CN203067369U - 大孔径压差提水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大孔径压差提水器，包括提水装置和出水管头，所述提水装置包括U型紧固管、进气管、套管，U型紧固管的一端与进气管螺纹连接，进气管的另一端与套管螺纹连接，套管的另一端与出水管头通过提水软管连接；所述进气管上端连接有喷嘴，所述套管上设有侧窗，所述侧窗靠近进气管上端的喷嘴，且侧窗的高度略低于喷嘴。所述出水管头为渐缩式结构。本实用新型的有益效果：组装式的提水器，构造轻便灵活，能够一次投入多次使用、大规模生产，适应性强，对场地和施工条件的要求很低，装配过程简单，施工人员能够完全掌握其使用方法和步骤；喷嘴与侧窗位置可调节，适用范围大；渐缩式出水管头能够最大程度的确保出水过程的安全性。

Description

大孔径压差提水器

技术领域

本实用新型涉及露天开采及岩土工程中深孔爆破施工领域，具体涉及一种大孔径压差提水器。 

背景技术

在露天开采及岩土工程中深孔爆破作业中，炮孔积水会造成一系列的影响。在露天开采中，炮孔中的水会渗入岩层的裂隙，削弱岩层的稳固，造成滑坡，给边坡稳定造成隐患。对于穿过不稳固岩层的炮孔，炮孔中的水会削弱孔壁的稳固性，造成炮孔崩塌，发生堵孔。一般情况下，炮孔中的水由孔外流入和地下渗入，孔底会沉积淤泥、岩屑等杂物，造成孔深不够。目前采用多超深的办法来补偿。这不但增加了钻孔成本，而且还很难准确控制超深的深度，形成实际孔深达不到设计的要求。由于炮孔中的积水对药包产生浮力，再加上药包和炮孔之间摩擦作用产生阻力，造成装药困难。某些矿山采用在药包中加钢球等办法来解决这一问题。无论采用何种办法，即使炮孔中装药下去，也很难达到设计要求，使得大块率增大。虽然目前深孔爆破中采用有特殊优点的水堵技术，但在水孔中的情况却不同。目前堵塞炮孔多用砂子、岩屑等，主要是利用砂子、岩屑等和孔壁之间的摩擦力。由于水的作用，大大降低了它们之间的摩擦系数。为此，国外研制了一些化学填塞料，但成本过高。 

为避免爆破作业过程出现上述问题，提高装药效率，确保爆破作业过程中的安全，炮孔中水的处理显得尤为关键，必须采取提水措施，提水过程是提高爆破作业效率的关键环节。鉴于以往的提水手段多以空压机直接吹水，或者用水泵抽水的方法，既危险，经常不能满足要求。在结合多年的现场施工经验的基础上，设计简易大孔径压差提水器以解决目前现场装药中面临的问题。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种在中深孔爆破作业中可以将炮孔中的水排出、确保爆破作业顺利进行的大孔径压差提水器。 

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是： 

大孔径压差提水器，包括提水装置和出水管头，所述提水装置包括U型紧固管、进气管、套管，U型紧固管的一端与进气管螺纹连接，进气管的另一端与套管螺纹连接，套管的另一端与出水管头通过提水软管连接；所述进气管上端连接有喷嘴，所述套管上设有侧窗，所述侧窗靠近进气管上端的喷嘴，且侧窗的高度略低于喷嘴。

在上述方案中，所述出水管头为渐缩式结构，顶端的出水口的直径小于出水管头的末端直径，出水管头的侧壁开设有多个气孔，气孔的孔径小于出水口的直径。 

在上述方案中，所述气孔与出水口的距离小于其与出水管头底部距离的三分之一。 

在上述方案中，所述U型紧固管的两端长短不一，长端通过进气软管与空压机相连，短端与进气管连接。 

在上述方案中，所述进气管的上端和下端分别设有内螺纹和外螺纹，进气管下端的外螺纹与U型紧固管短端的内螺纹连接，进气管上端的内螺纹与喷嘴螺纹连接。在上述方案中，所述各个螺纹连接部分通过橡胶垫圈密封。 

在上述方案中，所述U型紧固管和套管均采用6分无缝钢管，所述进气管采用4分无缝钢管。 

在上述方案中，所述侧窗包括四个，均匀分布在套管的四周。 

在上述方案中，所述侧窗长度比喷嘴略小，差值不大于1cm。 

所述U型紧固管采用6分无缝钢管热加工至U型，U型紧固管长端不小于20cm，其两端外径为26.8mm，U型顶端至短端的垂直距离为5cm，短端设有内螺纹，长度为3cm。U型紧固管内壁光滑，压缩空气在管内流动顺畅。U型紧固管整体宽度小于炮孔的孔径，放置时不会与炮孔的孔壁接触，对孔壁没有破坏性。 

所述的带有喷嘴的进气管采用4分无缝钢管，总长度为10cm。进气管和U型紧固管短端螺纹连接；喷嘴与进气管通过螺纹连接，喷嘴外径小于进气管，高压气体从喷嘴处喷出，为炮孔内水的运动提供动力。 

所述带有侧窗的套管采用6分无缝钢管，侧窗长度比喷嘴略小，差值不大于1cm。侧窗为矩形，与所述喷嘴中的气体共同运动。套管与U型紧固管的相对位置可以通过螺纹来调节。调节其相对位置，是为了将进气管的喷嘴放置在与套管的侧窗相对应的地方，这取决与于供气设备的压力，以及炮孔内水的深度，炮孔质量。 

所述提水装置及渐缩式出水管头通过零件组装而成，各个部分由螺纹连接，密封性能好，紧固容易，抗压能力强。 

本实用新型的工作原理：将提水装置伸入炮孔中，U型紧固套管的一端与外接空压机相连接，空压机将压缩空气送入提水装置的U型紧固套管中，再由U型紧固套管进入进气管，气体从进气管的喷嘴排出时，喷嘴与带有侧窗的套管管壁形成负压压差，炮孔中的水在压差的作用下，由侧窗进入套管，并与经过喷嘴中的高速高压空气一起混合、运动进入提水软管，流动至渐缩式出水管头，为避免气体与水运动速度过快出水管头甩动造成危险等安全隐患，出水管头的顶端和侧壁分别设有通水的出水口和通气的气孔，帮助泄压，气体和水在出水管头快速分离，完成安全提水。 

由于炮孔内的水向套管内流动时，必然会带出炮孔内的岩屑，在硬岩炮孔内，炮孔孔渣粒径大多在3～4cm之间，侧窗必须具有过滤较大孔渣的作用，防止发生堵塞所造成的提水器失效问题，本实用新型对侧窗的大小设置，建立在统计学基础上，能够过滤粒径孔渣，能够通过侧窗的孔渣为粉末状，不影响提水器工作。 

本实用新型的有益效果： 

（1）利用流体力学原理，以伯努力方程为演算基础，实际试验进行验证，有效解决孔内积水而导致施工效率和经济效益较低的问题，实现了中深孔爆破炮孔的安全，高效提水，能够极大的提高含水炮孔的经济效益；

（2）组装式的提水器，构造轻便灵活，采用常用材料，各个部分都有标准件可以替换，能够一次投入多次使用、大规模生产，适应性强，对场地和施工条件的要求很低，装配过程简单，施工人员能够完全掌握其使用方法和步骤；

（3）提水器工作原理简单，利用压差进水，效率得到了很大提高，U型设计避免气密性不佳的问题，不会出现漏气、不出水的问题；各管件之间用螺纹连接，由橡胶圈密封，能够达到所用气压的气密性要求，保证通气效果不减弱。

（4）喷嘴与侧窗位置可调节，可以根据不同的水深情况选择不同的相对位置，使用范围大，对需要提水的各种炮孔都适用；管材采用了国家标准型，喷嘴的选择多样化，适合高压喷嘴和通用型气喷嘴，可根据不用使用要求选定；提水器可以沉到炮孔底部，不会因为浮力过大而出现漂浮在上层的现象； 

（5）渐缩式出水管头能够最大程度的确保出水过程的安全性，在气压较大的情况下，出水口和气孔实现尽早泄压，有效防止出水管头摔伤施工人员。

附图说明

图1是本发明提水装置的结构示意图。 

图2是图1中U型紧固套管的结构示意图。 

图3是图1中进气管的结构示意图。 

图4是图1中带有侧窗的套管的结构示意图。 

图5是图1中出水管头的结构示意图。 

图6是图1中带有侧窗的套管与进水管俯视图。 

图7是本实用新型的工作原理结构示意图。 

图中：1- U型紧固套管，2-进气管，3-套管，4-喷嘴，5-侧窗，6-出水管头，7-出水口，8-气孔，9-提水软管，10-橡胶垫圈，11-空压机，12-炮孔，13-进气软管。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细的说明。 

参照图1~图7，本实用新型所述的大孔径压差提水器，包括提水装置和出水管头，所述提水装置包括U型紧固管1（图2）、进气管2（图3）、套管3（图4），U型紧固管1的一端与进气管2螺纹连接，进气管2的另一端与套管3螺纹连接，套管3的另一端与出水管头6通过提水软管9连接；所述进气管2上端连接有喷嘴4，所述套管3上设有侧窗5，所述侧窗5靠近进气管2上端的喷嘴4，且侧窗5的高度略低于喷嘴4。 

所述出水管头6（图5）为渐缩式结构，顶端的出水口7的直径小于出水管头6的末端直径，出水管头6的侧壁开设有多个气孔8，气孔8的孔径小于出水口7的直径。 

所述气孔8与出水口7的距离小于其与出水管头6底部距离的三分之一。 

所述U型紧固管1的两端长短不一，长端通过进气软管13与空压机11相连，短端与进气管2连接。 

所述进气管2的上端和下端分别设有内螺纹和外螺纹，进气管2下端的外螺纹与U型紧固管1短端的内螺纹连接，进气管2上端的内螺纹与喷嘴4螺纹连接。 

所述各个螺纹连接部分通过橡胶垫圈10密封。 

所述U型紧固管1和套管3均采用6分无缝钢管，所述进气管2采用4分无缝钢管。 

所述侧窗5包括四个，均匀分布在套管3的四周。 

所述侧窗5长度比喷嘴4略小，差值不大于1cm。 

所述U型紧固管1采用6分无缝钢管热加工至U型，U型紧固管1长端不小于20cm，其两端外径为26.8mm，U型顶端至短端的垂直距离为5cm，短端设有内螺纹，长度为3cm。U型紧固管1内壁光滑，压缩空气在管内流动顺畅。U型紧固管1整体宽度小于炮孔12的孔径，放置时不会与炮孔12的孔壁接触，对孔壁没有破坏性。 

所述的带有喷嘴4的进气管2采用4分无缝钢管，总长度为10cm。进气管2和U型紧固管1短端螺纹连接；喷嘴4与进气管2通过螺纹连接，喷嘴4外径小于进气管2，高压气体从喷嘴4处喷出，为炮孔12内水的运动提供动力。 

所述带有侧窗5的套管3采用6分无缝钢管，侧窗5长度比喷嘴4略小，差值不大于1cm。侧窗5为矩形，与所述喷嘴4中的气体共同运动。套管3与U型紧固管1的相对位置可以通过螺纹来调节。调节其相对位置，是为了将进气管2的喷嘴4放置在与套管3的侧窗5相对应的地方，这取决与于供气设备的压力，以及炮孔内水的深度，炮孔质量。 

所述提水装置及渐缩式出水管头6通过零件组装而成，各个部分由螺纹连接，密封性能好，紧固容易，抗压能力强。 

本实用新型工作时，将提水装置伸入炮孔12中，U型紧固套管1的一端与外接空压机11相连接，空压机11将压缩空气送入提水装置的U型紧固套管1中，再由U型紧固套管1进入进气管2，气体从进气管2的喷嘴4排出时，喷嘴4与带有侧窗5的套管3管壁形成负压压差，炮孔12中的水在压差的作用下，由侧窗5进入套管3，并与经过喷嘴4中的高速高压空气一起混合、运动进入提水软管9，流动至渐缩式出水管头6，为避免气体与水运动速度过快出水管头甩动造成危险等安全隐患，出水管头6的顶端和侧壁分别设有通水的出水口7和通气的气孔8，帮助泄压，气体和水在出水管头6快速分离，完成安全提水。 

由于炮孔12内的水向套管3内流动时，必然会带出炮孔12内的岩屑，在硬岩炮孔12内，炮孔12孔渣粒径大多在3～4cm之间，侧窗5必须具有过滤较大孔渣的作用，防止发生堵塞所造成的提水器失效问题，本实用新型对侧窗的大小设置，建立在统计学基础上，能够过滤粒径孔渣，能够通过侧窗5的孔渣为粉末状，不影响提水器工作。 

本实用新型使用时，先组装提水器，依次连接U型紧固管1、进气管2、套管3，然后U型紧固管1的长端连接进气的进气软管13，套管3连接出水的提水软管9，进气软管13与空压机11等供气设备相连，提水软管9与渐缩式出水管头6相连，将提水器放入炮孔12内，渐缩式出水管头6放置在集水处。开启空压机11后，即开始提水，炮孔12中的水会降至与侧窗5高度相近的位置，此时，炮孔12可以看作干孔处理。本实用新型可以用于含水量较高的爆破工程施工，适用于要求较高的露天矿山，以及岩土工程的爆破施工。 

以上所述的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，采用与本例相同或相近结构的提水器，仍属本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.大孔径压差提水器，其特征在于：包括提水装置和出水管头，所述提水装置包括U型紧固管（1）、进气管（2）、套管（3），U型紧固管（1）的一端与进气管（2）螺纹连接，进气管（2）的另一端与套管（3）螺纹连接，套管（3）的另一端与出水管头（6）通过提水软管（9）连接；所述进气管（2）上端连接有喷嘴（4），所述套管（3）上设有侧窗（5），所述侧窗（5）靠近进气管（2）上端的喷嘴（4），且侧窗（5）的高度略低于喷嘴（4）。

2.如权利要求1所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述出水管头（6）为渐缩式结构，顶端的出水口（7）的直径小于出水管头（6）的末端直径，出水管头（6）的侧壁开设有多个气孔（8），气孔（8）的孔径小于出水口（7）的直径。

3.如权利要求2所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述气孔（8）与出水口（7）的距离小于其与出水管头（6）底部距离的三分之一。

4.如权利要求1所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述U型紧固管（1）的两端长短不一，长端通过进气软管（13）与空压机（11）相连，短端与进气管（2）连接。

5.如权利要求1所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述进气管（2）的上端和下端分别设有内螺纹和外螺纹，进气管（2）下端的外螺纹与U型紧固管（1）短端的内螺纹连接，进气管（2）上端的内螺纹与喷嘴（4）螺纹连接。

6.如权利要求5所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述各个螺纹连接部分通过橡胶垫圈（10）密封。

7.如权利要求1所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述U型紧固管（1）和套管（3）均采用6分无缝钢管，所述进气管（2）采用4分无缝钢管。

8.如权利要求1所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述侧窗（5）包括四个，均匀分布在套管（3）的四周。

9.如权利要求8所述的大孔径压差提水器，其特征在于：所述侧窗（5）长度比喷嘴（4）略小，差值不大于1cm。

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