CN112196574B - 一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，包括设置在掘进机机架上的工作台，在工作台顶部设置有水箱，在水箱中设置有高压水泵，高压水泵与刀盘中的喷枪连通；喷枪包括壳体，穿设在壳体一端的缓冲杆，以及设置在缓冲杆外端的喷头，缓冲杆内开设有通道，在壳体的底部开设有通孔，通道的内端口通过高压胶管二与通孔连通，通孔的外端口与高压胶管一连通；在壳体的内腔中位于缓冲杆底部的位置设有弹簧一，喷头的内部设置有集水腔，集水腔与通道对接连通，在喷射过程中水射流对喷嘴产生巨大的反作用力，此时弹簧一对缓冲杆提供缓冲作用力，使缓冲杆能够得到很好地缓冲，避免喷射装置的损坏。

Description

一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置

技术领域

本发明涉及破岩装置技术领域，更具体地说，它涉及一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置。

背景技术

高压水射流破碎岩石是指利用超过20MPa的细水射流来破碎岩石的技术，它是20世纪50年代在水力采煤技术的基础上发展起来的岩石破碎技术。用这种方法破碎岩石，没有刀具磨损，不产生粉尘和火花，容易实现集中控制，是一种有前途的非机械破碎岩石方法。

在挖掘隧道时，利用高压水射流装置辅助掘进机的刀盘实现自推进，其主要利用安装在刀盘上的喷枪射流反冲力实现，其不足之处在于：在喷射过程中水射流对喷嘴产生巨大的反作用力，易造成喷射装置的损坏，且不利于操作者操作喷射。

因此针对现有技术的不足，需要设计一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其通过在掘进机的刀盘中设置喷枪，在喷枪的壳体的内腔中穿设缓冲杆，在缓冲杆的外端部设置喷头，并在缓冲杆与内腔底部之间设置弹簧一，在喷射过程中，弹簧一对缓冲杆提供反作用力，使缓冲杆受到的水射流的冲击力得到缓冲，避免喷射装置受到损坏。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，包括放置在掘进机机架上的工作台，在工作台上方设置有水箱，在掘进机的刀盘中设置有喷枪，在水箱中设有高压水泵，高压水泵的出水口通过高压胶管一连接至喷枪；

在所述刀盘靠近内侧的内侧壁上连接有“匚”型底座，所述喷枪安装在底座的内侧壁上，且包括壳体、穿设在壳体一端的缓冲杆，以及设置在缓冲杆外端的喷头，缓冲杆内沿其中轴线开设有通道，在壳体的底部开设有与其内腔连通的通孔一，通道的内端口通过高压胶管二与通孔一连通，通孔一的外端口与高压胶管一连通；

在壳体的内腔中位于缓冲杆底部的位置设有弹簧一，弹簧一在高压胶管二周圈均布有若干，且弹簧一的一端与缓冲杆的底端端面抵接，另一端抵接至壳体内腔的底部，在缓冲杆的侧壁上对称设置有滑块，在壳体内腔的侧壁上对应滑块的滑移轨迹开设有滑槽，滑块滑动安装在滑槽中；

所述喷头的内部设置有集水腔，集水腔的一端通过进水口与通道的外端口对接连通，另一端设置有与集水腔连通的喷嘴，在刀盘靠近外侧的侧壁上设置有与喷头对应的安装腔，在安装腔的底部开设有与喷嘴对应的通孔二；

底座配合喷枪、刀盘侧壁上的安装腔和通孔二在刀盘中布设有若干组，且每组喷枪的通孔一均通过高压胶管一连通至水箱内部的高压水泵。

本发明进一步设置为：在壳体的两侧侧壁上对称设置有固定杆，固定杆通过螺栓固定在底座的内侧壁上。

本发明进一步设置为：在壳体的侧壁内沿水平方向开设有滑移槽，位于滑移槽外侧与壳体外部连通设置有限制槽，固定杆的内端设置有与滑移槽相匹配的缓冲块，在固定杆与缓冲块之间连接有与限制槽相匹配的连杆，在缓冲块的侧壁与滑移槽靠近喷头一侧的内壁之间连接有弹簧二，壳体底端面与底座底面距离1—2cm。

本发明进一步设置为：在所述通孔二靠近外侧的内壁上对称开设有凹槽，在所述凹槽中穿设有挡板，挡板的底端与凹槽底面之间连接有弹簧三，在挡板的外端开设有斜坡，且斜坡面朝向安装腔一侧，所述底座通过液压缸固定在刀盘的内侧壁上，液压缸的伸缩杆与底座的底部固定，且控制其伸缩。

本发明进一步设置为：在水箱的上方设置有增压泵，增压泵的进水口与高压水泵的出水口连通，其出水口与高压胶管一底端进水口连通。

本发明进一步设置为：喷头与缓冲杆通过螺纹配合连接。

本发明进一步设置为：在工作台的底部的四角处设置有万向轮。

综上，本发明具有以下有益效果：

通过在壳体的内腔中位于缓冲杆底部的位置设置弹簧一，在缓冲杆的侧壁上对称设置滑块，在壳体内腔的侧壁上对应滑块的滑移轨迹开设滑槽，在喷射过程中水射流对喷嘴产生巨大的反作用力，使得缓冲杆沿着滑槽滑动，此时弹簧一对缓冲杆提供反作用力，使缓冲杆受到的水射流的冲击力能够得到很好地缓冲，避免喷射装置受到损坏；

通过在壳体的两侧侧壁上对称设置固定杆，固定杆通过螺栓固定在底座的内侧壁上，在壳体的侧壁内沿水平方向开设滑移槽，在位于滑移槽外侧与壳体外部连通设置限制槽，在固定杆的内端设置与滑移槽相匹配的缓冲块，在固定杆与缓冲块之间连接有与限制槽相匹配的连杆，在缓冲块的侧壁与滑移槽靠近喷头一侧的内壁之间连接有弹簧二，并在壳体底端面与底座底面距离1—2cm。使得在喷射过程中水射流对喷嘴产生巨大的反作用力，弹簧二在反作用下进行压缩，壳体向放置槽中移动，此时壳体底端与放置槽的内端端壁之间留有足够的移动距离，同时弹簧二能够进一步缓冲水射流对喷枪产生的冲击力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为固定杆与连杆、缓冲块以及壳体的结构剖面图；

图4为凹槽、弹簧三与挡板之间的结构剖面图。

附图标记：1、工作台；2、水箱；3、增压泵；4、壳体；5、缓冲杆；6、喷头；7、通道；8、通孔一；9、高压胶管一；10、高压胶管二；11、弹簧一；12、滑块；13、滑槽；14、集水腔；15、喷嘴；16、安装腔；17、液压缸；18、底座；19、连杆；20、固定杆；21、通孔二；22、滑移槽；23、限制槽；24、刀盘；25、缓冲块；26、弹簧二；27、喷枪；28、万向轮；29、凹槽；30、挡板；31、弹簧三；32、斜坡。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例：一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其能够有效缓冲在喷射过程中水射流对喷枪产生巨大的反作用力。

如图1、图2所示，包括放置在掘进机机架上的工作台1，在工作台1上方设置有水箱2，在掘进机的刀盘24中设置有喷枪27，在水箱2中设有高压水泵，高压水泵的出水口通过高压胶管一9连接至喷枪27；在刀盘24靠近内侧的内侧壁上连接有“匚”型底座18，喷枪27安装在底座18的内侧壁上，且包括壳体4，穿设在壳体4一端的缓冲杆5，以及设置在缓冲杆5外端的喷头6，缓冲杆5内沿其中轴线开设有通道7，在壳体4的底部开设有与其内腔连通的通孔一8，通道7的内端口通过高压胶管二10与通孔一8连通，通孔一8的外端口与高压胶管一9连通；在壳体4的内腔中位于缓冲杆5底部的位置设有弹簧一11，弹簧一11在高压胶管二10周圈均布有若干，且弹簧一11的一端与缓冲杆5的底端端面抵接，另一端抵接至壳体4内腔的底部，在缓冲杆5的侧壁上对称设置有滑块12，在壳体4内腔的侧壁上对应滑块12的滑移轨迹开设有滑槽13，滑块12滑动安装在滑槽13中；喷头6的内部设置有集水腔14，集水腔14的一端通过进水口与通道7的外端口对接连通，另一端设置有与集水腔14连通的喷嘴15，结合图4，在刀盘24靠近外侧的侧壁上设置有与喷头6对应的安装腔16，在安装腔16的底部开设有与喷嘴15对应的通孔二21；底座18配合喷枪27、刀盘24侧壁上的安装腔16和通孔二21在刀盘24中布设有若干组，且每组喷枪27的通孔一8均通过高压胶管一9连通至水箱2内部的高压水泵。

操作过程：将工作台1放置在掘进机的工作机架上，将喷枪27安装在刀盘24中，打开高压水泵，水从高压胶管一9进入壳体4中的高压胶管二10进而进入缓冲杆5的通道7中，然后从喷头6的喷嘴15中喷出，在刀盘24对岩石进行击碎的过程中，喷枪27中的水射流对破碎岩石起到辅助作用，在喷射过程中水射流对喷嘴15产生巨大的反作用力，使得缓冲杆5沿着滑槽13滑动，此时弹簧一11对缓冲杆5提供反作用力，使缓冲杆5受到的水射流的冲击力能够得到很好地缓冲，避免水射流装置受到损坏。

结合图2、图3，在壳体4的两侧侧壁上对称设置有固定杆20，固定杆20通过螺栓固定在底座18的内侧壁上。在壳体4的侧壁内沿水平方向开设有滑移槽22，位于滑移槽22外侧与壳体4外部连通设置有限制槽23，固定杆20的内端设置有与滑移槽22相匹配的缓冲块25，在固定杆20与缓冲块25之间连接有与限制槽23相匹配的连杆19，在缓冲块25的侧壁与滑移槽22靠近喷头6一侧的内壁之间连接有弹簧二26，壳体4底端面与底座18底面距离1—2cm。

在喷射过程中，水射流对喷嘴15产生巨大的反作用力，此时弹簧二26在反作用下进行压缩，壳体4向放置槽19中移动，此时壳体4底端与放置槽19的内端端壁之间留有足够的移动距离，操作者还可以通过拆卸螺栓将喷枪27从底座18中取出，便于维修。

结合图4，在通孔二21靠近外侧的内壁上对称开设有凹槽29，在凹槽29中穿设有挡板30，挡板30的底端与凹槽29底面之间连接有弹簧三31，在挡板30的外端开设有斜坡32，且斜坡面朝向安装腔16一侧，底座18通过液压缸17固定在刀盘24的内侧壁上，液压缸17的伸缩杆与底座18的底部固定，且控制其伸缩。当需要使用喷枪27时，启动液压缸17，使伸缩杆带动喷头6刚好卡在安装腔16中，此时喷嘴15将挡板30顶开，挡板30收缩进凹槽29中，当不需要使用喷枪27时，启动液压缸17，其伸缩杆带动喷头6与安装腔16分离，此时在弹簧三31的回弹作用力下，挡板30闭合，避免在掘进过程中碎岩损坏喷嘴15。

为了使喷枪27中喷出的水流有足够的强度将岩石击破，在水箱2的上方设置有增压泵3，增压泵3的进水口与高压水泵的出水口连通，其出水口与高压胶管一9底端进水口连通。

喷头6与缓冲杆5通过螺纹配合连接，此设置便于喷头6拆卸清洗。

为了方便工作台1在工作过程中能够停放锁止，在工作台1的底部的四角处设置有万向轮28，并将工作台1放置在刀盘24外部的掘进机机架上，便于工作人员对水箱2中水的更换，并且方便工作人员对增压泵3进行拆卸维修。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，包括放置在掘进机机架上的工作台（1），在工作台（1）上方设置有水箱（2），在掘进机的刀盘（24）中设置有喷枪（27），在水箱（2）中设有高压水泵，高压水泵的出水口通过高压胶管一（9）连接至喷枪（27）；

在所述刀盘（24）靠近内侧的内侧壁上连接有“匚”型底座（18），所述喷枪（27）安装在底座（18）的内侧壁上，且包括壳体（4）、穿设在壳体（4）一端的缓冲杆（5），以及设置在缓冲杆（5）外端的喷头（6），缓冲杆（5）内沿其中轴线开设有通道（7），在壳体（4）的底部开设有与其内腔连通的通孔一（8），通道（7）的内端口通过高压胶管二（10）与通孔一（8）连通，通孔一（8）的外端口与高压胶管一（9）连通；

在壳体（4）的内腔中位于缓冲杆（5）底部的位置设有弹簧一（11），弹簧一（11）在高压胶管二（10）周圈均布有若干，且弹簧一（11）的一端与缓冲杆（5）的底端端面抵接，另一端抵接至壳体（4）内腔的底部，在缓冲杆（5）的侧壁上对称设置有滑块（12），在壳体（4）内腔的侧壁上对应滑块（12）的滑移轨迹开设有滑槽（13），滑块（12）滑动安装在滑槽（13）中；

所述喷头（6）的内部设置有集水腔（14），集水腔（14）的一端通过进水口与通道（7）的外端口对接连通，另一端设置有与集水腔（14）连通的喷嘴（15），在刀盘（24）靠近外侧的侧壁上设置有与喷头（6）对应的安装腔（16），在安装腔的底部开设有与喷嘴（15）对应的通孔二（21）；

所述底座（18）配合喷枪（27）、刀盘（24）侧壁上的安装腔（16）和通孔二（21）在刀盘（24）中布设有若干组，且每组喷枪（27）的通孔一（8）均通过高压胶管一（9）连通至水箱（2）内部的高压水泵。

2.根据权利要求1的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，在壳体（4）的两侧侧壁上对称设置有固定杆（20），固定杆（20）通过螺栓固定在底座（18）的内侧壁上。

3.根据权利要求2的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，在壳体（4）的侧壁内沿水平方向开设有滑移槽（22），位于滑移槽（22）外侧与壳体（4）外部连通设置有限制槽（23），固定杆（20）的内端设置有与滑移槽（22）相匹配的缓冲块（25），在固定杆（20）与缓冲块（25）之间连接有与限制槽（23）相匹配的连杆（19），在缓冲块（25）的侧壁与滑移槽（22）靠近喷头（6）一侧的内壁之间连接有弹簧二（26），壳体（4）底端面与底座（18）底面距离1—2cm。

4. 根据权利要求1的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，在所述通孔二（21）靠近外侧的内壁上对称开设有凹槽（29），在所述凹槽（29）中穿设有挡板（30），挡板（30）的底端与凹槽（29 ）底面之间连接有弹簧三（31），在挡板的外端开设有斜坡（32），且斜坡面朝向安装腔（16）一侧，所述底座（18）通过液压缸（17）固定在刀盘（24）的内侧壁上，液压缸（17）的伸缩杆与底座（18）的底部固定，且控制其伸缩。

5.根据权利要求1的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，在水箱（2）的上方设置有增压泵（3），增压泵（3）的进水口与高压水泵的出水口连通，其出水口与高压胶管一（9）底端进水口连通。

6.根据权利要求1的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，喷头（6）与缓冲杆（5）通过螺纹配合连接。

7.根据权利要求1的用于辅助掘进机破岩的高压水射流装置，其特征在于，在工作台（1）的底部的四角处设置有万向轮（28）。

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