CN205154010U - 一种可连续掘进的钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可连续掘进的钻机，包括可行驶的机动装置(1)，其上设有动力源和支架(2)，支架(2)设有升降装置，特别是升降装置与主传动管(3)活动连接，主传动管(3)上设有一旋转动力装置(4)，主传动管(3)经一旋转密封机构(5)与传动接管(6)连接，传动接管(6)与反循环集束锤连接，位于反循环集束锤内的一出渣管(8)自出渣口(7)贯穿传动接管(6)和主传动管(3)至主传动管(3)上端开口的出渣管(8)的出渣管口(9)，一进气管口(30)设于旋转密封机构(5)的侧壁并与传动接管(6)和出渣管(8)之间的空间连通，形成压缩空气进入反循环集束锤的进气通道。

Description

一种可连续掘进的钻机

技术领域：

本实用新型涉及一种对坚硬岩石进行挖掘的钻井(孔)机械，具体是特指挖掘效率高的冲击式可连续掘进的钻机。

背景技术：

在岩石上进行钻孔特别是钻较大孔径的孔是现代建筑工程经常遇到的，例如铁路或公路桥梁桩就需要挖掘出大直径的桩孔，然后进行水泥浇注，还有是矿山的回填或大型建筑的地基桩均涉及挖掘较大直径的孔洞，特别是大直径深孔挖掘时常遇到硬度较高的岩石。目前在桥梁桩基础施工时常使用的泥浆式冲击钻机施工效率低，并且岩石碎渣采用泥浆法排出对环境有污染且不易清除。上述的冲击钻机一般是一个较大面积的冲击锤，当钻挖的孔底局部出现较硬岩石情况下，冲击锤面会受到撞击瞬间发生的一个侧向力，造成冲击锤有向一侧运动的趋势或实际产生一个倾斜状态及小的侧向运动，这会对钻挖机械造成损坏。因此，针对垂直钻孔遇到的实际困难和现有技术的缺陷，如何使垂直钻孔的效率增加并克服上述的多方面的问题是非常重要的。

本申请人设计发展出一种不使用水使破碎岩石成为泥浆就可排出深孔的冲击式集束锤，其基本结构是有一锤体，锤体内设有多个子锤，子锤的可运动锤头在压力空气的驱动下反复冲击岩石表面，冲击破碎的岩石粉粒亦在压力空气的驱动下沿锤体与岩石孔壁之间的间隙上升，进入锤体上设有的集渣桶内，当集渣桶内集满岩石粉粒后，钻机将锤体与集渣桶提升出地面，排出粉碎的岩石后再置入岩石孔反复掘进。上述的冲击式集束锤效率高，结构设计独特，且无须使用泥浆，无污染地表，具有明显的效果，但其仍然存在的一个主要缺陷是当集渣桶装满岩石粉粒时，必须停止掘进，排出岩石粉粒后再置入，才能再开始掘进，因此工作状态是间歇式的，这会影响其掘进效率，故解决这一缺陷对提高工效非常重要。基于前述的已有技术的缺陷，首先是如何解决可连续对坚硬岩石的破碎和排出，同时解决连续运行的冲击锤与钻机配套设备的有效集成，实际实现一种连续作业的机械具有重要的意义。

发明内容：

本实用新型的发明目的是公开一种掘进效率高、减少掘进作业污染和可自行的连续掘进的钻机。

实现本实用新型的技术解决方案如下：包括可行驶的机动装置，其上设有动力源和支架，支架设有升降装置，关键是升降装置与主传动管活动连接，主传动管上设有一旋转动力装置，主传动管经一旋转密封机构与传动接管连接，传动接管与反循环集束锤连接，位于反循环集束锤内的一出渣管自出渣口贯穿传动接管和主传动管至主传动管上端开口的出渣管的出渣管口，一进气管口设于旋转密封机构的侧壁并与传动接管和出渣管之间的空间连通，形成压缩空气进入反循环集束锤的进气通道。

所述的反循环集束锤的结构是：锤体内设有多个子锤，子锤的上端与锤体的上部连接，子锤的进气孔与锤体的上部的集气室相通，集气室与接管连接并位于与锤体上端连接的集渣桶的中心位置，接管与上述的传动接管连接，接管侧壁有排渣口并连有出渣管，子锤的下端设有压力空气驱动的可运动的锤头，锤头的中心位置有排气孔，锤头的一侧的凹部中的排渣口与集渣桶的内腔相通。

所述的旋转密封机构包括一轴承，轴承的两端均设有O型密封圈，轴承有一外环套，轴承套上有一气孔，外环套上设有进气管口。

所述的旋转动力装置的一端与支架连接，另一端有一斜支撑与支架连接，旋转动力装置可驱动主传动管转动。

所述的升降装置是在支架上端设有一滚轮支撑，滚轮支撑两端各设一滚轮，牵引绳一端连接动力源，另一端有一吊钩。

所述的接管的下端设有盆状滤芯，盆状滤芯位于集气室内，并且接管的下端与集气室通过法兰连接。

所述的反循环集束锤的锤体设有的多个子锤的一部分设置在锤体的周边，其余另一部分子锤设于内部，子锤的锤头凸出于锤体的下表面，锤头的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头。

所述的锤体的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条，前述的排渣口为2～5个。

所述的支架与机动装置之间设有一可使支架改变支撑位置的液压支撑。

本实用新型的结构设计非常有特点，首先是在掘进过程中，当遇到坚硬的岩石时，在压力空气的驱动下多个子锤的锤头对岩石表面冲击，使岩石破碎，因多个锤头作用，岩石破碎粒度较小，并因锤头和锤头表面的刀头的合理分布，使待破碎的岩石表面保持较好的平整性，同时破碎的岩石在压力空气的驱动下沿排渣口进入集渣筒后，再经进渣口进入排渣管，最终被压力空气吹出(或吸出)排渣管的上端口(设在地表之上)，即整个冲击掘进、排渣过程可以连续作业，极大地提高了坚硬岩石的掘进效率，且无须用水使岩石成浆排出，减少了对地面的污染。

附图说明：

图1为本实用新型的一个实施例的整体结构示意图。

图2为图1的局部放大结构示意图。

图3为本实用新型的一种反循环集束锤的结构示意图。

图4为本实用新型的另一种反循环集束锤的结构示意图。

具体实施方式：

结合说明书附图给出本实用新型的具体实施方式，须说明的详给出具体实施方式是便于对本实用新型的理解，而不应视为对权利要求保护范围的限制。

请参见图1～图4，本实用新型的具体实施例如下：包括可行驶的机动装置1，其上设有动力源和支架2，该机动装置1实质是钻机的运动部分和承载体，可使用已有技术的适合要求的车辆(如轮式或履带式)，动力源亦为已有技术，对液压、提升等机械动作提供动力，支架2设有升降装置，关键是升降装置与主传动管3活动连接，主传动管3上设有一旋转动力装置4，其可驱动主传动管3旋转运动，并采用现有技术中适用的装置即可；主传动管3经一旋转密封机构5与传动接管6连接，当主传动管3和传动接管6旋转时，旋转密封机构5可静止不动，同时将主传动管3和传动接管6与旋转密封机构5的连接运动部位密封；传动接管6与反循环集束锤连接，位于反循环集束锤内的一出渣管8自出渣口7贯穿传动接管6和主传动管3至主传动管3上端开口的出渣管8的出渣管口9；一进气管口30设于旋转密封机构5的侧壁并与传动接管6和出渣管8之间的空间连通，形成压缩空气进入反循环集束锤的进气通道。本实用新型使用时，当遇到岩石层时，通过升降装置经主传动管3和传动接管6将反循环集束锤置入孔洞中，启动随本实用新型匹配的空压机，将压缩空气经进气管口30、旋转密封机构5和传动接管6与出渣管8之间的空间通道进入反循环集束锤，最终驱动反循环集束锤冲击岩石并将岩石粉粒经出渣口7、出渣管8的出渣管口9排出。

前述的反循环集束锤是本实用新型的关键之一，其具体结构实施例是：锤体10内设有多个子锤11，锤体10为圆柱状，多个子锤11的轴向与锤体10的轴向相同，子锤11亦为圆柱状，子锤11的上端与锤体10的上部连接，子锤11的进气孔与锤体10的上部的集气室12相通，集气室12与接管13连接并位于与锤体10上端连接的集渣桶14的中心位置，接管13与上述的传动接管6连接，接管13侧壁有排渣口17并连有出渣管8，子锤11的下端设有压力空气驱动的可运动的锤头15，锤头15的中心位置有排气孔16，锤头15的一侧的凹部中的排渣口17与集渣桶14的内腔相通；当压力空气进入集气室12后再经子锤11的进气孔进入，然后驱动锤头15向下运动而冲击岩石表面，在子锤11的复位机构(图中未示出)的作用下锤头15复位的同时，压力空气经锤头15的排气孔16排出锤体10，排出的压力空气驱动破碎的岩石经排渣口17进入集渣桶14，再经出渣管8排出，钻机完成排渣；锤头15的反复循环的冲击使破碎岩石和排渣亦循环，即为连续的掘进。

实际使用过程中，有时需要调整反循环集束锤的位置，因此在主传动管3上设有一旋转动力装置4来使主传动管3转动，旋转动力装置4的一端与支架2连接，另一端有一斜支撑22与支架2连接，旋转动力装置4驱动主传动管3转动。

前述的旋转密封机构5包括一轴承18，轴承18的两端均设有O型密封圈19，轴承18有一外环套20，轴承套上有一气孔21，外环套20上设有进气管口30；轴承18两端分别与主传动管3和传动接管6连接，进气管口30进入的空气经气孔21进入传动接管6和出渣管8之间的空间通道后，经接管13进入集气室12，实际使用时，主传动管3在旋转动力装置4的驱动下有转动，但外环套20上的进气管口30保持相对静止状态而不会导致压力空气的连续进入。

前述的升降装置是在支架2上端设有一滚轮支撑23，滚轮支撑23两端各设一滚轮24，牵引绳25一端连接动力源，另一端有一吊钩26；吊钩26可钩住主传动管3上端，牵引绳25带动主传动管3上下运动而实现反循环集束锤的提升和下降。

当压力空气经接管13进入集气室12时，由于子锤11内有精密的反复运动部件，为减少部件的磨损和避免压力空气的泄露，在接管13的下端设有盆状滤芯27，压力空气通过盆状滤芯27时，将空气中粉尘过滤，避免粉尘在子锤11中积累而增加摩擦，盆状滤芯27位于集气室12内，并且接管13的下端与集气室12通过法兰连接，集渣筒14与锤体10之间亦可活动连接，使反循环集束锤可拆卸而方便运输和维护。

为提高反循环集束锤对岩石的破碎效果和将岩石破碎至一定粒度而便于压力空气排出碎石，反循环集束锤的锤体10内设有多个子锤11，多个子锤11对岩石表面形成多点冲击，并且多个子锤11的一部分设置在锤体10的周边，以保证岩石孔洞的周边的相对均匀的冲击而形成合适的孔洞，其余的子锤11设于锤体10内部以对岩石孔洞中间部分的冲击，子锤11的锤头15凸出于锤体10的下表面(无压力空气状态时)，以保证锤体10与岩石孔洞表面存在一定的间隙，便于岩石粉粒的排出，锤头15的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头，其形状为圆曲面，一方面增加冲击点，另一方面圆曲面的刀头使用寿命长。

由于反循环集束锤在岩石孔洞内存在各向的较强烈的撞击和摩擦，为提高锤体10的使用寿命，在锤体10的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条28，耐磨条28可使锤体10与岩石之间保持一个小的间隙而不被磨损，为便于提高排渣效率，前述的排渣口17为2～5个。

前面所述的是本实用新型的实施例基本构成和掘进与排渣过程，由于钻机还需运输移动，支架2太高不便于运输或移动，因此在支架2与机动装置1之间设有一可使支架2改变支撑位置的液压支撑29，甚至可将支架2放置为水平状态。

Claims (9)

1.一种可连续掘进的钻机，包括可行驶的机动装置(1)，其上设有动力源和支架(2)，支架(2)设有升降装置，其特征在于所述的升降装置与主传动管(3)活动连接，主传动管(3)上设有一旋转动力装置(4)，主传动管(3)经一旋转密封机构(5)与传动接管(6)连接，传动接管(6)与反循环集束锤连接，位于反循环集束锤内的一出渣管(8)自出渣口(7)贯穿传动接管(6)和主传动管(3)至主传动管(3)上端开口的出渣管(8)的出渣管口(9)，一进气管口(30)设于旋转密封机构(5)的侧壁并与传动接管(6)和出渣管(8)之间的空间连通，形成压缩空气进入反循环集束锤的进气通道。

2.根据权利要求1所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的反循环集束锤的结构是：锤体(10)内设有多个子锤(11)，子锤(11)的上端与锤体(10)的上部连接，子锤(11)的进气孔与锤体(10)的上部的集气室(12)相通，集气室(12)与接管(13)连接并位于与锤体(10)上端连接的集渣桶(14)的中心位置，接管(13)与上述的传动接管(6)连接，接管(13)侧壁有排渣口(17)并连有出渣管(8)，子锤(11)的下端设有压力空气驱动的可运动的锤头(15)，锤头(15)的中心位置有排气孔(16)，锤头(15)的一侧的凹部中的排渣口(17)与集渣桶(14)的内腔相通。

3.根据权利要求2所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的旋转密封机构(5)包括一轴承(18)，轴承(18)的两端均设有O型密封圈(19)，轴承(18)有一外环套(20)，轴承套上有一气孔(21)，外环套(20)上设有进气管口(30)。

4.根据权利要求3所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的旋转动力装置(4)的一端与支架(2)连接，另一端有一斜支撑(22)与支架(2)连接，旋转动力装置(4)可驱动主传动管(3)转动。

5.根据权利要求4所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的升降装置是在支架(2)上端设有一滚轮支撑(23)，滚轮支撑(23)两端各设一滚轮(24)，牵引绳(25)一端连接动力源，另一端有一吊钩(26)。

6.根据权利要求5所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的接管(13)的下端设有盆状滤芯(27)，盆状滤芯(27)位于集气室(12)内，并且接管(13)的下端与集气室(12)通过法兰连接。

7.根据权利要求6所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的反循环集束锤的锤体(10)设有的多个子锤(11)的一部分设置在锤体(10)的周边，其余另一部分子锤(11)设于内部，子锤(11)的锤头(15)凸出于锤体(10)的下表面，锤头(15)的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头。

8.根据权利要求7所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的锤体(10)的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条(28)，前述的排渣口(17)为2～5个。

9.根据权利要求8所述的可连续掘进的钻机，其特征在于所述的支架(2)与机动装置(1)之间设有一可使支架(2)改变支撑位置的液压支撑(29)。