射流掘孔機械的製作方法

2023-12-09 23:26:21 2

專利名稱：射流掘孔機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及能源與動力領域，特別是一種射流掘孔機械。
背景技術：
以往，在地面上(包括普通地面、沙化地面、沙漠上、凍土上和水下地面)掘孔技術多為機械掘孔，近年來，本發明人公布開了射流掘孔技術及裝備。這種射流掘孔耗能少、設備簡單、掘孔速度快，在很多方面特別是植樹造林方面得到廣泛應用，然而，仍然處於人力操作水平。
為了更大規模地、更高效地實施掘孔工程，特別是為大規模營造林工程需要發明一種機械化程度更高的射流掘孔機械。

發明內容
一種射流掘孔機械，包括行走機構、移動定位機構、進取機構、射流鑽具，所述移動定位機構設置在所述行走機構上，所述進取機構設置在所述移動定位機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。一種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。所述射流掘孔機械還包括水泵，所述水泵的出水口與所述射流鑽具的入水口連通。所述水泵的出口的承壓能力大於O. IMPa0在所述水泵和所述射流鑽具之間的水流通道上設控制閥。所述水泵設為離心泵、柱塞泵或設為齒輪泵。所述的射流孔的直徑大於I. 0_。所述射流孔設為兩個以上。所述射流鑽具設為射流鑽具陣。所述射流鑽具陣設為一排多行陣、多排一行陣或設為多排多行陣。在所述射流鑽具上設齒形結構。所述射流孔設為拉瓦爾噴管。所述射流鑽具還包括泥漿導出管，所述泥漿導出管套裝設置在所述射流鑽具的空心鑽管外，或與所述射流鑽具的空心鑽管並列設置。所述泥漿導出管的泥漿導入口設為旁置泥漿導入口。所述泥漿導出管的泥漿導出口設為旁置泥漿導出口。一種射流掘孔機械，包括行走機構、移動定位機構、進取機構、射流鑽具，所述移動定位機構設置在所述行走機構上，所述進取機構設置在所述移動定位機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。所述射流掘孔機械還包括水泵，所述水泵的出水口與所述射流鑽具的入水口連通。所述水泵的出口的承壓能力大於O. IMPa0所述水泵設為離心泵、柱塞泵或設為齒輪泵。一種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。所述射流掘孔機械還包括水泵，所述水泵的出水口與所述射流鑽具的入水口連通。所述水慄的出口的承壓能力大於O. IMPa0所述水慄設為尚心慄、柱塞慄或設為齒輪慄。一種射流掘孔機械，包括行走機構、移動定位機構、進取機構、射流鑽具，所述移動定位機構設置在所述行走機構上，所述進取機構設置在所述移動定位機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔，所述的射流孔的直徑大於I. 0mm。一種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流 孔，所述的射流孔的直徑大於I. 0mm。一種射流掘孔機械，包括行走機構、移動定位機構、進取機構、射流鑽具，所述移動定位機構設置在所述行走機構上，所述進取機構設置在所述移動定位機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔，在所述射流鑽具上設齒形結構。一種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。所述的射流孔的直徑大於I. 0mm，在所述射流鑽具上設齒形結構。一種射流掘孔機械，包括行走機構、移動定位機構、進取機構、射流鑽具，所述移動定位機構設置在所述行走機構上，所述進取機構設置在所述移動定位機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔，所述射流孔設為拉瓦爾噴管。—種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔，所述射流孔設為拉瓦爾噴管。本發明中，所述「行走機構」是指可以連續行走的機構，包括鏈軌式行走機構，例如鏈軌式車輛，車輪式行走機構，例如輪式車輛，和滑板式行走機構，例如爬犁。本發明中，所述「移動定位機構」是指一切設置在所述行走機構上的能夠在所述行走機構行走進程中的在設定時間段內能使所述進取機構維持固定坐標點，例如通過齒輪、液壓、曲柄或通過鏈條等形式能使所述進取機構在設定時間內以所述行走機構相同速度向所述行走機構行走的反方向位移的機構；並在另一設定時間內能夠使所述進取機構在所述行走機構坐標系下向所述行走機構行走方向移動的機構。換句話說，所述移動定位機構是一種在所述行走機構行走方向上按照控制規律向後或向前位移的機構，通過這一位移在設定時間段內使所述進取機構在以所述行走機構為坐標的坐標系下向前或向後移動，實現所述進取機構在以被掘進物體(例如大地)為坐標的坐標系下維持固定的坐標點不變，以便所述射流鑽具在所述進取機構作用下掘進或收回(復位)。本發明中，所謂的「在所述行走機構坐標系下」是指設置在所述行走機構上的坐標系系統。
本發明中，所述「進取機構」是指一切能夠使所述射流鑽具在設定時間內向掘進方向移動、復位的裝置，例如齒輪機構、液壓機構或曲柄機構等。本發明中，所述「間歇行走機構」是指根據掘孔的間隔距離時而行走時而停止的機構，包括鏈軌式行走機構，例如鏈軌式車輛，車輪式行走機構，例如輪式車輛，和滑板式行走機構，例如爬犁。
本發明中，所述「射流鑽具」包括空心鑽管和鑽頭，所述射流孔設在所述鑽頭上，通過水的噴射作用對土壤、凍土或其它介質進行掘進的工具。根據需要，所述射流鑽具也可以在與掘進方向相垂直的方向上進行旋轉或擺動。本發明中，在設有所述泥漿導出管的機構中，所述泥漿導出管是鑽具的一部分，隨鑽具掘進或退出，其目的是從鑽具下方的泥漿經所述泥漿導出管導出，以清除掘進障礙，力口快掘進速度，在所述泥漿導出管內的泥漿可以從所述泥漿導出管上方的開口處導出，也可以從所述旁置泥漿導出口導出，泥漿從所述旁置泥漿導出口導出時，所述泥漿導出口上方開口處可密封設置。本發明中，所謂的「旁置泥漿導出口」是指設置在所述泥漿導出管長度方向上的開孔，掘進孔內的泥漿可以通過所述泥漿導出管下端開口進入所述泥漿導出管，也可以在所述泥漿導出管下端設旁置泥漿導入口，此時，所述泥漿導出管下端開口可開放或密封設置。本發明中，可以根據工作狀況的要求在所述射流鑽具上設置多個射流孔或設置掘進齒等結構。本發明中，所述「射流孔」是指在水壓的作用下能夠使水加速的孔，可以將其設為拉瓦爾噴管，其目的是提高掘進能力。本發明中，所述水泵的出口的承壓能力大於O. 2MPa、0. 3MPa、0. 4MPa、0. 5MPa、0. 6MPa、0. 7MPa、0. 8MPa、0. 9MPa、l. OMPa> I. 5MPa、2. OMPa>2. 5MPa>3. OMPa>3. 5MPa、4. OMPa>4. 5MPa 或大於 5. OMPa0本發明中，所述射流孔的孔徑大於lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、3. 0mm、3. 5mm、4. Omm>4. 5mm或大於5mm。本發明的所述射流掘孔機正常工作時，水的工作壓力與所述水泵的出口的承壓能力相當。流體工作壓力越大，掘進速度越快、耗能越高，因根據實際情況調整。本發明中，水的工作壓力應與所述水泵的承壓能力相當，即所述射流掘孔機工作時所述水泵的出口處的水的最大工作壓力達到所述水泵的出口的承壓能力，壓力越高掘進能力越快，但耗能越高，應根據實際工作需求決定以所述水泵的出口的壓力為代表的系統的承壓能力，並在實際工作中使水壓與之相當。本發明中，由於所述進取機構及在某些結構中所述移動定位機構的存在，所以與所述射流鑽具連通的通道應具有伸縮功能或應為可彎曲的柔性水管。本發明中，所述進取機構和所述移動定位機構工作周期應根據鑽具的數量和掘孔間距決定。本發明中所公開的射流掘孔機械中的射流鑽具可以是一個，也可以是兩個以上，可以單排設置，也可以多排設置，即一次可以掘進一排孔也可以掘進多排孔，還可以同時掘進由兩排以上和兩行以上構成的孔陣。本發明中所公開的射流掘孔機械用在營造林鑽孔的情況下，在設有所述行走機構的結構中，可以在所述行走機構上設置樹苗(包括樹苗段)植入機構，所述樹苗植入機構是能夠將樹苗植入由所述射流鑽具形成的孔洞中的機構。本發明中所公開的射流掘孔機械用在營造林鑽孔的情況下，在設有所述間歇行走機構的結構中，可以在所述間歇行走機構上設置樹苗(包括樹苗段)植入機構，所述樹苗植入機構是能夠將樹苗植入由所述射流鑽具形成的孔洞中的機構。本發明原理
籲在設有所述行走機構的結構中，雖然所述行走機構處於行走狀態，但是，所述移動定位機構向所述行走機構行走的反方向位移以實現其在所述行走機構行走方向上的靜止狀態，在這種情況下，所述進取機構帶動所述射流鑽具向掘進方向掘進，掘進完畢時，所述進取機構將所述射流鑽具收回，然後，所述移動定位機構帶著所述進取機 構和所述射流鑽具向所述行走機構行走方向移動實現復位，根據掘進孔的間距和行走裝置的運動速度調整所述移動定位機構的復位速度開始下移掘進動作，周而復始，循環工作。 在設有所述間歇行走機構的結構中，根據掘孔間距的要求，在掘孔前所述間歇移動行走機構停止，啟動所述進取機構使所述射流鑽具向掘進方向移動，掘進達到設定深度後，所述進取機構將所述射流鑽具收回，所述間歇行走機構開始向前行走，進入下一工作過程，周而復始，循環工作。本發明中，應根據能源與動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統。本發明的有益效果如下
I、本發明利用機械裝置進行鑽孔，大大提高了工作效率。2、本發明可以將水泵中的水由射流孔噴入掘孔處，從而可以利用水使單純由機械做功進行穿孔的鑽具，更加容易工作，並提高了鑽具的使用壽命。


圖I是本發明實施例I的結構示意 圖2是本發明實施例2的結構示意 圖3是本發明實施例3的結構示意 圖4是本發明實施例4的結構示意 圖5是本發明的射流鑽具的結構示意圖，
圖中
I行走機構、11間歇行走機構、2移動定位機構、3進取機構、4射流鑽具、41空心鑽管、42鑽頭、43齒形結構、5水泵、6控制閥、7射流孔、8泥漿導出管、9旁置泥漿導入口、10旁置泥漿導出口、21柔性水管、22硬質水管。
具體實施例方式實施例I
如圖I所示的射流掘孔機械，包括行走機構I、移動定位機構2、進取機構3、射流鑽具4，所述移動定位機構2設置在所述行走機構I上，所述進取機構3設置在所述移動定位機構2上，所述射流鑽具4設置在所述進取機構3上，所述射流鑽具4上設有射流孔7。
本實施例中，所述進取機構3齒輪機構控制所述射流鑽具4上下運動。所述移動定位機構2根據需要與工作中的所述行走機構I保持運動狀態，所述移動定位機構2的運動速度為1)所述射流鑽具4在掘孔過程中時，由於所述行走機構I在運動，為了保證所述射流鑽具4在大地坐標系下只向掘孔方向運動，此時，所述移動定位機構2使所述進取機構3與所述行走機構I的運動速率相同、方向相反；2)需要所述移動定位機構2復位時，所述移動定位機構2使所述進取機構3與所述行走機構I的運動方向相同，運動速度大於所述行走機構I的運動。本實施例的工作過程為所述行走機構I為所述移動定位機構2、所述進取機構3和所述射流鑽具4的載體，所述進取機構3用於控制所述射流鑽具4進行掘孔和復位，所述移動定位機構2相對於所述行走機構I進行運動時，可以控制所述進取機構3和所述射流鑽具4也相對於所述行走機構I進行運動。作為可以變換的實施方式，所述射流孔7設為兩個以上。·
作為可以變換的實施方式，所述射流孔7設為拉瓦爾噴管。將所述射流孔設為拉瓦爾噴管的目的是為了增加穿透力。作為可以變換的實施方式，所述射流孔的孔徑大於lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、
3.0mm、3. 5mm>4. 0mm>4. 5mm 或大於 5mmn作為可以變換的實施方式，所述進取機構3還可以設為液壓機構或曲柄機構等用來控制所述射流鑽具4做掘孔運動和復位運動，所述進取機構3設置為其他形式的可以用來控制所述射流鑽具4做掘孔運動和復位運動的裝置。作為可以變換的實施方式，所述齒形機構43也可以不設。實施例2
如圖2所示的射流掘孔機械，包括間歇行走機構11、進取機構3、射流鑽具4，所述進取機構3設置在所述間歇行走機構11上，所述射流鑽具4設置在所述進取機構3上，所述射流鑽具4上設有射流孔7。所述間歇行走機構11為所述進取機構3和所述射流鑽具4的載體，所述進取機構3用來控制所述射流鑽具4進行掘孔運動和復位運動。本實施例中，所述進取機構3齒輪機構控制所述射流鑽具4上下運動。本實施例的工作過程為1)在所述射流鑽具4掘孔時，所述間歇行走機械11保證在大地坐標系下的靜止；2)掘孔過程完成時，所述進取機構3將所述射流鑽具4進行復位，所述間歇行走機構11移動至下一掘孔位置。作為可以變換的實施方式，所述射流孔7設為兩個以上。作為可以變換的實施方式，所述射流孔7設為拉瓦爾噴管。作為可以變換的實施方式，所述射流孔的孔徑大於lmm、l. 5mm、2. 0mm、2. 5mm、
3.0mm、3. 5mm>4. 0mm>4. 5mm 或大於 5mmn作為可以變換的實施方式，所述進取機構3還可以設為液壓機構或曲柄機構等用來控制所述射流鑽具4做掘孔運動和復位運動，所述進取機構3設置為其他形式的可以用來控制所述射流鑽具4做掘孔運動和復位運動的裝置。作為可以變換的實施方式，所述齒形機構43也可以不設。實施例3
如圖3所示的射流掘孔機械，其與實施例2的區別在於所述射流掘孔機械還包括水泵5，所述水泵5設為離心泵，所述水泵5的出水口經柔性水管與所述射流鑽具4的入水口連通。所述進取機構3設為液壓控制機構，在所述水泵5和所述射流鑽具4之間的水流通道上設控制閥6。具體實施時，所述柔性水管的長度根據作業情況可長可短；所述柔性水管的內徑根據水流流量依據常識進行設置；所述柔性水管的承壓能力與所述水泵的出口的承壓能力相當；所述柔性水管可以是橡膠、塑料或蛇形管等。所述射流鑽具4的具體結構如圖5所示，所述射流鑽具4包括空心鑽管41、鑽頭42和泥漿導出管8，所述泥漿導出管8套裝設置在所述射流鑽具4的空心鑽管41外，所述泥漿導出管8的泥漿導入口設為旁置泥漿導入口 9，所述泥漿導出管8的泥漿導出口設為旁置泥漿導出口 10。具體實施時，所述泥漿導出管8可與所述射流鑽具4的空心鑽管41並列設置。作為可以變換的實施方式，所述控制閥6還可設置在所述射流鑽具4的空心鑽管 41上。作為可以變換的實施方式，所述水泵5還可設為柱塞泵或設為齒輪泵。所述水泵5的出口的承壓能力大於 O. IMPa,O. 2MPa、0. 3MPa、0. 4MPa、0. 5MPa、0. 6MPa、0. 7MPa、0. 8MPa、0. 9MPa、l. OMPaU. 5MPa、2. 0MPa、2. 5MPa、3. 0MPa、3. 5MPa、4. 0MPa、4. 5MPa 或大於 5. OMPa0所述柔性水管、所述空心鑽杆的承壓能力與所述水泵的出口處的承壓能力相當。作為可以變換的實施方式，實施例I和實施例2中的實施方式及可變換實施方式可參照本實施進行設置所述水泵5。作為可變換的實施方式，所述柔性水管21、所述水泵5和所述控制閥6可以不設或只設一個或若干個。實施例4
如圖4所示的射流掘孔機械，其與實施例2的區別在於所述射流掘孔機械還包括水泵5，所述水泵5設為離心泵，所述水泵5的出水口經硬質管道22與所述射流鑽具4的入水口連通。所述射流鑽具4的空心鑽管41與所述硬質管道22密封配合。作為可以變換的實施方式，所述射流鑽具4設為射流鑽具陣，所述射流鑽具陣設為一排多行陣、多排一行陣或設為多排多行陣。在設為射流鑽具陣的裝置中，即可以一次掘進一排孔也可以掘進多排孔，還可以同時掘進由兩排以上和兩行以上構成的孔陣，大大提高了工作效率。作為可變換的實施方式，所述硬質管道22、所述水泵5和所述控制閥6可以不設或只設一個或若干個。作為可以變換的實施方式，實施例I、實施例2和實施例3中的實施方式和可變換實施方式可參照本實施例設置射流鑽具陣。顯然，本發明不限於以上實施例，根據本領域的公知技術和本發明所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種射流掘孔機械，其特徵在於包括行走機構(I)、移動定位機構(2)、進取機構(3)、射流鑽具(4)，所述移動定位機構(2)設置在所述行走機構(I)上，所述進取機構(3)設置在所述移動定位機構(2)上，所述射流鑽具(4)設置在所述進取機構(3)上，所述射流鑽具(4)上設有射流孔(7)。
2.一種射流掘孔機械，其特徵在於包括間歇行走機構(11)、進取機構(3)、射流鑽具(4)，所述進取機構(3)設置在所述間歇行走機構(11)上，所述射流鑽具(4)設置在所述進取機構(3)上，所述射流鑽具(4)上設有射流孔(J)。
3.如權利要求I或2所述射流掘孔機械，其特徵在於所述射流掘孔機械還包括水泵(5)，所述水泵(5)的出水口與所述射流鑽具(4)的入水口連通。
4.如權利要求3所述射流掘孔機械，其特徵在於在所述水泵(5)和所述射流鑽具(4)之間的水流通道上設控制閥(6 )。
5.如權利要求I或2所述射流掘孔機械，其特徵在於所述射流孔(7)設為兩個以上。
6.如權利要求I或2所述射流掘孔機械，其特徵在於所述射流鑽具(4)設為射流鑽具陣。
7.如權利要求6所述射流掘孔機械，其特徵在於所述射流鑽具陣設為一排多行陣、多排一行陣或設為多排多行陣。
8.如權利要求I或2所述射流掘孔機械，其特徵在於所述射流鑽具(4)還包括泥漿導出管(8)，所述泥漿導出管(8)套裝設置在所述射流鑽具(4)的空心鑽管外，或與所述射流鑽具(4)的空心鑽管並列設置。
9.如權利要求8所述射流掘孔機械，其特徵在於所述泥漿導出管(8)的泥漿導入口設為旁置泥眾導入口(9)。
10.如權利要求8所述射流掘孔機械，其特徵在於所述泥漿導出管(8)的泥漿導出口設為芳置泥楽■導出口(10)。
全文摘要
一種射流掘孔機械，包括間歇行走機構、進取機構、射流鑽具，所述進取機構設置在所述間歇行走機構上，所述射流鑽具設置在所述進取機構上，所述射流鑽具上設有射流孔。本發明利用機械裝置進行鑽孔，大大提高了工作效率。
文檔編號E21B7/18GK102900368SQ20121044523
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月7日
發明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術股份有限公司