CN113302142B - 线缆馈送器和钻机 - Google Patents

Abstract

一种线缆馈送工具包含第一支撑件、联接到所述第一支撑件的第二支撑件、支撑在所述第一支撑件上用于旋转且配置成驱动线缆的第一辊，及支撑在所述第二支撑件上用于旋转且配置成驱动所述线缆的第二辊。所述第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线相对于所述第二支撑件枢转移动。所述第二辊还被支撑用于相对于所述第一支撑件平移移动。

Description

线缆馈送器和钻机

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月21日提交的在先提交且共同未决的第62/794,915号美国临时专利申请的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入。

技术领域

本公开涉及一种钻岩工具和线缆馈送器，且具体来说，涉及一种用于在岩石表面中形成孔且用于将线缆插入到岩石表面的孔中的钻机。

背景技术

钻孔和锚杆钻机可包含可延伸框架和可沿框架移动的驱动单元，用于将钻头打入岩石表面。钻孔和锚杆钻机的组件通常由流体动力(例如，液压动力)致动。钻孔和锚杆钻机可出于各种目的而执行钻孔和锚固操作，包含矿井壁和/或矿井顶面加固。在一些情况下，可以将线缆等消耗性组件插入或馈送到岩石表面中所形成的孔中。

发明内容

在一个独立方面中，一种线缆馈送工具包含第一支撑件、联接到所述第一支撑件的第二支撑件、支撑在所述第一支撑件上用于旋转且配置成驱动线缆的第一辊，及支撑在所述第二支撑件上用于旋转且配置成驱动所述线缆的第二辊。第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线相对于第二支撑件枢转移动。第二辊还被支撑用于相对于第一支撑件平移移动。

在另一独立方面中，一种钻机包含底架、馈送框架和线缆馈送器。底架包含至少一个杆，所述杆可在平行于馈送轴线的方向上延伸。馈送框架被支撑用于在平行于馈送轴线的方向上相对于底架移动。线缆馈送器定位成邻近于所述至少一个杆的远端。线缆馈送器包含第一辊和第二辊。第一辊被支撑用于旋转，且第一辊配置成驱动线缆，并且第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线枢转移动。第二辊被支撑用于旋转，且第二辊配置成驱动线缆，并且第二辊还被支撑用于平移移动。

在又一独立方面中，一种钻机包含底架、馈送框架、旋转单元及用于驱动线缆的线缆馈送器。底架包含至少一个杆，所述杆可在平行于馈送轴线的方向上延伸并支撑传送加压流体的多个内部流体通道。馈送框架被支撑用于在平行于馈送轴线的方向上相对于底架移动。旋转单元配置成驱动消耗性钻机组件。驱动单元支撑在馈送框架上，并且可在平行于馈送轴线的方向上相对于馈送框架移动。线缆馈送器定位成邻近于所述至少一个杆的远端，且包含与杆的内部流体通道流体连通的至少一个致动器。

考虑到详细描述和附图，其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是移动机器的平面图。

图2是图1的移动机器的侧视图。

图3是钻孔和馈送工具的透视图。

图4是在线缆馈送器去除的情况下图3的钻孔和馈送工具的一部分的透视图。

图5是底座千斤顶(base jack)的内部部分的透视图。

图6是线缆馈送器的部分分解图。

图7是图6的线缆馈送器的驱动系统的透视图。

图8是辊处于第一位置时的图7的驱动系统的平面图。

图9是辊处于第二位置时的图7的驱动系统的平面图。

具体实施方式

在详细解释任何实施例之前，应理解，本公开在其应用方面不限于在以下描述中阐述或在以下图式中说明的组件的构造和布置的细节。本公开能够具有其它实施例，且能够以各种方式实践或进行。而且，应理解，本文中所使用的措词和术语是出于描述的目的且不应被视为是限制性的。如本文所使用的“包含”和“包括”及其变化形式意在涵盖其后所列的各项及其等效物以及附加项。如本文所使用的“由……组成”及其变化形式意在仅涵盖其后所列的各项及其等效物。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变化形式被广义地使用，并且涵盖直接和间接安装、连接、支撑和联接。

图1和2示出移动采矿机4，例如低高度移动式顶板锚杆安装机。在所示实施例中，机器4包含由牵引驱动部件6(例如，图2的车轮)支撑的框架或机架及联接到机架的支撑部件或悬臂8。悬臂8支撑钻孔和馈送工具或钻机10，用于在矿井表面(例如，顶部、底层或挡边或侧壁——未示出)中形成孔和/或安装支撑部件(例如，线缆——未示出)。在所示实施例中，钻机10执行钻孔和安装两种操作。在一些实施例中，悬臂8是可延伸的，并且包含用于支撑钻机10的枢转部分。此外，安装好的线缆可锚定或支撑安全网或安全罩，以保护人员免受可能从矿井表面掉落或脱落的岩石的伤害。在一些实施例中，钻机10可安装在另一类型的采矿机上，例如连续采矿机。

如图3和4中所示，钻机10包含第一级或架梁用千斤顶(timber jack)或底架22及支撑在底架22上的第二级或馈送框架26。馈送框架26可在平行于馈送轴线30(图3)的方向上相对于底架22移动。此外，驱动单元或旋转单元34支撑在馈送框架26上，并且可在平行于馈送轴线30的方向上相对于馈送框架26移动。旋转单元34旋转钻头或锚杆(未示出)以将钻头/锚杆打入岩石表面。在所示实施例中，通过链条和滑轮驱动装置42并经由液压头46(图4)驱动旋转单元34以使其相对于馈送框架26移动。

钻机10进一步包含支撑在底架22的远端或上端邻近处的线缆馈送器50(图3)。线缆馈送器50形成底架22的顶板，且配置成在岩石表面邻近处定位。在下文进一步详细地描述线缆馈送器50的操作。底架22包含一对架梁用千斤顶或底座千斤顶54(图4)，且线缆馈送器50支撑在底座千斤顶54上。底座千斤顶54可伸缩，以便使线缆馈送器50相对于底架22移动。

在所示实施例中，底座千斤顶54形成为可伸缩圆柱管56。如图5中最佳展示，每一底座千斤顶54包含定位在相关联的管56内的活塞58，并且活塞58可响应于管56中的加压介质或流体而相对于管56移动。另外，多个流体导管或伸缩管(trombone)66延伸穿过管56，以将加压流体传送到线缆馈送器50。在所示实施例中，每个管56包含三个伸缩管66，且伸缩管66可与管56一起延伸。伸缩管66延伸穿过活塞58，此活塞可包含用于密封伸缩管66的可伸缩部分的内部密封件。另外，每个长号66中邻近线缆馈送器50的一端被固定(例如，通过焊接、螺纹接合等)到搬运筒(porting cartridge)或块70。在一些实施例中，块70联接到歧管以将加压流体引导到线缆馈送器50的组件。

在千斤顶54内定位线缆馈送器50的流体通道可以保护流体通道并减少对外部软管的需要，在传统的钻孔中，外部软管可能会变得过紧或被卡住。内部流体通道也不需要软管管理套件，并减少了与软管相关联的维护需要。另外，相比于例如单个直径相对较大的通道，提供多个直径相对较小的伸缩管66使得底座千斤顶54能够维持足够的刚性并且能够抵抗应力和变形。

如图6所示，线缆馈送器50包含外壳78及与馈送轴线30对齐的通路或开口82，钻头、锚杆或线缆可通过所述通路或开口。线缆馈送器50包含一对定位在开口82的相对侧面上的夹钳部件86，每一夹钳部件86可朝向和远离馈送轴线30移动，以便向定位在开口82中的消耗性组件(例如，线缆)施加压缩或夹紧力。在所示实施例中，夹钳部件86由加压流体(例如，液压流体)驱动。

现在参考图7，线缆馈送器50的驱动系统包含用于驱动线缆通过开口82的辊94、98。在所示实施例中，辊94、98定位在馈送框架26和夹钳部件86(图6)之间。第一辊或驱动辊94定位在第一支撑件102上且由电机104驱动，而第二辊98支撑在第二支撑件106上。在所示实施例中，第二辊98是空转辊，且不被强制驱动进行旋转。第一支撑件102和第二支撑件106通过连杆110彼此联接。

在所示实施例中，第一支撑件102由柱114支撑，所述柱围绕大体上平行于馈送轴线30的枢轴轴线118枢转移动，且电机104也支撑在第一支撑件102上。电机104可以是液压驱动的，并且电机输出轴122(图8和9)直接联接到驱动辊94。并且，在所示实施例中，第二支撑件106与一个或多个轨道或引导件124接合，且第二支撑件106可沿着引导件124以平移方式移动。在所示实施例中，引导件124定位成邻近于第二支撑件106的上表面和下表面。液压头130(图8和9)可伸缩，以使第二支撑件106沿着引导件124移动，由此朝向和远离馈送轴线30移动第二辊98。因此，第一辊94和第二辊98彼此相对，其中辊94、98与线缆的相对侧面接合。液压电机104和/或液压头130与一个或多个伸缩管66流体连通以接收加压流体。

如图9所示，在所示实施例中，液压头130的延伸使第二支撑件106和第二辊98朝向馈送轴线30移动。由于第一支撑件102和第二支撑件106之间通过连杆110联接，所以第二支撑件106的移动会使第一支撑件102围绕枢轴轴线118枢转移动(例如，在图9中顺时针移动)，由此朝向馈送轴线30移动驱动辊94。因此，驱动辊94和第二辊98彼此靠近以接合延伸通过开口82的线缆(未示出)。驱动辊94和第二辊98之间的空间可基于线缆的厚度来调整。电机104驱动驱动辊94旋转，继而使线缆移动通过开口82。线缆馈送器50提供了包含最小数目的移动部分的低复杂度设计。另外，这些组件在大体上垂直于馈送轴线的共同平面中形成，从而形成紧凑或低高度的轮廓。

尽管已经参考某些优选实施例详细地描述各个方面，但是在所描述的一个或多个独立方面的范围和精神内存在变化和修改。在所附权利要求书中阐述了各种特征和优点。

Claims (18)

1.一种线缆馈送工具，其包括：

第一支撑件；

第二支撑件，其联接到所述第一支撑件；

第一辊，其支撑在所述第一支撑件上用于旋转且配置成驱动线缆，所述第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线相对于所述第二支撑件枢转移动；以及

第二辊，其支撑在所述第二支撑件上用于旋转且配置成驱动所述线缆，所述第二辊还被支撑用于相对于所述第一支撑件平移移动，

用于使所述第二支撑件移动的线性致动器，所述线性致动器可在与所述第二辊的平移移动的方向平行的方向上延伸，所述第二支撑件的平移移动使得所述第一辊和所述第二辊朝向彼此移动。

2.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其中所述第一辊和所述第二辊中的一个的移动引起所述第一辊和所述第二辊中的另一个的移动。

3.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其进一步包括驱动所述第一辊和所述第二辊中的一个的电机。

4.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其中所述第一辊和所述第二辊相对定位且配置成接合所述线缆的相对侧面。

5.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其进一步包括引导件，所述引导件能够与所述第二支撑件接合以促进平移移动。

6.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其进一步包括联接所述第一支撑件和所述第二支撑件的连杆。

7.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其中所述第一辊和所述第二辊配置成沿着馈送轴线驱动所述线缆，其中所述第二辊朝向所述馈送轴线的移动与所述第一辊朝向所述馈送轴线的移动以对向关系相关联。

8.根据权利要求1所述的线缆馈送工具，其进一步包括定位在所述第一辊和所述第二辊之间的间隙，其中所述间隙的大小是可调整的。

9.一种钻机，其包括：

底架，其包含至少一个杆，所述杆能够在平行于馈送轴线的方向上延伸；

馈送框架，其被支撑用于在平行于所述馈送轴线的方向上相对于所述底架移动；以及

线缆馈送器，其定位成邻近于所述至少一个杆的远端，所述线缆馈送器包含：

第一辊，其被支撑用于旋转且配置成驱动线缆，所述第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线枢转移动，及

第二辊，其被支撑用于旋转且配置成驱动所述线缆，所述第二辊还被支撑用于相对于所述第一辊平移移动，

用于使所述第二支撑件移动的线性致动器，所述线性致动器可在与所述第二辊的平移移动的方向平行的方向上延伸，

所述第二辊的平移移动使得所述第一辊枢转运动，并使得所述第一辊和所述第二辊朝向彼此移动。

10.根据权利要求9所述的钻机，其进一步包括配置成驱动消耗性钻机组件的驱动单元，所述驱动单元支撑在所述馈送框架上，并且能够在平行于所述馈送轴线的方向上相对于所述馈送框架移动。

11.根据权利要求9所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含所述线缆配置成从中通过的通路及能够相对于所述通路移动的多个夹钳部件。

12.根据权利要求9所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含用于驱动所述第一辊和所述第二辊中的一个的电机。

13.根据权利要求9所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含在其上支撑所述第一辊的第一支撑件、在其上支撑所述第二辊的第二支撑件及联接所述第一支撑件和所述第二支撑件的连杆。

14.根据权利要求9所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含所述线缆配置成从中通过的通路，其中所述第二辊朝向所述通路的移动与所述第一辊朝向所述通路的移动以对向关系相关联。

15.一种钻机，其包括：

底架，其包含至少一个杆，所述杆能够在平行于馈送轴线的方向上延伸，所述至少一个杆支撑传送加压流体的多个内部流体通道；

馈送框架，其被支撑用于在平行于馈送轴线的方向上相对于所述底架移动；

旋转单元，其配置成驱动消耗性钻机组件，所述旋转单元支撑在所述馈送框架上，并且能够在平行于所述馈送轴线的方向上相对于所述馈送框架移动；以及

用于驱动线缆的线缆馈送器，所述线缆馈送器定位成邻近于所述至少一个杆的远端，所述线缆馈送器包含与所述杆的所述内部流体通道流体连通的至少一个致动器，其中所述多个内部流体通道包括伸缩管，所述伸缩管能够在与所述馈送轴线平行的方向上在所述杆内延伸，所述伸缩管延伸穿过活塞，所述活塞位于所述杆内并且能相对于所述杆移动。

16.根据权利要求15所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含

第一辊，其被支撑用于旋转且配置成驱动线缆，所述第一辊还被支撑用于围绕枢轴轴线枢转移动，及

第二辊，其被支撑用于旋转且配置成驱动所述线缆，所述第二辊还被支撑用于平移移动。

17.根据权利要求16所述的钻机，其中所述线缆馈送器进一步包含所述线缆配置成从中通过的通路，其中所述第二辊朝向所述通路的移动与所述第一辊朝向所述通路的移动以对向关系相关联。

18.根据权利要求16所述的钻机，其中所述至少一个致动器包含电机和可延伸液压头，其中所述电机驱动所述第一辊和所述第二辊中的一个，其中所述液压头的致动引起所述第一辊和所述第二辊中的另一个的平移移动。