CN204716244U - 裂石膨胀装置和用于裂石膨胀装置的限位器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石料开采，具体提供一种用于裂石膨胀装置的限位器，旨在解决膨胀条容易被挤出膨胀壳体的问题。为此目的，本申请的膨胀装置包括第一和第二膨胀壳体、膨胀管以及设置在第一和第二膨胀壳体与膨胀管之间的至少一个膨胀条。第一与第二膨胀壳体彼此对置且在它们之间形成空腔，膨胀管在空腔中。加压液体被输送到膨胀管，膨胀管因此膨胀并挤压第一和第二膨胀壳体及至少一个膨胀条，从而使第一和第二膨胀壳体挤压并开裂石料。限位器包括设置在膨胀条侧面的横向凹槽和设置在第一和/或第二膨胀壳体侧面的横向凸起，横向凸起与横向凹槽形状匹配且数量相等，横向凸起在横向凹槽内滑动。由于采用了上述结构，避免了膨胀条被挤出膨胀壳体的风险。

Description

裂石膨胀装置和用于裂石膨胀装置的限位器

技术领域

本实用新型涉及石料开采，具体提供一种裂石膨胀装置和用于裂石膨胀装置的限位器。

背景技术

现有的液压裂石设备包括膨胀装置，膨胀装置总体上包括膨胀壳体和设置在膨胀壳体中的膨胀管－即弹性胶管。在操作过程中，通过手动或电动液压泵将加压液体输送到该弹性胶管中，弹性胶管在液压力的作用下膨胀并挤压膨胀壳体，从而向石料施加定向力并因此使其裂开。

然而，上述液压裂石设备也存在一些问题。例如，在弹性胶管膨胀的过程中，膨胀力沿胶管的整个360度圆周方向传递，这使得很大一部分力没有沿石料开裂的方向做功，从而导致严重的能量浪费。现有技术中出现了一种设置有膨胀条的裂石膨胀装置，膨胀管挤压膨胀条使得膨胀条能够挤压膨胀壳体，从而帮助挤压石料来使石料开裂。但是，膨胀条相对于膨胀壳体的移动没有被限位，可能导致膨胀条在高压下被挤出膨胀壳体，从而导致膨胀管爆裂。因此，本领域需要为膨胀装置提供一种限位器来解决膨胀条与相应膨胀壳体之间的移动没有限位的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决膨胀条与相应膨胀壳体之间的移动没有限位的问题。为此目的，本实用新型提供一种用于裂石膨胀装置的限位器。该裂石膨胀装置包括第一膨胀壳体、第二膨胀壳体和膨胀管。在组装好的状态下第一膨胀壳体与第二膨胀壳体彼此对置并且在它们之间形成空腔。膨胀管设置在所述空腔中，用于在接收到来自液压源的加压液体时膨胀。该裂石膨胀装置还包括设置在所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体与所述膨胀管之间的至少一个膨胀条。当所述液压源起动时，加压液体被输送到所述膨胀管，所述膨胀管因此膨胀并挤压所述第一膨胀壳体、所述第二膨胀壳体和所述至少一个膨胀条，从而使所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体挤压石料并使石料开裂。所述限位器包括设置在所述至少一个膨胀条的侧面上的至少一个横向凹槽和设置在所述第一膨胀壳体和/或所述第二膨胀壳体的内侧面上的至少一个横向凸起。所述横向凸起与所述横向凹槽形状匹配并且数量相等，所述横向凸起中的每一个都相应地设置在所述横向凹槽中的一个内。当所述膨胀管膨胀并挤压所述至少一个膨胀条时，所述横向凸起在所述横向凹槽内滑动。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，所述至少一个膨胀条是第一膨胀条和第二膨胀条。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，所述第一膨胀条和所述第二膨胀条的横截面是梯形或三角形。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，所述至少一个横向凹槽包括分别设置在所述第一膨胀条和所述第二膨胀条的每个侧面上的三个横向凹槽。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，每个所述横向凹槽在侧面上都是开口的以便容纳所述横向凸起，并且每个所述横向凹槽都包括插入端口以及与所述插入端口对置的止挡端，所述止挡端用于限制所述第一膨胀条或所述第二膨胀条向外滑动的最大距离。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，所述液压源是手动液压泵或电动液压泵。

在上述用于裂石膨胀装置的限位器的优选实施方式中，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体是半圆形的，并且所述空腔是菱形的。

本实用新型还提供了一种包括前面描述的限位器的裂石膨胀装置。

由于采用了上述结构，本实用新型的限位器限制了膨胀条相对于相应膨胀壳体的最大移动距离，从而避免了膨胀条在高压下被挤出膨胀壳体并因此导致膨胀管爆裂的风险。

附图说明

图1是根据本实用新型的裂石设备的示意图；

图2是根据本实用新型的用于裂石设备的膨胀装置的横截面图；

图3是根据本实用新型的裂石膨胀装置的膨胀条的侧视图，图中示出了用于根据本实用新型的裂石膨胀装置的限位器。

具体实施方式

图1是根据本实用新型的裂石设备的示意图。如图1所示，裂石设备包括液压源1、液压管2和膨胀装置5，液压管2连接在液压源1与膨胀装置5之间。在进行裂石工作时，首先在石料(在图2中示出)上预制一个孔，然后将膨胀装置5设置在石料的预制孔中。预制孔的大小和形状设置成与膨胀装置5相似并且在膨胀装置5稍微膨胀之后就能挤压预制孔的壁。当然，在使用多个膨胀装置5来进行裂石工作时，应当在石料上预制与膨胀装置5数量相当的孔，在每个孔中都相应地设置一个膨胀装置5。液压源1用于为膨胀装置5提供加压液体；并且优选地，液压源1是手动液压泵或电动液压泵，液压管2是高压油管。如图1所示，将膨胀装置5沿着其轴线剖开，以便更清楚地显示其内部结构。膨胀装置5包括第一膨胀壳体51、第二膨胀壳体55、膨胀管53、第一膨胀条52和第二膨胀条54。在裂石设备组装好的状态下，第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55彼此对置并且在它们之间形成空腔，膨胀管53设置在该空腔中并且紧靠第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55。具体地说，液压管2将液压源1与膨胀管53的接头4相连接。当液压源1起动时，液压源1中的加压液体经过液压管2的接头4输送到膨胀管53的内腔6中，从而使膨胀管53膨胀并挤压第一膨胀壳体51、第二膨胀壳体55、第一膨胀条52和第二膨胀条54。由于受到膨胀管53及第一膨胀条52和第二膨胀条54的挤压，第一和第二膨胀壳体51、55挤压石料。在根据本实用新型的膨胀装置5中，将液压源1设置成提供的加压液体的压力足够大(液压管2能承受该压力)以使得膨胀管53膨胀并挤压第一和第二膨胀壳体51、55时对石料的挤压力足够大，从而该挤压力使石料开裂。应当指出的是，图1中的各个部件并不是按比例绘制的；为了能够更好地显示细节，将膨胀装置5的图示尺寸进行了扩大。因此，附图中各个部件之间的图示尺寸并不旨在对部件的大小和相对大小进行暗示或者限定。

图2是根据本实用新型的用于裂石设备的膨胀装置的横截面图。为了清楚起见，在图2中，膨胀装置5示出为设置在石料预制孔中，此时石料已被膨胀装置5开裂成两部分，液压源1已经泄压并且膨胀管53已经恢复到未膨胀状态。如前面所描述的，膨胀装置5包括第一膨胀壳体51、第二膨胀壳体55和膨胀管53。此外，如前面描述的，膨胀装置5还包括第一膨胀条52和第二膨胀条54，第一和第二膨胀条52、54分别设置在膨胀管53与第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55之间，优选地地分别设置在第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55之间的空腔中的两者相互接触的两个位置附近(图2中的顶端和底端)。备选地，根据本实用新型的膨胀装置5也可以设置除2个膨胀条之外的其他数量的膨胀条-例如包括但不限于1个、3个、4个、5个和6个。应当指出，第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55形成空腔的内表面并未完全与膨胀管53紧靠而是与膨胀管53之间仍有一些空间，膨胀条就设置在所述空间中。所述空间优选地接近所述接触位置。在优选实施方式中，第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55的外轮廓是半圆形的，并且所述空腔是菱形空腔。当加压液体被输送到膨胀管53时，膨胀管53在膨胀并挤压第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55的同时还膨胀并挤压第一和第二膨胀条52、54。此时，由于受到膨胀管53的挤压，第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55朝向背离膨胀管53并使石料开裂的方向(即，如图2中两个箭头200和200'指示的方向)移动，使得两者挤压石料并且两者的接触部不再彼此接触而是彼此慢慢分开，并且第一膨胀条52和第二膨胀条54也朝向背离膨胀管53的方向(即，如图2中两个箭头100和100'指示的方向)移动，使得两个膨胀条分别在两个接触位置插入第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55之间来将两个膨胀壳体分开，并因此帮助挤压和推动两个膨胀壳体，从而进一步帮助两个膨胀壳体挤压石料。由两个膨胀条52和54帮助提供的挤压力的分力沿着平行于如图2中指示的箭头200和200'的方向施加到石料上。优选地，第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55设置成大小相等并相对于膨胀管53对置设置，第一膨胀条52与第二膨胀条54设置成大小相等并相对于膨胀管53对置设置。更具体地说，箭头200与200'之间的夹角为180°并且100与100'之间的夹角为180°，箭头200与100和100'之间的夹角分别都为90°并且箭头200'与100和100'之间的夹角分别都为90°，这种设置使得膨胀管53通过第一和第二膨胀壳体51、55及第一和第二膨胀条52、54施加到待开裂石料的力更大并且均匀分布。此外，膨胀壳体及膨胀条相对于膨胀管53对置设置还能使得膨胀管53受到膨胀壳体和膨胀条的反作用力的大小和方向更均匀，从而能够减缓膨胀管53的破损。在一个优选实施方式中，第一和第二膨胀条52、54的横截面是梯形或三角形，第一和第二膨胀条52、54的尖锐部位(梯形的上底边或三角形的一个角)分别朝向箭头100和100'的方向设置。这样一来，第一和第二膨胀条52、54的尖锐部位能够更加容易地沿着箭头100和100'的方向分别插入第一和第二膨胀壳体51、55的两个接触位置之间，并且随着两个膨胀条的继续前行，两个梯形或三角形膨胀条的宽厚的部位也插入两个膨胀壳体的接触位置之间，使得由于第一和第二膨胀条52、54对第一和第二膨胀壳体51、55压迫而使后两者分别朝向大致平行于箭头200和200'的方向移动的趋势更强，导致第一和第二膨胀条52、54对第一和第二膨胀壳体51、55的挤压作用更强。因此，第一和第二膨胀条52、54通过第一和第二膨胀壳体51、55沿着大致平行于箭头200和200'指示的方向传递到石料上的挤压力更大，在多数情况下该挤压力远远超过在没有设置膨胀条的时候由石料受到的挤压力。也就是说，两个膨胀条52和54对破碎石料的帮助作用是十分明显的。虽然对置设置2个膨胀条52和54有许多更突出的优点，但是通过上面的描述容易理解的是，根据本实用新型的膨胀装置5设置除2个膨胀条之外的其他数量的膨胀条-例如包括但不限于1个、3个、4个、5个和6个时，同样可以实现用膨胀条帮助挤压石料并且使石料开裂的目的。同样应该理解的是，根据本实用新型的膨胀装置5设置除2个膨胀条之外的其他数量的膨胀条时，膨胀条的横截面也可以设置成梯形或三角形来提高由膨胀条帮助提供到石料上的挤压力。

图3是根据本实用新型的裂石膨胀装置的膨胀条的侧视图，图中示出了用于本实用新型的裂石膨胀装置的限位器。限位器用于限制膨胀条相对于膨胀壳体的移动。限位器包括设置在第一膨胀条52或第二膨胀条54的侧面上的至少一个横向凹槽。图3中结合第二膨胀条54示意性地示出了在侧面上设置有3个横向凹槽541、542和543的情形。第一膨胀壳体51具有与第二膨胀条54相同的结构，此处不再赘述。限位器还包括设置在第一膨胀壳体51和/或第二膨胀壳体55在空腔一侧的侧面上的至少一个横向凸起(附图中未示出)。应当指出，在本实用新型中，膨胀条上与膨胀壳体紧靠或邻接的面以及膨胀壳体上与膨胀条紧靠或邻接的面都称为侧面。所述横向凸起与所述横向凹槽的大小和形状相匹配并且数量相等，所述横向凸起中的每一个分别设置在所述横向凹槽中相应的一个内。当膨胀管53膨胀并挤压第一膨胀壳体51、第二膨胀壳体55及第一和第二膨胀条52、54时，所述横向凸起能够分别在相应的横向凹槽内沿横向滑动。应当指出的是，回过来参阅图2，在横向凸起和横向凹槽分别设置在第一膨胀壳体51和第二膨胀条54上时，本发明所述的横向是指第一膨胀壳体51与第二膨胀条54相对于彼此滑动的方向，即由箭头300指示的方向或者与箭头300相反的方向；在横向凸起和横向凹槽分别设置在第二膨胀壳体55和第二膨胀条54上时，本发明所述的横向是指第二膨胀壳体55与第二膨胀条54相对于彼此滑动的方向，即由箭头300'指示的方向或者与箭头300'相反的方向；在横向凸起和横向凹槽分别设置在第二膨胀壳体55和第一膨胀条52上时，本发明所述的横向是指第二膨胀壳体55与第一膨胀条52相对于彼此滑动的方向，即由箭头400'指示的方向或者与箭头400'相反的方向；在横向凸起和横向凹槽分别设置在第一膨胀壳体51和第一膨胀条52上时，本发明所述的横向是指第一膨胀壳体51与第一膨胀条52相对于彼此滑动的方向，即由箭头400指示的方向或者与400相反的方向。返回来继续参阅图3，膨胀条54在侧面上设置有3个横向凹槽，即第一横向凹槽541、第二横向凹槽542和第三横向凹槽543。横向凹槽541、542和543在侧面上都是开口的并且在与侧面相邻的一端分别设置有第一插入端口5411、第二插入端口5421和第三插入端口5431。第一横向凹槽541在与插入端口5411对置的一端设置有第一止挡端5412，第二横向凹槽542在与插入端口5421对置的一端设置有第二止挡端5422，第三横向凹槽543在与插入端口5431对置的一端设置有第三止挡端5432。在组装膨胀装置5时，与第一横向凹槽541相匹配的第一横向凸起从第一插入端口5411或第一横向凹槽541的侧开口插入该第一横向凹槽541中、与第二横向凹槽542相匹配的第二横向凸起从第二插入端口5421或第二横向凹槽542的侧开口插入该第二横向凹槽542中，并且与第三横向凹槽543相匹配的第三横向凸起从第三插入端口5431或第三横向凹槽543的侧开口插入该第三横向凹槽543中。如前面描述的，当膨胀管53膨胀并挤压第一和第二壳体51、55以及第二膨胀条54时，第一和第二壳体51、55分别沿着200、200'方向移动并挤压石料并且第二膨胀条54沿着100'方向移动。相应地，设置在第一膨胀壳体51上的第一、第二和第三横向凸起(图中未示出)分别相对于第二膨胀条54上的三个横向凹槽541、542和543沿着箭头300指示的方向相对移动，或者设置在第二膨胀壳体55上的第一、第二和第三横向凸起(图中未示出)分别相对于第二膨胀条54上的三个横向凹槽541、542和543沿着箭头300'指示的方向相对移动。当第一、第二和第三横向凸起分别触碰到三个横向凹槽541、542和543的三个止挡端5412、5422和5432时，横向凹槽与横向凸起停止相对移动。容易理解的是，在第一膨胀条52上设置有横向凹槽时也相应地在第一膨胀壳体51或第二膨胀壳体55上设置有横向凸起，这些膨胀凹槽和膨胀凸起与前述的膨胀凹槽和膨胀凸起的结构相同并且运行原理也相同。止挡端的这种限位作用实现了膨胀条与膨胀壳体之间的相对位置的限定，以便避免在极端工作情况下膨胀管53将膨胀条从第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55之间的接触位置挤出膨胀装置5的可能性，即限制第一和第二膨胀条的向外滑动的距离，从而增强了膨胀装置5的可靠性。所述向外滑动是指在膨胀条与膨胀壳体的相对运动中，膨胀条离开膨胀管的运动方向。在横向凸起和横向凹槽的数量和具体设置位置发生变化的其他实施方式中，横向凹槽也设置有插入端口和止挡端，止挡端同样地可以帮助实现横向凹槽与横向凸起之间的限位，因此同样也能防止相应的膨胀条被膨胀管53挤出膨胀装置5。优选地，在第一膨胀条52和第二膨胀条54的每个侧面上分别设置三个横向凹槽，相应地在与第一膨胀壳体51和/或第二膨胀壳体55的紧邻所述第一和第二膨胀条52、54的侧面上设置横向凸起。当然，横向凸起的数量与横向凹槽的数量相等并且所述横向凸起中的每一个分别设置在所述横向凹槽中相应的一个内。这样设置横向凹槽和横向凸起的位置和数量，使得横向凹槽与横向凸起数量较多从而膨胀条与膨胀壳体之间的相对滑动平稳且定位效果较好。

在优选实施方式中，膨胀管53的内表面是经过塑化处理的。由于内表面的塑化，膨胀管53中的液体不会渗漏出该元件。在优选实施方式中，膨胀管53还在其外表面上设置有增强层，该增强层是粘结到该外表面上的聚酯纤维或碳纤维。另外，优选地，膨胀管53还包括耐磨层，所述耐磨层是粘结在所述增强层外表面上的聚四氟乙烯。顾名思义，增强层可以增加膨胀管53的强度(具体地，增强膨胀管的耐压性能)，耐磨层可以增加膨胀管53的耐磨性能从而进一步降低膨胀管53在单位使用时间内的磨损。如图1所示，在优选实施方式中，裂石设备还包括用于调节来自液压源1的流体的流量或压力的能量分配器3，所述能量分配器3通过液压管2连接在液压源1与膨胀装置5之间。可选地，能量分配器3可以是一个用于调节流体的流量或压力的液压控制阀或者也可以是用于将来自液压源1的流体分成多股的分流阀。需要指出的是，分流阀分出的多股流体相应地供应到数量相当的多个膨胀装置5(具体地，供应到数量相当的多个膨胀管53)。在该具体实施方式中，用多个膨胀装置5对一块石料进行开裂，这样就能够使石料受力更均匀且对石料开裂的控制效果更好，因此在本领域中经常使用多个膨胀装置来对一块石料进行开裂。容易理解的是，根据本实用新型的限位器能够包含在本领域的设置有膨胀条的裂石膨胀装置中来实现膨胀条相对于膨胀壳体的定位。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于裂石膨胀装置的限位器，该裂石膨胀装置包括：第一膨胀壳体和第二膨胀壳体，在组装好的状态下所述第一膨胀壳体与所述第二膨胀壳体彼此对置并且在它们之间形成空腔；膨胀管，该膨胀管设置在所述空腔中，用于在接收到来自液压源的加压液体时膨胀；

其特征在于，该裂石膨胀装置还包括设置在所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体与所述膨胀管之间的至少一个膨胀条，其中，当所述液压源起动时，加压液体被输送到所述膨胀管，所述膨胀管因此膨胀并挤压所述第一膨胀壳体、所述第二膨胀壳体和所述至少一个膨胀条，从而使所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体挤压石料并使石料开裂；并且

所述限位器包括设置在所述至少一个膨胀条的侧面上的至少一个横向凹槽和设置在所述第一膨胀壳体和/或所述第二膨胀壳体的内侧面上的至少一个横向凸起，所述横向凸起与所述横向凹槽形状匹配并且数量相等，所述横向凸起中的每一个都相应地设置在所述横向凹槽中的一个内，当所述膨胀管膨胀并挤压所述至少一个膨胀条时，所述横向凸起在所述横向凹槽内滑动。

2.根据权利要求1所述的限位器，其特征在于，所述至少一个膨胀条是第一膨胀条和第二膨胀条。

3.根据权利要求2所述的限位器，其特征在于，所述第一膨胀条和所述第二膨胀条的横截面是梯形或三角形。

4.根据权利要求3所述的限位器，其特征在于，所述至少一个横向凹槽包括分别设置在所述第一膨胀条和所述第二膨胀条的每个侧面上的三个横向凹槽。

5.根据权利要求4所述的限位器，其特征在于，每个所述横向凹槽在侧面上都是开口的以便容纳所述横向凸起，并且每个所述横向凹槽都包括插入端口以及与所述插入端口对置的止挡端，所述止挡端用于限制所述第一膨胀条或所述第二膨胀条向外滑动的最大距离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的限位器，其特征在于，所述液压源是手动液压泵或电动液压泵。

7.根据权利要求6所述的限位器，其特征在于，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体是半圆形的，并且所述空腔是菱形的。

8.一种裂石膨胀装置，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的限位器。