CN105239937A - 钻机用多功能手动夹持器 - Google Patents

Abstract

一种钻机用多功能手动夹持器，包括手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置三部分，所述手动夹持装置可拆卸的固定安装至钻机的给进机身上，钻杆杆身的合适位置设有供夹持的四棱柱部，所述钻杆扶正机构设置于手动夹持装置内，所述集尘装置设置于手动夹持装置的前端；所述手动夹持装置包括主体装架、导向板、外挡板和卡扣板，所述钻杆扶正机构包括导向轴承和外端盖，所述集尘装置包括主框架、封尘圈及橡胶罩；本发明的夹持器整体结构简单、拆装方便、开合灵活，同时能减少钻杆的径向窜动，集手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置为一体，有效地杜绝了打钻过程中产生的煤粉、石屑进入夹持器缝隙，保证夹持器开合灵活的同时改善了作业的施工环境。

Description

钻机用多功能手动夹持器

技术领域

本发明涉及煤矿井下钻探的技术领域，尤其涉及一种钻机用多功能手动夹持器。

背景技术

夹持器在钻机中大量使用，其主要作用是夹持孔内钻具，防止钻具滑动，还可与动力头配合进行钻杆的拧卸。夹持器的结构形式多样，按照夹持器内部提供钻杆夹紧力的动力源不同，夹持器可分为液压式、弹簧式以及手动式。液压式和弹簧式夹持器的关键部件均为弹簧，但弹簧长时间使用会疲劳而导致张力降低，而对侧的施加压力仍然不变，从而会导致夹持装置的夹持轴心的偏移，最终导致钻杆轴心线与夹持通孔的轴线不重合，出现钻杆弯折和折断现象。常规的手动夹持器通常的做法是工人手持垫叉直接卡住钻杆，通过动力头反转拧卸钻杆，极易发生由于操作失误造成的垫叉飞出伤人事故，施工危险程度高。

夹持器在使用过程中，由于钻机处于不同的钻孔位置姿态，钻杆在自重作用下，会与夹持器产生偏磨，严重降低钻杆的使用寿命。目前的解决方法是在夹持器前端安装独立的扶正器。此方法虽能解决钻杆对中的问题，但是扶正器一般外型尺寸大，重量重。这不但增强了钻机机身长度，更使得钻机重量增加，给使用带来不便。

夹持器置于机身前端，与孔口距离较近。打钻过程中，孔内涌出的煤粉、岩屑经常会进入夹持器间隙内，导致夹持器内卡瓦无法正常打开或不完全闭合，若进行大角度钻孔施工时，此现象尤为突出，由此产生钻杆滑落等安全事故屡屡发生。目前，解决此问题的方法是在夹持器前端悬挂隔板，阻挡煤粉、岩屑进入夹持器。此方法虽有改善，但还是不能完全隔绝粉尘，同时还存在安装隔板工序复杂等问题。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种钻机用多功能手动夹持器，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有夹持器设计以及打钻过程中钻杆偏磨以及煤粉、石屑进入夹持器间隙的问题，提供一种钻机用多功能手动夹持器，其结构简单、操作方便、开合灵活，还能集钻杆扶正机构与集尘装置于一体。

为解决上述问题，本发明公开了一种钻机用多功能手动夹持器，包括手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置三部分，其特征在于：

所述手动夹持装置可拆卸的固定安装至钻机的给进机身上，钻杆杆身的合适位置设有供夹持的四棱柱部，所述钻杆扶正机构设置于手动夹持装置内，所述集尘装置设置于手动夹持装置的前端；

所述手动夹持装置包括主体装架、导向板、外挡板和卡扣板，所述导向板和外挡板的一端分别固定安装在所述主体装架上以分别形成对称的L型导向槽，从而共同形成供所述卡扣板进行相对滑动的容纳空间，所述卡扣板上设有用于卡住钻杆的不规则通孔，所述不规则通孔由大小不同并相互连通的两段矩形组成，其中宽度较大的矩形的宽度等于或稍大于钻杆的外直径，宽度较小的矩形的宽度等于或稍大于钻杆上四棱柱部的宽度。

其中：所述手动夹持装置还设有一中间过渡机构，所述中间过渡机构的一端面通过多个过渡结构连接螺栓螺栓连接至主体装架，且在两者之间容置钻杆扶正机构，另一端面连接所述集尘装置，所述钻杆扶正机构包括导向轴承和外端盖，所述导向轴承内嵌于外端盖的中部通孔且对钻杆进行导向扶正。

其中：所述主体装架的任一侧或两侧可设有手柄固定板，所述手柄固定板枢接有开合手柄，所述开合手柄通过一连接板杠杆连接至卡扣板以实现钻杆的夹持和放开。

其中：所述集尘装置包括主框架、封尘圈及橡胶罩，所述主框架包含焊接在一起的主通道和副通道，所述主通道的一端通过螺栓固定至手动夹持装置，另一端连接有橡胶罩，所述副通道以一定角度倾斜连通至主通道上。

其中：一定角度为80度。

其中：所述主通道的一端和手动夹持装置之间设有至少两个交错布置的封尘圈，所述封尘圈为圆环结构，其中部设有一内圆环，所述内圆环的内直径小于钻杆直径，在内圆环的周缘等距间隔均布有若干条细缝，从而实现对钻杆很好的抱紧。

通过上述结构可知，本发明的钻机用多功能手动夹持器具有如下效果：

1、夹持装置整体结构简单、拆装方便、开合灵活；

2、钻杆扶正同时能减少钻杆的径向窜动，保护钻杆，更换方便；

3、集手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置为一体，集尘装置的橡胶罩直接扣在煤壁上，通过风或水循环出的煤粉、岩屑，从主通道进入副通道流出，从而有效地杜绝了其进入夹持器缝隙，保证夹持器开合灵活的同时改善了作业的施工环境。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明手动夹持装置的主视图。

图3为图2的右视图。

图4为图2的俯视图。

图5为本发明的钻杆扶正机构组成示意图。

图5A为图5的剖视图。

图6为本发明的集尘装置组成示意图。

图7为本发明的卡扣板示意图。

图8为本发明的主体装架示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为本发明的中间过渡机构示意图。

图11为本发明的封尘圈示意图。

图12为配套钻杆结构示意图。

图12A为图12的截视图。

附图标记：

1手动夹持装置，2钻杆扶正机构，3集尘装置，4主体装架，5外挡板，6钻杆，7卡扣板，8中间过渡机构，9导向板，10开合手柄，11连接板，12外端盖，13导向轴承，14副通道，15封尘圈，16主通道，17橡胶罩，18不规则通孔，21过渡机构连接螺栓，22外端盖连接螺栓，23手柄固定板，24集尘装置连接孔，25封尘圈内圆切缝，26四棱柱部。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的钻机用多功能手动夹持器。

所述钻机用多功能手动夹持器包括手动夹持装置1、钻杆扶正机构2及集尘装置3三部分，所述手动夹持装置1可拆卸的固定安装至钻机的给进机身上，从而工操作人员手动夹持如图12所示的钻杆，所述钻杆杆身的合适位置设有供夹持的四棱柱部26，参见图12A，所述四棱柱部26可通过在圆柱型杆身上形成四个相互垂直的柱面而成型，所述钻杆扶正机构2设置于手动夹持装置1内，以在钻杆穿过手动夹持装置1时进行扶正，所述集尘装置3设置于手动夹持装置1的侧面。

参见图2，所述手动夹持装置包括主体装架4、导向板9、外挡板5和卡扣板7，所述主体装架4的下端可拆卸的固定安装在钻机的给进机身上，所述导向板9和外挡板5的一端分别固定安装在所述主体装架4上以分别形成对称的L型导向槽，从而共同形成供所述卡扣板7进行相对滑动的容纳空间。

参见图7，所述卡扣板7上设有用于卡住钻杆的不规则通孔18，为实现快速夹持和松开，所述不规则通孔18由大小不同并相互连通的两段矩形组成，其中宽度较大的矩形19的宽度等于或稍大于钻杆的外直径，宽度较小的矩形20的宽度等于或稍大于钻杆上四棱柱部26的宽度，两者的长度可根据需要设置，只要大于钻杆长度即可，优选的是，所述宽度较小的矩形20长度等于或稍大于钻杆上四棱柱部26的宽度，以实现更好的夹持，从而在钻杆穿过时，通过较大的矩形19实现钻杆的快速贯穿，利用较小的矩形20实现钻杆的快速夹持。

参见图3，所述手动夹持装置1还设有一中间过渡机构8，参见图8，所述中间过渡机构8的中部设有可供钻杆贯穿的通孔，其一端面通过多个过渡结构连接螺栓21连接至主体装架4，且在两者之间容置钻杆扶正机构2，另一端面连接所述集尘装置3，参见图10，所述另一端面设有多个集尘装置连接孔24，参见图5和5A，所述钻杆扶正机构包括导向轴承13和外端盖12，所述导向轴承13内嵌于外端盖12的中部通孔且可对钻杆进行导向扶正，所述外端盖12可通过多个外端盖连接螺栓22固定安装在主体装架和中间过渡机构8之间。

参见图9，所述主体装架4的任一侧或两侧可设有手柄固定板23，所述手柄固定板23可枢接有开合手柄10，参见图4，所述开合手柄10通过一连接板11杠杆连接至卡扣板7，从而通过开合手柄10和连接板11操作卡扣板7在导向槽中滑动，实现钻杆的夹持和放开。

可选的是，所述开合手柄、连接板及卡扣板可在主体装架左、右任一侧安装。

参见图1和图6，所述集尘装置3包括主框架、封尘圈15及橡胶罩17，所述主框架包含焊接在一起的主通道16和副通道14，所述主通道16的一端通过螺栓固定至手动夹持装置1，即可通过主通道16的凸缘螺栓固定至中间过渡机构8的集尘装置连接孔24，另一端连接有橡胶罩17，所述橡胶罩17的直径较主通道16更大，以较好的在钻杆钻进时收集灰尘，所述副通道14以一定角度倾斜连通至主通道16上，以实现灰尘的排出，优选的角度为80度，通过大量的测试，倾斜设置比垂直设置效果好，而80度的设置尤为明显，灰尘排出速度较垂直设置快25％，排出效果也更好。

其中，所述主通道16的一端和手动夹持装置1之间设有至少两个交错布置的封尘圈15，所述封尘圈15的结构也通过特别设置，其材料为橡胶，参见图11，所述封尘圈15为圆环结构，其中部设有一内圆环，所述内圆环的内直径小于钻杆直径，在内圆环的周缘等距间隔均布有若干条细缝25，从而实现对钻杆很好的“抱紧”，所述若干条细缝25可通过切割形成，从而既节约工序，又有效实现了钻杆的贯通和抱紧，在集尘装置中交错布置两层封尘圈，有效地阻止煤粉、岩屑从封尘圈与钻杆接触处外散。

本发明的工作原理是：

(1)手动夹持装置

当需要加/卸钻杆时，只需将钻杆的四棱柱段26放置在卡扣板7的不规则通孔18内，人工操作开合手柄10，通过连接板11，使扣板7在导向板9与外挡板5组成的L型导向槽内滑动，使其小矩形弧段夹紧钻杆，通过动力头马达的转动，松开两钻杆之间的螺纹。

(2)钻杆扶正机构

打钻过程中，若钻杆偏斜，则会与钻杆扶正机构2的导向轴承13内圈相接触摩擦。由于导向轴承13内圈可与钻杆同向转动，则可减缓导向轴承13内圈和钻杆的磨损量，延长导向轴承和钻杆的使用寿命。

(2)集尘装置

钻机工作时，只需将集尘机构3的橡胶罩17扣紧工作面，当用水作循环介质时，在主框架副通道14连接水管，当用风作循环介质时，在主框架副通道14连接除尘系统，交错布置的两层封尘圈15有效地限制了煤粉、石屑的从钻杆与其接触面的外散，从而将孔内残渣从主通道进入副通道导出，改善施工作业环境。

本发明的一种钻机用多功能手动夹持器，结构比较简单，在一定程度上加强了设备的本质安全性能，避免了员工误操作所带来的安全隐患，是规范员工操作行为的有效措施，减少了员工违章操作和事故的发生，为矿井的安全、高效、持续发展创造了有利条件，经济和社会效益显著，其优点还在于：

1、夹持装置整体结构简单、拆装方便、开合灵活；

2、钻杆扶正同时能减少钻杆的径向窜动，保护钻杆，更换方便；

3、集手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置为一体，集尘装置的橡胶罩直接扣在煤壁上，通过风或水循环出的煤粉、岩屑，从主通道进入副通道流出，从而有效地杜绝了煤粉、岩屑进入夹持器缝隙，保证夹持器开合灵活的同时改善了作业的施工环境。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (6)

1.一种钻机用多功能手动夹持器，包括手动夹持装置、钻杆扶正机构及集尘装置三部分，其特征在于：

所述手动夹持装置可拆卸的固定安装至钻机的给进机身上，钻杆杆身的合适位置设有供夹持的四棱柱部，所述钻杆扶正机构设置于手动夹持装置内，所述集尘装置设置于手动夹持装置的前端；

所述手动夹持装置包括主体装架、导向板、外挡板和卡扣板，所述导向板和外挡板的一端分别固定安装在所述主体装架上以分别形成对称的L型导向槽，从而共同形成供所述卡扣板进行相对滑动的容纳空间，所述卡扣板上设有用于卡住钻杆的不规则通孔，所述不规则通孔由大小不同并相互连通的两段矩形组成，其中宽度较大的矩形的宽度等于或稍大于钻杆的外直径，宽度较小的矩形的宽度等于或稍大于钻杆上四棱柱部的宽度。

2.如权利要求1所述的钻机用多功能手动夹持器，其特征在于：所述手动夹持装置还设有一中间过渡机构，所述中间过渡机构的一端面通过多个过渡结构连接螺栓连接至主体装架，且在两者之间容置钻杆扶正机构，另一端面连接所述集尘装置，所述钻杆扶正机构包括导向轴承和外端盖，所述导向轴承内嵌于外端盖的中部通孔且对钻杆进行导向扶正。

3.如权利要求2所述的钻机用多功能手动夹持器，其特征在于：所述主体装架的任一侧或两侧可设有手柄固定板，所述手柄固定板枢接有开合手柄，所述开合手柄通过一连接板杠杆连接至卡扣板以实现钻杆的夹持和放开。

4.如权利要求1-3中任一所述的钻机用多功能手动夹持器，其特征在于：所述集尘装置包括主框架、封尘圈及橡胶罩，所述主框架包含焊接在一起的主通道和副通道，所述主通道的一端通过螺栓固定至手动夹持装置，另一端连接有橡胶罩，所述副通道以一定角度倾斜连通至主通道上。

5.如权利要求4所述的钻机用多功能手动夹持器，其特征在于：一定角度为80度。

6.如权利要求4所述的钻机用多功能手动夹持器，其特征在于：所述主通道的一端和手动夹持装置之间设有至少两个交错布置的封尘圈，所述封尘圈为圆环结构，其中部设有一内圆环，所述内圆环的内直径小于钻杆直径，在内圆环的周缘等距间隔均布有若干条细缝，从而实现对钻杆很好的抱紧。