CN109184613B - 一种聚氨酯瓦斯封孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体为一种聚氨酯瓦斯封孔装置，解决了现有瓦斯抽采封孔时存在封孔效果差、工艺要求高的问题。包括料箱、瓦斯抽采管、进料驱动机构和出料同步移动机构。料箱包括原料桶I和原料桶II。进料驱动机构包括原料泵I、原料泵II和驱动齿轮组，驱动齿轮组由手轮驱动。出料同步移动机构包括减速齿轮组、辊轮和混合出料壳体，减速齿轮组和由其传动的主动辊轮设置在支架上，减速齿轮组和驱动齿轮组之间设置有软轴；从动辊轮设置在摆臂上，支架与摆臂之间设置有扭力弹簧；混合出料壳体与原料泵I和原料泵II之间设置有穿过主动辊轮和从动辊轮圆形进给槽内的输料管I和输料管II，混合出料壳体上设置有导向索。本发明结构封孔效果得到大幅提升。

Description

一种聚氨酯瓦斯封孔装置

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采用封孔装置，具体为一种聚氨酯瓦斯封孔装置。

背景技术

目前国内的煤矿煤层瓦斯抽采工艺，是在煤层上钻水平孔，然后将管道插入孔中，孔与管道外壁形成的空腔使用封孔材料进行封闭确保其不漏气，在管道端部接抽采设备进行抽采瓦斯，封孔材料有聚氨酯、水泥、黄泥等材料，其中聚氨酯作为封孔材料有封闭性好，体积膨胀系数大，与煤层粘结较好，封闭时间短等优点，得到了广泛的应用。

现有的聚氨酯封闭工艺是把管道外壁缠绕麻袋或编织布等孔隙材料，在麻袋或编织布上涂混合后的聚氨酯料，然后把这个管道插入煤层孔中，但是编织布能吸纳的聚氨酯材料有限，包裹薄了造成漏气，则孔也报废了，包裹厚了会导致插不进去或插入深度浅，造成瓦斯抽采深度小；另外，聚氨酯是靠两种原料混合的，在混合后会短时间内膨胀，对操作人员的操作时间、操作方法要求很高。

发明内容

本发明为了解决现有瓦斯抽采封孔时存在封孔效果差、对操作人员的要求较高且影响瓦斯抽采的问题，提供了一种聚氨酯瓦斯封孔装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种聚氨酯瓦斯封孔装置，包括料箱、瓦斯抽采管、进料驱动机构和出料同步移动机构；料箱内设置有原料桶I和原料桶II，瓦斯抽采管的两端部外壁均固定有环形支撑圈；

进料驱动机构包括固定在料箱上端部的固定板，固定板的一侧设置有与原料桶I连通的原料泵I和与原料桶II连接的原料泵II，固定板的另一侧设置有与原料泵I输入轴连接的驱动齿轮I和与原料泵II输入轴连接的驱动齿轮II，驱动齿轮I和驱动齿轮II之间设置有与两者啮合的过桥齿轮，过桥齿轮上设置有与其啮合的主动齿轮，主动齿轮上设置有与其同轴的主动轮轴，主动轮轴端部设置有手轮，且主动齿轮上设置有与其啮合的软轴齿轮；出料同步移动机构包括滑动于瓦斯抽采管外侧壁上部的混合出料壳体和固定于瓦斯抽采管外端内部的柱状涨紧块，柱状涨紧块外端面设置有支架固定板，支架固定板上设置有支架，支架上设置有主动辊轮，主动辊轮上固定有与其同轴的二级从动齿轮，二级从动齿轮上设置有与其啮合的二级主动齿轮，二级主动齿轮上固定有与其同轴的一级从动齿轮，一级从动齿轮上设置有与其啮合且固定在主动轴上的一级主动齿轮，主动轴的一端与软轴齿轮之间设置有与两者连接的软轴；混合出料壳体的外端与原料泵I和原料泵II之间设置有输料管I和输料管II，且输料管I和输料管II穿过主动辊轮和从动辊轮之间，且与两者紧密接触，混合出料壳体的端部开有若干斜向下设置的出料孔；混合出料壳体的下端部开有若干开口方向各异且不在同一轴线上的阻尼孔，且阻尼孔内穿有一根两端与环形支撑圈连接的导向索。

进行封孔作业时，首先将瓦斯抽采管、环形支撑圈及混合出料壳体等附件一起插入煤层孔中，然后将出料同步移动机构固定在煤层外端的瓦斯抽采管一侧，摇动手轮，手轮通过主动轮轴带动主动齿轮旋转，在过桥齿轮的作用下，使得驱动齿轮I和驱动齿轮II旋转且方向相同，原料泵I将原料桶I内的聚氨酯通过输料管I传送到混合出料壳体，原料泵II将原料桶II内的聚氨酯通过输料管II传送到混合出料壳体，两种聚氨酯原料在混合出料壳体内混合后经出料孔排出；与此同时，主动齿轮带动软轴齿轮及软轴一起旋转，进而带动主动轴、一级主动齿轮及一级从动齿轮进行第一次减速，由于一级从动齿轮与二级主动齿轮固定，进而使得二级主动齿轮带动二级从动齿轮进行第二次减速，二级从动齿轮带动主动辊轮及从动辊轮转动，进而拉动输料管I和输料管II带动混合出料壳体匀速稳定的从煤层空腔中逐步抽离，完成封孔作用；该结构设计中，采用主动齿轮作为动力源，使得聚氨酯原料的混合与混合出料壳体抽离煤层同步实现，提升封孔效果的同时，保证了混合出料壳体的抽离速度，不会发生聚氨酯凝固速度大于抽离速度使混合出料壳体堵塞现象的发生；混合出料壳体上设置有固定在两个环形支撑圈端部起阻尼作用的导向索，确保混合出料壳体在抽离过程中始终在瓦斯抽气管的上方，并保持直线，实现对混合出料壳体和输料管I和输料管II的限位，防止跑偏现象的发生。克服了现有瓦斯抽采封孔时存在封孔效果差、对操作人员的要求较高且影响瓦斯抽采的问题。

支架上端部设置有销子，销子上设置有上端穿在其上、下端设置有从动辊轮的摆臂，且摆臂与支架之间设置有与两者连接且套在销子上的扭力弹簧。

通过摆臂的微小摆动改变从动辊轮与主动辊轮之间的间距，从而调节从动辊轮、主动辊轮和输料管I、输料管II之间的摩擦力，该结构设计有效的对摆臂及设置在摆臂上的从动辊轮进行限位和调节。

柱状涨紧块包括支撑管，支撑管的端部外壁设置有涨紧螺柱和与涨紧螺柱螺纹连接的涨紧螺套，涨紧螺套与涨紧螺柱的外侧壁均为锥状结构，且涨紧螺套与涨紧螺柱的外侧壁套有弹性涨紧套。

柱状涨紧块设置于煤层外端的瓦斯抽采管内，旋转涨紧螺套时依靠受挤压的弹性涨紧套与瓦斯抽采管内壁的摩擦力固定柱状涨紧块，该结构设计有效的将柱状涨紧块在伸出煤层端的瓦斯抽采管内进行约束固定。

主动辊轮和从动辊轮的柱面上均开有与输料管I和输料管II配合的半圆形进给槽。

当输料管I和输料管II穿过主动辊轮和从动辊轮之间的圆形进给槽时，将摆臂抬起，待输料管I和输料管II放置在主动辊轮上的半圆形进给槽时，由扭力弹簧驱动摆臂将从动辊轮落下夹紧输料管I和输料管II。

本发明结构设计合理可靠，根据封孔材料的体积膨胀系数比较精确的注入封孔剂，并可以在全长或分段部位均匀注入封孔剂，封孔剂的注入量和混合出料壳体移动速度成正比，封孔效果得到大幅提升，而且满足了瓦斯抽采的技术条件，该设备操作简单，封孔效果好，不会发生报废情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中进料驱动机构的爆炸示意图；

图3为图1中出料同步移动机构的放大示意图；

图4为图1中出料同步移动机构的齿轮传动示意图；

图5为图1中柱状涨紧块处的剖视示意图；

图6为图1中混合出料壳体处的结构示意图。

图中：1-料箱，2-瓦斯抽采管，3-进料驱动机构，4-出料同步移动机构，5-原料桶I，6-原料桶II，7-固定板，8-原料泵I，9-原料泵II，10-驱动齿轮I，11-驱动齿轮II，12-过桥齿轮，13-主动齿轮，14-主动轮轴，15-手轮，16-软轴齿轮，17-环形支撑圈，18-柱状涨紧块，19-混合出料壳体，20-支架，21-主动辊轮，22-从动辊轮，23-主动轴，24-软轴，25-二级从动齿轮，26-二级主动齿轮，27-一级从动齿轮，28-一级主动齿轮，29-输料管I，30-输料管II，31-导向索，32-销子，33-摆臂，34-扭力弹簧，35-调节螺钉，36-涨紧螺柱，37-涨紧螺套，38-弹性涨紧套，39-支撑管，40-支架固定板，41-阻尼孔，42-出料孔。

具体实施方式

一种聚氨酯瓦斯封孔装置，包括料箱1、瓦斯抽采管2、进料驱动机构3和出料同步移动机构4；

料箱1内设置有原料桶I5和原料桶II6，瓦斯抽采管2的两端部外壁均固定有环形支撑圈17；

进料驱动机构3包括固定在料箱1上端部的固定板7，固定板7的一侧设置有与原料桶I5连通的原料泵I8和与原料桶II6连接的原料泵II9，固定板7的另一侧设置有与原料泵I8输入轴连接的驱动齿轮I10和与原料泵II9输入轴连接的驱动齿轮II11，驱动齿轮I10和驱动齿轮II11之间设置有与两者啮合的过桥齿轮12，过桥齿轮12上设置有与其啮合的主动齿轮13，主动齿轮13上设置有与其同轴的主动轮轴14，主动轮轴14端部设置有手轮15，且主动齿轮13上设置有与其啮合的软轴齿轮16；

出料同步移动机构4包括滑动于瓦斯抽采管2外侧壁上部的混合出料壳体19和固定于瓦斯抽采管2外端内部的柱状涨紧块18，柱状涨紧块18外端面设置有支架固定板40，支架固定板40上设置有支架20，支架20上设置有主动辊轮21，主动辊轮21上固定有与其同轴的二级从动齿轮25，二级从动齿轮25上设置有与其啮合的二级主动齿轮26，二级主动齿轮26上固定有与其同轴的一级从动齿轮27，一级从动齿轮27上设置有与其啮合且固定在主动轴23上的一级主动齿轮28，主动轴23的一端与软轴齿轮16之间设置有与两者连接的软轴24；混合出料壳体19的外端与原料泵I8和原料泵II9之间设置有输料管I29和输料管II30，且输料管I29和输料管II30穿过主动辊轮21和从动辊轮22之间，且与两者紧密接触，混合出料壳体19的端部开有若干斜向下设置的出料孔42；混合出料壳体19的下端部开有若干开口方向各异且不在同一轴线上的阻尼孔41，且阻尼孔41内穿有一根两端与环形支撑圈17连接的导向索31。

支架20上端部设置有销子32，销子32上设置有上端穿在其上、下端设置有从动辊轮22的摆臂33，且摆臂33与支架20之间设置有与两者连接且套在销子32上的扭力弹簧34。

柱状涨紧块18包括支撑管39，支撑管39的端部外壁设置有涨紧螺柱36和与涨紧螺柱36螺纹连接的涨紧螺套37，涨紧螺套37与涨紧螺柱36的外侧壁均为锥状结构，且涨紧螺套37与涨紧螺柱36的外侧壁套有弹性涨紧套38。

主动辊轮21和从动辊轮22的柱面上均开有与输料管I29和输料管II30配合的半圆形进给槽。

具体实施过程中，驱动齿轮I10与驱动齿轮II11的齿数比可以根据聚氨酯两种原料的体积比进行选择；混合出料壳体19的移动速度和原料泵I和原料泵II的转速成正比；混合出料壳体19的上下端面为与瓦斯抽采管2上部弧面平行的弧面。

Claims (2)

1.一种聚氨酯瓦斯封孔装置，其特征在于：包括料箱（1）、瓦斯抽采管（2）、进料驱动机构（3）和出料同步移动机构（4）；

料箱（1）内设置有原料桶I（5）和原料桶II（6），瓦斯抽采管（2）的两端部外壁均固定有环形支撑圈（17）；

进料驱动机构（3）包括固定在料箱（1）上端部的固定板（7），固定板（7）的一侧设置有与原料桶I（5）连通的原料泵I（8）和与原料桶II（6）连接的原料泵II（9），固定板（7）的另一侧设置有与原料泵I（8）输入轴连接的驱动齿轮I（10）和与原料泵II（9）输入轴连接的驱动齿轮II（11），驱动齿轮I（10）和驱动齿轮II（11）之间设置有与两者啮合的过桥齿轮（12），过桥齿轮（12）上设置有与其啮合的主动齿轮（13），主动齿轮（13）上设置有与其同轴的主动轮轴（14），主动轮轴（14）端部设置有手轮（15），且主动齿轮（13）上设置有与其啮合的软轴齿轮（16）；

出料同步移动机构（4）包括滑动于瓦斯抽采管（2）外侧壁上部的混合出料壳体（19）和固定于瓦斯抽采管（2）外端内部的柱状涨紧块（18），柱状涨紧块（18）外端面设置有支架固定板（40），支架固定板（40）上设置有支架（20），支架（20）上设置有主动辊轮（21），主动辊轮（21）上固定有与其同轴的二级从动齿轮（25），二级从动齿轮（25）上设置有与其啮合的二级主动齿轮（26），二级主动齿轮（26）上固定有与其同轴的一级从动齿轮（27），一级从动齿轮（27）上设置有与其啮合且固定在主动轴（23）上的一级主动齿轮（28），主动轴（23）的一端与软轴齿轮（16）之间设置有与两者连接的软轴（24）；混合出料壳体（19）的外端与原料泵I（8）和原料泵II（9）之间设置有输料管I（29）和输料管II（30），且输料管I（29）和输料管II（30）穿过主动辊轮（21）和从动辊轮（22）之间，且与两者紧密接触，混合出料壳体（19）的端部开有若干斜向下设置的出料孔（42）；混合出料壳体（19）的下端部开有若干开口方向各异且不在同一轴线上的阻尼孔（41），且阻尼孔（41）内穿有一根两端与环形支撑圈（17）连接的导向索（31）；

支架（20）上端部设置有销子（32），销子（32）上设置有上端穿在其上、下端设置有从动辊轮（22）的摆臂（33），且摆臂（33）与支架（20）之间设置有与两者连接且套在销子（32）上的扭力弹簧（34）；

柱状涨紧块（18）包括支撑管（39），支撑管（39）的端部外壁设置有涨紧螺柱（36）和与涨紧螺柱（36）螺纹连接的涨紧螺套（37），涨紧螺套（37）与涨紧螺柱（36）的外侧壁均为锥状结构，且涨紧螺套（37）与涨紧螺柱（36）的外侧壁套有弹性涨紧套（38）；

主动辊轮（21）和从动辊轮（22）的柱面上均开有与输料管I（29）和输料管II（30）配合的半圆形进给槽。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯瓦斯封孔装置，其特征在于：主动辊轮（21）和从动辊轮（22）的柱面上均开有与输料管I（29）和输料管II（30）配合的半圆形进给槽。