專(zhuān)利名稱：巖石錨桿和錨定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于在采礦掘進(jìn)業(yè)中用以提供頂和壁的支承的巖石錨 桿。本發(fā)明適用于例如煤礦中常見(jiàn)的硬巖以及軟巖層應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)理解 的是，賦予此說(shuō)明書(shū)使用的術(shù)語(yǔ)"巖石"廣泛的意義，從而涵蓋上述 兩種應(yīng)用。本發(fā)明本質(zhì)上還涉及一種錨定裝置。
背景技術(shù)：
頂和壁的支承在采礦掘進(jìn)作業(yè)中至關(guān)重要。礦井和隧道的壁和頂 由必須加固以防止坍塌可能性的巖層組成。巖石錨桿被廣泛用于加固 該巖層。
在常規(guī)巖層支承系統(tǒng)中，使用鉆桿對(duì)巖石進(jìn)行鉆孔，然后移除該 鉆桿，隨之將巖石錨桿安裝在所鉆鑿的孔內(nèi)并通常使用樹(shù)脂或水泥基 的灌漿而將該巖石錨桿固定在適當(dāng)位置。
為了改進(jìn)此處理工藝，已提出了自鉆式巖石錨桿，借此還可將錨 桿用作鉆桿。因而，有了自鉆式巖石錨桿，可一次性鉆孔和安裝錨桿。
盡管自鉆式巖石錨桿提供極大地改進(jìn)巖石錨桿安裝時(shí)間的可能， 但自鉆式巖石錨桿未得以廣泛使用。
能預(yù)期的是，巖石錨桿有時(shí)并不在預(yù)先鉆鑿的孔內(nèi)進(jìn)行錨定。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種巖石錨桿，其包括第一端和 第二端、在兩端之間延伸的軸、沿著軸的鄰近第一端的第一部分延伸的錨定裝置，該錨定裝置包括心軸和覆蓋該心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件， 其中至少一個(gè)擴(kuò)展元件在心軸和至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)
動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中至少一個(gè)擴(kuò)展元件連接至連接器而形成錨組 件，所述錨組件被鍵接到心軸，且所述錨組件包括在錨定裝置的轉(zhuǎn)動(dòng) 期間起作用的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。在具體形式中，上述連接器包括 上述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。在具體形式中，上述連接器包括本體部分 和至少一個(gè)連接腿，所述連接腿承載所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
在具體形式中，上述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置為鄰近上述腿的端部而 設(shè)置的附屬片(tag)并與連接器成為一體，所述附屬片適于在沿第一 方向轉(zhuǎn)動(dòng)期間不起作用，而在錨定裝置的錨定期間在第二方向上起作 用。
在具體形式中，上述連接器包括兩個(gè)腿，每個(gè)腿具有至少一個(gè)附
. 」屬片。
在具體形式中，各附屬片沿第二方向從上述腿突出。
在具體形式中，上述巖石錨桿為自鉆式巖石錨桿，其中，第一端 具有在沿第一方向鉆孔期間用于穿入巖石的鉆頭。
在一種形式中，心軸被安裝到上述軸上的外螺紋和覆蓋該心軸的 至少一個(gè)擴(kuò)展元件，并且心軸與該外螺紋和擴(kuò)展元件配合，其中至少 一個(gè)擴(kuò)展元件在心軸和至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向 向外移位，其中，連接器被布置為松馳地保持在鉆頭和軸端的端部之 間，其中所述鉆頭或所述心軸和所述連接器包括相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件。
在一種形式中，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件設(shè)置成用以阻止錨組件圍繞鉆柄 軸線旋轉(zhuǎn)，從而防止心軸在沿所述第一方向鉆孔期間沿著錨桿軸在一 個(gè)方向上軸向移動(dòng)。在具體形式中，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋裝置包括位于鉆頭或心軸的肩部表 面上的凹面以及設(shè)置在連接器上的突起，所述凹面至少在鉆孔期間容 納所述突起。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于巖石錨桿的錨定裝置，
該錨定裝置設(shè)置成用于當(dāng)位于所鉆孔內(nèi)時(shí)保持錨桿，該錨定裝置包括
心軸和覆蓋該心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件，其中至少一個(gè)擴(kuò)展元件在心 軸和至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在徑向上向外移位，其
中至少一個(gè)擴(kuò)展元件連接至連接器而形成錨組件，所述錨組件被鍵接
到心軸，且所述錨組件包括在錨定裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)期間起作用的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)
致動(dòng)器裝置。在具體形式中，上述連接器包括上述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
在一個(gè)形式中，連接器包括本體部分和至少一個(gè)連接腿，所述腿 承載所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
在具體形式中，上述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置為鄰近連接腿的端部而 設(shè)置并與連接器成一體的附屬片，所述附屬片適于在沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng) 期間不起作用，而在錨定裝置的錨定期間在第二方向上起作用。在具 體形式中，連接器包括兩個(gè)腿，每個(gè)腿具有至少一個(gè)附屬片。具體而 言，每個(gè)附屬片沿第二方向從上述腿突出。在具體形式中，心軸具有
內(nèi)螺紋和覆蓋該心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件，其中至少一個(gè)擴(kuò)展元件在 心軸和至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中 所述連接器包括相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋裝置。在具體形式中，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋裝 置包括設(shè)置在連接器上的突起。在具體形式中，錨定裝置適于連接至 自鉆式巖石錨桿。


為了方便起見(jiàn)，下文將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)將附圖和相關(guān)描述的詳細(xì)內(nèi)容理解為并未取代本發(fā)明前述廣泛性描述的概 要。
在附圖中
圖1是自鉆式巖石錨桿的示意性透視圖2A是圖1自鉆式巖石錨桿的第一端的分解圖2B是圖1自鉆式巖石錨桿的第一端的另一分解圖3是圖1自鉆式巖石錨桿的第一端的側(cè)視圖4是位于巖層中時(shí)圖1自鉆式巖石錨桿的第一端的剖面圖5A是部分地處于坍縮狀態(tài)下和部分地處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下的圖1
自鉆式巖石錨桿的連接器的俯視圖5B是部分地處于坍縮狀態(tài)下和部分地處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下的圖1
自鉆式巖石錨桿的連接器的側(cè)視圖6A是圖1自鉆式巖石錨桿的鉆頭的仰視圖； 圖6B是圖1自鉆式巖石錨桿的鉆頭的側(cè)視圖； 圖7是圖6A和圖6B中的與圖5A和圖5B的連接器接合的鉆頭的
側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了自鉆式巖石錨桿IO，其結(jié)合了第一(鉆孔)端11、第二(螺 母)端12以及在相對(duì)端11和12之間延伸的軸13。通常由鋼制成的軸 13沿其長(zhǎng)度的主要(第二)部分為實(shí)心并結(jié)合有內(nèi)部通道14 (參見(jiàn)圖 4)，該內(nèi)部通道沿著錨桿的鄰近鉆孔端的遠(yuǎn)端(第一)部分。該內(nèi)部 通道經(jīng)由橫向端口 60和端部端口 61而在兩個(gè)位置與軸的外部連通。
在使用中，將自鉆式巖石錨桿10連接至鉆孔和錨桿支撐設(shè)備(未 示出)并用作(參見(jiàn)圖4)在巖層500中鉆出孔100的鉆桿。此后，如 以下將作更詳細(xì)說(shuō)明的，將巖石錨桿10固定到適當(dāng)位置，從而為巖層 500提供支承。鉆孔端11結(jié)合了鉆頭15和錨定裝置23，該鉆頭15結(jié)合了位于 其一端的鉆尖16，而該錨定裝置23在使用過(guò)程中被布置成將錨桿保持 在所鉆孔內(nèi)。錨定裝置23沿著錨桿的第一部分延伸并用于將錨桿10 保持在鉆孔內(nèi)，從而在將灌漿引入孔100以永久性地將錨桿固定在適 當(dāng)位置和/或使得錨桿張緊以至于巖層500處于受壓狀態(tài)之前，將巖石 錨桿暫時(shí)固定在適當(dāng)位置。
在圖2A至圖6B中最佳地看到鉆孔端11的詳細(xì)情況。
在鉆孔作業(yè)期間，鉆孔裝置通常將右旋旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)至鉆軸。為確保 鉆頭15在鉆孔作業(yè)期間不會(huì)與軸分離，鉆頭15和軸13之間的螺紋連 接為右旋螺紋，從而趨向于在鉆孔作業(yè)期間形成鉆頭與軸之間的螺紋 連接。
鉆頭15包括鉆頭本體17和鉆頭柄18，該鉆頭本體17包括位于 其外端的鉆尖16，而該鉆頭柄18結(jié)合了諸如位于其外表面上的外螺紋 22之類(lèi)的緊固裝置。通道19從鉆頭柄18的末梢延伸至鉆頭本體17的 末端。通道19被布置為當(dāng)將鉆頭15固定至軸端20時(shí)，與軸的內(nèi)部 通道14的端部端口61流體連通(圖4中清晰可見(jiàn))。軸端20包括與 鉆頭柄18上的外螺紋22互補(bǔ)的內(nèi)螺紋21 (參見(jiàn)圖4)。因而，可容 易地將鉆頭15旋擰至軸13的軸端20上。
鉆頭15設(shè)置有與鉆頭柄18相連的肩部表面80。肩部表面80大 致與鉆頭柄相垂直地延伸。當(dāng)已安裝了鉆頭時(shí)，肩部表面朝向軸13。 肩部表面包括形成至少一個(gè)直立壁82的至少一個(gè)凹面81。凹面81以 相對(duì)于肩部表面的銳角a傾斜。該角度的大小大于形成于鉆柄上的外 螺紋的螺旋角。角度a的大小比形成在錨桿軸13上的外螺紋38的螺 旋角至少大20%。換言之，凹面以近似于與圖6B中的右旋螺紋相反的 左旋螺紋傾斜。直立壁82將形成部分相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件(下面將作詳述)。錨定裝置23被布置在鉆頭15下方并包括一對(duì)擴(kuò)展元件24，該對(duì)
擴(kuò)展元件被設(shè)計(jì)為使其從附圖所示的縮回位置向外移動(dòng)至擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)
(未示出)，其中，擴(kuò)展元件24接合鉆孔100的壁101。
擴(kuò)展元件24通過(guò)連接器或夾緊帶(bail strap) 25互連。該連接 器通常由鋼制成并包括大致為圓形的主體部分26和連接腿27。連接腿 27被鉚接(或以其它方式固定)至擴(kuò)展元件24的近端28。擴(kuò)展元件 被連接至連接器，以形成錨組件。通過(guò)使得連接器25由鋼制成，則其 能撓曲，借此提供允許擴(kuò)展元件樞轉(zhuǎn)的活鉸鏈，從而擴(kuò)展元件能夠容 易地在其縮回位置和擴(kuò)展位置之間移動(dòng)。
本體部分26優(yōu)選為大致為圓形并包括用以容納鉆頭柄18的中心 孔84。本體部分26在朝向鉆頭15的表面上設(shè)置有至少一個(gè)突起或直 立榫舌83。優(yōu)選為，在本體部分的中部區(qū)域位置，即孔84與本體部分 外圍之間的一個(gè)位置處沖壓出榫舌83。榫舌83具有如圖5B中清晰可 見(jiàn)的大致V形，但也可具有任何其它適當(dāng)?shù)男螤睿鏤形或半圓形。 該榫舌的最大高度小于凹面81的最大深度。該榫舌包括引導(dǎo)緣85，即 連接器以左旋方向旋轉(zhuǎn)情況下的引導(dǎo)緣。引導(dǎo)緣85基本上垂直于本體 部分26的平面。上述榫舌將由凹面81容納并能在鉆孔期間抵靠直立 壁82。因此，該榫舌將形成部分相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件(下面將作詳述)。
由于錨定裝置可能會(huì)被卡于軸端20，所以各腿27承載相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 致動(dòng)器裝置或引導(dǎo)附屬片42A、 42B，即連接器25在沿左旋方向或第 二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)情況下的"引導(dǎo)"。因此，各附屬片42A、 42B沿第二旋 轉(zhuǎn)方向從上述腿突出。附屬片42A、 42B被設(shè)置為鄰近腿的遠(yuǎn)離本體部 分26的那一端部并與連接器成為一體。在圖5A和圖5B中，出于說(shuō)明 性原因，附屬片42A顯示為處于縮回狀態(tài)，而附屬片42B顯示為處于 擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。因此，附屬片適于在鉆孔(右旋旋轉(zhuǎn))期間不起作用，而 在錨定(左旋旋轉(zhuǎn))期間起作用或朝外彎曲。附屬片的幾何形狀為任 選的，例如該附屬片可為折疊(concertina)狀。錨定裝置23還包括心軸29,該心軸包括相對(duì)的斜面30和31。在 示例性形式中，心軸29包括頭部32和兩個(gè)懸垂腿33和34，且頭部 32的相對(duì)面以及腿33和34的相對(duì)邊緣表面形成相應(yīng)的傾斜面30和 31。頭部32可具有兩個(gè)用以容納連接器的腿的部分的相對(duì)凹槽。
心軸布置為使得斜面30和31為基本上平的并設(shè)計(jì)為與擴(kuò)展元件 24的內(nèi)表面35鄰接，從而使得心軸朝著軸的螺母端12的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使 得擴(kuò)展元件從其縮回位置移動(dòng)至擴(kuò)展位置。
為了實(shí)現(xiàn)這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將心軸聯(lián)接至錨桿軸，所示例的布置結(jié) 構(gòu)中，錨桿軸通過(guò)具有形成在心軸29的頭部32中的內(nèi)孔37中的內(nèi)螺 紋36以及形成在錨桿軸13上的外螺紋38的螺紋連接來(lái)實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
心軸29和錨桿軸13之間的螺紋連接為左旋螺紋，以便當(dāng)巖石錨 桿(在軸的右旋旋轉(zhuǎn)下)經(jīng)受鉆孔作業(yè)時(shí)，心軸和錨桿軸之間的任何 相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使得心軸朝著鉆孔端移動(dòng)，從而確保擴(kuò)展元件不會(huì)移至其 擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。同時(shí)，自鉆式巖石錨桿避免了心軸過(guò)緊地緊固于連接器和 鉆頭而使得心軸不能松開(kāi)的問(wèn)題。在可代替形式中，心軸可設(shè)置有直 接與鉆頭上的凹槽或突起配合的突起或凹槽，從而提供可替代第一轉(zhuǎn) 動(dòng)止擋件。
錨定裝置23還可包括未示出的環(huán)形帶，可將該環(huán)形帶布置在擴(kuò)展 元件24的末端周?chē)?。該環(huán)形帶通常由聚合材料或橡膠材料制成并設(shè)置 成僅在運(yùn)輸和開(kāi)始鉆孔期間將擴(kuò)展元件24保持在一起。
連接器的附屬片42A、 42B被布置為具有兩種狀態(tài)。圖3示出了 第一狀態(tài)，附屬片42A、 42B朝著心軸29折疊。當(dāng)附屬片在鉆孔作業(yè) 期間進(jìn)行右旋旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)上述情況。在圖5A所示朝右的第二狀態(tài) 中，附屬片從連接器25的外圍朝外彎折。在錨桿的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)期間會(huì)出現(xiàn)這種情況，且該情況由附屬片引起，其中附屬片在此轉(zhuǎn)動(dòng)的作用下 通過(guò)鉆孔的壁表面101。在第二 (或擴(kuò)展)狀態(tài)下時(shí)，存在附屬片接合 鉆孔的壁表面的更大趨勢(shì)。 一旦它們夾緊，則錨定裝置就開(kāi)始相對(duì)于 軸滑動(dòng)，借此引起某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此運(yùn)動(dòng)又致使心軸開(kāi)始從上述軸轉(zhuǎn)
下(winding down)，借此使得擴(kuò)展元件朝外移位。
因此，連接器25能執(zhí)行多種功能。第一功能是將擴(kuò)展元件保持為 以設(shè)定距離軸向遠(yuǎn)離軸的端部。第二功能是將心軸和擴(kuò)展元件旋轉(zhuǎn)地 結(jié)合在一起。第三功能是提供孔，以便能將鉆頭旋入軸中。第四功能 是形成部分轉(zhuǎn)動(dòng)止擋裝置，該轉(zhuǎn)動(dòng)止擋裝置阻止心軸被過(guò)緊地螺旋到 鉆頭。第五功能是提供在錨定期間夾緊孔壁的附屬片，借此使得錨定 裝置相對(duì)于軸旋轉(zhuǎn)。
如圖l所示，巖石錨桿IO包括沿著軸13的主要部分的套筒62。 套筒62從錨定裝置23附近穿過(guò)螺母端12并延伸至螺母端12附近。 套筒的用途是提供至少部分循環(huán)通路，從而允許流體從螺母端12經(jīng)過(guò) 而到達(dá)鉆孔端11。循環(huán)通路由形成在錨桿軸13與套筒62之間的通道 以及內(nèi)部通道14提供。內(nèi)部通道14經(jīng)由橫向端口 60而與形成在軸13 和套筒62之間的通道連通。
循環(huán)通路還包括形成在套筒62與鉆孔100的壁101之間的外部通 道64。通過(guò)使得鉆尖16以大于套筒62的半徑的距離徑向延伸而形成 該外部通道。
套筒62由套環(huán)66密封于其末端65。套環(huán)66能結(jié)合有內(nèi)螺紋， 用以結(jié)合到外螺紋38上，該外螺紋在軸13的上部上被加工出來(lái)。
還通過(guò)使得套筒62的近端67與申請(qǐng)人的澳大利亞專(zhuān)利申請(qǐng) No.200620778中詳細(xì)描述的驅(qū)動(dòng)聯(lián)接器43內(nèi)嵌接合來(lái)密封該套筒的近 端，此處通過(guò)引用將該申請(qǐng)并入本說(shuō)明書(shū)中?？蓪⒅С邪搴颓蛐螇|圈72布置在軸13上，并由傳動(dòng)螺母43來(lái)卡 住支承板和球形墊圈。支承板被布置為抵靠巖層500的外面。
在操作之前，適當(dāng)?shù)貙㈠^定裝置23螺旋在軸13上，直到軸端20 抵靠連接器25的本體部分26的下側(cè)。然后將鉆頭15旋入軸端的內(nèi)螺 紋21，直到鉆頭柄端86接合內(nèi)螺紋21的底部87為止。
在操作過(guò)程中，經(jīng)由傳動(dòng)螺母43將錨桿10固定至鉆孔裝置，這 使得巖石錨桿沿第一方向旋轉(zhuǎn)。在由軸與套筒62之間的通道形成的循 環(huán)通道、內(nèi)部通道60和外部通道64周?chē)盟豌@孔流體，以沖洗巖石 錨桿的巖石切割面。流體從沖洗的傳動(dòng)螺母43中的端口引入或排出。
在完成鉆孔階段時(shí)，鉆孔裝置隨之使得錨桿沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)由扭矩銷(xiāo)阻止時(shí)，傳動(dòng)螺母43與軸13 —起旋轉(zhuǎn)。這使得 附屬片42A、 42B朝外張開(kāi)，以至于連接器夾緊壁表面101，從而使得 擴(kuò)展元件24和心軸29開(kāi)始相對(duì)于錨桿軸滑動(dòng)。錨定裝置與軸之間引 起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)致使心軸從該軸的螺紋轉(zhuǎn)下，以至于擴(kuò)展元件徑向地朝 外移位，從而接合鉆孔的巖石表面。
當(dāng)擴(kuò)展元件與壁表面接合時(shí)，通過(guò)繼續(xù)在第二方向上將扭矩施加 到傳動(dòng)螺母43而使得錨桿處于張緊。在特定點(diǎn)，擴(kuò)展元件24受到強(qiáng) 大的作用力而抵靠巖壁表面，以至于心軸不能進(jìn)一步從軸向下移動(dòng)。 此時(shí)，可有效地限制錨桿，并且防止其進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。這將使得扭矩在 傳動(dòng)螺母43處聚集，直到該傳動(dòng)螺母到達(dá)將剪斷扭矩銷(xiāo)的點(diǎn)為止，借 此使得傳動(dòng)螺母相對(duì)于軸移動(dòng)。然后，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)致使螺母旋緊上述 軸。
一旦傳動(dòng)螺母能沿著錨桿軸移動(dòng)，則該傳動(dòng)螺母將(直接或者通 過(guò)支承板)與巖層500的外表面接合，當(dāng)錨桿在傳動(dòng)螺母與錨定裝置之間的有效長(zhǎng)度縮短時(shí)，該巖層的外表面將使得錨桿處于張緊。 一旦 錨桿處于足夠的張緊下，則此時(shí)可移除鉆孔裝置，并且可能為了進(jìn)一 步支承，進(jìn)行經(jīng)由傳動(dòng)螺母43中的端口引入灌漿而將錨桿安裝在適當(dāng) 位置的最后階段。
應(yīng)當(dāng)理解的是，所要求的錨定裝置25能用于非自鉆式巖石錨桿，
即在插入錨桿之前需要預(yù)鉆鑿孔的巖石錨桿。
在所附的權(quán)利要求以及相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置的前述中，除了上下
文需要或由于表達(dá)語(yǔ)言或必然的暗示，將詞語(yǔ)"包括(comprise)"或諸 如"包括(comprises)或"包括(comprising)"的變體用作包括的意思，艮P ， 表明所述特征存在但不排除發(fā)明各種實(shí)施例中存在或增加其他特征。
在不脫離本發(fā)明精神或范圍的前提下可對(duì)前述部分作出變型和/ 或更改。
權(quán)利要求
1. 一種巖石錨桿，包括第一端和第二端、在所述端之間延伸的軸、以及沿著所述軸的鄰近所述第一端的第一部分延伸的錨定裝置，所述錨定裝置包括心軸和覆蓋所述心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件在所述心軸和所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件被連接至連接器，以形成錨組件，并且所述錨組件被鍵接到所述心軸，且所述錨組件包括在所述錨定裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)期間起作用的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石錨桿，其中所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置布置在所述連接器上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的巖石錨桿，其中所述連接器包括本 體部分和至少一個(gè)連接腿，所述腿承載所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖石錨桿，其中所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝 置包括一個(gè)或多個(gè)從所述至少一個(gè)腿延伸的附屬片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巖石錨桿，其中所述附屬片適于在沿第 一方向旋轉(zhuǎn)期間不起作用而在沿第二方向旋轉(zhuǎn)期間起作用，且其中所 述錨桿沿第二方向旋轉(zhuǎn)，引起預(yù)定運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)所述錨定裝置的錨 定。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述相對(duì)旋 轉(zhuǎn)致動(dòng)器裝置被布置為在所述錨定裝置沿第二方向的旋轉(zhuǎn)時(shí)夾緊所鉆 孔的壁表面，從而引起所述預(yù)定運(yùn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的巖石錨桿，其中，在所述附屬片與 所鉆孔的所述壁表面的接合時(shí)，所述附屬片在沿第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)被偏壓而朝向所述錨定裝置折疊，并且當(dāng)所述錨桿沿第二方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，所 述附屬片被偏壓而向外延伸，從而夾緊所述所鉆孔的所述壁表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述連接器包括兩個(gè)腿，每個(gè)腿具有至少一個(gè)附屬片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4或8中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中，每個(gè)附 屬片沿第二方向從所述腿突出。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述巖石 錨桿為自鉆式巖石錨桿，其中所述第一端具有鉆頭，用以在沿第一方 向鉆孔期間穿入巖石。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的巖石錨桿，其中所述心軸被安裝到所 述軸上的外螺紋以及覆蓋所述心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件，并且所述心 軸與所述外螺紋和所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件配合，其中所述至少一個(gè)擴(kuò) 展元件在所述心軸與所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑 向向外移位，其中所述連接器被布置為被松馳地保持在鉆頭與所述軸 端的端部之間，其中所述鉆頭或所述心軸和所述連接器包括相對(duì)旋轉(zhuǎn) 止擋件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的巖石錨桿，其中所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件 設(shè)置成用以阻止所述錨組件圍繞聽(tīng)述鉆柄軸線旋轉(zhuǎn)，從而防止所述心 軸在沿所述第一方向鉆孔期間沿著所述錨桿軸在一個(gè)方向上軸向移 動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述 止擋件限制所述錨定裝置在所述軸上旋轉(zhuǎn)，從而在鉆孔期間保持所述 錨定裝置的端面與所述鉆頭的端面之間的間隔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述止擋件包括配合鄰接面， 一個(gè)所述面布置在所述鉆頭上，而另一個(gè)所 述面布置在所述錨定裝置上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的巖石錨桿，其中所述 止擋件包括位于所述鉆頭的肩部表面上的凹面以及設(shè)置在所述連接器 或心軸上的突起，并且所述凹面至少在鉆孔期間容納所述突起。
16. —種用于巖石錨桿的錨定裝置，所述錨定裝置用于當(dāng)位于所 鉆孔內(nèi)時(shí)保持所述錨桿，所述錨定裝置包括心軸和覆蓋所述心軸的至 少一個(gè)擴(kuò)展元件，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件在所述心軸和所述至少 一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中所述至少一 個(gè)擴(kuò)展元件連接至所述連接器，以形成錨組件，并且所述錨組件被鍵 接到所述心軸，且所述錨組件包括相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的錨定裝置，其中所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器 裝置布置在所述連接器上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的錨定裝置，其中所述連接器包括本體 部分和至少一個(gè)連接腿，所述腿承載所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)致動(dòng)器裝置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的錨定裝置，其中所述相對(duì)旋轉(zhuǎn) 致動(dòng)器裝置包括從所述至少一個(gè)腿突出的一個(gè)或多個(gè)附屬片。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的錨定裝置，其中所述附屬片適于在沿 第一方向旋轉(zhuǎn)期間不起作用，而在所述錨定裝置的錨定期間在第二方 向上起作用。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的錨定裝置，其中所述連接器包 括兩個(gè)腿，每個(gè)腿具有至少一個(gè)附屬片。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的錨定裝置，其中，每 個(gè)附屬片沿第二方向從所述腿突出。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16至22中任一項(xiàng)所述的錨定裝置，其中所述 心軸具有內(nèi)螺紋和覆蓋所述心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件，其中所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件在所述心軸和所述至少一個(gè)擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn) 動(dòng)時(shí)徑向向外移位，其中所述連接器結(jié)合了部分相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)止擋件。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的錨定裝置，其中所述部分相對(duì)旋轉(zhuǎn)止 擋件包括設(shè)置在所述連接器上的突起。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16至24中任一項(xiàng)所述的錨定裝置，其中所述 錨定裝置適于連接至自鉆孔式巖石錨桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種巖石錨桿(10)，其包括第一端(11)、第二端(12)、在兩端之間延伸的軸(13)、以及沿著鄰近所述軸的第一端的第一部分延伸的錨定裝置(23)。所述錨定裝置包括心軸(29)以及覆蓋所述心軸的至少一個(gè)擴(kuò)展元件(24)。所述擴(kuò)展元件在心軸與擴(kuò)展元件之間的預(yù)定相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)徑向向外移位。所述擴(kuò)展元件被連接至連接器(25)，以形成錨組件。所述錨組件被鍵接到心軸。所述錨組件包括在錨定裝置的旋轉(zhuǎn)期間起作用的相對(duì)旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器裝置(42A、42B)。本發(fā)明本身還涉及一種錨定裝置(23)。
文檔編號(hào)E21D21/00GK101535598SQ200780042547
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者史蒂文·韋弗, 約翰·霍斯, 達(dá)雷·韋伯, 馬修·肯尼 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司