shù)措施，需要鉆大量的孔。我國目前使用的鉆機(jī)大都是液壓坑道鉆機(jī)，需要一個比較大的鉆場進(jìn)行孔外穩(wěn)定工作，受到巷道條件、角度、方位等客觀條件限制。美國大陸石油鉆進(jìn)公司研制的中約翰鉆機(jī)功率大、扭矩大、體積也大，可沿煤層打長孔，可用于抽放瓦斯。西德研制的自動化鉆機(jī)，用壓縮空氣作為動力，可遠(yuǎn)距離操作，用來防止地壓沖擊和瓦斯突出。日本煤礦廣泛使用P系列鉆機(jī)，以壓縮空氣為動力進(jìn)行干式鉆孔，使用效果良好，但是，上述鉆機(jī)均屬孔外鉆機(jī)，比較大而笨重，搬運(yùn)困難，耗工費(fèi)時，而且易受客觀條件限制，在井下某些工作面不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種潛孔自動鉆進(jìn)器，做到體積小，孔內(nèi)自動穩(wěn)定，不受場地條件限制，使用范圍廣。
技術(shù)方案是保留現(xiàn)有以壓縮空氣為動力的干式鉆機(jī)的旋沖部，增加由A、B、C三個氣缸、換向閥、進(jìn)氣管、回流管組成的支撐部。旋沖部用于鉆進(jìn)，先沖后轉(zhuǎn)；支撐部潛入孔內(nèi)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，用于進(jìn)、退和起到支撐作用。
將外側(cè)槽孔內(nèi)鉸接有鱗片的鱗片槽體、導(dǎo)管固定板、尾接頭用螺絲固定在軸芯上組成B缸缸體，B缸活塞套在軸芯上且與其缸殼固連。A缸缸蓋、軸芯、缸殼固聯(lián)為一體，位于缸殼內(nèi)的A缸活塞套筒尾端與B缸鱗片槽體前端固連。C缸的鉸有鱗片的鱗片槽體與其軸芯及旋沖部固連，C缸活塞與其缸殼固連。換氣閥閥體及過渡管將A缸、C缸軸芯聯(lián)為一體，換氣閥芯穿套在過渡管上且與進(jìn)氣管、回流管固連。A、B、C三缸的軸芯內(nèi)孔內(nèi)套有進(jìn)氣管、回流管、進(jìn)氣導(dǎo)管、回流導(dǎo)管、進(jìn)氣導(dǎo)管、回流導(dǎo)管固聯(lián)在導(dǎo)管固定板上。
如果同時給B缸后氣室、A缸前氣室、C缸前氣室沖氣，那么B氣缸活塞推動鱗片展開撐住孔壁，C缸活塞使鱗片收縮，由于A缸活塞與B缸缸體相連，A缸活塞靜止不動，進(jìn)入A缸前氣室的壓縮空氣迫使A缸軸芯相對活塞產(chǎn)生運(yùn)動，即往前移動，同時推動換向閥、C缸、旋沖部往前移動。由于進(jìn)氣導(dǎo)管、回流導(dǎo)管不動，當(dāng)換向閥運(yùn)動到進(jìn)氣導(dǎo)管氣孔對準(zhǔn)換氣閥后氣室時，換向閥動作，壓縮空氣將改變方向，同時進(jìn)入B缸前氣室、A缸前氣室、C缸后氣室。這時B缸鱗片收縮，C缸鱗片展開撐住孔壁，進(jìn)入A缸后氣室的壓縮空氣迫使A缸活塞前移，A缸活塞帶動整個B氣缸前移，從而實(shí)現(xiàn)全機(jī)向前鉆進(jìn)。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有下列特點(diǎn)1、體積小、輕便、一個人可以搬動。
2、使用動力單一，只需壓縮空氣，操作簡單，安全可告。
3、不需要鉆架、鉆場，不受巷道條件限制，不受角度、方位影響，適應(yīng)范圍廣，井下機(jī)巷、回風(fēng)巷、上山道、下山道均可使用。


圖1是潛孔自動鉆進(jìn)器主視圖圖2是潛孔自動鉆進(jìn)器C-A缸段主視剖面圖圖3是潛孔自動鉆進(jìn)器A-B缸段主視剖面圖圖4是潛孔自動鉆進(jìn)器C-A缸段俯視剖面圖圖5是潛孔自動鉆進(jìn)器A-B缸段俯視剖面圖具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型包括有帶鉆頭的旋沖部5，不同之處是支撐部由氣缸A、B、C和換氣閥D組成，A、B、C三個氣缸的軸蕊21、11、31兩個橫向內(nèi)孔內(nèi)分別套有進(jìn)氣管8、回流管9、軸蕊21、31兩個豎向內(nèi)孔內(nèi)分別套有進(jìn)氣導(dǎo)管6、回流導(dǎo)管7、軸態(tài)11兩個豎向內(nèi)孔內(nèi)分別套有后進(jìn)氣管6′、后回流管7′，尾接頭12、鱗片槽體14分別與軸芯11固連，B缸活塞15穿套在軸芯11上且與缸殼16固連，連動板17穿套在軸芯11上，其上固接后進(jìn)氣管6′、后回流管7′，穿越連動板17的進(jìn)氣管8、回流管9的外徑前大、后小，進(jìn)氣管8、回流管9后端分別有凸臺81、91，鱗片槽體14槽孔內(nèi)鉸接有鱗片18，位于鱗片槽體14槽孔內(nèi)的滑塊19與缸殼16固連，導(dǎo)管固定板19與鱗片槽體14前端、A缸活塞套筒22尾端固聯(lián)為一體，缸蓋23與軸芯21后端固連，軸芯21前端與換向閥殼體41后端、缸殼24固聯(lián)為一體，軸芯31后端與換向閥殼體41前端固聯(lián)為一體，軸芯21與31之間用分別套在進(jìn)氣導(dǎo)管6、回流導(dǎo)管7上的過渡管42連接，換氣閥閥芯43穿套在過渡管42上且與進(jìn)氣管8、回流管9固連，鱗片槽體34與軸芯31固連，鱗片槽體34槽孔內(nèi)鉸接有鱗片35，位于鱗片槽體34槽孔內(nèi)的滑塊36與缸殼32固連，C缸活塞33穿套在軸芯31上且與缸殼32固連，軸芯31、鱗片槽體34均于旋沖部5對接，旋沖部5的進(jìn)氣管端部有三通，進(jìn)氣管8、回流管9分別通過逆止閥連接旋沖部5的進(jìn)氣管三通，軸芯11上開有與B缸前后氣室相通的B2、B4、B1、B3四個氣孔。后進(jìn)氣管6′上相應(yīng)有位置錯開的B2′、B1′氣孔。后回流管7′上相應(yīng)有位置錯開的B4′、B1′氣孔，軸芯31上開有與C缸前、后氣室相通的C2、C4、C1、C3四個氣孔，進(jìn)氣管8上相應(yīng)有位置錯開的C2′、C1′氣孔，回流管9上相應(yīng)有C4′、C3′氣孔，軸芯21前端開有與換氣閥D后氣室相通的D1、D3氣孔，軸芯31后端開有與換氣閥D前氣室相通的D2、D4氣孔，進(jìn)氣導(dǎo)管6上相應(yīng)有位置錯開的D1′、D2′氣孔，回流導(dǎo)管7上相應(yīng)有位置錯開的D3′、D4′氣孔，缸蓋23和軸芯22后端上開有與A缸后氣室相通的A1、A3氣孔，軸芯22前部開有與A缸前氣室相通的A2、A4氣孔，進(jìn)氣管8上相應(yīng)有位置錯開的A1′、A2′氣孔，回流管9上相應(yīng)有位置錯開的A3′、A4′氣孔，在進(jìn)氣管8的A1′——A2′段內(nèi)和回流管9的A3′-A4′段內(nèi)分別裝有固定堵頭82、彈簧83、活動堵套84。進(jìn)氣管8和回流管9上分別有直徑小于2毫米的小孔各2個，小孔分別與A缸前、后氣室相通(圖上未畫出小孔)。
往前鉆進(jìn)的工作原理如下當(dāng)氣孔A2與A2′、C2與C2′、C3與C3′、B1與B1′、B4與B4′互相對準(zhǔn)，氣孔A1與A1′、A3與A3′、A4與A4′、C1與C1′、C4與C4′、B2與B2′、B3與B3′互相錯開時，高壓氣體同時進(jìn)入A、C缸前氣室和B缸后氣室，A缸后氣室氣體則通過小孔進(jìn)入回流管9。這時，氣體推動B缸活塞15并帶動缸殼16、滑塊13前移，推動鱗片18展開撐住孔壁；氣體同時推動C缸活塞33并帶動缸殼32、滑塊36后移，使鱗片34縮進(jìn)鱗片槽體34槽孔內(nèi)；由于A缸活塞套筒22與B缸鱗片槽體14固連而停止不動，因此進(jìn)入A缸前氣室的高壓氣體只能推動A缸軸芯21、缸蓋23前移，從而推動換向閥D、C缸及旋沖部5前進(jìn)。
在軸芯21、31前進(jìn)過程中，進(jìn)氣導(dǎo)管6、回流導(dǎo)管7因與B缸導(dǎo)管固定板19連接而停止不動。當(dāng)A缸活塞套筒相對后退到靠近A1、A3氣孔，即軸芯21、31前進(jìn)到氣孔D1與D2′、D4與D4′對準(zhǔn)時，高壓氣體進(jìn)入換氣閥D后氣室，推動閥芯43前移，閥芯43帶動進(jìn)氣管8、回流管9前移，使氣孔C1與C1′、C4與C4′、A1與A1′互相對準(zhǔn)，氣孔C2與C2′、C3與C3′、A2與A2′、A3與A3′、A4與A4′互相錯開；與之同時，前移的進(jìn)氣管8凸臺81和回流管9凸臺91共同推動連動板17前移，使氣孔B2與B2′、B3與B3′互相對準(zhǔn)、氣孔B1與B1′、B4與B4′互相錯開，高壓氣體同時進(jìn)入C缸、A缸后氣室和B缸前氣室，這時C缸活塞33前移使鱗片35展開撐住孔壁，B缸活塞15后移使鱗片18收縮，A缸活塞套筒22前移，并帶動整個B缸及進(jìn)氣導(dǎo)管6、回流導(dǎo)管7共同前進(jìn)。
當(dāng)A缸活塞套筒22前進(jìn)到靠近A2、A4氣孔時，氣孔D2與D1′、D3與D3′對準(zhǔn)，高壓氣體進(jìn)入換氣閥D前氣室，推動閥芯43后移，從而帶動進(jìn)氣管8、回流管9后移，再一次實(shí)現(xiàn)氣孔A2與A2′、C2與C2′、C3與C3′、B1與B1′、B4與B4′互相對準(zhǔn)，氣孔A1與A1′、A3與A3′、A4與A4′、C1與C1′、C4與C4′、B2與B2′、B3與B3′互相錯開狀態(tài)，與此循環(huán)往復(fù)，推動旋沖部5不斷鉆進(jìn)。
值得解釋的是，在氣孔A2與A2′對準(zhǔn)時，高壓氣體推動該處的活動堵套84位移，因而氣體能進(jìn)入氣室，才是真正的互相對準(zhǔn)。此時，排氣管9內(nèi)的氣孔A4′雖然表面是對準(zhǔn)了軸芯21上的氣孔A4，但是該處的活動堵套84因沒有氣體壓力不動作，氣體不能進(jìn)入前氣室，因此我們在上文中說A4與A4′互相錯開。A1與A1′對準(zhǔn)A3與A3′錯開的情況與此類似，解釋相同。
往后退出的工作原理如下如果手工操縱位于孔外的變向閥門，使原來的進(jìn)氣管、進(jìn)氣導(dǎo)管變成回流管、回流導(dǎo)管，原來的回流管、回流導(dǎo)管變成進(jìn)氣管、進(jìn)氣導(dǎo)管。在這種情況下，當(dāng)氣孔A4與A4′、C2與C2′、C3與C3′、B1與B1′、B4與B4′互相對準(zhǔn)、A1與A1、A3與A3′、A2與A2′、C1與C1′、C4與C4′、B2與B2、B3與B3′互相錯開時，高壓氣壓同時進(jìn)入A、B缸前氣室和C缸后氣室，這時氣體推動C缸活塞33前移，鱗片35展開撐住孔壁；氣體同時推動B缸活塞15后移，整個鱗片18收縮；進(jìn)入A缸前氣室的高壓氣體推動活塞套筒22及B缸后移。當(dāng)活塞套筒22靠近氣孔A1、A3時，氣孔D1與D2′、D4與D4′互相對準(zhǔn)，換氣閥D換向，使氣體A3與A3′、C1與C1′、C4與C4′、B2與B2′、B3與B3′互相對準(zhǔn)，氣孔A1與A1′、A3與A3′、A4與A4′、C2與C2′、C3與C3′、B1與B1′、B4與B4′互相錯開時，高壓氣體同時進(jìn)入A、B缸后氣室和C缸前氣室，氣體推動C缸活塞33后移，鱗片35收縮；氣體同時推動B缸活塞15前移，鱗片18展開撐住孔壁，由于A缸活塞套筒與B缸一起停止不動，因此進(jìn)入A缸后氣室的高壓氣體推動A缸軸芯21及與之固連的換向閥D、C缸和旋沖部后移，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)后退。
最后需指出，由于進(jìn)氣管8和回流管9均分別通過逆止閥才與旋沖部的進(jìn)氣管端部三通相接，因此不管是前進(jìn)時進(jìn)氣管8進(jìn)氣，還是后退時回流管9改為進(jìn)氣管，均保證旋沖部進(jìn)氣管有高壓氣體噴出。
權(quán)利要求1.一種潛孔自動鉆進(jìn)器，包括有帶鉆頭的旋沖部(5)，其特征在于支撐部由氣缸A、B、C和換氣閥D組成，A、B、C三個氣缸的軸蕊(21)、(11)、(31)兩個橫向內(nèi)孔內(nèi)分別套有進(jìn)氣管(8)、回流管(9)，軸蕊(21)、(31)兩個豎向內(nèi)孔內(nèi)分別套有進(jìn)氣導(dǎo)管(6)、回流導(dǎo)管(7)，軸芯(11)兩個豎向內(nèi)孔分別套有后進(jìn)氣管(6′)、后回流管(7′)，尾接頭(12)、鱗片槽體(14)分別與軸芯(11)固連，B缸活塞(15)穿套在軸芯(11)上且與缸殼(16)固連，連動板(17)穿套在軸芯(11)上，其上固接后進(jìn)氣管(6′)、后回流管(7′)，穿越連動板(17)的進(jìn)氣管(8)、回流管(9)的外徑前大、后小，進(jìn)氣管(8)、回流管(9)后端分別有凸臺(81)、(91)，鱗片槽體(14)上槽孔內(nèi)鉸接有鱗片(18)，位于鱗片槽體(14)槽孔內(nèi)的滑塊(13)與缸殼(16)固連，導(dǎo)管固定板(19)與鱗片槽體(14)前端、A缸活塞套筒(22)尾端固聯(lián)為一體，缸蓋(23)與軸芯(21)后端固連，軸芯(21)前端與換向閥殼體(41)后端、缸殼(24)固聯(lián)為一體，軸芯(31)后端與換向閥殼體(41)前端固聯(lián)為一體，軸芯(21)與(31)之間用分別套在進(jìn)氣導(dǎo)管(6)、回流導(dǎo)管(7)上的過渡管(42)連接，換氣閥閥芯(43)穿套在過渡管(42)上且與進(jìn)氣管(8)，回流管(9)固連，鱗片槽體(34)與軸芯(31)固連，鱗片槽體(34)上槽孔內(nèi)鉸接有鱗片(35)，位于鱗片槽體(34)槽孔內(nèi)的滑塊(36)與缸殼(32)固連，C缸活塞(33)穿套在軸芯(31)上且與缸殼(32)固連，軸芯(31)、鱗片槽體34均與旋沖部(5)對接，旋沖部(5)的進(jìn)氣管端部有三通，進(jìn)氣管(8)、回流管(9)分別通過逆止閥連接旋沖部(5)的進(jìn)氣管三通，軸芯(11)上開有與B缸前、后氣室相通的B2、B4、B1、B3四個氣孔，后進(jìn)氣管(6′)上相應(yīng)有位置錯開的B2′、B1′氣孔，后回流管(7′)上相應(yīng)有位置錯開的B4′、B1′氣孔，軸芯(31)上開有與C缸前、后氣室相通的C2、C4、C1、C3四個氣孔，進(jìn)氣管(8)上相應(yīng)有位置錯開的C2′、C1′氣孔，回流管(9)上相應(yīng)有C4′、C3′氣孔，軸芯(21)前端開有與換氣閥D后氣室相通的D1、D3氣孔，軸芯(31)后端開有與換氣閥D前氣室相通的D2、D4氣孔，進(jìn)氣導(dǎo)管(6)上相應(yīng)有位置錯開的D1′、D2′氣孔，回流導(dǎo)管(7)上相應(yīng)有位置錯開的D3′、D4′氣孔，缸蓋((23)和軸芯(22)后端上開有與A缸后氣室相通的A1、A3氣孔，軸芯(22)前部開有與A缸前氣室相通的A2、A4氣孔，進(jìn)氣管(8)上相應(yīng)有位置錯開的A1′、A2′氣孔，回流管(9)上相應(yīng)有位置錯開的A3′、A4′氣孔，在進(jìn)氣管(8)的A1′-A2′段內(nèi)和回流管9的A3′-A4′段內(nèi)分別裝有固定堵頭(82)、彈簧(83)、活動堵套(84)，進(jìn)氣管(8)和回流管(9)上分別有直徑小于2毫米的小孔各2個，小孔分別與A缸前、后氣室相通。
專利摘要一種潛孔自動鉆進(jìn)器，它的旋沖部后端裝有由A、B、C三個氣缸、換向閥、進(jìn)氣管、回流管組成的支撐部，B缸的鱗片槽體、導(dǎo)管固定板、尾接頭分別固連在其軸芯上，B缸活塞與其缸殼固連；A缸活塞套筒尾端與B缸鱗片槽體前端固連，A缸的缸蓋、缸殼分別固連在其軸芯上；C缸活塞與其缸殼固連，其鱗片槽體與軸芯及旋沖部固連；換氣閥閥體及過渡管將A缸、C缸軸芯聯(lián)為一體，閥芯與進(jìn)氣管、回流管固連。三個缸的軸芯內(nèi)裝有進(jìn)氣管、回流管、進(jìn)氣導(dǎo)管和回流導(dǎo)管，每根管上相應(yīng)開有位置錯開的氣孔。本實(shí)用新型不需要鉆架和鉆場就可以鉆孔，其特點(diǎn)是體積小、輕便、只需壓縮空氣作為動力，操作簡單、安全可靠，適應(yīng)范圍廣。
文檔編號E21B4/10GK2661900SQ20032011438
公開日2004年12月8日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者王詩和 申請人:王詩和