CN204716245U - 裂石设备和用于裂石设备的膨胀装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石料开采，具体提供一种用于裂石设备的膨胀装置。本申请旨在解决现有裂石设备无法提供定向裂石力的问题。为此目的，本申请的裂石设备包括液压源、膨胀装置及将液压源与膨胀装置相连的液压管。膨胀装置包括第一和第二膨胀壳体、膨胀管和至少一个膨胀条。第一与第二膨胀壳体彼此对置并且在它们之间形成空腔，膨胀管设置在空腔中，液压管连接到膨胀管。膨胀条设置在第一和第二膨胀壳体与膨胀管之间。加压液体输送到膨胀管，使膨胀管膨胀并挤压第一和第二膨胀壳体及膨胀条，第一和第二膨胀壳体因此挤压石料并使石料开裂。由于采用了上述结构，本申请的膨胀装置能够提供定向裂石力，从而使液压系统的效率得到提高并且节约了能量。

Description

裂石设备和用于裂石设备的膨胀装置

技术领域

本实用新型涉及石料开采，具体提供一种裂石设备和用于裂石设备的膨胀装置。

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液压流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。因此，本领域需要一种新型膨胀装置来解决此问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有裂石设备无法提供定向裂石力因此导致能量浪费的问题。为此目的，本实用新型提供一种用于裂石设备的膨胀装置。该裂石设备包括液压源、所述膨胀装置以及将所述液压源与所述膨胀装置相连的液压管。所述膨胀装置包括：第一膨胀壳体；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，其设置在所述空腔中，所述液压管连接到所述膨胀管；以及，至少一个膨胀条。所述至少一个膨胀条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。当所述液压源起动时，加压液体通过所述液压管被输送到所述膨胀管，从而使所述膨胀管膨胀并挤压所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体以及所述至少一个膨胀条，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体因此挤压石料并使石料开裂。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述至少一个膨胀条包括分别设置在所述膨胀管两侧的第一膨胀条和第二膨胀条。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述第一膨胀条和所述第二膨胀条的横截面是梯形，在组装好的状态下所述梯形的尖锐部位抵靠所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体的内表面，所述梯形的宽厚部位抵靠所述膨胀管的外表面。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述梯形的宽厚部位是凹弧形，以便在工作时适应所述膨胀管的外表面形状。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述裂石设备还包括通过所述液压管连接在所述液压源与所述膨胀装置之间的能量分配器，所述能量分配器用于调节来自所述液压源的流体的流量或压力。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述液压源是手动液压泵或电动液压泵。

在上述用于裂石设备的膨胀装置的优选实施方式中，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体的外轮廓都是半圆形的。

本实用新型还提供了一种包括前面描述的膨胀装置的裂石设备。

由于采用了上述结构，本实用新型的膨胀装置能够向待开裂的石料提供定向力，这就使得整个液压系统的效率极大地提高，从而节约了能量。

附图说明

图1是裂石设备的示意图；

图2是现有技术中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用于裂石设备的膨胀装置的横截面图；

图4是根据本实用新型的用于裂石设备的膨胀装置沿图3中所示的剖线A-A截取的剖视图。

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。应当指出的是，为了清楚地显示设置在待开裂石料中的膨胀装置，图1示出为石料沿其预制孔被剖开。为了便于标示附图标记，没有画出石料的剖线，但是膨胀装置5并未沿该剖线相应地剖开。如图1所示，在进行裂石工作时，首先在石料上预制一个或多个孔6，孔6的数量与膨胀装置5的数量相等，在每个孔6中都相应地设置一个膨胀装置5。预制孔6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。虽然图1中示出的裂石设备具有4个膨胀装置5，但是应当理解的是，本实用新型也可以设置除4个之外的其他数量的膨胀装置来进行裂石工作。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。图1所示的液压源为手动液压泵并且包括手动操作杆11、压力传感器12、泵出油口13和泵本体14。裂石设备还优选地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。在图1所示的优选实施方式中，能量分配器3设置有分配器本体31、分配器进油口32、分配器第一出油口33、分配器第二出油口34、分配器第三出油口35和分配器第四出油口36。在未设置能量分配器3的情况下，操纵手动操作杆11将泵本体14中的液体加压，加压液体从泵出油口13经由液压管2进入膨胀装置5。在设置有能量分配器3的情况下，加压液体从泵出油口13经由液压管2的上游管21通过分配器进油口32进入分配器本体31，分配器本体31将从分配器进油口32获取的加压液体分配到分配器第一出油口33、分配器第二出油口34、分配器第三出油口35和分配器第三出油口36。加压液体分别通过这些分配器出油口经由液压管2的第一支管22、第二支管23、第三支管24和第四支管25进入相应的膨胀装置5。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是现有技术中的用于裂石设备的膨胀装置的横截面图。该膨胀装置大体上呈圆柱状。在图2中膨胀装置示出为被设置在待开裂石料的预制孔6中，并且膨胀装置被沿着其圆形横截面剖开以便更清楚地显示其内部结构。膨胀装置包括第一膨胀壳体51'、第二膨胀壳体55'和膨胀管53'。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'。可以看到，虽然膨胀管53'与第一膨胀壳体51'和第二膨胀壳体55'紧靠，但是它们之间仍有空隙。当液压源1起动时，液压源1中的加压液体输送到膨胀管53'，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'。由于受到膨胀管53'的挤压，第一和第二膨胀壳体51'、55'挤压石料。如图1所示，第一和第二膨胀壳体51'、55'沿着如多个箭头F指示的方向挤压石料。显而易见，膨胀管53'经由第一和第二膨胀壳体51'和55'传递的挤压力方向过于分散，不利于石料的开裂。进一步，膨胀管53'沿管的360°圆周方向向外膨胀，膨胀管53'在圆周上没有与膨胀壳体紧靠的部分的膨胀不能为膨胀壳体提供挤压力。这使得整个液压系统的效率很低，严重浪费能量。

图3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。该膨胀装置5也是大体上呈圆柱状。膨胀装置5示出为被设置在待开裂石料的预制孔6中，并且膨胀装置5被沿着其圆形横截面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和膨胀管53。液压管2与膨胀装置5的连接具体是通过将液压管2与膨胀装置5的膨胀管53连接来实现的。此外，膨胀装置5还包括第一膨胀条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。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，优选地分别对置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接触位置处。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。如图3所示，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3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大致平行于如图2中指示的箭头200和200'的方向施加到第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55上，进一步施加到石料上。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°，并且箭头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°，这种优选设置使得膨胀管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施加到待开裂石料上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。所述尖锐部位抵靠第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55的内表面，第一和第二膨胀条52、54的宽厚部位(梯形的下底边或三角形的底)抵靠所述膨胀管53的外表面。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。优选地，梯形或三角形膨胀条的宽厚部位是凹弧形，以便在工作时适应膨胀管53的外表面形状。这样一来，膨胀管53为膨胀条52、54提供的挤压力在宽厚部位的分布更均匀，也因此提高了由膨胀条52、54提供到第一和第二膨胀壳体51、55上的力。另外，膨胀管53受到梯形或三角形膨胀条宽厚部位的反作用力也分布更均匀，避免了膨胀管53由于受力不均匀而导致的损毁。综上所述，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的挤压力。此外，图3还示出了第一和第二膨胀条52、54的每个侧面沿第一和第二膨胀壳体51、55的内侧面滑动的方向400、400’、300和300’。本领域技术人员容易理解的是，在第一膨胀条52的每个侧面沿第一和第二膨胀壳体51、55的内侧面在方向400和400’上滑动的情况下，第一膨胀条52将沿方向100移动。同样，在第二膨胀条54的每个侧面沿第一和第二膨胀壳体51、55的内侧面在方向300和300’上滑动的情况下，第二膨胀条54将沿方向100’移动。

图4是根据本实用新型的用于裂石设备的膨胀装置沿图3中所示的剖线A-A截取的剖视图。将膨胀装置5沿着图3的剖线A-A剖开，以便更清楚地显示其内部结构。图中示出了膨胀管53、膨胀条52和54以及膨胀壳体55，其中膨胀管53包括中心空腔531。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。

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。当然，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)。在这种具体实施方式中，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)

1.一种用于裂石设备的膨胀装置，该裂石设备包括液压源、所述膨胀装置以及将所述液压源与所述膨胀装置相连的液压管，

其特征在于，所述膨胀装置包括：

第一膨胀壳体；

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，其设置在所述空腔中并连接到所述液压管；以及

至少一个膨胀条，其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，

其中，当所述液压源起动时，加压液体通过所述液压管被输送到所述膨胀管，从而使所述膨胀管膨胀并挤压所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体以及所述至少一个膨胀条，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体因此挤压石料并使石料开裂。

2.根据权利要求1所述的用于裂石设备的膨胀装置，其特征在于，所述至少一个膨胀条包括分别设置在所述膨胀管两侧的第一膨胀条和第二膨胀条。

3.根据权利要求2所述的用于裂石设备的膨胀装置，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，在组装好的状态下所述梯形的尖锐部位抵靠所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体的内表面，所述梯形的宽厚部位抵靠所述膨胀管的外表面。

4.根据权利要求3所述的用于裂石设备的膨胀装置，其特征在于，所述梯形的宽厚部位是凹弧形，以便在工作时适应所述膨胀管的外表面形状。

5.根据权利要求4所述的用于裂石设备的膨胀装置，其特征在于，所述裂石设备还包括通过所述液压管连接在所述液压源与所述膨胀装置之间的能量分配器，所述能量分配器用于调节来自所述液压源的流体的流量或压力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于裂石设备的膨胀装置，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所述的用于裂石设备的膨胀装置，其特征在于，所述第一膨胀壳体和所述第二膨胀壳体的外轮廓都是半圆形的。

8.一种裂石设备，其特征在于包括根据权利要求1至7中任一项所述的膨胀装置。