一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍的製作方法

2023-06-14 04:16:11

一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍，是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護管部分組成，本發明擴大了機械式滑軌鎖緊機構的伸縮水槍鑽具開採礦層的區域，增加了單孔採礦量，相對的降低了開採單位礦石的成本。
【專利說明】一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於鑽孔水力開採礦物的伸縮水槍，特別涉及一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的飛速發展，採礦業正面臨著地表和淺部富礦日趨枯竭的情況，而地下深部礦產、淺部不均勻的小礦、貧礦、湖海底礦產以及複雜水文和地質條件的礦產具有開採難度大的問題。採用傳統方法開採深部礦產和淺部不均勻小礦、貧礦等勢必帶來成本過高的問題。為此各國都在尋找一種低成本的採礦方法，鑽孔水力開採就是在這一歷史背景下產生的一種新的採礦方法。
[0003]鑽孔水力開採方法是在穿過礦層的鑽孔內，用高壓水射流破碎礦體，破碎下來的礦渣與循環水在孔底形成流動狀態的液固兩相的礦漿，然後由舉升設備將礦漿輸送到地表，礦漿經過沉澱分選即可得到有用礦石，水可以繼續作為循環介質進行下一步開採。該方法只需要操作人員在地面操作即可，具有開採深度大、基建投資少、建礦周期短、成本低、安全、高效、環境汙染小等優點。
[0004]目前，在水力開採工藝中使用的水槍都是固定式水槍，高壓噴嘴固定在鑽具外壁，這種鑽具在開採中存在以下不足:由於在地下空間中充滿循環介質，高壓水槍從高壓噴嘴射出之後，水射流的速度會逐漸減低，破巖能力隨之下降，這就限制了固定式水槍的破巖範圍。
[0005]正由於以上不足，造成了礦產單孔開採量較小，相對應的提高了礦產的單位礦產開米成本，與降低生產成本的初衷相違背。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是為了解決固定式水槍水射流的速度逐漸減低、破巖能力下降的問題而提供一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍。
[0007]本發明是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護管部分組成；
[0008]所述滑動控制部分包括高壓水管、滑塊上板、偏心接管、彈簧、滑塊下板和旋轉彎接頭、棘爪，其中高壓水管穿過上擋板的中心滑套，並與偏心接管通過螺栓連接，偏心接管穿過滑塊上板和滑塊下板，偏心接管分別與滑塊上板和滑塊下板焊接，並與旋轉彎接頭螺紋連接，旋轉彎接頭與水槍通過螺紋連接，滑塊下板上設置有兩個棘爪，滑塊上板、滑塊下板上分別開設有滑動孔，導向杆和排渣管分別卡進滑動孔內；
[0009]所述水槍伸縮部分包括水槍臂、水槍枝撐軸、支撐杆、第一下固定板，其中水槍臂的中部與水槍枝撐軸固定連接，水槍臂與支撐杆通過水槍枝撐軸鉸接，支撐杆與第一下固定板通過鉸接支座鉸接，鉸接支座與第一下固定板焊接；
[0010]所述保護管部分包括排渣管、上擋板、導向杆、導向杆鎖緊螺母、保護管、第一下固定板、下固定板連接螺栓、下固定板間隔管、第二下固定板和排渣管導向套，其中上擋板上開設有用於排渣管、高壓水管和導向杆穿過的預留孔；第一下固定板上開設有排渣管、導向杆穿過的預留孔，第二下固定板上開設有排渣管的預留孔，排渣管依次貫穿上擋板、第一下固定板和第二下固定板，並與第二下固定板通過排渣管鎖緊螺母固定，導向杆上部與上擋板通過螺母固定，導向杆下部與第一下固定板通過螺母固定，其中導向杆穿過滑塊上板、滑塊下板的預留孔，保護管的截面為圓弧形，在圓弧開口的兩側設置有齒條，齒條上的齒與棘爪相互嚙合，保護管分別與上擋板和第一下固定板焊接。
[0011]工作原理及過程:在工作過程中，滑動控制部分沿導向杆向下滑動，滑塊下板上的棘爪在彈簧拉力作用下緊貼保護管上的齒條，此時，滑動控制部分與第一下固定板的距離縮短，旋轉彎接頭、水槍、水槍枝撐軸、支撐杆以及第一下固定板和鉸接支座組成的曲柄滑塊機構產生運動，支撐杆支撐水槍沿鑽具徑向張開一定角度，達到需要的角度後，當鑽具提升時，在自重作用下，保護管部分會有相對於滑動控制部分有向下的運動趨勢，即滑動控制部分有相對於保護管部分向上的運動趨勢，此時棘爪在彈簧拉力的作用下卡入保護管兩側齒條上的齒槽內，滑動部分被固定在此位置；鑽具內通入高壓水，高壓水從水槍前端的噴嘴高速射出，不斷破碎礦層，破碎一定空間後，鑽具下降至孔底後，滑動控制部分繼續相對於保護管部分向下移動，重複同樣的動作，保護管繼續向外側張開，繼續破碎礦層，直到水槍處於接近水平位置；滑動控制部分繼續往下運動，此時定位解鎖杆就會推動棘爪，使棘爪繞轉軸向遠離齒條的方向旋轉一定角度，棘爪越過轉動圓弧最高點後，在彈簧的拉力作用下，將棘爪和齒分離，滑動控制部分往上移動，水槍收回到保護管內，收回鑽具，礦層開採完畢。
[0012]本發明的有益效果:
[0013]本發明的保護管起到保護管路和內部部件的作用，並作為水槍和支撐杆的收容腔；本發明擴大了固定式水槍鑽具開採礦層的區域，增加了單孔採礦量，相對的降低了開採單位礦石的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[0015]圖2為本發明實施例的剖視圖。
[0016]圖3為本發明實施例的B-B方向剖視圖。
[0017]圖4為本發明實施例的C-C方向剖視圖。
[0018]圖5為本發明實施例的保護管正視圖
[0019]圖6為本發明實施例的保護管俯視圖。
【具體實施方式】
[0020]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6為本發明的實施例，是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護管部分組成；
[0021]所述滑動控制部分包括高壓水管1、滑塊上板8、偏心接管9、彈簧10、滑塊下板11和旋轉彎接頭12、棘爪25，其中高壓水管I穿過上擋板3的中心滑套，並與偏心接管9通過螺栓7連接,偏心接管9穿過滑塊上板8和滑塊下板11，偏心接管9分別與滑塊上板8和滑塊下板11焊接，並與旋轉彎接頭12螺紋連接，旋轉彎接頭12與水槍13通過螺紋連接，滑塊下板11上設置有兩個棘爪25，滑塊上板8、滑塊下板11上分別開設有滑動孔26，導向杆4和排渣管2分別卡進滑動孔26內；
[0022]所述水槍伸縮部分包括水槍臂13、水槍枝撐軸15、支撐杆17、第一下固定板18，其中水槍臂13的中部與水槍枝撐軸15固定連接，，水槍13與支撐杆17通過水槍枝撐軸15鉸接，支撐杆17與第一下固定板18通過鉸接支座24鉸接，鉸接支座24與第一下固定板18焊接；
[0023]所述保護管部分包括排渣管2、上擋板3、導向杆4、導向杆鎖緊螺母5、保護管14、第一下固定板18、下固定板連接螺栓19、下固定板間隔管20、第二下固定板21和排渣管導向套22，上擋板3上開設有用於排渣管2、高壓水管I和導向杆4穿過的預留孔；第一下固定板18上開設有排渣管2、導向杆4穿過的預留孔，第二下固定板21上開設有排渣管2的預留孔，排渣管2依次貫穿上擋板3、第一下固定板18和第二下固定板21，並與第二下固定板21通過排渣管鎖緊螺母22固定，導向杆4上部與上擋板3通過螺母固定，導向杆4下部與第一下固定板18通過螺母固定，其中導向杆4穿過滑塊上板8、滑塊下板11的預留孔，保護管14的截面為圓弧形，在圓弧開口的兩側設置有齒條6，齒條6上的齒與棘爪25相互嚙合，保護管14分別與上擋板3和第一下固定板18焊接。
[0024]工作原理及過程:在工作過程中，滑動控制部分沿導向杆4向下滑動，滑塊下板11上的棘爪25在彈簧10拉力作用下緊貼保護管14上的齒條6，此時，滑動控制部分與第一下固定板18的距離縮短，旋轉彎接頭12、水槍13、水槍枝撐軸15、支撐杆17以及第一下固定板18和鉸接支座24組成的曲柄滑塊機構產生運動，支撐杆17支撐水槍13沿鑽具徑向張開一定角度，達到需要的角度後，當鑽具提升時，在自重作用下，保護管部分會有相對於滑動控制部分有向下的運動趨勢，即滑動控制部分有相對於保護管部分向上的運動趨勢，此時棘爪25在彈簧10拉力的作用下卡入保護管6兩側齒條6上的齒槽內，滑動部分被固定在此位置；鑽具內通入高壓水，高壓水從水槍13前端的噴嘴高速射出，不斷破碎礦層，破碎一定空間後，鑽具下降至孔底後，滑動控制部分繼續相對於保護管部分向下移動，重複同樣的動作，保護管14繼續向外側張開，繼續破碎礦層，直到水槍13處於接近水平位置；滑動控制部分繼續往下運動，此時定位解鎖杆16就會推動棘爪25，使棘爪25繞轉軸向遠離齒條的方向旋轉一定角度，棘爪25越過轉動圓弧最高點後，在彈簧10的拉力作用下，將棘爪25和齒條6分離，滑動控制部分往上移動，水槍13收回到保護管14內，收回鑽具，礦層開採完畢。
【權利要求】
1.一種基於棘爪鎖緊機構的伸縮水槍，其特徵在於:是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護管部分組成； 所述滑動控制部分包括高壓水管(I)、滑塊上板(8)、偏心接管(9)、彈簧(10)、滑塊下板(11)和旋轉彎接頭(12)、棘爪(25)，其中高壓水管(I)穿過上擋板(3)的中心滑套，並與偏心接管(9)通過螺栓(7)連接，偏心接管(9)穿過滑塊上板⑶和滑塊下板(11)，偏心接管(9)分別與滑塊上板(8)和滑塊下板(11)焊接，並與旋轉彎接頭(12)螺紋連接，旋轉彎接頭(12)與水槍(13)通過螺紋連接，滑塊下板(11)上設置有兩個棘爪(25)，滑塊上板(8)、滑塊下板(11)上分別開設有滑動孔(26)，導向杆(4)和排渣管(2)分別卡進滑動孔(26)內； 所述水槍伸縮部分包括水槍臂(13)、水槍枝撐軸(15)、支撐杆(17)、第一下固定板(18)，其中水槍臂(13)的中部與水槍枝撐軸(15)固定連接，水槍臂(13)與支撐杆(17)通過水槍枝撐軸(15)鉸接，支撐杆(17)與第一下固定板(18)通過鉸接支座(24)鉸接，鉸接支座(24)與第一下固定板(18)焊接； 所述保護管部分包括排渣管(2)、上擋板(3)、導向杆(4)、導向杆鎖緊螺母(5)、保護管(14)、第一下固定板(18)、下固定板連接螺栓(19)、下固定板間隔管(20)、第二下固定板(21)和排渣管導向套(22)，其中上擋板(3)上開設有用於排渣管(2)、高壓水管(I)和導向杆⑷穿過的預留孔；第一下固定板(18)上開設有排渣管(2)、導向杆(4)穿過的預留孔，第二下固定板(21)上開設有排渣管(2)的預留孔，排渣管(2)依次貫穿上擋板(3)、第一下固定板(18)和第二下固定板(21)，並與第二下固定板(21)通過排渣管鎖緊螺母(22)固定，導向杆(4)上部與上擋板(3)通過螺母固定，導向杆(4)下部與第一下固定板(18)通過螺母固定，其中導向杆⑷穿過滑塊上板(8)、滑塊下板(11)的預留孔，保護管(14)的截面為 圓弧形，在圓弧開口的兩側設置有齒條(6)，齒條(6)上的齒與棘爪(25)相互嚙合，保護管(14)分別與上擋板(3)和第一下固定板(18)焊接。
【文檔編號】E21C45/00GK104018840SQ201410280791
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月21日 優先權日:2014年6月21日
【發明者】陳晨, 高帥, 李剛, 錢方, 董雪嬌, 王聰, 洪建俊, 趙貴傑 申請人:吉林大學