一種水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)，尤其適用于煤礦井下坑道鉆進(jìn)及煤層水力割縫中使用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)，基本上是以液壓油為液壓媒體進(jìn)行能量的傳遞，其存在以下不足:(I)現(xiàn)在礦井中的泵站基本上依靠人力或步履式運(yùn)輸，會(huì)造成人的勞動(dòng)強(qiáng)度過大或者步履底盤過大，不宜在巷道內(nèi)使用；(2)以液壓油為媒介的液壓系統(tǒng)，在使用和維護(hù)過程中，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染；(3)相對(duì)于以水為壓力媒介，液壓油具有來源不方便，價(jià)格高昂，且需要新增一套液壓泵站等缺點(diǎn)；(4)此外，鉆頭需要通過鉆桿施加推力次啊能夠?qū)崿F(xiàn)鉆進(jìn)，現(xiàn)在煤礦所使用的液壓坑道鉆機(jī)，在鉆進(jìn)過程中鉆桿與鉆孔壁的摩擦做功消耗了鉆機(jī)的絕大部分功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用帶壓水為動(dòng)力源，鉆進(jìn)割縫效果好，安全可靠的水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)
為實(shí)現(xiàn)上述目的，水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)，包括帶壓水產(chǎn)生裝置、水壓控制器、水力推進(jìn)系統(tǒng)、高壓密封鉆桿，所述的帶壓水產(chǎn)生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進(jìn)系統(tǒng)連接，水力推進(jìn)系統(tǒng)通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置；所述水壓控制器包括相互連接的調(diào)壓裝置和泄壓保護(hù)裝置，所述調(diào)壓裝置與帶壓水產(chǎn)生裝置的出水口連接，泄壓保護(hù)裝置與調(diào)壓裝置通過高壓膠管相連接；泄壓保護(hù)裝置包含先導(dǎo)控制閥、泄壓閥和過濾器，泄壓閥上設(shè)有進(jìn)水口和回水口，泄壓閥的進(jìn)水口通過三通用高壓膠管與設(shè)在水利推進(jìn)系統(tǒng)上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥內(nèi)開有溝通進(jìn)水口和回水口的管道，進(jìn)水口管道處開與過濾器進(jìn)水口相通的管道和測(cè)壓口，測(cè)壓口上設(shè)有水壓表，進(jìn)水口和回水口之間的管道中設(shè)有將管道封堵住的泄壓閥芯，所述泄壓閥芯包括設(shè)在進(jìn)水口管道處的堵頭，堵頭上設(shè)有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧相通的孔洞；所述先導(dǎo)控制閥包括先導(dǎo)控制閥閥體和先導(dǎo)控制閥閥芯，先導(dǎo)控制閥閥體上設(shè)有與泄壓閥芯截面相匹配的平衡腔，平衡腔上設(shè)有與平衡腔連通的閥槽和與過濾器出水口相連的管道，閥槽上設(shè)有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內(nèi)設(shè)有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套管上設(shè)有與泄壓閥回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設(shè)置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿和分別橫向設(shè)置在壓力滑竿兩側(cè)的滑竿定位推頭，所述壓力滑竿頭部與閥槽之間設(shè)有起跳針閥，壓力滑竿兩側(cè)設(shè)有滑道卡槽，滑竿定位推頭頭部分別與壓力滑竿兩側(cè)的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿尾部設(shè)有壓力彈簧，閥門套筒頂端設(shè)有壓緊螺母，通過壓力彈簧將壓力滑竿連帶起跳針閥抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭尾部設(shè)有定位彈簧，通過壓緊螺母固定在閥門套筒兩側(cè)，通過定位彈簧將滑竿定位推頭抵在壓力滑竿兩側(cè)的滑道卡槽中；所述水力推進(jìn)系統(tǒng)包括連接架體，連接架體上安裝有滑板，滑板上設(shè)有雙作用水缸和水力旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，雙作用水壓缸和水力旋轉(zhuǎn)馬達(dá)通過高壓膠管分別連接有控制閥組，所述高壓密封鉆桿為中空結(jié)構(gòu)，高壓密封鉆桿公頭上設(shè)有密封圈。
[0004]所述的自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置包括沖擊活塞套和設(shè)置在活塞缸套內(nèi)的沖擊活塞桿，沖擊活塞桿上設(shè)有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞與沖擊活塞套形成大活塞腔和小活塞腔，沖擊活塞桿的尾部設(shè)有螺旋花鍵，頭部設(shè)有花鍵，內(nèi)部設(shè)有帶壓水通道，所述沖擊活塞桿的小活塞前端開有與帶壓水通道連接的通水孔，大活塞內(nèi)部設(shè)有與帶壓水通道相通的大活塞帶壓水管道，帶壓水管道出口處設(shè)有換向閥，換向閥上裝有密封圈及兩頭用來開關(guān)帶壓水管道的針閥，沖擊活塞桿頭部通過花鍵與水壓旋轉(zhuǎn)頭相連接，沖擊活塞套的前端固定有穿過水壓旋轉(zhuǎn)頭的定位螺母，水壓旋轉(zhuǎn)頭上設(shè)有帶側(cè)面射流孔的鉆頭，沖擊活塞套連接有定位連接體，定位連接體內(nèi)部設(shè)有與沖擊活塞桿尾部螺旋花鍵相匹配的超越離合器，定位連接體尾部設(shè)有方便螺紋連接沖擊活塞桿的連接頭；所述水壓控制器包括的調(diào)壓裝置和泄壓保護(hù)裝置之間相互串聯(lián)，或者通過三通相互并聯(lián)，再通過三通連接到水利推進(jìn)系統(tǒng)上；所述帶壓水產(chǎn)生裝置為壓水發(fā)生器、乳化液泵站或自然落差帶壓水裝置，帶壓水產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的壓力水壓力范圍為0-150Mpa，最佳工作壓力值為2-100Mpa ;所述調(diào)壓裝置型號(hào)為BO-TKOl ;所述鉆頭上設(shè)有金剛石切割刀片和小截齒，鉆頭周邊設(shè)有切割射流水孔，實(shí)現(xiàn)帶壓水射流切割，所述鉆頭與水壓旋轉(zhuǎn)頭為一體式或者分體均可。
[0005]有益效果:本發(fā)明設(shè)有帶壓水產(chǎn)生裝置，通過帶壓水推動(dòng)設(shè)備工作，不使用液壓油，成本低，環(huán)保效果好，帶壓水產(chǎn)生裝置連接調(diào)壓裝置和泄壓保護(hù)裝置，可以根據(jù)不同的情況使用不同的帶壓水驅(qū)動(dòng)整個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置的震動(dòng)和鉆進(jìn)切割動(dòng)作，同時(shí)在壓力過高時(shí)還能降壓力泄出，從而保護(hù)人員安全，當(dāng)異常高壓?jiǎn)栴}排除后，復(fù)位泄壓保護(hù)裝置從而使整個(gè)系統(tǒng)能個(gè)馬上繼續(xù)正常工作；
通過水利推進(jìn)系統(tǒng)的雙作用水缸和水力旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，給高壓密封桿提供震動(dòng)和沖擊力，在震動(dòng)和鉆進(jìn)切割動(dòng)作同時(shí)提供沖擊動(dòng)力，有效破碎巖石，提高切割巖石鉆進(jìn)的效率；
通過高壓密封鉆桿設(shè)有自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割封裝置，通過高壓水使其振動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)設(shè)在上面的鉆頭實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)與切割煤層，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，只是用帶壓水即可完成對(duì)煤層的鉆進(jìn)和切割，成本低，效果好。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的連接框圖；
圖2是本發(fā)明的自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明的沖擊活塞桿示意圖；
圖4是本發(fā)明的活塞缸套與沖擊活塞桿放大示意圖；
圖5是本發(fā)明的泄壓保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖6是本發(fā)明的先導(dǎo)控制閥結(jié)構(gòu)圖；
圖中:1-連接頭，2-超越離合器，3-定位連接體，4-沖擊活塞桿，5-活塞缸套，6-定位銷釘，7-固定螺母，8-水壓旋轉(zhuǎn)頭，9-換向閥，10-大活塞，11-小活塞，12-螺旋花鍵，13-花鍵，14-排水孔，15-小活塞腔，16-通水孔，17-大活塞腔，18-帶壓水管道，19-先導(dǎo)控制閥，20-泄壓閥，21-過濾器，22-回水口，23-進(jìn)水口，24-測(cè)壓口，25-堵頭，26-泄壓閥芯，27-泄壓彈簧，28-平衡強(qiáng)，29-起跳針閥，30-壓力滑竿，31-滑竿定位推頭，32-定位彈簧，33-壓力彈簧，34-壓緊螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的說明:
如圖1所示，本發(fā)明的水動(dòng)力鉆進(jìn)割縫系統(tǒng)，包括帶壓水產(chǎn)生裝置、水壓控制器、水力推進(jìn)系統(tǒng)、高壓密封鉆桿，所述的帶壓水產(chǎn)生裝置的出水口通過高壓膠管與的水壓控制器相連接，水壓控制器通過高壓膠管水與力推進(jìn)系統(tǒng)連接，水力推進(jìn)系統(tǒng)通過高壓密封鉆桿連接有自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置；所述水壓控制器包括相互連接的調(diào)壓裝置和泄壓保護(hù)裝置，所述調(diào)壓裝置與帶壓水產(chǎn)生裝置的出水口連接，泄壓保護(hù)裝置與調(diào)壓裝置通過高壓膠管相連接；如圖5所示，泄壓保護(hù)裝置包含先導(dǎo)控制閥19、泄壓閥20和過濾器21，泄壓閥上設(shè)有進(jìn)水口 23和回水口 22，泄壓閥的進(jìn)水口 23通過三通用高壓膠管與設(shè)在水利推進(jìn)系統(tǒng)上的高壓密封鉆桿連接，泄壓閥20內(nèi)開有溝通進(jìn)水口和回水口的管道，進(jìn)水口管道處開與過濾器21進(jìn)水口相通的管道和測(cè)壓口 24，測(cè)壓口 24上設(shè)有水壓表，進(jìn)水口 23和回水口 22之間的管道中設(shè)有將管道封堵住的泄壓閥芯26，所述泄壓閥芯26包括設(shè)在泄壓閥進(jìn)水口管道處的堵頭25，堵頭25上設(shè)有通過固定螺帽抵住堵頭的泄壓彈簧27，所述固定螺母上開有與泄壓彈簧27相通的孔洞；如圖6所示，所述先導(dǎo)控制閥19包括先導(dǎo)控制閥閥體和先導(dǎo)控制閥閥芯，先導(dǎo)控制閥閥體上設(shè)有與泄壓閥芯26截面相匹配的平衡腔28，平衡腔28上設(shè)有與平衡腔28連通的閥槽和與過濾器21出水口相連的管道，閥槽上設(shè)有十字管狀的閥門套筒，閥門套筒內(nèi)設(shè)有與閥槽相匹配的控制閥芯，閥門套管上設(shè)有與泄壓閥20回水口相連的管道，所述控制閥芯包括縱向設(shè)置在十字管狀的閥門套筒的壓力滑竿30和分別橫向設(shè)置在壓力滑竿30兩側(cè)的滑竿定位推頭31，所述壓力滑竿30頭部與閥槽之間設(shè)有起跳針閥29，壓力滑竿30兩側(cè)設(shè)有滑道卡槽，滑竿定位推頭31頭部分別與壓力滑竿30兩側(cè)的滑道卡槽相接觸，壓力滑竿30尾部設(shè)有壓力彈簧33，閥門套筒頂端設(shè)有壓緊螺母34，通過壓力彈簧33將壓力滑竿30連帶起跳針閥29抵在閥槽中，所述滑竿定位推頭31尾部設(shè)有定位彈簧32，通過壓緊螺母34固定在閥門套筒兩側(cè)，通過定位彈簧32將滑竿定位推頭31抵在壓力滑竿30兩側(cè)的滑道卡槽中；所述水力推進(jìn)系統(tǒng)包括連接架體，連接架體上安裝有滑板，滑板上設(shè)有雙作用水缸和水力旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，雙作用水壓缸和水力旋轉(zhuǎn)馬達(dá)通過高壓膠管分別連接有控制閥組，所述高壓密封鉆桿為中空結(jié)構(gòu)，高壓密封鉆桿公頭上設(shè)有密封圈。
[0008]所述的調(diào)壓裝置和泄壓保護(hù)裝置之間相互串聯(lián)，或者通過三通相互并聯(lián)，再通過三通連接到水利推進(jìn)系統(tǒng)上；所述帶壓水產(chǎn)生裝置為壓水發(fā)生器、乳化液泵站或自然落差帶壓水裝置，帶壓水產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的壓力水壓力范圍為0-150Mpa，最佳工作壓力值為2-100Mpa ;所述調(diào)壓裝置型號(hào)為BO-TKOl所述鉆頭上設(shè)有金剛石切割刀片和小截齒，鉆頭周邊設(shè)有切割射流水孔，實(shí)現(xiàn)帶壓水射流切割，所述鉆頭與水壓旋轉(zhuǎn)頭為一體式或者分體均可。
[0009]如圖2、圖3和圖4所示，所述的自旋轉(zhuǎn)振動(dòng)割縫裝置包括沖擊活塞套5和設(shè)置在活塞缸套5內(nèi)的沖擊活塞桿4，沖擊活塞桿4上設(shè)有大活塞10和小活塞11，大活塞10和小活塞