CN102296930A

CN102296930A - 一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头

Info

Publication number: CN102296930A
Application number: CN2011101515016A
Authority: CN
Inventors: 华旭奋
Original assignee: Wuxi Institute of Technology
Current assignee: Wuxi Institute of Technology
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明涉及一种挖机钻头，特别是一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头。具有钻头、检测器、喷雾装置和控制电路，检测器包括发射器和接收器，发射器装设在钻机钻头套上，接收器安装在驾驶室内；在钻机的钻头上安装有喷雾装置，喷雾装置包括控制开关、第一喷嘴、第二喷嘴、进气软管、进液软管、压缩空气机和冷却液箱，控制开关安装在控制室或操作手柄上；第一喷嘴和第二喷嘴安装在钻头上方，第一喷嘴通过进气软管与压缩空气机相连，在压缩空气机下部开有压缩空气进气孔，压缩空气进气孔与进气软管相连处设置有调节阀，第二喷嘴通过进液软管与冷却液箱连接，在冷却液箱下部开有进液孔，控制电路安装在控制室内。

Description

一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头

技术领域

本发明涉及一种挖机钻头，特别是一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头。

背景技术

在进行道路兴建、扩建工程和实施道路改造的过程中，总会遇到在开挖道路时将敷设于地底下的煤气管、水管挖断等难题，为此本发明还在钻头上设置金属管道检测功能，装设于钻机钻头处，在钻机工作时检测地下是否有金属物质同时发出报警提醒操作人员注意。这样能够解决钻机在工作过程中的误操作，保护了公共设施。同时在进行道路的兴建、扩建工程和实施道路改造的过程中，总会遇到在开挖道路时灰尘多，钻头过热易报废等诸多难题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，通过在钻头上安装检测器实现金属检测功能，同时安装喷雾装置，在钻机工作时喷射出雾状的水，这样即能够解决钻机在工作过程中的灰尘大给环境及周边路人带来的不便，同时也解决了钻头工作过程中因过热易损毁的难题。

一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头是通过以下技术方案实现的：一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头具有钻头、检测器、喷雾装置和控制电路，检测器包括发射器和接收器，发射器装设在钻机钻头套上，接收器安装在驾驶室内，检测器利用金属再辐射检测原理，由发射器不断向周围发射高频无线电波，无线电波碰到管道的金属部件后，便会辐射回来，被接收器收到并传至控制电路，发出报警信号，提醒施工人员注意；在钻机的钻头上安装有喷雾装置，喷雾装置包括控制开关、第一喷嘴、第二喷嘴、进气软管、进液软管、压缩空气机和冷却液箱，控制开关安装在控制室或操作手柄上，由操作者在控制室或从操作手柄上的开关来控制冷却液电机电源，当机械开始工作时就打开电源开关，否则不进行喷雾；第一喷嘴安装在钻头上方，第一喷嘴通过进气软管与压缩空气机相连，在压缩空气机下部开有压缩空气进气孔，压缩空气进气孔与进气软管相连处设置有调节阀，第二喷嘴通过进液软管与冷却液箱连接，在冷却液箱下部开有进液孔，进液孔与进液软管相连处设置有冷却液流量调节阀；冷却液箱和压缩空气机装设在钻机的控制室里，通过进液软管和进气软管顺着伸缩臂传送到钻头上的第二喷嘴和第一喷嘴；控制电路安装在控制室内，所述的控制电路包括电源VCC、电压比较器LM111、可调电阻RP、电阻R1~R2、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管Q1、电容C2、晶体二极管D1、继电器K和报警器BELL，电压比较器LM111的同相输入端P3与接收器JS的信号输出端相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器LM111的输出端P7与电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管Q1的基极相连，晶体三极管Q1的集电极与电容C2的一端、晶体二极管D1一端以及继电器K一端相连，电容C2、晶体二极管D1以及继电器K相并联，其共同输出端与报警器BELL的一端相连，报警器BELL的另一端与晶体三极管Q1的发射极相连，其中电阻R1可以限制电压比较器LM111输出电流；电容C1用以提高输入触发器FF1的信号的稳定性；晶体二极管D1用来保护继电器K的线圈。

喷雾装置在钻机工作中主要起两个作用，一是抑制扬沙作用；二是冷却作用，喷雾冷却就是把微量液体混入压力气流中，形成雾状的气液两相流体，喷雾冷却形成的两相流体喷射到钻头区时，有较高的速度，动能较大，因此渗透能力较强。通过喷雾产生射流，喷射到钻头工作区，使钻头得到充分除灰和冷却。喷雾冷却装置工作时，压缩空气经调压阀将压力调至0.32～0.35MPa后经压缩空气管道与冷却液混合到喷嘴，雾化后喷射到钻头区。

所述的第二喷嘴上装有冷却液流量调节阀，第二喷嘴的端部装有喷头片，在喷头片上开有喷孔，冷却液流量调节阀用以调节喷出的冷却液流量，高速旋转的液气混合物通过喷头片的喷孔喷出，通过扩散成圆锥状进而形成雾滴；同时钻头工作时吹出的高压气流与液流的相互碰撞将液滴进一步破碎，形成二次雾化。因此喷孔直径在一定程度上影响着雾滴的大小，可以通过选用不同直径的喷头来满足不同喷雾量以及不同作业的要求。

所述的发射器采用AU5780AD-T发射器，接收器采用AU5780AD-R接收器。

所述的继电器K采用市售的CD4098继电器。

所述的报警器BELL采用0.8W、YD15L型的电动扬声器。

所述的电阻R1和电阻R2采用RT11电阻。

电容C1采用电解电容，电容C2采用瓷片电容。

所述的电源VCC为车载直流电源。

工作原理：当钻机或挖掘机开始施工时，装设于钻机钻头上的发射器向地面发射无线电波，如果未有金属管道则接收器输出高电平，电压比较器LM111的P3脚电位大于电压比较器LM111的P2脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出低电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管Q1处于截止状态，继电器不动作，报警器BELL不报警；当发射的无线电波触及金属管道时，接收器接收到这个信号后输出低电平，电压比较器LM111的P3脚电位小于电压比较器LM111的P2脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出高电平，经触发器FF1和FF2对波形整形，晶体三极管Q1处于饱和状态，继电器动作，报警器BELL报警。通过调整可调电阻RP的阻值来根据用户的要求自行进行调整检测器的检测距离。

本发明优点：机械结构简单，控制电路设计合理，易操作，有效地减少了挖机或钻机在工作时的环境污染，同时可以避免在挖机或钻机工作时常见的挖断现有设备金属管道的现象，以减少不必要的损失。喷雾冷却作用可以延长钻头的使用寿命。在现实施工中具有很大的推广价值。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明的控制电路原理图。

图中：1、钻头，2、发射器，3、钻头套，4、第一喷嘴，5、进气软管，6、进液软管，7、压缩空气机，8、冷却液箱，9、压缩空气进气孔，10、调节阀，11、进液孔，12、冷却液流量调节阀，13、第二喷嘴。

具体实施方式

参照附图1~2，本发明一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头具有钻头1、检测器、喷雾装置和控制电路，检测器包括发射器和接收器，发射器2装设在钻机钻头套3上，接收器安装在驾驶室内；在钻机的钻头1上安装有喷雾装置，喷雾装置包括控制开关、第一喷嘴4、第二喷嘴13、进气软管5、进液软管6、压缩空气机7和冷却液箱8，控制开关安装在控制室或操作手柄上；第一喷嘴4和第二喷嘴13安装在钻头1上方，第一喷嘴4通过进气软管5与压缩空气机7相连，在压缩空气机7下部开有压缩空气进气孔9，压缩空气进气孔9与进气软管5相连处设置有调节阀10，第二喷嘴13通过进液软管6与冷却液箱8连接，在冷却液箱8下部开有进液孔11，进液孔11与进液软管6相连处设置有冷却液流量调节阀12；冷却液箱8和压缩空气机7装设在钻机的控制室里，冷却液和压缩空气分别通过进液软管6和进气软管5顺着伸缩臂传送到钻头1上的第二喷嘴13和第一喷嘴4；控制电路安装在控制室内，所述的控制电路包括电源VCC、电压比较器LM111、可调电阻RP、电阻R1~R2、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管Q1、电容C2、晶体二极管D1、继电器K和报警器BELL，电压比较器LM111的同相输入端P3与接收器JS的信号输出端相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器LM111的输出端P7与电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管Q1的基极相连，晶体三极管Q1的集电极与电容C2的一端、晶体二极管D1一端以及继电器K一端相连，电容C2、晶体二极管D1以及继电器K相并联，其共同输出端与报警器BELL的一端相连，报警器BELL的另一端与晶体三极管Q1的发射极相连。

所述的第二喷嘴13上装有冷却液流量调节阀，第二喷嘴13的端部装有喷头片，在喷头片上开有喷孔，冷却液流量调节阀用以调节喷出的冷却液流量，高速旋转的液气混合物通过喷头片的喷孔喷出，通过扩散成圆锥状进而形成雾滴；同时钻头工作时吹出的高压气流与液流的相互碰撞将液滴进一步破碎，形成二次雾化。因此喷孔直径在一定程度上影响着雾滴的大小，可以通过选用不同直径的喷头来满足不同喷雾量以及不同作业的要求。

所述的继电器K采用市售的CD4098继电器。

所述的报警器BELL采用0.8W、YD15L型的电动扬声器。

所述的电阻R1和电阻R2采用RT11电阻。

电容C1采用电解电容，电容C2采用瓷片电容。

所述的电源VCC为车载直流电源。

当钻机或挖掘机开始施工时，装设于钻机钻头1上的发射器2向地面发射无线电波，如果未有金属管道则接收器输出高电平，电压比较器LM111的P3脚电位大于电压比较器LM111的P2脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出低电平，经两级施密特触发器对波形整形，晶体三极管Q1处于截止状态，继电器不动作，报警器BELL不报警；当发射的无线电波触及金属管道时，接收器JS接收到这个信号后输出低电平，电压比较器LM111的P3脚电位小于电压比较器LM111的P2脚电位，电压比较器LM111的P7脚输出高电平，经触发器FF1和FF2对波形整形，晶体三极管Q1处于饱和状态，继电器动作，报警器BELL报警。通过调整可调电阻RP的阻值来根据用户的要求自行进行调整检测器的检测距离。

Claims

1.一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于具有钻头、检测器、喷雾装置和控制电路，检测器包括发射器和接收器，发射器装设在钻机钻头套上，接收器安装在驾驶室内；在钻机的钻头上安装有喷雾装置，喷雾装置包括控制开关、第一喷嘴、第二喷嘴、进气软管、进液软管、压缩空气机和冷却液箱，控制开关安装在控制室或操作手柄上；第一喷嘴和第二喷嘴安装在钻头上方，第一喷嘴通过进气软管与压缩空气机相连，在压缩空气机下部开有压缩空气进气孔，压缩空气进气孔与进气软管相连处设置有调节阀，第二喷嘴通过进液软管与冷却液箱连接，在冷却液箱下部开有进液孔，进液孔与进液软管相连处设置有冷却液流量调节阀；冷却液箱和压缩空气机装设在钻机的控制室里，冷却液和压缩空气分别通过进液软管和进气软管顺着伸缩臂传送到钻头上的第二喷嘴和第一喷嘴；控制电路安装在控制室内，所述的控制电路包括电源VCC、电压比较器LM111、可调电阻RP、电阻R1~R2、电容C1、触发器FF1、触发器FF2、晶体三极管Q1、电容C2、晶体二极管D1、继电器K和报警器BELL，电压比较器LM111的同相输入端P3与接收器JS的信号输出端相连，电压比较器LM111的反相输入端P2与可调电阻RP相连，电压比较器LM111的P4脚接地，电压比较器LM111的输出端P7与电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与触发器FF1的输入端相连，并经电容C1接地，触发器FF2与触发器FF1相串联，触发器FF2的输出端与晶体三极管Q1的基极相连，晶体三极管Q1的集电极与电容C2的一端、晶体二极管D1一端以及继电器K一端相连，电容C2、晶体二极管D1以及继电器K相并联，其共同输出端与报警器BELL的一端相连，报警器BELL的另一端与晶体三极管Q1的发射极相连。

2.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的第二喷嘴上装有冷却液流量调节阀，第二喷嘴的端部装有喷头片，在喷头片上开有喷孔。

3.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的发射器采用AU5780AD-T发射器，接收器采用AU5780AD-R接收器。

4.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的继电器K采用CD4098继电器。

5.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的报警器BELL采用0.8W、YD15L型的电动扬声器。

6.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的电阻R1和电阻R2采用RT11电阻。

7.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于电容C1采用电解电容，电容C2采用瓷片电容。

8.根据权利要求1所述的一种带检测金属管道的智能环保挖机钻头，其特征在于所述的电源VCC为车载直流电源。