CN108915626B - 一种岩心取样钻机用送料机构 - Google Patents
一种岩心取样钻机用送料机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种岩心取样钻机用送料机构，包括储存机构、支撑机构和运送机构，储存机构包括容纳腔和顶升单件，容纳腔包括物料出口，顶升单件设置在容纳腔的下方且用于顶升容纳腔中的物料；支撑机构包括支撑单件，支撑单件设置在物料出口处用于控制物料出口的关闭和打开；运送机构包括运送动力源、物料支撑架和支撑导轨；物料支撑架上设有卡槽组和滑行部位，卡槽组位于容纳腔下方，使得容纳腔中的物料能落入卡槽组中的卡槽内；运送动力源用于带动物料支撑架在支撑导轨上进行往返运动实现物料输送。应用本发明的技术方案，效果是：装置结构精简；实现自动化送料(尤其是两种及以上物料的自动化交替运送)，降低劳动强度，提高施工效率和施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及地质工程钻探设备技术领域，特别地，涉及一种岩心取样钻机用送料机构。
背景技术
随着经济的快速发展，人们对建筑地质结构的探测和地下矿产资源的探测需求越来越大。在地质工程钻探勘测设备领域中，全液压岩心取样钻机是目前勘探设备的主力军。
目前市面上的全液压岩心取样钻机存在自动化程度低的缺点，钻探过程中需要靠人工逐次安装和拆卸钻杆，导致耗费大量劳动力，取样效率低，工作环境恶劣，安全性差。
因此，设计一种能自动进行送料的装置具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构精简、能够实现物料自动送料、工作效率高且安全性能好的装置，具体技术方案如下：
一种岩心取样钻机用送料机构，包括储存机构、支撑机构和运送机构；
所述储存机构包括容纳腔组和顶升组件，所述容纳腔组包括一个容纳腔或至少两个并列设置的容纳腔，所述容纳腔包括物料能够通过的物料出口；所述顶升组件包括至少一个顶升单件，所述顶升单件设置在所述容纳腔的下方且用于顶升所述容纳腔中所容纳的物料；
所述支撑机构包括至少一组支撑单件，所述支撑单件设置在所述物料出口处用于控制所述物料出口的关闭和打开；
所述运送机构包括运送动力源、物料支撑架以及支撑导轨；所述物料支撑架与所述顶升组件错位设置，所述物料支撑架上设有用于卡持物料的卡槽组以及与所述支撑导轨相匹配的滑行部位，所述卡槽组位于所述容纳腔的下方，使得所述容纳腔中的物料能落入所述卡槽组中的卡槽内；所述运送动力源与所述物料支撑架连接，用于带动所述物料支撑架在所述支撑导轨上进行往返运动实现物料输送。
通过储存机构储存物料，当物料进行输送的时候，支撑机构打开物料出口，物料从物料出口落下，随后根据需求关闭物料出口；顶升单件顶住落下的物料，并将物料放入物料支撑架的卡槽组中的卡槽内，随后运送动力源带动物料支撑架动作实现物料运送。本发明的送料机构结构精简，且能够实现物料(两种及以上物料)的自动化送料(自动化交替送料)，提高工作效率，减少操作工人，且提高施工安全。
以上技术方案中优选的，所述物料为物料为钻杆、套管、岩心管以及杆件中的至少一种，本发明装置适合自动运送单种或多种物料，实用性强。
以上技术方案中优选的，所述物料为钻杆和套管。优选的，所述容纳腔组包括至少一个容纳所述钻杆的钻杆容纳腔以及至少一个容纳所述套管的套管容纳腔；所述钻杆容纳腔和所述套管容纳腔并列设置；所述顶升组件包括至少一个用于顶升所述钻杆的钻杆顶升单件以及至少一个用于顶升所述套管的套管顶升单件，所述钻杆顶升单件位于所述钻杆容纳腔的正下方，且所述钻杆顶升单件包括一根顶升件或者并列设置的至少两根顶升件；所述套管顶升单件位于所述套管容纳腔的正下方，且所述套管顶升单件包括一根顶升件或者并列设置的至少两根顶升件；所述卡槽组包括至少一个用于卡持钻杆的钻杆卡槽以及至少一个用于卡持套管的套管卡槽；且所述物料支撑架与所述顶升组件错位设置。本发明的送料机构适用于套管和钻杆不同物料(可以是相同规格，也可以是不同规格)的输送，满足岩心取样的需求。
以上技术方案中优选的，所述支撑单件包括物料挡板以及动力组，所述动力组与所述物料挡板连接，动力组用于提供动力使得物料挡板能够控制所述物料出口的关闭和打开。支撑单件的结构精简，能够很好地实现物料出口的关闭和打开，满足物料输送的需求，实用性强。支撑单件为两组，两组所述支撑单件分别与物料的两端对应设置。支撑单件的数量还可以是其他数量，满足物料的稳定支撑即可。
以上技术方案中优选的，所述动力组包括齿条、齿轮和电机，所述齿条同长度方向设置在所述物料挡板上，所述齿轮设置在所述电机的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述电机能够实现正反转；或是，所述动力组包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构和所述物料挡板；所述伸缩件为伸缩油缸。动力组的结构可以根据实际需求选择，采用动力件、齿轮和齿条的结合，物料挡板运动稳定性好；采用伸缩件(如伸缩油缸)，操作方便。
以上技术方案中优选的，所述物料支撑架包括一个物料支撑单架或者至少两个并列设置的物料支撑单架，并列设置的多个物料支撑单架相对应位置设有用于卡持物料的卡槽组。优选的，沿物料的长度方向多个所述物料支撑单架并列设置。物料支撑单架的数量和结构也可以根据实际需求选择，优选采用两组物料支撑单架，两组物料支撑单架分别位于物料的两端，物料输送过程稳定性好。
以上技术方案中优选的，所述运送动力源包括与所述物料支撑单架一一对应的动力单件，所述动力单件包括动力件、齿轮和齿条的组合，所述齿条同长度方向设置在所述物料支撑单架上，所述齿轮设置在所述动力件的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述动力件为能够实现正反转的马达或电机；或是所述动力单件包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构和物料支撑单架；所述伸缩件为伸缩油缸。动力源的结构可以根据实际需求选择，采用动力件、齿轮和齿条的结合，传动稳定性好；采用伸缩件(如伸缩油缸)，操作方便。
应用本发明的技术方案，效果是：
1、本发明的岩心取样钻机用送料机构包括储存机构、支撑机构和运送机构，采用储存机构对物料进行储存，采用支撑机构对物料进行支撑，采用运送机构对物料进行输送，操作方便，且能够实现物料的自动输送(尤其是能实现两种以上不同尺寸钻杆或套管的交替自动化输送)，大大提高工作效率，减少施工人员，提高施工的安全性。
2、本发明的岩心取样钻机用送料机构能满足单独运送单种物料(如钻杆或套管)，还能满足同时输送两种及以上的物料(如同时输送钻杆和套管)，满足不同的施工需求，实用性强。
3、本发明中顶升单件、物料支撑单架、支撑单件等数量可根据实际需求选择，满足不同的需求，实用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中岩心取样钻机用送料机构的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是图1中动力源的结构示意图；
其中：1、储存机构，1.1、容纳腔，A1、钻杆容纳腔，A2、套管容纳腔，1.11、物料出口，1.2、顶升单件，B1、钻杆顶升单件，B2、套管顶升单件；
2、支撑机构，D1、物料挡板，D2、动力组，D2.1、电机，D2.2、齿轮，D2.3、齿条，D2.4、安装板；
3、运送机构，3.1、运送动力源，3.11、液压马达，3.12、固定安装板，3.13、轴承端盖，3.14、驱动齿条，3.15、驱动齿轮，3.16、传动轴，3.17、定位销，3.2、物料支撑架，3.21、卡槽组，C1、钻杆卡槽，C2、套管卡槽，3.22、滑行部位，3.3、支撑导轨；
4、钻杆；
5、套管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种岩心取样钻机用送料机构，具体为一种能够同时输送钻杆4和套管5的送料机构，包括储存机构1、支撑机构2和运送机构3，详见图1-图3，详情如下：
所述储存机构1包括本体、容纳腔组以及顶升组件，容纳腔组由设置在本体内部的隔板隔成，所述容纳腔组包括四个并列设置的容纳腔1.1，其中两个为容纳所述钻杆的钻杆容纳腔A1，另外两个为容纳所述套管的套管容纳腔A2。所述钻杆容纳腔A1包括钻杆能够通过的物料出口1.11，所述套管容纳腔A2包括套管能够通过的物料出口1.11。所述顶升组件包括四个顶升单件1.2，具体是包括两个用于顶升所述钻杆的钻杆顶升单件B1以及两个用于顶升所述套管的套管顶升单件B2，钻杆顶升单件B1和钻杆容纳腔A1一一对应设置，所述钻杆顶升单件B1位于所述钻杆容纳腔A1的正下方，且所述钻杆顶升单件B1包括并列设置的两根顶升件，两根顶升件设置在钻杆的两端的正下方。套管顶升单件B2与套管容纳腔A2一一对应设置，所述套管顶升单件B2位于所述套管容纳腔A2的正下方，且所述套管顶升单件B2包括并列设置的两根顶升件，两根顶升件设置在套管的两端的正下方。
所述支撑机构2设置在所述物料出口1.11处用于控制所述物料出口1.11的关闭和打开，此处优选：
所述支撑机构2包括两组并列设置的支撑单件，用于关闭和打开所述钻杆容纳腔A1的两组支撑单件分别设置在钻杆的两端。两组支撑单件对称安装在所述储存机构1的本体的侧面(具体是安装在钻杆容纳腔A1一侧)。更优选的，所述支撑单件包括物料挡板D1以及动力组D2，所述动力组D2与所述物料挡板D1连接，动力组2D用于提供动力使得物料挡板D1能够控制所述物料出口1.11的关闭和打开，物料挡板D1的上表面与物料出口1.11之间的间距不能超过物料的直径的两倍，最好是：物料挡板D1的上表面与物料出口1.11的下表面相接触。具体优选：所述动力组D2包括齿条、齿轮和电机，所述齿条同长度方向设置在所述物料挡板D1上，所述齿轮设置在所述电机的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述电机能够实现正反转，具体是：由电机D2.1(也可以是液压马达)提供驱动力(电机D2.1通过安装板D2.4设置在储存机构1中本体的侧壁上)，并通过联轴器将动力传给齿轮轴，再通过齿轮轴上的齿轮D2.2和设置在物料挡板上的齿条D2.3构成齿轮齿条机构，带动物料挡板动作，实现物料出口的密封和打开。物料挡板的两端还设有用于限位的限位块，限位块的数量为两块，两块限位块设置在物料挡板动作方向的两端端部，通过两块限位块进行物料挡板运动过程中的机械限位。除此之外，还可以采用以下结构：所述动力组包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构和所述物料挡板；所述伸缩件为伸缩油缸。或者是，采用电机、主动齿轮、从动齿轮和螺杆的组合。
所述运送机构3包括运送动力源3.1、物料支撑架3.2以及支撑导轨3.3，如下：
所述物料支撑架3.2包括两个并列设置的物料支撑单架(具体是：沿物料的长度方向两个所述物料支撑单架并列设置)，并列设置的多个物料支撑单架相对应位置设有用于卡持物料的卡槽组3.21。物料支撑架3.2上还设有与所述支撑导轨3.3相匹配的滑行部位3.22，所述卡槽组3.21均位于所述容纳腔1.1的下方，使得所述容纳腔1.1中的物料能落入所述卡槽组3.21中，此处具体是：所述卡槽组3.21包括一个用于卡持钻杆的钻杆卡槽C1以及一个用于卡持套管的套管卡槽C2，所述钻杆容纳腔A1中的钻杆能落入钻杆卡槽C1，所述套管容纳腔A2内的套管能落入所述套管卡槽C2，且所述物料支撑架3.2与所述顶升组件中的钻杆顶升单件B1和套管顶升单件B2均错位设置，此处：钻杆顶升单件B1和套管顶升单件B2均位于两组物料支撑单架之间。
所述支撑导轨3.3包括与所述物料支撑单架一一对应设置支撑单轨，所述支撑单轨为凸字形结构。
所述运送动力源3.1包括同步运动的两组动力单件，所述动力单件与所述物料支撑单架一一对应设置，且所述动力单件与所述物料支撑单架2.33连接，用于带动所述物料支撑单架在所述支撑单轨上进行往返运动实现物料输送。两组动力单件带动两个物料支撑单架同步运动，实现物料的运送。此处优选：所述动力单件包括动力件、齿轮和齿条的组合，所述齿条同长度方向设置在所述物料支撑单架上，所述齿轮设置在所述动力件的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述动力件为能够实现正反转的马达或电机，具体是：
详见图3，动力单件包括液压马达3.11、固定安装板3.12、轴承端盖3.13、驱动齿条3.14、驱动齿轮3.15、传动轴3.16、定位销3.17等，液压马达3.11提供旋转动力，并通过联轴器将动力传给传动轴3.16，所述传动轴3.16通过固定安装板3.12安装在支撑单轨上，固定安装板3.12上安装有滚动轴承，两端分别安装有轴承端盖3.13，且轴承端盖中使用密封毡圈密封，所述传动轴3.16上通过圆头平键对称安装有驱动齿轮3.15，且驱动齿轮3.15使用定位销3.17进行轴向固定；物料支撑单架通过底部滑槽安装在支撑单轨上，且底面凹槽内焊接有驱动齿条3.14；所述驱动齿条3.14与传动轴3.16上的驱动齿轮3.15组成齿轮齿条机构，从而可通过传动轴3.16带动物料支撑单架在支撑单轨上滑动。还可以采用其他结构：所述动力单件包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构和物料支撑单架；所述伸缩件为伸缩油缸，操作方便。
应用本实施例的岩心取样钻机自动送杆机构，工作原理如下(列举一种具体方式)：
支撑单件中的动力组D2控制物料挡板D1动作，使得物料挡板D1控制所述钻杆容纳腔A1中的物料出口1.11处于关闭状态；动力单件控制物料支撑单架处于初始位置，物料支撑单架将套管容纳腔A2中的物料出口1.11进行密封使其处于关闭状态；进行钻杆和套管上料，即按需装入批量钻杆在钻杆容纳腔A1和装入批量套管在套管容纳腔A2。
当需要输送钻杆时，钻杆容纳腔A1下方的钻杆顶升单件B1(顶升油缸)上升至一定高度；支撑单件中的动力组D2控制物料挡板D1动作，打开钻杆容纳腔A1的物料出口，通过钻杆顶升单件B1先将钻杆4顶起；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至物料支撑单架上的钻杆卡槽C1位于钻杆容纳腔A1的正下方(对准所需选择的钻杆)；钻杆顶升单件B1带动钻杆下移至一定位置使得选择的钻杆落入物料支撑单架上的钻杆卡槽C1内；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至适当位置，便于钻杆的后续安装。
当需要输送套管时，套管容纳腔A2下方的套管顶升单件B2(顶升油缸)上升至一定高度，通过套管顶升单件B2先将套管5顶起；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至物料支撑单架上的套管卡槽C2位于套管容纳腔A2的正下方(对准所需选择的套管)；套管顶升单件B2带动套管下移至一定位置使得选择的套管落入物料支撑单架上的套管卡槽C2内；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至适当位置，便于套管的后续安装。
当需要同时输送钻杆和套管时(钻杆和套管可以按顺序进行交替输送)，钻杆顶升单件B1和套管顶升单件B2同时动作并上升至一定高度；支撑单件中的动力组D2控制物料挡板D1动作，打开钻杆容纳腔A1和套管容纳腔A2的物料出口，通过钻杆顶升单件B1和套管顶升单件B2分别将对应的钻杆4和套管5顶起；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至物料支撑单架上的钻杆卡槽C1和套管卡槽C2分别位于钻杆容纳腔A1和套管容纳腔A2的正下方(对准所需选择的钻杆和套管)；钻杆顶升单件B1和套管顶升单件B2同时动作分别带动钻杆和套管下移至一定位置使得选择的钻杆和套管分别落入物料支撑单架上的钻杆卡槽C1和套管卡槽C2内；运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至适当位置，便于钻杆和套管的后续安装。
根据上述输送方式，可实现钻杆和套管的同时输送，也可以实现钻杆和套管的按需交替自动化输送，满足不同的施工需求。
除此之外，本实施例还可以设置四组支撑单件，两组设置在钻杆容纳腔A1的一侧用于支撑钻杆容纳腔A1中的钻杆，另外两组设置在套管容纳腔A2的一侧用于支撑套管容纳腔A2中的套管，具体是：a、上料过程，支撑单件中的动力组D2控制物料挡板D1动作，使得物料挡板D1控制所述套管容纳腔A2中的物料出口1.11处于关闭状态，进行套管上料；b、套管输送时，套管容纳腔A2下方的套管顶升单件B2(顶升油缸)上升至一定高度，支撑单件中的动力组D2控制物料挡板D1动作，打开套管容纳腔A2的物料出口，通过套管顶升单件B2先将套管5顶起，运送动力源3.1(齿轮齿条机构)驱动物料支撑单架在支撑导轨3.3上移动至物料支撑单架上的套管卡槽C2位于套管容纳腔A2的正下方(对准所需选择的套管)；套管顶升单件B2带动套管下移至一定位置使得选择的套管落入物料支撑单架上的套管卡槽C2内。其他同上述工作原理。
应用本实施例的技术方案勘钻深200米(孔径Ф91)，每根钻杆和套管均为2米(施工100根钻杆和100根套管)，完成一次岩心取样，应用本发明与现有人工岩心取样进行估算比较，结果如表1下：
表1实施例1和对比例的效果比对表
对比例：
采用现有技术，采用人工搬运操作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：包括储存机构(1)、支撑机构(2)和运送机构(3)；
所述储存机构(1)包括容纳腔组和顶升组件，所述容纳腔组包括容纳腔(1.1)，所述容纳腔(1.1)包括物料能够通过的物料出口(1.11)；所述顶升组件包括至少一个顶升单件(1.2)，所述顶升单件设置在所述容纳腔(1.1)的下方且用于顶升所述容纳腔(1.1)中所容纳的物料；
所述支撑机构(2)包括至少一组支撑单件，所述支撑单件设置在所述物料出口(1.11)处用于控制所述物料出口(1.11)的关闭和打开；
所述运送机构(3)包括运送动力源(3.1)、物料支撑架(3.2)以及支撑导轨(3.3)；所述物料支撑架(3.2)与所述顶升组件错位设置，所述物料支撑架(3.2)上设有用于卡持物料的卡槽组(3.21)以及与所述支撑导轨(3.3)相匹配的滑行部位(3.22)，所述卡槽组(3.21)位于所述容纳腔(1.1)的下方，使得所述容纳腔(1.1)中的物料能落入所述卡槽组(3.21)中的卡槽内；所述运送动力源(3.1)与所述物料支撑架(3.2)连接，用于带动所述物料支撑架(3.2)在所述支撑导轨(3.3)上进行往返运动实现物料输送；
所述物料为钻杆和套管；所述容纳腔组包括至少一个容纳所述钻杆的钻杆容纳腔(A1)以及至少一个容纳所述套管的套管容纳腔(A2)；所述钻杆容纳腔(A1)和所述套管容纳腔(A2)并列设置；
所述顶升组件包括至少一个用于顶升所述钻杆的钻杆顶升单件(B1)以及至少一个用于顶升所述套管的套管顶升单件(B2)，所述钻杆顶升单件(B1)位于所述钻杆容纳腔(A1)的正下方；所述套管顶升单件(B2)位于所述套管容纳腔(A2)的正下方；所述钻杆顶升单件(B1)和所述套管顶升单件(B2)均包括一根顶升件或者并列设置的至少两根顶升件；
所述卡槽组(3.21)包括至少一个用于卡持钻杆的钻杆卡槽(C1)以及至少一个用于卡持套管的套管卡槽(C2)。
2.根据权利要求1所述的岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：所述支撑单件包括物料挡板(D1)以及动力组(D2)，所述动力组(D2)与所述物料挡板(D1)连接，动力组(2D)用于提供动力使得物料挡板(D1)能够控制所述物料出口(1.11)的关闭和打开。
3.根据权利要求2所述的岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：所述动力组(D2)包括齿条、齿轮和动力源，所述齿条同长度方向设置在所述物料挡板(D1)上，所述齿轮设置在所述动力源的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述动力源为能够实现正反转的电机或马达；
或是，所述动力组包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构(1)和所述物料挡板(D1)；所述伸缩件为伸缩油缸。
4.根据权利要求2所述的岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：所述支撑单件为两组，两组所述支撑单件分别与物料的两端对应设置。
5.根据权利要求2所述的岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：所述物料支撑架(3.2)包括一个物料支撑单架或者至少两个沿物料的长度方向并列设置的物料支撑单架，并列设置的多个物料支撑单架相对应位置设有用于卡持物料的卡槽组(3.21)。
6.根据权利要求5所述的岩心取样钻机用送料机构，其特征在于：所述运送动力源(3.1)包括与所述物料支撑单架一一对应的动力单件，所述动力单件包括动力件、齿轮和齿条的组合，所述齿条同长度方向设置在所述物料支撑单架(3.22)上，所述齿轮设置在所述动力件的输出轴上且与所述齿条相啮合；所述动力件为能够实现正反转的马达或电机；
或是所述动力单件包括一根伸缩件或者至少两根并列设置的伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接所述储存机构(1)和物料支撑单架(3.22)；所述伸缩件为伸缩油缸。
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