CN107167044B - 一种co2矿山开采爆破管智能快速填充装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，包括箱体和盖体，箱体内设置用于输送爆破管的送管滚轮装置，定位爆破管的位差滚轮装置和红外探测器，夹紧爆破管的上夹具和下夹具，箱体外设置紧固端头的松紧器，以及箱体底部设置的真空泵和气液增压泵，盖体上设置制冷风机和制冷器。本发明原理是，利用制冷风机和制冷器先将通入的CO₂降温，以及给开采爆破管降温，避免了给开采爆破管洗管、冲管降温的繁琐步骤和CO₂的浪费；再用真空泵抽出爆破管内的空气，最后通过气液增压泵打入高压液态的CO₂；目的是将CO₂矿山开采爆破管的填充装置变为智能化控制，达到了安全、方便、实用的突出功效。
Description
技术领域
本发明属于矿山开采设备领域，具体涉及一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置。
背景技术
在矿山的开采过程中，经常需要对岩层或煤层进行爆破，传统的爆破方法是用雷管、炸药进行爆破，在爆破过程中产生的火焰和高温容易引发二次爆炸，对矿山开采造成严重的安全隐患和威胁，所以国家对雷管、炸药的使用制订了严令的管控政策。为了提高矿山开采的安全和效率，目前较多矿区采用CO2爆破管进行安全爆破开采。但鉴于现有的CO2开采爆破管充装繁琐，步骤繁多，在各个步骤中所使用的仪器不仅不同，而且仪器过于庞大笨重，购买成本过高，严重影响着矿山开采的工作效率和经济效益。
发明内容
针对上述技术中存在的缺陷与不足，本发明目的在于提供一种 CO2矿山开采爆破管智能填充装置，该装置能够实现集多种充装步骤于一体，实现智能充装自动化控制，并且充装过程安全、快速、高效、占用体积小、实用价廉。
实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，包括箱体和盖体，其特征在于，所述的盖体与箱体上口的后侧面采用铰接方式连接，盖体上装有制冷风机，制冷风机的内侧设置有制冷器，制冷器内侧设置CO2输送管；所述的盖体上还设有CO2入口；所述的CO2入口连接着CO2输送管；所述的箱体内部由金属框架构成；在箱体的上半部分前后两侧各装有一号气液顶升缸；所述一号气液顶升缸的底部与支撑杆和箱体框架的下侧相连接；所述的一号气液顶升缸端头连接着上夹具，与上夹具对应的下夹具设置在金属梁上；所述的金属梁设置在箱体框架纵向的中部，连接四侧的金属梁构成第二个框架平面，该框架平面上设置有送管滚轮装置和位差滚轮装置；所述的送管滚轮装置和位差滚轮装置与夹具口同轴线对应安装。
松紧器分为前后两排，每个松紧器安装在横杠的内侧；动力源安装在横杠的上侧，并且在横杠的内部通过减速齿轮连接着松紧器；所述的横杠两端连接着折架，折架的另一端连接在箱体框架上，并且在箱体框架和折架之间设置有气液伸缩缸。
在金属梁的前端设置有充装座；所述的充装座与前端的夹具口相对应；所述的充装座前端开口，充装座上部设有三边定位挡板形成槽状；在槽内中心位置设有定位充气孔；还在槽内设置密封垫；所述的充装座底座连接着下部的二号气液顶升缸；还在充装座的外侧设置有抽真空开关和充气开关；所述的二号气液顶升缸穿过金属梁与充装座底面相连接；抽真空插管和气液插管设在充装座的底座前端，并分别与抽真空开关和充气开关相对应。
所述箱体内的下半部分设置制冷机、真空泵和若干个气液增压泵；所述的制冷机上设有制冷出口和制冷入口；所述的制冷出口和制冷入口分别通过连接管与盖体上的进口和排口相连接；所述的真空泵连接着抽真空管；所述抽真空管上连接着若干个抽真空支管；所述抽真空支管分别与对应的充装座上的抽真空插管连接；所述的若干个气液增压泵通过连接管互相连通，气液入口又通过CO2输送管与盖体上的气液出口相连接；气液管通过气液支管连接在充装座的气液插管上；所述的箱体下部正侧面上设有控制箱；所述的控制箱上设置有两个拉门，其中在一侧拉门上设置有数据显示屏，另一侧拉门上装有一键控制开关和各装置上的分控开关。
本发明箱体的前、后侧面上设有与夹具口对应的填装管孔；所述箱体设置为一个填装管孔，或者设置为一排多个或多层填装管孔的复合结构。
本发明的二号气液顶升缸和充装座下方金属梁之间的通孔上还设置定位套。
本发明的夹具口是由上夹具的下开口与下夹具上开口相对形成。
本发明的前、后上夹具的端面上都安装有红外探测器；所述的位差滚轮装置和送管滚轮装置上都设置有自锁功能装置。
本发明在连接管上设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。
本发明的折架包括连接边和滑动边，折架设置成连接边与箱体上表面平行固定不动，折架的连接边与滑动边滑动连接；气液伸缩缸与滑动边相连接，并且滑动边可在连接边的上下、前后滑动。
本发明的位差滚轮装置是由滚轮一、滚轮二、电动机组成，并分别通过链条与电动机传动轮互相连接传动；所述的位差滚轮装置的下方设置弹簧和电磁吸合器。
本发明的送管滚轮装置是由滚轮和电机以及装置下方的弹力簧组成；所述的滚轮通过皮带与电机传动轮互相连接传动；所述的滚轮上还设置有若干个横向小滚轮；所述的弹力簧连接在送管滚轮装置的底部。
本发明的松紧器是由前端的套筒套在轴上；所述的轴上设置滑键；所述的套筒和轴之间还设置大弹簧。
本发明的有益效果是：利用制冷风机和制冷器先将通入的CO2降温，以及给开采爆破管降温，避免了给开采爆破管洗管、冲管降温的繁琐步骤和CO2的浪费；再用真空泵抽出爆破管内的空气，接着通过气液增压泵打入高压液态的CO2。而本发明是将CO2矿山开采爆破管的填充方式精简、智能化，达到了安全、高效、实用的突出功效。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是图1的F-F水平面剖视的结构示意图。
图3是本发明实施例1的使用示意图。
图4是图1的局部放大图。
图5是本发明送管滚轮装置的结构示意图。
图6是本发明位差滚轮装置的结构示意图。
图7是本发明充装座的结构示意图。
图8是本发明松紧器的结构示意图。
图中：1.箱体 2.金属梁 3.位差滚轮装置(3-1.电动机 3-2.弹簧 3-3. 电磁吸合器 3-4.链条 3-5.滚轮一 3-6.滚轮二)4.送管滚轮装置 (4-1. 弹力簧 4-2.电机 4-3.皮带 4-4.小滚轮 4-5.滚轮)5.下夹具 6.上夹具 7.一号气液顶升缸 8.排口 9.进口 10.制冷器 11.制冷风机 12.气液出口 13.盖体 14.CO2入口 15.CO2输送管 16.支撑杆 17.气液伸缩缸 18.松紧器(18-1.套筒 18-2.滑键 18-3.大弹簧 18-4.轴)19.折架 20. 动力源21.横杠 22.控制箱 23.填装管孔 24.拉门 25.把手 26.二号气液顶升缸 27.红外探测器28.定位充气孔 29.抽真空开关 30.充装座 (30-1.校正孔 30-2.定位挡板 30-3.密封垫30-4.抽真空插管 30-5.气液插管)31.通孔 32.充气开关 33.真空泵 34.制冷机 35.制冷入口 36. 制冷出口 37.连接管 38.气液增压泵 39.气液入口 40.抽真空支管 41. 抽真空管 42.气液支管 43.气液管 44.流量传感器 45.压力传感器 46. 温度传感器 47.爆破管 48.防爆照明灯 49.一键控制开关 50.各装置分控开关 51.数据显示屏 52.充装头
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例1
图1给出了本发明的整体结构示意图，包括箱体1和盖体13，箱体1内部由金属框架构成，箱体1的前、后两侧设有与夹具口对应的填装管孔23，盖体13与箱体上口的后侧面采用铰接方式连接，盖体13上安装着制冷风机11，制冷风机11的内侧设置制冷器10，制冷器10内侧设置CO2输送管15，盖体13上设的CO2入口14与CO2输送管15相连接。
在箱体的上半部分前后两侧各装有的一号气液顶升缸7由控制箱22上连接的感应器控制，一号气液顶升缸7的底部与支撑杆16和箱体框架的下侧相连接，一号气液顶升缸7端头连接着上夹具6，与上夹具6对应的下夹具5设置在金属梁2上，金属梁2设置在箱体1 框架纵向的中部，连接四侧的金属梁2构成第二个框架平面；该框架平面上设置有送管滚轮装置4和位差滚轮装置3，如图5和图6；所述的送管滚轮装置4和位差滚轮装置3与夹具口同轴线对应安装，在箱体1框架上还设有防爆照明灯48。
位差滚轮装置3和送管滚轮装置4上都安装有位置感应器，由控制箱22调节控制；夹具口由上夹具6与下夹具5相对形成，前端的上夹具6端面上安装有红外探测器27；位差滚轮装置3和送管滚轮装置4上都设置有自锁功能装置，当控制箱22对位差滚轮装置3 和送管滚轮装置4停止控制时，自锁装置启动，立即停止运动。
位差滚轮装置3是由滚轮一3-5、滚轮二3-6、电动机3-1组成，并分别通过链条3-4与电动机3-1传动轮互相连接传动，所述位差滚轮装置3底部固定着电磁吸合器3-3，底部四角固定着弹簧3-2；当控制箱22控制电磁吸合器3-3通电，电磁吸合器3-3拉动位差滚轮装置3吸在底部的第二个框架平面上，弹簧3-2压缩，位差滚轮装置3位置降低。
送管滚轮装置4是由滚轮4-5和电机4-2以及装置下方的弹力簧 4-1组成，滚轮4-5通过皮带与电动机传动轮互相连接传动；滚轮4-5 上还设置有若干个横向小滚轮4-4；弹力簧4-1连接在送管滚轮装置4的底部。
由图8所示的多个松紧器18设置在箱体下部内对应的前后两侧，每个松紧器18由前端的套筒18-1套在轴18-4上，轴18-4上设置滑键18-2，套筒18-1和轴18-4之间还设置大弹簧18-3，大弹簧18-3 设置的目的是当松紧器18开始与爆破管47上的充装头52以及释放头接触时，松紧器18转动，至完全对应时，大弹簧18-3弹动套筒 18-1开始旋紧充装头52或释放头。动力源20安装在横杠21的上侧，并且在横杠21的内部通过减速齿轮连接松紧器18，每个动力源20 独自控制一个松紧器18，横杠21与两端的折架19相连接，折架19 的另一端连接在箱体框架上，并且在金属框和折架19之间设置气液伸缩缸17，气液伸缩缸17也由控制箱22上连接的感应器控制，折架19还可以设置成与箱体上表面平行，折架19与滑动边滑动连接；横杠21横向推进松紧器18，折架19的滑动边可上下、前后滑动。
由图4和图7所示的金属梁2上设置通孔31，二号气液顶升缸 26穿过通孔31与充装座30连接，充装座30与前端的夹具口相对应，充装座30前端开口，三面设置定位挡板30-2形成槽状；在槽内中心位置设有突出的定位充气孔28，还在槽内设置密封垫30-3和感应器；充装座30的底座与二号气液顶升缸26相连接，还在充装座30的外侧设置有抽真空开关29和充气开关32，抽真空插管30-4和气液插管30-5设在充装座30的正面，并与抽真空开关29和充气开关32分别对应，金属梁2上设有的通孔31内装有定位套。
由图2所示的箱体下半部分内设置制冷机34、真空泵33、若干气液增压泵38；所述的制冷机34上设有制冷出口36和制冷入口35，制冷出口36和制冷入口35分别通过连接管与盖体13上的进口9和排口8相连接，真空泵33与抽真空管41相连接，抽真空管41上设有若干个抽真空支管40，每个抽真空支管40分别与对应的充装座30 上的抽真空插管30-4连接，若干个气液增压泵38通过连接管37互相连通，并通过气液入口39上的CO2输送管15与盖体13上的气液出口12相连接，在连接管37上设置流量传感器44、温度传感器45和压力传感器46，若干个气液增压泵38与气液管43连接，所述气液管43通过气液支管42与充装30上的气液插管30-5相连接；箱体下部正侧面设有控制箱22，控制箱22上设有可旋转的双拉门24，其中一侧拉门24上设置有数据显示屏51，另一侧拉门24上安装一键控制开关49和各装置上的分控开关50。
由图3所示，使用本发明时，既可一键启动控制开关49，执行全自动化智能工作，也可根据工作所需启动各装置上的分控开关50，执行半自化控制的操作。
本实施例中开启一键控制开关49启动智能工作时，控制箱22控制红外探测器27以及多个感应器综合调节工作，步骤如下：首先，箱体内制冷模式开启，制冷器10和制冷风机11开始工作，当控制箱 22上的数据显示器51显示制冷温度适宜时，推动爆破管47从箱体前端的填装管孔23进入，经过前排的上夹具6时，红外探测器27探测到本夹具填装工位中的爆破管47，控制箱22控制本夹具填装工位上的送管滚轮装置4全部转动推进爆破管47，而高于送管滚轮装置4 上的位差滚轮装置3底部电磁吸合器3-3吸合在底部的第二个框架平面上，弹簧3-2被压缩，位差滚轮装置3位置降低，使得位差滚轮装置3不会阻碍爆破管47的推进，爆破管47前端进入箱体1内的后侧夹具，当爆破管47刚好脱离红外探测器27的探测，控制箱22发出指令终止本夹具填装工位上的送管滚轮装置4的转动。
送管滚轮装置4停止，即前、后的一号气液顶升缸7推动上夹具 6，将爆破管47下压到送管滚轮装置4上，使送管滚轮装置4底部的弹力簧4-1处于压缩状态，两侧夹具夹紧爆破管47，箱体1前后两侧的气液伸缩缸17都开始缩进，拉动折架19，松紧器18上连接的动力源20独立控制本填装工位的动作，把松紧器18上的套筒18-1 对应到爆破管47末端的充装头52和前端的释放头上，松紧器18开始转动，当松紧器18上的套筒18-1与爆破管47上的充装头52以及释放头不能契合时，转动的松紧器18上的套筒18-1会适当调整契合角度，直到完全匹配，大弹簧18-3弹动套筒18-1与充装头52或释放头契合，开始拧紧充装头52和释放头，至紧固后，松紧器18停止转动，气液伸缩缸17开始顶起折架19，松紧器18与充装头52以及释放头分离，折架19还原，一号气液顶升缸7收缩松开爆破管47。本填装工位是指一根爆破管47填装的所有独立工序。
接着，充装座30槽内设置的感应器启动，探测爆破管47充装头 52上的进气孔平面是否与充装座30平面平行，当感应到不平行时，本夹具填装工位上的位差滚轮装置3启动，底部的电磁吸合器3-4断电，电磁吸合器3-4失去吸力，弹簧3-3将位差滚轮装置3反弹，并与爆破管47接触；滚轮一3-5和滚轮二3-6轴向转动，带动爆破管 47转动，至爆破管47充装头52上的进气孔平面与定位充气孔28所在的充装座30平面平行时，位差滚轮装置3停止转动，前后两端的上夹具6下移与下夹具5闭合，夹紧爆破管47，二号气液顶升缸26 开始启动，推动充装座30正好扣在爆破管47充装头52上，定位充气孔28对接完成；控制箱22打开抽真空开关29，真空泵33开始工作，抽离爆破管47内的空气，形成负压，完成后，控制箱22控制关闭抽真空开关29，真空泵33关闭，并打开充气开关32，启动气液增压泵38开始输出高压液态的CO2，对爆破管47进行充装；当数据显示屏51指示充装已满，控制箱22控制关闭充气开关32，气液增压泵38停止工作，二号气液顶升缸26回缩，带动充装座30返回原位，爆破管47充装头52的内置充气阀门自动关闭。
充装座30还原位置后，一号气液顶升缸7开始上移，上夹具6 和下夹具5松开爆破管47；送管滚轮装置4接受到指令开始工作，将充装好的爆破管47输送出去，从后侧的填装管孔23退出，整个充装工序完成。本发明可以设置为一次填装一根爆破管47，也可以设置为一排多根或多层的复合结构同时填装。
实施例2
本实施例采用各装置分控开关50控制的半自动操作，来逐步控制爆破管47，如实施例1中所展示描述的开始推进、对位、充装、安装、完成退出一系列步骤；本实施例中所使用的各装置分控开关 50也可作用于一键控制开关49时的特殊状况的中断控制处理。
本发明通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代，因此，本发明不局限于所公开的具体实施过程，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，包括箱体(1)和盖体(13)，其特征在于，所述的盖体(13)与箱体(1)上口的后侧面采用铰接方式连接，盖体上装有制冷风机(11)，制冷风机(11)的内侧设置有制冷器(10)，制冷器(10)内侧设置CO2输送管(15)；所述的盖体(13)上还设有CO2入口(14)；所述的CO2入口(14)连接着CO2输送管(15)；所述的箱体(1)内部由金属框架构成；箱体(1)的上半部前后两侧各装有一号气液顶升缸(7)；所述一号气液顶升缸(7)的底部与支撑杆(16)和箱体(1)框架的下侧相连接；所述的一号气液顶升缸(7)端头连接着上夹具(6)，与上夹具(6)对应的下夹具(5)设置在金属梁(2)上；所述的金属梁(2)设置在箱体(1)框架纵向的中部，连接四侧的金属梁(2)构成第二个框架平面，该框架平面上设置有送管滚轮装置(4)和位差滚轮装置(3)；所述的送管滚轮装置(4)和位差滚轮装置(3)与夹具口同轴线对应安装；
松紧器(18)分为前后两排，每个松紧器(18)安装在横杠(21)的内侧；动力源(20)安装在横杠(21)的上侧，并且在横杠(21)的内部通过减速齿轮连接着松紧器(18)；所述的横杠(21)两端连接着折架(19)，折架(19)的另一端连接在箱体(1)框架上，并且在箱体(1)框架和折架(19)之间设置有气液伸缩缸(17)；
在金属梁(2)的前端设置有充装座(30)；所述的充装座(30)与前端的夹具口相对应；所述的充装座(30)前端开口，充装座(30)上部设有三边定位挡板(30-2)形成槽状；在槽内中心位置设有定位充气孔(28)；还在槽内设置密封垫(30-3)；所述的充装座(30)底座连接下部的二号气液顶升缸(26)；还在充装座(30)的外侧设置有抽真空开关(29)和充气开关(32)；所述的二号气液顶升缸(26)穿过金属梁(2)与充装座(30)底面相连接；抽真空插管(30-4)和气液插管(30-5)设在充装座(30)的底座前端，并分别与抽真空开关(29)和充气开关(32)相对应；
所述箱体(1)内的下半部分设置制冷机(34)、真空泵(33)和若干个气液增压泵(38)；所述的制冷机(34)上设有制冷出口(36)和制冷入口(35)；所述的制冷出口(36)和制冷入口(35)分别通过连接管与盖体(13)上的进口(9)和排口(8)相连接；所述的真空泵(33)连接着抽真空管(41)；所述抽真空管(41)上连接着若干个抽真空支管(40)；所述抽真空支管(40)分别与对应的充装座(30)上的抽真空插管(30-4)连接；所述的若干个气液增压泵(38)通过连接管(37)互相连通，气液入口(39)又通过CO2输送管(15)与盖体(13)上的气液出口(12)相连接；气液管(43)通过气液支管(42)连接在充装座(30)的气液插管(30-5)上；所述的箱体(1)下部正侧面上设有控制箱(22)；所述的控制箱(22)上设置有两个拉门(24)，其中在一侧拉门(24)上设置有数据显示屏(51)，另一侧拉门(24)上装有一键控制开关(49)和各装置上的分控开关(50)。
2.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述箱体(1)的前、后侧面上设有与夹具口对应的填装管孔(23)；所述箱体(1)设置为一个填装管孔(23)，或者设置为一排多个或多层填装管孔(23)的复合结构。
3.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的二号气液顶升缸(26)和充装座(30)下方金属梁(2)之间的通孔(31)上还设置定位套。
4.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的夹具口是由上夹具(6)的下开口与下夹具(5)上开口相对形成。
5.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的前、后上夹具的端面上都安装有红外探测器(27)；所述的位差滚轮装置(3)和送管滚轮装置(4)上都设置有自锁功能装置。
6.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的连接管(37)上设置流量传感器(44)、温度传感器(46)和压力传感器(45)。
7.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的折架(19)包括连接边和滑动边，折架(19)设置成连接边与箱体(1)上表面平行固定不动，折架(19)的连接边与滑动边滑动连接；气液伸缩缸(17)与滑动边相连接，并且滑动边可在连接边的上下、前后滑动。
8.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的位差滚轮装置(3)是由滚轮一(3-5)、滚轮二(3-6)、电动机(3-1)组成，并分别通过链条(3-4)与电动机(3-1)传动轮互相连接传动；所述的位差滚轮装置(3)的下方设置弹簧(3-2)和电磁吸合器(3-3)。
9.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的送管滚轮装置(4)是由滚轮(4-5)和电机(4-2)以及装置下方的弹力簧(4-1)组成；所述的滚轮(4-5)通过皮带(4-3)与电机(4-2)传动轮互相连接传动；所述的滚轮(4-5)上还设置有若干个横向小滚轮(4-4)；所述的弹力簧(4-1)连接在送管滚轮装置(4)的底部。
10.根据权利要求1所述的一种CO2矿山开采爆破管智能快速填充装置，其特征在于，所述的松紧器(18)是由前端的套筒(18-1)套在轴(18-4)上；所述的轴(18-4)上设置滑键(18-2)；所述的套筒(18-1)和轴(18-4)之间还设置大弹簧(18-3)。
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