CN209115034U - 高压水射流凿岩钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压水射流凿岩钻机，它包括基座、高压水射流喷射系统和旋转驱动；基座包括导轨和能沿导轨运动的推进器，导轨和推进器上均设有多个支撑架；高压水射流喷射系统包括依次连通的高压水泵、伸缩水管、旋转接头、钻杆和水力钻头，旋转接头包括相互连通的水管接头和钻杆接头，钻杆接头能够绕旋转接头轴向中心自由旋转，高压水射流喷射系统通过支撑件安装基座上，推进器驱动钻杆与水力接头沿导轨往复运动；旋转驱动装配于推进器上用于驱动钻杆旋转。整个凿岩过程不会产生任何工业废气，也不会产生大量粉尘，避免工作时对环境造成污染，保证工作环境洁净防止对工人身体健康造成危害，并且具有较高的生产效率低。

Description

高压水射流凿岩钻机

技术领域

本实用新型涉及一种采矿机械，特别是涉及一种高压水射流凿岩钻机。

背景技术

现有的凿岩钻机主要有风动凿岩机和液压凿机，凿岩钻头主要是靠机械高速旋转挤剪切与磨莳岩层。釆用风动、液压凿岩会产生大量工业废气，机械破岩会产生大量粉尘，对环境造成严重污染，对工人身体健康造成危害，并且生产效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种无污染且不会危害操作者健康的高压水射流凿岩钻机。

本实用新型提供的这种高压水射流凿岩钻机，它包括基座、高压水射流喷射系统和旋转驱动；基座包括导轨和能沿导轨运动的推进器，导轨和推进器上均设有多个支撑架；高压水射流喷射系统包括依次连通的高压水泵、伸缩水管、旋转接头、钻杆和水力钻头，旋转接头包括相互连通的水管接头和钻杆接头，钻杆接头能够绕旋转接头轴向中心自由旋转，高压水射流喷射系统通过支撑件安装基座上，推进器驱动钻杆与水力接头沿导轨往复运动；旋转驱动装配于推进器上用于驱动钻杆旋转。

在一个具体实施方式中，使所述旋转接头还包括外套和棱形垫；外套为两端开口的圆柱型套体，其内壁设有定位凸台，所述水管接头和所述钻杆接头分别设置于外套内、位于定位凸台的两侧，水管接头、棱形垫和钻杆接头的轴向中心均设有过水孔，水管接头和钻杆接头的过水孔通过棱形垫连通。

作为优选，使所述水管接头为圆柱型接头，其轴向两端的外壁均设有螺纹、中部设有外凸的限位环，水管接头过水孔的两端均为外扩的喇叭口,水管接头一端伸入外管内、限位环卡于外管的管口。

作为优选，在所述外套对应定位凸台一侧的内腔中设有柱型的缸体，缸体的内壁固接有定位套，水管接头的内端与定位套螺纹连接，水管接头内端螺纹的根部与缸体之间设有密封圈。

作为优选，使所述钻杆接头为整体件，钻杆接头的中部设有轴肩，钻杆接头的过水孔两端均为外扩的喇叭口，钻杆接头的内端伸至所述缸体内、轴肩的内侧与定位凸台接触、外端的外壁设有螺纹；所述棱形垫的两端分别卡装于水管接头和钻杆接头内端喇叭口中。

作为优选，在所述钻杆接头的内端与缸体之间设有活动密封组件；钻杆接头的轴肩设有用于嵌装密封圈的凹槽，钻杆接头对应轴肩外的实体段与所述外套之间设有止推套，轴肩的外端面与止推套的内端面之间设有推力滚子轴承，钻杆接头对应轴肩外的实体与止推套之间设有单列向心球轴承；所述外套的一端通过紧固件连接有用于压紧水管接头的端盖，另一端通过紧固件连接有用于压紧止推套的压盖。

在一个具体实施方式中，使所述水力钻头包括钻头主体和喷嘴；钻头主体的一端为输入端、另一端为输出端，钻头主体内设口径自输入端向输出端减小的射流通道，喷嘴装配于射流通道的出口处。

作为优选，使所述钻头主体为六棱柱，钻头主体的输出端的端面外设有硬质合金刀头；所述射流通道包括输入腔和输出腔，输入腔的外壁设有螺纹，输入腔包括直线段和半球段，输出腔有多个，其中一个与输入腔的直线段同轴设置，其它输出腔关于直线段的轴向中心呈环形阵列布置，输出腔的出口为喇叭口；所述喷嘴为红宝石喷嘴。

在一个具体实施方式中，在所述基座上设有推进油缸，推进油缸的活塞杆与推进器相连。

在一个具体实施方式中，使所述旋转驱动包括液压马达和减速箱；所述钻杆的一端与旋转接头的钻杆接头相连、另一端与水力钻头相连，钻杆的中部与减速箱的输出轴相连；所述旋转接头和旋转驱动通过支撑架装配于推进器上。

本实用新型在使用时，利用高压水泵将外部水源泵入伸缩水管内形成高压水，高压水经旋转接头和钻杆送至水力钻头处，此时旋转驱动驱动钻杆和水力钻头旋转使高压水旋转喷射至岩层表面进行切割、破碎岩石，并且通过推进器工作带动钻杆和水力钻头推进以便于切割和破碎。整个凿岩过程不会产生任何工业废气，也不会产生大量粉尘，避免工作时对环境造成污染，保证工作环境洁净防止对工人身体健康造成危害，并且具有较高的生产效率低。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的使用状态示意图。

图2为本优选实施例中旋转接头的剖视放大示意图。

图3为本优选实施例中水力钻头的剖视放大示意图。

图4为图3的俯视放大示意图。

图5为图3中A-A处的放大示意图。

图示序号：

1—基座，11—导轨，12—推进器，13—推进油缸，14—支撑架；

2—高压水射流喷射系统，

21—高压水泵，22—伸缩水管，

23—旋转接头，

A—外套、A1—定位凸台，

B—水管接头、B1—限位环，

C—钻杆接头、C1—轴肩，

D—棱形垫，E—端盖，F—止推套，G—压盖，H—缸体，I—定位套，J—密封圈，K—活动密封组件，L—推力滚子轴承，M—单列向心球轴，

24—钻杆，

25—水力钻头，

a—钻头主体、a1—射流通道、a11—输入腔、a12—输出腔，

b—喷嘴，

c—硬质合金齿；

3—旋转驱动，31—液压马达，32—减速箱。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的这种高压水射流凿岩钻机，包括基座1、高压水射流喷射系统2和旋转驱动3。

基座1包括导轨11、推进器12和推进油缸13，推进器装配于导轨上能够沿导轨滑动，推进油缸的缸体与导轨相连、活塞杆与推进器相连，推进油缸控制推进器沿导轨推进、回退。导轨和推进器上均设有支撑架14用于装配高压水射流喷射系统2和旋转驱动3。

高压水射流喷射系统2包括高压水泵21、伸缩水管22、旋转接头23、钻杆24和水力钻头25。高压水泵21的输入端与外部水源连通、输出端与伸缩水管22连通，伸缩水管22的另一端与旋转接头23连通。

如图2所示，旋转接头23包括外套A、水管接头B、钻杆接头C、棱形垫D、端盖E、止推套F和压盖G。

外套A为两端开口的圆柱形套，其轴向两端的实体处均设有螺纹孔，其内壁设有定位凸台A1，外套内位于定位凸台的一侧同轴固接有圆柱形的缸体H，缸体的内壁固接有定位套I，定位套I的内壁设有螺纹。

水管接头B为轴向中心设有过水孔的圆柱型接头、过水孔的两端均为外扩的喇叭口，水管接头轴向两端的外壁均设有螺纹、中部设有外凸的限位环B1；水管接头的一端深入外套中螺纹连接于定位套内，并在水管接头内端螺纹的根部与缸体之间设有密封圈J以便于提高密封性。水管接头的另一端位于外套外已于伸缩水管相连，限位环B1卡于外套的端面通过端盖E压紧，端盖E对应外套螺纹孔处设有相应的连接孔，端盖通过穿过连接孔的螺栓与外套螺纹连接压紧水管接头。

钻杆接头C为整体件，其轴向中心设有过水孔，过水孔的两端均为外扩的喇叭口，其外壁的中部设有轴肩C1，轴肩的外环上设有用于嵌装密封圈的凹槽。钻杆接头的的内端伸至缸体内与缸体之间设有活动密封组件K，内端喇叭口与水管接头内端的喇叭口之间设有棱形垫D，棱形垫D的两端为匹配于喇叭口的圆锥型，轴向中心设有连通水管接头和钻杆接头的过水孔；钻杆接头上轴肩的内侧与定位凸台接触，钻杆接头对应轴肩外的实体段与外套之间设有止推套F，通过压盖G和配套的螺栓锁紧；轴肩的外端面与止推套的内端面之间设有推力滚子轴承L，钻杆接头对应轴肩外的实体与止推套之间设有单列向心球轴M；钻杆接头外端的外壁设有螺纹以便于钻杆24相连，钻杆的另一端与水力钻头25相连。

如图3—5所示，水力钻头25包括钻头主体a和喷嘴b。钻头主体a为六棱柱，其一端为输入端、另一端为输出端，输出端的实体外设置有硬质合金刀头c。

钻头主体的轴向中心处设有口径自输入端向输出端减小的射流通道a1，射流通道包a1括输入腔a11和输出腔a12；输入腔设置于钻头主体的轴向中心，输入腔的外壁设有螺纹以便于与钻杆相连，输入腔包括直线段和半球段，输出腔连通于半球段外；输出腔有四个，其中一个与输入腔同轴设置，另外三个关于输入腔的轴向中心线呈环形阵列设置，各输出腔的出口均为喇叭口以便于喷嘴b的装配。喷嘴b为红宝石喷嘴，装配于输出腔内。水力钻头25的输入端与钻杆24相连，旋转驱动3驱动钻杆旋转带动水力钻头旋转完成凿岩。

旋转驱动3包括液压马达31和减速箱32，液压马达31产生的动力经由减速箱后传递至钻杆，减速箱的输出齿轮的轴孔与钻杆之间采用花键连接，以便于传递转动，从而使钻杆带动水力钻头旋转实现凿岩。

本实施例在投入使用后，利用高压水泵将外部水源泵入伸缩水管内形成高压水，高压水经旋转接头和钻杆送至水力钻头处，此时旋转驱动驱动钻杆和水力钻头旋转使高压水旋转喷射至岩层表面进行切割、破碎岩石，并且通过推进油缸控制推进器运动带动钻杆和水力钻头推进以便于切割和破碎。整个凿岩过程不会产生任何工业废气，也不会产生大量粉尘，避免工作时对环境造成污染，保证工作环境洁净防止对工人身体健康造成危害，并且具有较高的生产效率低。

Claims (10)

1.一种高压水射流凿岩钻机，其特征在于：它包括基座、高压水射流喷射系统和旋转驱动；

基座包括导轨和能沿导轨运动的推进器，导轨和推进器上均设有多个支撑架；

高压水射流喷射系统包括依次连通的高压水泵、伸缩水管、旋转接头、钻杆和水力钻头，旋转接头包括相互连通的水管接头和钻杆接头，钻杆接头能够绕旋转接头轴向中心自由旋转，高压水射流喷射系统通过支撑件安装基座上，推进器驱动钻杆与水力接头沿导轨往复运动；

旋转驱动装配于推进器上用于驱动钻杆旋转。

2.如权利要求1所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述旋转接头还包括外套和棱形垫；外套为两端开口的圆柱型套体，其内壁设有定位凸台，所述水管接头和所述钻杆接头分别设置于外套内、位于定位凸台的两侧，水管接头、棱形垫和钻杆接头的轴向中心均设有过水孔，水管接头和钻杆接头的过水孔通过棱形垫连通。

3.如权利要求2所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述水管接头为圆柱型接头，其轴向两端的外壁均设有螺纹、中部设有外凸的限位环，水管接头过水孔的两端均为外扩的喇叭口,水管接头一端伸入外管内、限位环卡于外管的管口。

4.如权利要求3所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述外套对应定位凸台一侧的内腔中设有柱型的缸体，缸体的内壁固接有定位套，水管接头的内端定位套螺纹连接，水管接头内端螺纹的根部与缸体之间设有密封圈。

5.如权利要求4所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述钻杆接头为整体件，钻杆接头的中部设有轴肩，钻杆接头的过水孔两端均为外扩的喇叭口，钻杆接头的内端伸至所述缸体内、轴肩的内侧与定位凸台接触、外端的外壁设有螺纹；所述棱形垫的两端分别卡装于水管接头和钻杆接头内端喇叭口中。

6.如权利要求5所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述钻杆接头的内端与缸体之间设有活动密封组件；钻杆接头的轴肩设有用于嵌装密封圈的凹槽，钻杆接头对应轴肩外的实体段与所述外套之间设有止推套，轴肩的外端面与止推套的内端面之间设有推力滚子轴承，钻杆接头对应轴肩外的实体与止推套之间设有单列向心球轴承；所述外套的一端通过紧固件连接有用于压紧水管接头的端盖，另一端通过紧固件连接有用于压紧止推套的压盖。

7.如权利要求1所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述水力钻头包括钻头主体和喷嘴，钻头主体内设射流通道，射流通道的输入口口径大于输出口口径，喷嘴装配于射流通道的输出口处。

8.如权利要求7所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述钻头主体为六棱柱，钻头主体的输出端的端面外设有硬质合金刀头；所述射流通道包括输入腔和输出腔，输入腔的外壁设有螺纹，输入腔包括直线段和半球段，输出腔有多个，其中一个与输入腔的直线段同轴设置，其它输出腔关于直线段的轴向中心呈环形阵列布置，输出腔的出口为喇叭口；所述喷嘴为红宝石喷嘴。

9.如权利要求1所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述基座上设有推进油缸，推进油缸的活塞杆与推进器相连。

10.如权利要求1所述的高压水射流凿岩钻机，其特征在于：所述旋转驱动包括液压马达和减速箱；所述钻杆的一端与旋转接头的钻杆接头相连、另一端与水力钻头相连，钻杆的中部与减速箱的输出齿轮采用花键连接；所述旋转接头和旋转驱动通过支撑架装配于推进器上。