一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍，是由滑動(dòng)控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成，本發(fā)明擴(kuò)大了機(jī)械式滑軌鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍鉆具開(kāi)采礦層的區(qū)域，增加了單孔采礦量，相對(duì)的降低了開(kāi)采單位礦石的成本。
【專利說(shuō)明】一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鉆孔水力開(kāi)采礦物的伸縮水槍，特別涉及一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，采礦業(yè)正面臨著地表和淺部富礦日趨枯竭的情況，而地下深部礦產(chǎn)、淺部不均勻的小礦、貧礦、湖海底礦產(chǎn)以及復(fù)雜水文和地質(zhì)條件的礦產(chǎn)具有開(kāi)采難度大的問(wèn)題。采用傳統(tǒng)方法開(kāi)采深部礦產(chǎn)和淺部不均勻小礦、貧礦等勢(shì)必帶來(lái)成本過(guò)高的問(wèn)題。為此各國(guó)都在尋找一種低成本的采礦方法，鉆孔水力開(kāi)采就是在這一歷史背景下產(chǎn)生的一種新的采礦方法。
[0003]鉆孔水力開(kāi)采方法是在穿過(guò)礦層的鉆孔內(nèi)，用高壓水射流破碎礦體，破碎下來(lái)的礦渣與循環(huán)水在孔底形成流動(dòng)狀態(tài)的液固兩相的礦漿，然后由舉升設(shè)備將礦漿輸送到地表，礦漿經(jīng)過(guò)沉淀分選即可得到有用礦石，水可以繼續(xù)作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行下一步開(kāi)采。該方法只需要操作人員在地面操作即可，具有開(kāi)采深度大、基建投資少、建礦周期短、成本低、安全、高效、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前，在水力開(kāi)采工藝中使用的水槍都是固定式水槍，高壓噴嘴固定在鉆具外壁，這種鉆具在開(kāi)采中存在以下不足:由于在地下空間中充滿循環(huán)介質(zhì)，高壓水槍從高壓噴嘴射出之后，水射流的速度會(huì)逐漸減低，破巖能力隨之下降，這就限制了固定式水槍的破巖范圍。
[0005]正由于以上不足，造成了礦產(chǎn)單孔開(kāi)采量較小，相對(duì)應(yīng)的提高了礦產(chǎn)的單位礦產(chǎn)開(kāi)米成本，與降低生產(chǎn)成本的初衷相違背。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決固定式水槍水射流的速度逐漸減低、破巖能力下降的問(wèn)題而提供一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍。
[0007]本發(fā)明是由滑動(dòng)控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成；
[0008]所述滑動(dòng)控制部分包括高壓水管、滑塊上板、偏心接管、彈簧、滑塊下板和旋轉(zhuǎn)彎接頭、棘爪，其中高壓水管穿過(guò)上擋板的中心滑套，并與偏心接管通過(guò)螺栓連接，偏心接管穿過(guò)滑塊上板和滑塊下板，偏心接管分別與滑塊上板和滑塊下板焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭螺紋連接，旋轉(zhuǎn)彎接頭與水槍通過(guò)螺紋連接，滑塊下板上設(shè)置有兩個(gè)棘爪，滑塊上板、滑塊下板上分別開(kāi)設(shè)有滑動(dòng)孔，導(dǎo)向桿和排渣管分別卡進(jìn)滑動(dòng)孔內(nèi)；
[0009]所述水槍伸縮部分包括水槍臂、水槍支撐軸、支撐桿、第一下固定板，其中水槍臂的中部與水槍支撐軸固定連接，水槍臂與支撐桿通過(guò)水槍支撐軸鉸接，支撐桿與第一下固定板通過(guò)鉸接支座鉸接，鉸接支座與第一下固定板焊接；
[0010]所述保護(hù)管部分包括排渣管、上擋板、導(dǎo)向桿、導(dǎo)向桿鎖緊螺母、保護(hù)管、第一下固定板、下固定板連接螺栓、下固定板間隔管、第二下固定板和排渣管導(dǎo)向套，其中上擋板上開(kāi)設(shè)有用于排渣管、高壓水管和導(dǎo)向桿穿過(guò)的預(yù)留孔；第一下固定板上開(kāi)設(shè)有排渣管、導(dǎo)向桿穿過(guò)的預(yù)留孔，第二下固定板上開(kāi)設(shè)有排渣管的預(yù)留孔，排渣管依次貫穿上擋板、第一下固定板和第二下固定板，并與第二下固定板通過(guò)排渣管鎖緊螺母固定，導(dǎo)向桿上部與上擋板通過(guò)螺母固定，導(dǎo)向桿下部與第一下固定板通過(guò)螺母固定，其中導(dǎo)向桿穿過(guò)滑塊上板、滑塊下板的預(yù)留孔，保護(hù)管的截面為圓弧形，在圓弧開(kāi)口的兩側(cè)設(shè)置有齒條，齒條上的齒與棘爪相互嚙合，保護(hù)管分別與上擋板和第一下固定板焊接。
[0011]工作原理及過(guò)程:在工作過(guò)程中，滑動(dòng)控制部分沿導(dǎo)向桿向下滑動(dòng)，滑塊下板上的棘爪在彈簧拉力作用下緊貼保護(hù)管上的齒條，此時(shí)，滑動(dòng)控制部分與第一下固定板的距離縮短，旋轉(zhuǎn)彎接頭、水槍、水槍支撐軸、支撐桿以及第一下固定板和鉸接支座組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，支撐桿支撐水槍沿鉆具徑向張開(kāi)一定角度，達(dá)到需要的角度后，當(dāng)鉆具提升時(shí)，在自重作用下，保護(hù)管部分會(huì)有相對(duì)于滑動(dòng)控制部分有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即滑動(dòng)控制部分有相對(duì)于保護(hù)管部分向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)棘爪在彈簧拉力的作用下卡入保護(hù)管兩側(cè)齒條上的齒槽內(nèi)，滑動(dòng)部分被固定在此位置；鉆具內(nèi)通入高壓水，高壓水從水槍前端的噴嘴高速射出，不斷破碎礦層，破碎一定空間后，鉆具下降至孔底后，滑動(dòng)控制部分繼續(xù)相對(duì)于保護(hù)管部分向下移動(dòng)，重復(fù)同樣的動(dòng)作，保護(hù)管繼續(xù)向外側(cè)張開(kāi)，繼續(xù)破碎礦層，直到水槍處于接近水平位置；滑動(dòng)控制部分繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)定位解鎖桿就會(huì)推動(dòng)棘爪，使棘爪繞轉(zhuǎn)軸向遠(yuǎn)離齒條的方向旋轉(zhuǎn)一定角度，棘爪越過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓弧最高點(diǎn)后，在彈簧的拉力作用下，將棘爪和齒分離，滑動(dòng)控制部分往上移動(dòng)，水槍收回到保護(hù)管內(nèi)，收回鉆具，礦層開(kāi)采完畢。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]本發(fā)明的保護(hù)管起到保護(hù)管路和內(nèi)部部件的作用，并作為水槍和支撐桿的收容腔；本發(fā)明擴(kuò)大了固定式水槍鉆具開(kāi)采礦層的區(qū)域，增加了單孔采礦量，相對(duì)的降低了開(kāi)采單位礦石的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的剖視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的B-B方向剖視圖。
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的C-C方向剖視圖。
[0018]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)管正視圖
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)管俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6為本發(fā)明的實(shí)施例，是由滑動(dòng)控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成；
[0021]所述滑動(dòng)控制部分包括高壓水管1、滑塊上板8、偏心接管9、彈簧10、滑塊下板11和旋轉(zhuǎn)彎接頭12、棘爪25，其中高壓水管I穿過(guò)上擋板3的中心滑套，并與偏心接管9通過(guò)螺栓7連接,偏心接管9穿過(guò)滑塊上板8和滑塊下板11，偏心接管9分別與滑塊上板8和滑塊下板11焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭12螺紋連接，旋轉(zhuǎn)彎接頭12與水槍13通過(guò)螺紋連接，滑塊下板11上設(shè)置有兩個(gè)棘爪25，滑塊上板8、滑塊下板11上分別開(kāi)設(shè)有滑動(dòng)孔26，導(dǎo)向桿4和排渣管2分別卡進(jìn)滑動(dòng)孔26內(nèi)；
[0022]所述水槍伸縮部分包括水槍臂13、水槍支撐軸15、支撐桿17、第一下固定板18，其中水槍臂13的中部與水槍支撐軸15固定連接，，水槍13與支撐桿17通過(guò)水槍支撐軸15鉸接，支撐桿17與第一下固定板18通過(guò)鉸接支座24鉸接，鉸接支座24與第一下固定板18焊接；
[0023]所述保護(hù)管部分包括排渣管2、上擋板3、導(dǎo)向桿4、導(dǎo)向桿鎖緊螺母5、保護(hù)管14、第一下固定板18、下固定板連接螺栓19、下固定板間隔管20、第二下固定板21和排渣管導(dǎo)向套22，上擋板3上開(kāi)設(shè)有用于排渣管2、高壓水管I和導(dǎo)向桿4穿過(guò)的預(yù)留孔；第一下固定板18上開(kāi)設(shè)有排渣管2、導(dǎo)向桿4穿過(guò)的預(yù)留孔，第二下固定板21上開(kāi)設(shè)有排渣管2的預(yù)留孔，排渣管2依次貫穿上擋板3、第一下固定板18和第二下固定板21，并與第二下固定板21通過(guò)排渣管鎖緊螺母22固定，導(dǎo)向桿4上部與上擋板3通過(guò)螺母固定，導(dǎo)向桿4下部與第一下固定板18通過(guò)螺母固定，其中導(dǎo)向桿4穿過(guò)滑塊上板8、滑塊下板11的預(yù)留孔，保護(hù)管14的截面為圓弧形，在圓弧開(kāi)口的兩側(cè)設(shè)置有齒條6，齒條6上的齒與棘爪25相互嚙合，保護(hù)管14分別與上擋板3和第一下固定板18焊接。
[0024]工作原理及過(guò)程:在工作過(guò)程中，滑動(dòng)控制部分沿導(dǎo)向桿4向下滑動(dòng)，滑塊下板11上的棘爪25在彈簧10拉力作用下緊貼保護(hù)管14上的齒條6，此時(shí)，滑動(dòng)控制部分與第一下固定板18的距離縮短，旋轉(zhuǎn)彎接頭12、水槍13、水槍支撐軸15、支撐桿17以及第一下固定板18和鉸接支座24組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，支撐桿17支撐水槍13沿鉆具徑向張開(kāi)一定角度，達(dá)到需要的角度后，當(dāng)鉆具提升時(shí)，在自重作用下，保護(hù)管部分會(huì)有相對(duì)于滑動(dòng)控制部分有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即滑動(dòng)控制部分有相對(duì)于保護(hù)管部分向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)棘爪25在彈簧10拉力的作用下卡入保護(hù)管6兩側(cè)齒條6上的齒槽內(nèi)，滑動(dòng)部分被固定在此位置；鉆具內(nèi)通入高壓水，高壓水從水槍13前端的噴嘴高速射出，不斷破碎礦層，破碎一定空間后，鉆具下降至孔底后，滑動(dòng)控制部分繼續(xù)相對(duì)于保護(hù)管部分向下移動(dòng)，重復(fù)同樣的動(dòng)作，保護(hù)管14繼續(xù)向外側(cè)張開(kāi)，繼續(xù)破碎礦層，直到水槍13處于接近水平位置；滑動(dòng)控制部分繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)定位解鎖桿16就會(huì)推動(dòng)棘爪25，使棘爪25繞轉(zhuǎn)軸向遠(yuǎn)離齒條的方向旋轉(zhuǎn)一定角度，棘爪25越過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)圓弧最高點(diǎn)后，在彈簧10的拉力作用下，將棘爪25和齒條6分離，滑動(dòng)控制部分往上移動(dòng)，水槍13收回到保護(hù)管14內(nèi)，收回鉆具，礦層開(kāi)采完畢。
【權(quán)利要求】
1.一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍，其特征在于:是由滑動(dòng)控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成； 所述滑動(dòng)控制部分包括高壓水管(I)、滑塊上板(8)、偏心接管(9)、彈簧(10)、滑塊下板(11)和旋轉(zhuǎn)彎接頭(12)、棘爪(25)，其中高壓水管(I)穿過(guò)上擋板(3)的中心滑套，并與偏心接管(9)通過(guò)螺栓(7)連接，偏心接管(9)穿過(guò)滑塊上板⑶和滑塊下板(11)，偏心接管(9)分別與滑塊上板(8)和滑塊下板(11)焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭(12)螺紋連接，旋轉(zhuǎn)彎接頭(12)與水槍(13)通過(guò)螺紋連接，滑塊下板(11)上設(shè)置有兩個(gè)棘爪(25)，滑塊上板(8)、滑塊下板(11)上分別開(kāi)設(shè)有滑動(dòng)孔(26)，導(dǎo)向桿(4)和排渣管(2)分別卡進(jìn)滑動(dòng)孔(26)內(nèi)； 所述水槍伸縮部分包括水槍臂(13)、水槍支撐軸(15)、支撐桿(17)、第一下固定板(18)，其中水槍臂(13)的中部與水槍支撐軸(15)固定連接，水槍臂(13)與支撐桿(17)通過(guò)水槍支撐軸(15)鉸接，支撐桿(17)與第一下固定板(18)通過(guò)鉸接支座(24)鉸接，鉸接支座(24)與第一下固定板(18)焊接； 所述保護(hù)管部分包括排渣管(2)、上擋板(3)、導(dǎo)向桿(4)、導(dǎo)向桿鎖緊螺母(5)、保護(hù)管(14)、第一下固定板(18)、下固定板連接螺栓(19)、下固定板間隔管(20)、第二下固定板(21)和排渣管導(dǎo)向套(22)，其中上擋板(3)上開(kāi)設(shè)有用于排渣管(2)、高壓水管(I)和導(dǎo)向桿⑷穿過(guò)的預(yù)留孔；第一下固定板(18)上開(kāi)設(shè)有排渣管(2)、導(dǎo)向桿(4)穿過(guò)的預(yù)留孔，第二下固定板(21)上開(kāi)設(shè)有排渣管(2)的預(yù)留孔，排渣管(2)依次貫穿上擋板(3)、第一下固定板(18)和第二下固定板(21)，并與第二下固定板(21)通過(guò)排渣管鎖緊螺母(22)固定，導(dǎo)向桿(4)上部與上擋板(3)通過(guò)螺母固定，導(dǎo)向桿(4)下部與第一下固定板(18)通過(guò)螺母固定，其中導(dǎo)向桿⑷穿過(guò)滑塊上板(8)、滑塊下板(11)的預(yù)留孔，保護(hù)管(14)的截面為 圓弧形，在圓弧開(kāi)口的兩側(cè)設(shè)置有齒條(6)，齒條(6)上的齒與棘爪(25)相互嚙合，保護(hù)管(14)分別與上擋板(3)和第一下固定板(18)焊接。
【文檔編號(hào)】E21C45/00GK104018840SQ201410280791
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】陳晨, 高帥, 李剛, 錢方, 董雪嬌, 王聰, 洪建俊, 趙貴杰 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)