CN109715905B - 具有水喷射组件的切割机截齿组件 - Google Patents

Abstract

一种用于地下采矿、道路平整等的切割机刀头组件(10)，其包括水喷射组件(12)，该水喷射组件(12)在第一腔室(38)中具有水喷嘴(42)，该水喷嘴排出水喷射(70)通过气隙(44)并进入面向气隙的第二腔室(40)的开口端。空气被从气隙吸入进入第二腔室的水喷射中，以产生更细小的喷雾，该更细小的喷雾从第二腔室的敞开的第二端排出。水喷射有助于清除第二腔室中由空气吸入第二腔室的任何污垢或碎屑。

Description

具有水喷射组件的切割机截齿组件

技术领域

本公开总体上涉及一种用于矿物和岩石切割的、具有水喷射组件的切割机(截割机)截齿组件，并且具体地涉及这样一种切割机截齿组件，其具有截齿箱和安装在截齿箱中的切割刀头(切刃钻头)，在使用期间水喷射组件将水喷射在刀头上或刀头附近。

背景技术

用于采煤、道路平整等的传统旋转切割工具包括安装在滚筒的外圆筒表面上的多个切割机截齿组件。每个切割机截齿组件包括焊接到滚筒外表面的截齿箱，该截齿箱可拆卸地接纳带有硬质合金切割机末端的切割机截齿。切割机截齿安装在截齿箱中形成的孔中。切割机工具组件的示例在美国专利号8,661,640和8.579,380中示出，每个专利以参见的方式纳入本文，如同在本文中完全阐述一样。

用于采煤的切割机截齿组件设有水喷射组件，水喷射组件将水喷射到切割机截齿上，以消除所谓的易燃火花。水喷射组件包括安装在截齿箱中的喷嘴，该喷嘴将锥形水喷雾朝向切割机刀头排出。还期望将空气吸入喷水中以在水喷射中形成细小的水滴。

在一些应用中，期望水喷射与切割机末端完全重叠。凯勒(Keller)的美国专利号6,485,104公开了一种用于切割机截齿组件的水喷射组件，其中喷嘴安装在安装在截齿箱外部的喷嘴壳体中。喷嘴相对于截齿箱孔的纵向轴线以14度的角度α排出水，以将水喷射引导朝向切割机刀头。然而，几乎没有空气被吸入喷水中。

库门瑙尔有限责任公司(Krummenauer GmbH)的EP 058991 B1公开了一种用于切割机截齿组件的、将空气吸入喷水中的水喷射组件。喷嘴安装在形成于喷嘴壳体中的管状凹陷部中。喷嘴的排出端从凹陷部的开口端向内间隔开。在喷嘴壳体中形成为孔的空气入口开通进靠近喷嘴的排出端的凹陷部。然而，空气入口具有将固体颗粒吸入开口的趋势，这些颗粒堵塞空气入口或以其它方式阻止或阻碍空气流动进入凹陷部。

克拉彭(Clapham)的美国专利4,657,308公开了一种具有水喷嘴的切割机截齿组件，该水喷嘴使水通过由在切割机截齿上形成的肩部承载的孔并且远离切割机截齿的一侧延伸。孔的入口端通过气隙与水喷嘴隔开。肩部增加了切割机截齿的尺寸，并且要求切割机截齿在使用期间相对于截齿箱保持静止。

因此，期望提供一种具有水喷射组件的切割机截齿组件，该水喷射组件排出与切割机末端重叠的喷水并将空气吸入水喷射中以在喷水中形成细小的水滴，同时减少阻止或阻碍空气流动进入水喷射的趋势，而不增加切割机截齿的尺寸并且不需要切割机截齿相对于截齿箱保持静止。

发明内容

公开了一种切割机截齿组件，其具有水喷射组件，该水喷射组件排出与切割机末端重叠或几乎重叠的喷水，并将空气吸入水喷射中以在喷水中形成细小的水滴，这也减少了阻止或阻碍空气流动进入喷水的趋势。

所公开的切割机刀头组件包括截齿箱、承载切割机末端的切割机刀头以及附连到截齿箱的水喷射组件，该水喷射组件由第一腔室和第二腔室构成。第一腔室具有限定第一腔室的敞开的第一端的腔室壁，并且第二腔室具有相对的敞开的第一和第二端，第一腔室的敞开端和第二腔室的敞开第一端面对着并由开通到周围大气的气隙间隔开。

水喷嘴包括排出端、进水口和设置在排出端和进水口之间的密封件。水喷嘴设置在第一腔室中，水喷嘴的排出端指向第二腔室的开口第一端。进水口与第一腔室壁中的开口对准，该开口在切割操作期间可连接到水源。密封件接合第一腔室壁并在喷嘴的进水口和排出端之间密封地分隔第一腔室，第一腔室的壁没有开口地从水喷嘴的密封件延伸到第一腔室的敞开端。

从喷嘴排出的喷水进入第二腔室的敞开第一端，并从第二腔室的开口第二端排出。进入第二腔室的开口第一端的喷水引起空气从气隙流动进入第二腔室。当喷水流动通过第二腔室时，引导的空气流被喷水夹带。喷水从第二腔室的开口第二端排出，细小的水滴流到切割机刀头或其附近。当第二腔室朝向第二腔室的第二端延伸时，第二腔室可在下游方向扩张。

在一个实施例中，气隙是吸入最初由水喷嘴排出的喷水中的周围空气的唯一来源。喷水的排出端设置在气隙中，并且第一腔室的、与第一腔室的开口端相邻的部分与周围空气密封。

在另一个可能的实施例中，第一腔室形成为第一壳体中的通孔，并且第二腔室形成为第二壳体中的通孔，每个壳体远离截齿箱的外表面延伸并被气隙间隔开。当截齿箱附连到滚筒时，第一和第二壳体可以从滚筒的旋转中心径向向外延伸超过截齿箱的剩余部分。

水喷射组件的一个或两个壳体可以与截齿箱整体形成，即，由形成截齿箱的相同材料块形成。在其它可能的实施例中，第一和第二壳体可以形成为具有连接构件的单件构件，该连接构件连结壳体并面向壳体之间限定的气隙。在又一些实施例中，第一和第二壳体可以通过在本体中加工气隙以形成两个间隔开的壳体而形成。

在水喷射组件的又一些可能的实施例中，从水喷嘴排出的喷水进入第二腔室，在其自身和限定第二腔室的第一开口的壁之间留有间隙。间隙更好地使得从气隙吸入第二腔室的周围空气能够被喷水夹带。

第二腔室可具有非圆形横截面，其径向下部位于截齿箱的剩余部分的径向内侧。径向下部可以由截齿箱的外表面限定，并且可以形成为形成在截齿箱的外表面处的凹口，该凹口部分地围绕通孔。该凹口使得从通孔排出的喷水能够更好地被引导向切割机刀头。

在可能的变型实施例中，当喷水从第二腔室排出时，喷水横截面的形状可以是大致“D”形，其中喷雾的径向下部具有大致平坦的外周边。平坦的外周边可以由截齿箱的外表面限定。“D”的弯曲部分可以由限定第二腔室的至少一部分的壁限定。第二腔室还可以具有圆锥形部段，该圆锥形部段在下游方向上朝向腔室的第二端扩张。

在另一可能的变型实施例中，紧接第二腔室的第二端的下游的截齿箱的外表面可包括凹口，该凹口在下游方向上从第二腔室延伸并且与围绕第二腔室的部分的凹陷相符合。

在另一附加的可能实施例中，切割机截齿可拆卸地安装在套管中，该套管又接纳在切割机截齿孔中。套管可以具有扩大的头部，该头部将套管抵靠截齿箱的表面定位。头部可以具有凹陷的外部，其与形成在截齿箱的外表面上的相邻凹口对准并与其相符合。

所公开的水喷射组件具有许多优点。由于水喷射组件附连到截齿箱，切割机截齿不需要肩部或其它结构来接纳喷水，因此切割机截齿的尺寸可以最小化。实施例中的切割机截齿可以是在使用期间围绕内轴线旋转以便刀头均匀磨损的类型。在截齿箱上的腔室使腔室移离切割机刀头并减少堵塞的可能性。

随着继续进行描述，特别是结合说明一个或多个说明性实施例的所附附图来描述时，本公开的其它目的和特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的切割机截齿组件的垂直剖视图，并示出了从切割机截齿组件排出的喷水图案。

图2是图1的区域A的放大视图。

图3是图1的切割机截齿组件的分解图(省略了带有切割机刀头的切割机截齿)。

图4是根据本发明的切割机截齿组件的左前视立体图，示出了从切割机截齿组件排出的喷水图案。

图5类似于图4，但为右后视立体图。

具体实施方式

附图公开了根据本发明的切割机截齿组件10的实施例，其包括水喷射组件12。

切割机截齿组件10包括块或截齿箱14、套管16和带有硬质合金切割机末端20的切割机截齿18。切割机截齿18可拆卸地安装在套管16 的截齿孔22中，并且套管16 以传统方式可拆卸地安装在截齿箱的套管孔26中。

截齿箱14具有底座28，底座28将截齿箱14安装到滚筒30的外表面 (滚筒外表面部分地由虚线示出)。内部水通道32、34以常规方式使从滚筒接纳的水流到水喷射组件12和喷射块36。

水喷射组件12安装在截齿箱14的外侧，并包括第一壳体38、与第一壳体间隔开的第二壳体40以及承载在第一壳体中的喷嘴42。敞开至周围空气的气隙44将第一和第二壳体分开。在所示实施例中的壳体38、40形成为截齿箱14的部分。

第一壳体38具有通孔46，通孔46在一端具有扩大的螺纹端部，并且在开通进气隙44的另一端具有直径减小部分。除了水通道32在通孔的中间部分处开通进通孔的位置，通孔46的壁是实心且不断开的。

喷嘴42具有螺纹附连端48和排出端50。喷嘴插入通孔46的扩大端并拧入第一壳体38，以将喷嘴附连到第一壳体上并闭合通孔46的一端。水通道32开通进在多组喷嘴O形环密封件52、54之间的通孔。喷嘴的排出端位于气隙44中离第一壳体一小段距离处并对准以将喷水从喷嘴排出到气隙 44中并朝向第二壳体40排出。

第二壳体40包括通孔56，该通孔56在轴向方向上的第二开口远离面向气隙44的上游端58和面向切割机截齿18的下游端60延伸。在所示实施例中，通孔56的第一周向部分由第二壳体40的壁限定，该壁部分地围绕通孔56，其与截齿箱14的外表面配合，该外表面限定通孔56的剩余周向部分。在其它可能的实施例中，第二壳体40的壁围绕整个通孔56。

通孔56从上游端58延伸到下游端60，而在围绕通孔的壁中没有任何裂口或开口。

截齿箱14具有沿套管孔26延伸的大致恒定直径的圆筒形外表面62。通孔56部分地由面向气隙44并延伸到第二壳体排出端的截齿箱外表面64 限定。外表面64形成为外表面62中的凹部或凹口，如能在图1、4和5中最佳所见的。从第二壳体的下游端60延伸到套管孔26的开口端的凹陷的截齿箱表面64的部分66与通孔56配合，为从第二壳体40排出的喷雾提供平滑、无阻碍的排出路径。

在示出的实施例中，套管16的扩大头部22包括倾斜槽或凹陷表面68，当套管安装在套管孔26中时，该倾斜槽或凹陷表面68与截齿箱凹陷表面 64对准以继续为从第二壳体40排出的喷雾提供平滑、无阻碍的排出路径拍打(pat)套管。套管表面68还有助于限定喷水的外形。

图1、4和5示出了使用中的水喷射组件12，并且组件朝向切割机末端 20并且与切割机末端20重叠地排出大致圆锥形的喷水。

喷嘴42通过第一壳体38的通孔46对准，以将圆锥形喷水(水喷雾) 70(图2中最佳所见)排出到气隙44中并进入第二壳体的通孔56的上游端58。将喷水70尺寸设定为可被接纳在通孔56处，喷水和限定通孔的壁之间具有初始间隙。该间隙有助于喷水引导空气流动进入气隙并进入通孔 (如图2所示)，并将吸入的空气与进入通孔的喷水的水混合。

如图1、4和5中所见，通孔56将喷水作为大致圆锥形喷雾72排出，该喷雾将与切割机末端20重叠。所示的通孔56具有大致形状为截头的、轴向偏移的椭圆形的非圆形横截面，在邻近截齿箱14的通孔56的底部较宽。在通过套管16后，圆锥形水喷雾72的横截面大致为“D”形，如图4 中最佳所见，以优化在切割刀头处的喷射图案。

在其它实施例中，可以修改水喷射组件12，使得水喷雾72定位在切割机末端20附近但不与其重叠。

引入气隙44和通孔56的空气流也可携带在采矿/切割过程期间产生的污垢、微粒和类似污染物。因为气隙44在三个侧面是敞开的，所以吸入气隙的污染物可以移出气隙并且不一定必须留在气隙中。喷水70将污染物从通孔56中洗出，提供连续的清洁作用，其抵抗气隙44和通孔56的堵塞，用于水喷射组件的更可靠操作。

虽然已经详细公开和描述了一个或多个实施例，但是应该理解，这能够进行修改。例如(并且不旨在限制)，通孔56的形状和喷嘴壳体的纵向轴线的倾斜度可以与所示的不同。其它类型的喷嘴设计可适用于本文。本公开的范围不限于所阐述的精确细节，而是包括对于拥有本公开和权利要求的普通技术人员显而易见的修改。

Claims (15)

1.一种用于地下采矿、道路平整的切割操作的切割机刀头组件，包括：

截齿箱、承载切割机末端的切割机刀头以及附连到所述截齿箱的水喷射组件，所述水喷射组件包括水喷嘴、第一腔室和第二腔室，

其特征在于

所述第一腔室具有限定所述第一腔室的敞开的第一端的壁，所述第二腔室具有相对的敞开的第一和第二端，所述第一腔室的第一端和所述第二腔室的第一端面向彼此并且通过开通到周围大气的气隙间隔开，所述水喷嘴包括排出端、进水口和设置在所述排出端和所述进水口之间的密封件，所述水喷嘴设置在第一腔室中，所述水喷嘴的所述排出端指向所述第二腔室的第一端，所述进水口与所述第一腔室壁中的开口对准，所述开口在切割操作期间将水接纳到所述第一腔室中，并且所述密封件接合所述第一腔室壁并密封地分隔在所述水喷嘴的所述进水口和所述排出端之间的所述第一腔室，

所述第一腔室壁没有开口地从所述水喷嘴的密封件延伸到所述第一腔室的所述第一端。

2.如权利要求1所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述水喷嘴从所述第一腔室的所述第一端延伸出来，所述水喷嘴的所述排出端在所述气隙中。

3.如权利要求1所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述水喷嘴闭合所述第一腔室的敞开的第二端。

4.如权利要求1所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述水喷嘴排出进入所述第二腔室的所述敞开的第一端的喷水，所述喷水的至少一部分与围绕所述第二腔室的所述第一端的壁之间具有间隙。

5.如权利要求1至4中任一项所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述水喷射组件包括在所述气隙的相对侧上的第一壳体和第二壳体，每个壳体在所述截齿箱的外表面上，所述第一腔室是在所述第一壳体中形成的孔，并且所述第二腔室至少部分地设置在所述第二壳体中。

6.如权利要求5所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述第二壳体部分地围绕所述第二腔室的周向部分，并且所述截齿箱的所述外表面的一部分围绕所述第二腔室的剩余周向部分。

7.如权利要求6所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述截齿箱的所述外表面的一部分是所述截齿箱的凹陷的外表面。

8.如权利要求7所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述截齿箱的所述凹陷的外表面延伸到所述气隙下方。

9.如权利要求5所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述截齿箱的所述外表面面向所述气隙。

10.如权利要求5所述的切割机刀头组件，其特征在于，每个壳体具有面向所述气隙的面，所述气隙在所述壳体的所述面之间不受阻碍。

11.如权利要求6-10中任一项所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述第一和第二壳体与所述截齿箱一体地形成。

12.如前述权利要求6-10中任一项所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述第二腔室具有非圆形横截面。

13.如权利要求6-10中任一项所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述截齿箱具有凹陷的外表面，所述凹陷的外表面远离所述第二腔室的所述第二端延伸。

14.如权利要求13所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述切割机刀头组件包括安装在所述截齿箱的孔中的套管，所述套管承载所述切割机刀头，所述套管包括凹陷的外表面，所述套管能相对于所述截齿箱对准，其中所述套管的所述凹陷的外表面与所述截齿箱的所述凹陷的外表面对准并与所述截齿箱的所述凹陷的外表面相符合。

15.如权利要求1所述的切割机刀头组件，其特征在于，所述切割机刀头能够在切割操作期间围绕所述切割机刀头的内轴线旋转。

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