鑽機水氣同進衝擊系統的製作方法

2023-04-26 08:58:56

專利名稱：鑽機水氣同進衝擊系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑽機衝擊系統，尤其是涉及一種鑽機水氣同進衝擊系統。
技術背景隨著國家基礎建設的不斷發展，基礎建設市場一片繁榮，與此同時，公路、鐵路與 水利建設正逐步實現跨越式發展，其中隧道與水洞施工是公路、鐵路與水利建設中重要的 組成部分。在隧道和水洞施工過程中，經常遇到湧水帶、破碎帶、土層帶、崩落帶等，因而容 易產生頂板冒落、湧水等事故，嚴重影響了人身和設備安全，阻礙了施工的進度。現如今， 最有效的施工方法是採用超前管棚支護進行施工，實際施工時經鑽機鑽孔、插管和注漿後， 漿液與孔內巖土層固結，由於內存的鋼管混凝土結構及其拱形布局，形成很大的頂拱支撐 效果，且相鄰管孔的漿液在壓力注漿時，相互滲透連接，從而形成了天幕似的管棚結構，支 護著隧道頂板的破碎帶、鬆散帶、崩落帶等，使其不易冒落或防止地下水的大量湧出等，大 大提高了隧道開挖的安全性、減少了回填混凝土的使用量，並且有效提高了施工速度。管棚 鑽機施工技術於2003年從國外引入，並在國內迅速得到發展。目前，國內管棚鑽機主要依 賴於進口，國外產品技術成熟，性能優越，但價格較高，平均價格在500-650萬/臺，其操控 系統複雜，受隧道環境變化影響比較大，且對操作控制人員的要求較高，與我國的國情不相 符，因此在國內對於一種價格適中、操控簡單與維修方便的管棚鑽機，還是空白。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種鑽 機水氣同進衝擊系統，其結構設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩定可靠且控制方 式簡便、實現方便、實用價值高，能有效解決現有鑽機所存在的只能單獨通入水或單獨通入 氣、施工工人勞動強度大、作業效率低等多種缺陷和不足。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種鑽機水氣同進衝擊系 統，其特徵在於包括與鑽機的鑽杆內部相通且能向鑽杆內部提供高壓水和/或高壓氣的 水氣同進裝置，所述水氣同進裝置包括通過連接管道與鑽杆內部相連通的高壓水源和高壓 氣源，所述高壓水源和高壓氣源與所述鑽杆內部間分別連通組成一個供水管路和一個供氣 管路，且所述供水管路和供氣管路上分別安裝有液體單向閥和氣體單向閥。還包括三通管，所述高壓水源和高壓氣源分別通過液體傳輸管道和氣體傳輸管道 與三通管的兩個連接埠相接，且所述三通管的第三個連接埠通過水氣輸送管道與鑽杆 內部相連通，所述液體單向閥和氣體單向閥分別安裝在液體傳輸管道和氣體傳輸管道上。所述液體單向閥和氣體單向閥分別對應固定安裝在三通管的兩個連接埠上，且 液體單向閥、氣體單向閥和三通管組裝為一體。所述高壓氣源為空壓機。所述高壓水源為水泵，所述水泵的驅動機構為液壓驅動機構且所述液壓驅動機構 與水泵相接。[0009]所述液壓驅動機構包括液壓油箱、通過液壓管道與液壓油箱相接的驅動泵、多路 閥和與多路閥中的電磁換向閥相接且對所述電磁換向閥的供電迴路進行通斷控制的控制 裝置，所述驅動泵通過液壓管道與多路閥相接且多路閥通過液壓管道與對水泵進行驅動的 水泵液壓馬達相接，所述驅動泵通過多路閥供油至水泵液壓馬達。還包括洩油匯集塊，所述洩油匯集塊分別通過液壓管道與多路閥、水泵液壓馬達 和液壓油箱相接，所述多路閥與液壓油箱間通過液壓管道相接且二者間所連接的液壓管道 上接有回油冷卻器。所述驅動泵為柱塞泵。所述控制裝置為對串接在所述電磁換向閥供電迴路中的電氣控制設備進行控制 的控制手柄。本實用新型與現有技術相比具有以下優點1、結構設計合理且安裝緊湊，使用效果好。2、工作性能安全可靠，高壓水源採用液壓系統進行驅動且控制方式簡便且控制自 如，同時水泵的控制方式為控制手柄控制，推動控制手柄時，水泵液壓馬達轉動，水池中的 水就會通過水過濾器到水泵，從水泵噴出6MPa的高壓水；而空壓機是單獨運作的，空壓機 開啟，打開氣閥，1.2MPa的高壓氣就會通過氣體單向閥通向三通管，然後與高壓水混合經過 水氣輸送管道通向鑽杆從鑽頭噴出。實踐中，只開啟水泵且未打開空壓機氣閥，就只是高 壓水從鑽頭噴出；打開空壓機氣閥，未開動水泵，就只是高壓氣從鑽頭噴出；兩開關同時打 開，就會噴出高壓水氣。具體而言只扳動控制手柄且未打開空壓機的氣閥時，只有高壓水 從鑽頭噴出；打開空壓機的氣閥且未開動水泵(即未扳動控制手柄)時，只有高壓氣從鑽頭 噴出；當控制手柄和打開空壓機的氣閥同時打開時，就會從鑽頭同時噴出高壓水和高壓氣， 實現水氣同進。3、使用效果好，實用價值高，目前在深孔作業時，由於泥渣多且不容易清理，給鑽 孔帶來很大的困難，包括增大施工工人勞動強度、嚴重影響工作效率等實際問題，本實用新 型通過在現有鑽機上增設水氣同進系統，不僅方便了清孔和快速出渣，減少了環境汙染，而 且改善了工人作業環境，具有很大的應用推廣價值。實際鑽孔過程中，通入水和氣能夠非常 方便清孔和快速出渣，給鑽進速度起到巨大作用。以往的鑽機只能單獨通入水或單獨通入 氣，而本實用新型可以根據實際工況單獨噴水或噴氣，還能實現水氣同進使得高壓氣和高 壓水經過裝有單向閥的三通管合流後產生的高壓水氣混合物並經鑽杆從鑽頭噴出，以便鑽 孔作業時快速清孔、排渣，提高鑽進效率，並降低粉塵汙染。綜上所述，本實用新型結構設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩定可靠且 控制方式簡便、實現方便、實用價值高，能有效解決現有鑽機所存在的只能單獨通入水或單 獨通入氣、施工工人勞動強度大、作業效率低等多種缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的液壓管路原理圖。附圖標記說明[0022]1-水泵；2-空壓機；3-液體單向閥；4-氣體單向閥；5-三通管；6-水氣輸送管道；7-鑿巖機；8-鑽杆；9-鑽頭；10-柱塞泵；11-多路閥；12-水泵液壓馬達；13-洩油匯集塊；14-液壓油箱；15-回油冷卻器；16-液體傳輸管道；17-氣體傳輸管道；18-控制裝置；19-鑽架；
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型包括與鑽機的鑽杆8內部相通且能向鑽杆8內部提 供高壓水和/或高壓氣的水氣同進裝置，所述水氣同進裝置包括通過連接管道與鑽杆8內 部相連通的高壓水源和高壓氣源，所述高壓水源和高壓氣源與所述鑽杆8內部間分別連通 組成一個供水管路和一個供氣管路，且所述供水管路和供氣管路上分別安裝有液體單向閥 3和氣體單向閥4。同時，本實用新型還包括三通管5，所述高壓水源和高壓氣源分別通過液體傳輸管 道16和氣體傳輸管道17與三通管5的兩個連接埠相接，且所述三通管5的第三個連接 埠通過水氣輸送管道6與鑽杆8內部相連通，所述液體單向閥3和氣體單向閥4分別安 裝在液體傳輸管道16和氣體傳輸管道17上。本實施例中，所述液體單向閥3和氣體單向閥4分別對應固定安裝在三通管5的 兩個連接埠上，且液體單向閥3、氣體單向閥4和三通管5組裝為一體。所述高壓氣源為 空壓機2。所述高壓水源為水泵1，所述水泵1的驅動機構為液壓驅動機構且所述液壓驅動 機構與水泵1相接。所述水泵1通過供水管道與水源相接且所述供水管道上裝有水過濾器。所述液壓驅動機構包括液壓油箱14、通過液壓管道與液壓油箱14相接的驅動泵、 多路閥11和與多路閥11中的電磁換向閥相接且對所述電磁換向閥的供電迴路進行通斷控 制的控制裝置18，所述驅動泵通過液壓管道與多路閥11相接且多路閥11通過液壓管道與 對水泵1進行驅動的水泵液壓馬達12相接，所述驅動泵通過多路閥11供油至水泵液壓馬 達12。同時，本實用新型還包括洩油匯集塊13，所述洩油匯集塊13分別通過液壓管道與多 路閥11、水泵液壓馬達12和液壓油箱14相接，所述多路閥11與液壓油箱14間通過液壓 管道相接且二者間所連接的液壓管道上接有回油冷卻器15。所述驅動泵為柱塞泵10。所 述控制裝置18為對串接在所述電磁換向閥供電迴路中的電氣控制設備進行控制的控制手 柄，也就是說，通過控制手柄對多路閥11中的電磁換向閥進行通電控制。所述控制手柄安 裝於移動操作箱上。實際布設時，鑽杆8布設在設置於鑽機機身上的鑽架19且能在鑽架19上前後移 動，鑽頭9安裝在鑽杆8的前端部，實際操作過程中，通過安裝在鑽杆8後部的鑿巖機7帶 動鑽杆8進行正反轉等動作。本實用新型的工作過程是扳上控制手柄後，安裝在鑽機機身上的電控控制箱就會電壓值為24V的電壓信號，此電壓信號輸向多路閥11上的電磁換向閥並使得所述電磁換 向閥得電，即接通所述電磁換向閥的供電迴路；當所述電磁換向閥得電後，閥芯移動，且此 時壓力油就會通向水泵液壓馬達12 ；水泵液壓馬達12轉動後，水源(具體為水池中的水)就會通過水過濾器輸送至水泵1，之後便從水泵1噴出6MPa的高壓水，隨後再通過液體單 向閥3輸送至三通管5。所述空壓機2是單獨運作的，空壓機2後開啟，打開氣體單向閥4， 1. 2MPa的高壓氣就會通過氣體單向閥4通向三通管5，然後與高壓水混合後通過水氣輸送 管道6通向鑽杆8並最終從鑽頭9噴出。只扳動控制手柄且未打開空壓機2的氣閥時，只 有高壓水從鑽頭9噴出；打開空壓機2的氣閥且未開動水泵1 (即未扳動控制手柄)時，只 有高壓氣從鑽頭9噴出；當控制手柄和打開空壓機2的氣閥同時打開時，就會從鑽頭9同時 噴出高壓 和高壓氣，實現水氣同進。 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求一種鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於包括與鑽機的鑽杆(8)內部相通且能向鑽杆(8)內部提供高壓水和/或高壓氣的水氣同進裝置，所述水氣同進裝置包括通過連接管道與鑽杆(8)內部相連通的高壓水源和高壓氣源，所述高壓水源和高壓氣源與所述鑽杆(8)內部間分別連通組成一個供水管路和一個供氣管路，且所述供水管路和供氣管路上分別安裝有液體單向閥(3)和氣體單向閥(4)。
2.按照權利要求1所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於還包括三通管(5)，所 述高壓水源和高壓氣源分別通過液體傳輸管道(16)和氣體傳輸管道(17)與三通管(5)的 兩個連接埠相接，且所述三通管(5)的第三個連接埠通過水氣輸送管道(6)與鑽杆(8) 內部相連通，所述液體單向閥(3)和氣體單向閥(4)分別安裝在液體傳輸管道(16)和氣體 傳輸管道(17)上。
3.按照權利要求2所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述液體單向閥(3) 和氣體單向閥(4)分別對應固定安裝在三通管(5)的兩個連接埠上，且液體單向閥(3)、 氣體單向閥(4)和三通管(5)組裝為一體。
4.按照權利要求1、2或3所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述高壓氣源 為空壓機(2)。
5.按照權利要求1、2或3所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述高壓水源 為水泵(1)，所述水泵(1)的驅動機構為液壓驅動機構且所述液壓驅動機構與水泵(1)相接。
6.按照權利要求5所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述液壓驅動機構 包括液壓油箱(14)、通過液壓管道與液壓油箱(14)相接的驅動泵、多路閥(11)和與多路 閥(11)中的電磁換向閥相接且對所述電磁換向閥的供電迴路進行通斷控制的控制裝置 (18)，所述驅動泵通過液壓管道與多路閥(11)相接且多路閥(11)通過液壓管道與對水泵 (1)進行驅動的水泵液壓馬達(12)相接，所述驅動泵通過多路閥(11)供油至水泵液壓馬達 (12)。
7.按照權利要求6所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於還包括洩油匯集塊 (13)，所述洩油匯集塊(13)分別通過液壓管道與多路閥(11)、水泵液壓馬達(12)和液壓油 箱(14)相接，所述多路閥(11)與液壓油箱(14)間通過液壓管道相接且二者間所連接的液 壓管道上接有回油冷卻器(15)。
8.按照權利要求6所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述驅動泵為柱塞泵 (10)。
9.按照權利要求6所述的鑽機水氣同進衝擊系統，其特徵在於所述控制裝置(18)為 對串接在所述電磁換向閥供電迴路中的電氣控制設備進行控制的控制手柄。
專利摘要本實用新型公開了一種鑽機水氣同進衝擊系統，包括與鑽機的鑽杆內部相通且能向鑽杆內部提供高壓水和/或高壓氣的水氣同進裝置，所述水氣同進裝置包括通過連接管道與鑽杆內部相連通的高壓水源和高壓氣源，所述高壓水源和高壓氣源與所述鑽杆內部間分別連通組成一個供水管路和一個供氣管路，且所述供水管路和供氣管路上分別安裝有液體單向閥和氣體單向閥。本實用新型結構設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩定可靠且控制方式簡便、實現方便、實用價值高，能有效解決現有鑽機所存在的只能單獨通入水或單獨通入氣、施工工人勞動強度大、作業效率低等多種缺陷和不足。
文檔編號E21B1/00GK201598971SQ201020130490
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者嚴斌, 代翠蘭, 卜傳俊, 唐勇, 應立軍, 彭彪, 陳淼林, 齊永前 申請人:中鐵一局集團有限公司;長沙悅誠機電科技有限公司