JPS63261095A - High-pressure water injection nozzle for assisting excavation pick - Google Patents

High-pressure water injection nozzle for assisting excavation pick

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Publication number
JPS63261095A
JPS63261095A JP9260287A JP9260287A JPS63261095A JP S63261095 A JPS63261095 A JP S63261095A JP 9260287 A JP9260287 A JP 9260287A JP 9260287 A JP9260287 A JP 9260287A JP S63261095 A JPS63261095 A JP S63261095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pick
pressure water
section
injection nozzle
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9260287A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
飛田 二雄
長沢 寿之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
Original Assignee
Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Miike Machinery Co Ltd, Mitsui Miike Engineering Corp filed Critical Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Priority to JP9260287A priority Critical patent/JPS63261095A/en
Publication of JPS63261095A publication Critical patent/JPS63261095A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高圧水を噴射しながら硬岩石、鉱物などを
掘削する掘削機の掘削ピック補助用高圧水噴射ノズルの
改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a high-pressure water injection nozzle for assisting a drilling pick of an excavator that excavates hard rock, minerals, etc. while injecting high-pressure water.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の掘削機として1例えばブーム付トンネル
掘削機(ロッドヘッダー、ドラムカッター)は、駆動モ
ータからの駆動力を減速機を介してトランスミッション
シャフトに伝達し、トランスミッションシャフトに取付
けられたドラムを回転させてドラムに固定された切削用
のピックで岩石を切削していた。
Conventionally, this type of excavator, for example, a boom-equipped tunnel excavator (rod header, drum cutter), transmits the driving force from a drive motor to a transmission shaft via a reduction gear, and drives a drum attached to the transmission shaft. Rocks were cut with a rotating cutting pick fixed to a drum.

そしてブームは、スルーイングリングを介して本体に取
付けられ、該ブームは一方では上下動可能にトラニオン
を介して前記スルーイングリングに取付けられ、スルー
イングリングはジヤツキにより旋回可能でブームもまた
ジヤツキにより上下動可能に構成されている。
The boom is attached to the main body via a slewing ring, and the boom is attached to the slewing ring via a trunnion so as to be movable up and down, the slewing ring is pivotable by a jack, and the boom is also pivotable by a jack. It is configured to be able to move up and down.

このような構成のもとに高圧水を噴射させながらドラム
を回転駆動させ、ドラムを岩石中に貫入し、スルーイン
グリングを旋回させてブームを左右、上下に移動させる
ことにより岩石を左右上下に切削する。
Based on this configuration, the drum is driven to rotate while injecting high-pressure water, the drum penetrates into the rock, and the slewing ring is rotated to move the boom left and right and up and down, thereby moving the rock left and right and up and down. Cut.

このとき、ドラム前面のピックは機体反力で岩石に押付
けられ切削中の側面ピックはブーム用の押付はジヤツキ
で岩石に押付けられ、ピック先端に与えられる回転トル
クによって岩石を切削する。
At this time, the pick on the front of the drum is pressed against the rock by the reaction force of the machine, and the side pick during cutting is pressed against the rock by the jack for the boom, and the rock is cut by the rotational torque applied to the tip of the pick.

そして、この種の提案としては特公昭50−22482
号公報によって開示された岩盤掘削機械が知られている
And, as a proposal of this kind, the Special Publication Publication No. 50-22482
BACKGROUND OF THE INVENTION A rock excavation machine disclosed in the above publication is known.

この岩盤掘削機は、スラストシリンダ機構によって地中
を推進されるサポートの前部に、該サポート内に設置し
たモーターによって回転されるカッタヘッドを設け、カ
ッタヘッドの前周面には多数のカッタとパケットを突設
すると共に、上記サポートの前面にパケットに向けて枝
管部の先端を開口させ、またカッタヘッドの前面には散
水孔を開口させ、これら枝管部と散水孔の基端側はサポ
ート内に設けられた分岐管部及び給水パイプを介して給
水ポンプに接続してなり、上記枝管部の開口からは連続
的に、また散水孔からはカッタヘッドの回転に伴い間歇
的に圧力水をカッタヘッドの前方へ噴射するものである
This rock excavator is equipped with a cutter head rotated by a motor installed in the support at the front of the support that is propelled underground by a thrust cylinder mechanism, and a large number of cutters are installed on the front circumference of the cutter head. In addition to protruding the packet, the tip of the branch pipe section is opened toward the packet on the front surface of the support, and the water sprinkling hole is opened on the front surface of the cutter head, and the proximal end side of the branch pipe section and the water sprinkling hole is opened on the front surface of the cutter head. It is connected to a water supply pump through a branch pipe section and a water supply pipe provided in the support, and pressure is supplied continuously from the opening of the branch pipe section and intermittently from the water sprinkling hole as the cutter head rotates. It sprays water in front of the cutter head.

また、特公昭59−27836号公報によって開示され
たトンネル掘削機は1回転ドラムに設けた各ピックの前
面に位置しピック先端刃先の回転方向直前に高圧水を噴
出させる噴射ノズルを設け、回転ドラムに形成した上記
各噴出ノズルと高圧水供給源とを接続したことを特徴と
し、回転ドラムのピックの前面から、ピック先端刃先の
回転方向直前に高圧水を噴射させ、噴射高圧水で掘削岩
石に衝撃振動を励起させつつピックによる掘削力を付加
し、噴射圧をそれほど高めなくても効率よく破砕掘削で
きるようにしたトンネル掘削機である。
In addition, the tunnel excavator disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-27836 is equipped with an injection nozzle that is located in front of each pick provided on the rotating drum and sprays high-pressure water just before the rotating direction of the cutting edge of the pick tip. The above-mentioned jet nozzles formed in This is a tunnel excavator that applies excavation force using a pick while exciting shock vibrations, allowing efficient crushing and excavation without increasing injection pressure.

さらにまた、本出願人が実願昭62−34056号によ
って提案した掘削ピックは、高圧噴射水の当るポイント
とピック先端の距離を小さくし、ピック先端の冷却及び
粉塵の飛散防止効果を向上させるため回転ドラムに設け
たピック外周面に高圧水の通過する溝部を形成し、該ピ
ックの後方に位置して高圧水を噴射させる噴射ノズルを
設け、該噴射ノズルからの高圧噴射水が前記ピックに形
成した溝部を通過してピック先端近傍に当るように構成
したものである。
Furthermore, the excavation pick proposed by the present applicant in Utility Model Application No. 62-34056 is designed to reduce the distance between the point where high-pressure jet water hits and the tip of the pick, thereby improving the cooling of the tip of the pick and the effect of preventing dust from scattering. A groove through which high-pressure water passes is formed on the outer peripheral surface of the pick provided on a rotating drum, and an injection nozzle is provided behind the pick to spray high-pressure water, and the high-pressure jet water from the injection nozzle is formed on the pick. The pick passes through the groove and hits near the tip of the pick.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記公知の掘削機においては、硬岩を掘
削する際には掘削用高圧噴射水はジェットの径を小さく
、かつ大流量の水を供給しなければならず、そのために
はノズル孔の直径を極小とし、かつ大流量の水を供給し
なければならなかった。
However, in the above-mentioned known excavators, when excavating hard rock, the diameter of the high-pressure water jet for drilling must be small and a large flow rate of water must be supplied. It was necessary to minimize the amount of water and supply a large amount of water.

特に、特公昭59−27836号公報に記載されたよう
なトンネル掘削機では高圧水を噴射させて掘削岩石に衝
撃振動を励起させつつピックによる掘削力を付加して破
砕掘削を行なうものであるから一層大量の水を供給しな
ければならず、切羽の環境を一段と悪化させる上に、単
純にノズル孔径を小さくした噴射ノズルによる噴射ジェ
ットのためノズルから遠ざかるにしたがって半径方向に
急速に広がり岩石に衝撃振動を励起させることもできな
いという欠点があった。
In particular, a tunnel excavator such as that described in Japanese Patent Publication No. 59-27836 performs crushing excavation by injecting high-pressure water to excite impact vibrations in the excavated rock while applying excavation force with a pick. A larger amount of water has to be supplied, further deteriorating the environment at the face, and since the injection jet is simply a jet nozzle with a smaller nozzle diameter, it rapidly spreads in the radial direction as it moves away from the nozzle and impacts the rock. It also had the disadvantage of not being able to excite vibrations.

さらに、圧力水の流れ方向を直角に変更し、短いノズル
部を経て噴射孔から噴出させた場合には、ノズル部内に
おいて乱流が生じ、高圧水の持つエネルギーが損なわれ
噴射水のエネルギーが大巾に減衰してしまうという問題
もあった。
Furthermore, if the flow direction of the pressurized water is changed to a right angle and it is ejected from the injection hole through a short nozzle section, turbulence will occur within the nozzle section, the energy of the high-pressure water will be lost, and the energy of the jet water will increase. There was also the problem of attenuation in width.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡単
な構造で給水路からの高圧水を短いノズル管の内で充分
に整流させ、この整流された高圧水を漸次増速させた上
で噴射孔から高速流として噴射する高圧噴射ノズルを提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a simple structure that sufficiently rectifies high-pressure water from a water supply channel within a short nozzle pipe, and gradually increases the speed of this rectified high-pressure water. The purpose of this invention is to provide a high-pressure injection nozzle that injects a high-speed stream from an injection hole.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記の目的を達成するために、掘削機本体に旋
回、上下動自在なブームを僅え、その先端に回転ドラム
を取付け、この回転ドラムにピックを配設し、かつその
ピック先端近傍に高圧水を噴射する噴射ノズルにおいて
、前記高圧水の通路を順次多孔部、大径低速流部、漸次
加速部、および小径高速流部の順に直線的に配置し、整
流された高圧噴射水を噴射するようにしたことを特徴と
する構成である。
In order to achieve the above object, the present invention includes a boom that can freely rotate and move up and down in the main body of an excavator, a rotating drum is attached to the tip of the boom, a pick is disposed on the rotating drum, and a boom is provided near the tip of the pick. In an injection nozzle that injects high-pressure water to This configuration is characterized by the fact that the fuel is injected.

〔作用〕[Effect]

次に、本発明の詳細な説明すると、掘削機本体に旋回、
上下動自在に取りつけられたブーム先端の回転ドラムを
掘削切羽面に移動させたのち、回転ドラムに設けたピッ
クを押し付はジヤツキなどによって岩石面に押接する。
Next, to explain the present invention in detail, the excavator body has a rotating
After moving the rotary drum at the tip of the boom, which is attached so that it can move up and down, to the excavation face surface, a pick provided on the rotary drum is pressed against the rock surface using a jack or the like.

そして回転ドラムを回転駆動して岩石を掘削するに際し
て高圧ポンプからの高圧水を噴射ノズルからビック先端
に向かって噴射する。
When excavating rock by rotating the rotating drum, high-pressure water from the high-pressure pump is injected from the injection nozzle toward the tip of the big.

この場合、高圧ポンプからの高圧水はノズル部に流入、
曲り流路を通過したのち、直ちに多孔部に送入され、高
圧水はこの多孔部を通過するため均一な小さい流線の束
に強制的に作られ、短い区間で整流がほぼ完了する。
In this case, high-pressure water from the high-pressure pump flows into the nozzle,
After passing through the curved channel, the high-pressure water is immediately introduced into the porous section, and as it passes through the porous section, the high-pressure water is forced into a uniform bundle of small streamlines, and the rectification is almost completed in a short section.

もしも、上記多孔部がなければ流路の曲りのため個々の
流線は均一性を失い乱流となり、これを整流するための
長い整流区間を必要とする。
If the above-mentioned porous portion were not present, the individual streamlines would lose their uniformity due to the curvature of the flow path, resulting in turbulent flow, which would require a long straightening section to straighten the flow.

上記のように本発明の多孔部で整流された高圧水は大径
低速流部において整流が仕上げられ、続いて漸次加速部
を通過するうちに増速され、最後に小径高速流部におい
て必要な高速流が付与されているため長距離噴射しても
噴射ジェットは拡散することがない。
As mentioned above, the high-pressure water rectified in the porous section of the present invention is rectified in the large-diameter low-speed flow section, then gradually increased in speed as it passes through the acceleration section, and finally the necessary flow is carried out in the small-diameter high-speed flow section. Since a high-speed flow is applied, the injection jet does not spread even when ejected over long distances.

以上の噴射ノズルの通路のうち、もし漸次加速部がなけ
れば、急激な縮流のために乱流が発生し、高圧水のエネ
ルギーが減衰され、折角多孔部において整流しても効果
が半減される。
If there is no gradual acceleration section in the above injection nozzle passage, turbulence will occur due to rapid contraction, and the energy of high-pressure water will be attenuated, and even if the flow is rectified in the porous section, the effect will be halved. Ru.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図は本実施例を示したものであり、掘削
用回転ドラムには所定の間隔でピックホルダ1が溶接な
どによって固定されており、ピックホルダ1にはピック
2がピック固定金具13によって固定されている。
Figures 1 and 2 show this embodiment, in which pick holders 1 are fixed to the excavating rotary drum at predetermined intervals by welding or the like, and a pick 2 is fixed to the pick holder 1. It is fixed by a metal fitting 13.

一方、ピックホルダ1には図示しない高圧ポンプから供
給される高圧水を噴射する噴射ノズル箱3がボルト4に
よって固設されている。
On the other hand, an injection nozzle box 3 that injects high-pressure water supplied from a high-pressure pump (not shown) is fixed to the pick holder 1 with bolts 4.

この噴射ノズル箱3には前記高圧ポンプの高圧水がピッ
クホルダ1の給水通路5を通って送水され、短管6を通
過して噴射ノズル箱3の多孔管部7に給送される。
High-pressure water from the high-pressure pump is fed to the injection nozzle box 3 through the water supply passage 5 of the pick holder 1, and then through the short pipe 6 to the porous pipe section 7 of the injection nozzle box 3.

また、噴射ノズル箱3内は後方から多孔管部7、大径低
速流部8、漸次加速部9、及び小径高速流部10の順に
直線的に配置されていて、ノズル押え12によって固定
されている。
Inside the injection nozzle box 3, a porous pipe section 7, a large-diameter low-speed flow section 8, a gradual acceleration section 9, and a small-diameter high-speed flow section 10 are linearly arranged in this order from the rear, and are fixed by a nozzle holder 12. There is.

上記多孔管部7は多数の小孔を穿設したブロックから構
成されていて、短管6と曲り管部を通過した高圧水は直
ちにこの多孔管部7に流入し、この多孔管部7を通過す
るうちに均一な小さい流線の束に強制的に形成され短い
区間で整流がほぼ完了される。
The perforated pipe section 7 is composed of a block with a large number of small holes, and the high-pressure water that has passed through the short pipe 6 and the bent pipe section immediately flows into the perforated pipe section 7. As it passes, it is forcibly formed into a bundle of small uniform streamlines, and the rectification is almost completed in a short section.

この整流された高圧水は次にパイプ状の大径低速流部8
によって整流が仕上げられ、その後ノズル状の漸次加速
部9によって加速され、最後に小径高速流部1oによっ
て整流された高速流が噴射口からピック2の先端近傍に
噴射されるから、噴射ジェット11を長距離噴射しても
拡散することがなく、また乱流が生じないので高圧水の
もつエネルギーを有効に利用することができる。
This rectified high-pressure water is then transferred to a pipe-shaped large-diameter low-speed flow section 8.
The rectification is completed by the nozzle-shaped gradual acceleration part 9, and finally the high-speed flow rectified by the small-diameter high-speed flow part 1o is injected from the injection port near the tip of the pick 2. Even when sprayed over long distances, it does not spread and turbulence does not occur, so the energy of high-pressure water can be used effectively.

したがって1本実施例によれば短いノズル箱3内で強制
的に整流とするため噴射ジェット11が長距離にわたっ
て広がることがないので、ノズルを掘削台面にそれほど
接近させる必要がなく、ピックの岩石掘削を十分補助す
ることができ、またピック先端の発熱を押え、粉塵飛散
防止にも十分寄与することができる。
Therefore, according to this embodiment, the jet 11 does not spread out over a long distance because the flow is forcibly rectified in the short nozzle box 3, so there is no need to bring the nozzle so close to the excavation table surface, and the pick is used for rock excavation. In addition, it can suppress the heat generation at the tip of the pick and sufficiently contribute to preventing dust scattering.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の本発明によれば高圧水の通路を順次多孔部、大径
低速流部、漸次加速部、および小径高速流部の順に直線
的に配置し、短い区間内で整流され、加速された噴射水
を噴射するようにしたので、長距離の噴射でも噴射ジェ
ットは広がることがなく、高圧水のエネルギーを十分利
用することができる。
According to the present invention described above, the high-pressure water passage is linearly arranged in the order of the porous section, the large-diameter low-velocity flow section, the gradual acceleration section, and the small-diameter high-speed flow section, and the injection is rectified and accelerated within a short section. Since water is sprayed, the jet does not spread out even when spraying over long distances, making it possible to fully utilize the energy of high-pressure water.

したがって1本発明の噴射ノズルを掘削台面にそれほど
接近させなくとも、掘削ピックの岩石掘削を十分補助す
ることが可能となり、掘削時のビック先端の発熱を防止
し、粉塵の飛散防止にも役立つものであり、さらに、掘
削ドラムの製作においても有利である。
Therefore, 1. Even without placing the injection nozzle of the present invention very close to the excavation table surface, it is possible to sufficiently assist the rock excavation of the excavation pick, which prevents heat generation at the tip of the pick during excavation, and also helps prevent dust from scattering. Moreover, it is also advantageous in the production of excavation drums.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示しており、第1図は一部破断
した側面図、第2図は第1図のA−A矢視図である。 1・・・ピックホルダ、   2・・・ピック。 3・・・ノズル箱、    5・・・給水通路、7・・
・多孔管部、    8・・・大径低速流部、9・・・
漸次加速部、   10・・・小径高速流部、11・・
・噴射ジェット。
The drawings show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially cutaway side view, and FIG. 2 is a view taken along the line A--A in FIG. 1. 1...Pick holder, 2...Pick. 3... Nozzle box, 5... Water supply passage, 7...
・Porous pipe section, 8...Large diameter low speed flow section, 9...
Gradual acceleration section, 10... Small diameter high speed flow section, 11...
・Injection jet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 掘削機本体に旋回、上下動自在なブームを備え、その先
端に回転ドラムを取付け、この回転ドラムにピックを配
設し、かつそのピック先端近傍に高圧水を噴射する噴射
ノズルにおいて、前記高圧水の通路を順次多孔部、大径
低速流部、漸次加速部、および小径高速流部の順に直線
的に配置し、整流された高圧噴射水を噴射するようにし
たことを特徴とする掘削ピック補助用高圧水噴射ノズル
The excavator body is equipped with a boom that can rotate and move up and down, a rotating drum is attached to the tip of the boom, a pick is disposed on the rotating drum, and an injection nozzle that injects high-pressure water near the tip of the pick is provided with the high-pressure water. An excavation pick aid characterized in that the passages are linearly arranged in the order of a porous section, a large-diameter low-speed flow section, a gradual acceleration section, and a small-diameter high-speed flow section, and rectified high-pressure jet water is injected. High pressure water injection nozzle for use.
JP9260287A 1987-04-15 1987-04-15 High-pressure water injection nozzle for assisting excavation pick Pending JPS63261095A (en)

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