自控水力破巖截齒的製作方法

2023-08-09 15:36:41 1

專利名稱：自控水力破巖截齒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種自控水力破巖截齒，尤其是一種適用於高壓水射流採煤機、掘進機、鑿巖機的自控水力破巖截齒。
背景技術：
目前，普通鎬型截齒截割高硬度的巖石，存在粉塵大、火花易致爆炸、截齒難以冷卻、磨損大等問題，採用高壓水射流和普通鎬型截齒聯合破碎硬巖，是比較好的方法。但是現有技術中，採用的噴咀與截齒分開布置，由於受採掘機械截齒安裝位置、噴嘴靶距、壓力等因素影響，高壓水射流不能有效作用於截齒破碎的裂紋，能量損耗大，不能滿足高效低耗破碎要求及最佳滅塵效果，並且在井下射流流量難以控制，易在井下形成水災，影響工作面效率。

發明內容
發明目的:本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，提供一種能夠破碎硬巖，控制流量，滅塵效果較好的自控水力破巖截齒。為了解決上述技術問題，本發明採用了如下的技術方案:一種自控水力破巖截齒，包括齒柄，所述齒柄前端設置齒尖噴咀體，齒柄尾端伸入齒座內腔，所述齒座內腔設置閥套，所述閥套內壁靠近齒柄前端的一側設有環形凸起，齒柄尾端設有與閥套相適配的環形軸肩，所述環形軸肩上開設有環形凹槽；所述齒尖噴咀體和齒柄沿軸向分別開設有相互導通的噴孔和中心流道，所述環形凹槽底部沿徑向開設有齒柄徑向高壓水通孔，環形軸肩靠近齒柄尾端的一側沿徑向開設有微阻尼孔，所述齒柄徑向高壓水通孔和微阻尼孔均與中心流道相導通，齒座沿徑向開設有聞壓水進水孔；當齒柄向前移動直至環形軸肩抵於環形凸起時，高壓水進水孔、微阻尼孔和中心流道依次導通，當齒柄向後移動直至齒柄尾端抵於齒座內腔底部時，高壓水進水孔和齒柄徑向高壓水通孔和中心流道依次導通。在本發明中，進一步的，所述齒尖噴咀體的噴孔呈內錐形，且噴孔位於齒尖噴咀體的中心。在本發明中，進一步的，所述齒座內腔底部設有洩漏孔。在本發明中，進一步的，所述閥套與齒座內腔的接觸面上設有O型密封圈I，齒柄尾端與齒座內腔的接觸面上設有O型密封圈II，環形軸肩與閥套的接觸面上設有O型密封圈 III。本發明具有以下優點:(I)截齒從齒尖中直接噴出高壓水射流，能積極抑制粉塵並充分擴展截齒產生的裂紋，從而達到比截齒單獨破碎以及噴咀與截齒分開布置破碎更高效低耗的效果；(2)可以持續噴射低壓水，最大限度地減少無用射流流量消耗，節省水量，同時消除了高壓水噴出時間滯後以及噴咀易堵塞的問題；(3)截齒的齒尖噴咀體與齒柄焊接，截齒強度高；(4)截齒外形普通截齒一樣，在現有採掘機械上裝卸方便，具有廣泛的實用性。


圖1是本發明的一種自控水力破巖截齒高壓水通道開啟結構圖；圖2是本發明的一種自控水力破巖截齒高壓水通道關閉結構圖。圖3是本發明的一種自控水力破巖截齒局部放大結構圖。圖中:1、齒尖噴咀體；2、齒柄；3、彈性擋圈；4、O型密封圈I ;5、閥套；6、高壓水密封面；7、齒座；8、0型密封圈II ;9、0型密封圈III ;10、截面I ;11、齒柄徑向高壓水通孔；12、截面II ;13、高壓水進水孔；14、微阻尼孔；15、截面III ;16、洩漏孔，17、環形凸起，18、環形軸肩，19、環形凹槽。
具體實施方式
:下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。 如圖1至3所示，本發明的自控水力破巖截齒包括齒尖噴咀體1、齒柄2、閥套5和齒座7。齒柄2前端焊接固定齒尖噴咀體1，齒柄2尾端伸入齒座7內腔；在齒座7內腔通過彈性擋圈3固定閥套5，閥套5內壁靠近齒柄2前端的一側設有環形凸起17 ;在齒柄2尾端設有與閥套5相適配的環形軸肩18，環形軸肩18上開設有環形凹槽19。齒尖噴咀體I和齒柄2沿軸向分別開設有相互導通的噴孔和中心流道，齒尖噴咀體I的噴孔呈內錐形，且噴孔位於齒尖噴咀體I的中心；環形凹槽19底部沿徑向開設有齒柄徑向高壓水通孔11 ;環形軸肩18靠近齒柄2尾端的一側沿徑向開設有微阻尼孔14，齒柄徑向高壓水通孔11和微阻尼孔14均與中心流道相導通；齒座7沿徑向開設有高壓水進水孔13。此外，齒座7內腔底部設有洩漏孔16，閥套5與齒座7內腔的接觸面上設有O型密封圈I 4，齒柄2尾端與齒座7內腔的接觸面上設有O型密封圈II 8，環形軸肩18與閥套5的接觸面上設有O型密封圈 III 9。工作原理:如圖1所示，齒柄2尾端在齒座7內腔主要有三個高壓水作用截面，這三個高壓水作用截面分別為:位於環形凹槽19內的截面I 10和截面II 12，以及位於環形軸肩18靠近齒柄2尾端一側的截面III15。當高壓水經高壓水進水孔13進入從齒座7內腔後，由於高壓水作用在截面I 10和截面II 12上的力相抵消，所以齒柄2所受合力為高壓水作用在截面III 15上的力，該力使得齒柄2向前移動，直至環形軸肩18抵於環形凸起17。如圖2所示，此時齒柄2與閥套5之間形成高壓水密封面6，高壓水進水孔13和齒柄徑向高壓水通孔11被閥套5隔斷，高壓水通道關閉。由於齒柄2上開有微阻尼孔14，在高壓水通道關閉時，齒柄2的中心流道保持一定的低壓水，齒尖噴咀體I時刻保持噴出穩定的低壓水，如果粉塵進入齒尖噴咀體I的噴孔並將噴孔堵塞，這時截齒內低壓水立刻由於停止流動變為高壓水，將粉塵噴出後，恢復為低壓水。如圖1所示，當截齒截割硬巖時，齒柄2受截割阻力整體向後後移，直至齒柄2尾端抵於齒座7內腔底部，此時齒柄2與閥套5之間的高壓密封面6消失，高壓水通道完全打開。由於齒柄2中心流道已充滿低壓水，高壓水通道一打開，高壓水通過齒柄徑向高壓水通孔11至中心流道的水射流流量迅速增大，進而水射流速度升高，衝擊動能以三次方關係迅速增大，高壓水信號及時、準確通過流體傳遞到齒尖噴咀體1，保證噴出高壓水與截齒受力同步。並且當高壓水通道完全打開時，齒柄2後端面與齒座7接觸，保證截齒截割的穩定性。如圖2所示，當截齒破碎硬巖後，截齒脫離破碎巖石而卸載受力，由於齒柄2所受高壓水作用使得齒柄2向前移動，齒柄2與閥套5之間形成高壓水密封面6，高壓水通過齒柄2上的微阻尼孔14轉為低壓水保持噴射，最大限度地減少無用射流流量消耗，節省水量。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種自控水力破巖截齒，其特徵在於:包括齒柄(2)，所述齒柄(2)前端設置齒尖噴咀體(1)，齒柄(2)尾端伸入齒座(7)內腔，所述齒座(7)內腔設置閥套(5)，所述閥套(5)內壁靠近齒柄(2)前端的一側設有環形凸起(17)，齒柄(2)尾端設有與閥套(5)相適配的環形軸肩(18)，所述環形軸肩(18)上開設有環形凹槽(19); 所述齒尖噴咀體(I)和齒柄(2)沿軸向分別開設有相互導通的噴孔和中心流道，所述環形凹槽(19)底部沿徑向開設有齒柄徑向高壓水通孔(11)，環形軸肩(18)靠近齒柄(2)尾端的一側沿徑向開設有微阻尼孔(14)，所述齒柄徑向高壓水通孔(11)和微阻尼孔(14)均與中心流道相導通，齒座(7 )沿徑向開設有高壓水進水孔(13); 當齒柄(2)向前移動直至環形軸肩(18)抵於環形凸起(17)時，高壓水進水孔(13)、微阻尼孔(14)和中心流道依次導通，當齒柄(2)向後移動直至齒柄(2)尾端抵於齒座(7)內腔底部時，高壓水進水孔(13)和齒柄徑向高壓水通孔(11)和中心流道依次導通。
2.根據權利要求1所述的一種自控水力破巖截齒，其特徵在於:所述齒尖噴咀體(I)的噴孔呈內錐形，且噴孔位於齒尖噴咀體(I)的中心。
3.根據權利要求1或2所述的一種自控水力破巖截齒，其特徵在於:所述齒座(7)內腔底部設有洩漏孔(16)。
4.根據權利要求3所述的一種自控水力破巖截齒，其特徵在於:所述閥套(5)與齒座(7)內腔的接觸面上設有O型密封圈I (4)，齒柄(2)尾端與齒座(7)內腔的接觸面上設有O型密封圈II (8)，環形軸肩(18)與閥套(5)的接觸面上設有O型密封圈III (9)。
全文摘要
本發明公開了一種自控水力破巖截齒，包括齒柄，所述齒柄前端設置齒尖噴咀體，齒柄尾端伸入齒座內腔，所述齒座內腔設置閥套，所述閥套內壁靠近齒柄前端的一側設有環形凸起，齒柄尾端設有與閥套相適配的環形軸肩，所述環形軸肩上開設有環形凹槽；所述齒尖噴咀體和齒柄沿軸向分別開設有相互導通的噴孔和中心流道，所述環形凹槽底部沿徑向開設有齒柄徑向高壓水通孔，環形軸肩靠近齒柄尾端的一側沿徑向開設有微阻尼孔，所述齒柄徑向高壓水通孔和微阻尼孔均與中心流道相導通，齒座沿徑向開設有高壓水進水孔。本發明的截齒從齒尖中直接噴出高壓水射流，射流流量可控，滅塵效果好。
文檔編號E21C35/187GK103174421SQ20131007661
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月11日 優先權日2013年3月11日
發明者劉送永, 杜長龍, 陳俊鋒, 崔新霞, 劉曉輝, 劉增輝 申請人:中國礦業大學