專利名稱：鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉆機沖擊系統(tǒng)，尤其是涉及一種鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)。
背景技術：
隨著國家基礎建設的不斷發(fā)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(xiàn)跨越式發(fā)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(jīng)常遇到涌水帶、破碎帶、土層帶、崩落帶等，因而容 易產(chǎn)生頂板冒落、涌水等事故，嚴重影響了人身和設備安全，阻礙了施工的進度?，F(xiàn)如今， 最有效的施工方法是采用超前管棚支護進行施工，實際施工時經(jīng)鉆機鉆孔、插管和注漿后， 漿液與孔內(nèi)巖土層固結(jié)，由于內(nèi)存的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，支 護著隧道頂板的破碎帶、松散帶、崩落帶等，使其不易冒落或防止地下水的大量涌出等，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，并且有效提高了施工速度。管棚 鉆機施工技術于2003年從國外引入，并在國內(nèi)迅速得到發(fā)展。目前，國內(nèi)管棚鉆機主要依 賴于進口，國外產(chǎn)品技術成熟，性能優(yōu)越，但價格較高，平均價格在500-650萬/臺，其操控 系統(tǒng)復雜，受隧道環(huán)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(nèi)對于一種價格適中、操控簡單與維修方便的管棚鉆機，還是空白。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種鉆機水氣 同進沖擊系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩(wěn)定可靠且控制方式簡便、 實現(xiàn)方便、實用價值高，能有效解決現(xiàn)有鉆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(yè)效率低等多種缺陷和不足。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其 特征在于包括與鉆機的鉆桿內(nèi)部相通且能向鉆桿內(nèi)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鉆桿內(nèi)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鉆桿內(nèi)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端口相接，且所述三通管的第三個連接端口通過水氣輸送管道與鉆桿 內(nèi)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端口上，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(qū)動機構(gòu)為液壓驅(qū)動機構(gòu)且所述液壓驅(qū)動機構(gòu) 與水泵相接。
所述液壓驅(qū)動機構(gòu)包括液壓油箱、通過液壓管道與液壓油箱相接的驅(qū)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回路進行通斷控制的控制 裝置，所述驅(qū)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(qū)動的 水泵液壓馬達相接，所述驅(qū)動泵通過多路閥供油至水泵液壓馬達。還包括泄油匯集塊，所述泄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(qū)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回路中的電氣控制設備進行控制 的控制手柄。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)設計合理且安裝緊湊，使用效果好。2、工作性能安全可靠，高壓水源采用液壓系統(tǒng)進行驅(qū)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(zhuǎn)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，然后與高壓水混合經(jīng)過 水氣輸送管道通向鉆桿從鉆頭噴出。實踐中，只開啟水泵且未打開空壓機氣閥，就只是高 壓水從鉆頭噴出；打開空壓機氣閥，未開動水泵，就只是高壓氣從鉆頭噴出；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 從鉆頭噴出；打開空壓機的氣閥且未開動水泵(即未扳動控制手柄)時，只有高壓氣從鉆頭 噴出；當控制手柄和打開空壓機的氣閥同時打開時，就會從鉆頭同時噴出高壓水和高壓氣， 實現(xiàn)水氣同進。3、使用效果好，實用價值高，目前在深孔作業(yè)時，由于泥渣多且不容易清理，給鉆 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，本發(fā)明通 過在現(xiàn)有鉆機上增設水氣同進系統(tǒng)，不僅方便了清孔和快速出渣，減少了環(huán)境污染，而且改 善了工人作業(yè)環(huán)境，具有很大的應用推廣價值。實際鉆孔過程中，通入水和氣能夠非常方便 清孔和快速出渣，給鉆進速度起到巨大作用。以往的鉆機只能單獨通入水或單獨通入氣，而 本發(fā)明可以根據(jù)實際工況單獨噴水或噴氣，還能實現(xiàn)水氣同進使得高壓氣和高壓水經(jīng)過裝 有單向閥的三通管合流后產(chǎn)生的高壓水氣混合物并經(jīng)鉆桿從鉆頭噴出，以便鉆孔作業(yè)時快 速清孔、排渣，提高鉆進效率，并降低粉塵污染。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩(wěn)定可靠且控制 方式簡便、實現(xiàn)方便、實用價值高，能有效解決現(xiàn)有鉆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(yè)效率低等多種缺陷和不足。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的液壓管路原理圖。附圖標記說明
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-鉆桿；9-鉆頭；10-柱塞泵；11-多路閥；12-水泵液壓馬達；13-泄油匯集塊；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-鉆架；
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括與鉆機的鉆桿8內(nèi)部相通且能向鉆桿8內(nèi)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鉆桿8內(nèi)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鉆桿8內(nèi)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，本發(fā)明還包括三通管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的兩個連接端口相接，且所述三通管5的第三個連接端口 通過水氣輸送管道6與鉆桿8內(nèi)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 兩個連接端口上，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(qū)動機構(gòu)為液壓驅(qū)動機構(gòu)且所述液壓驅(qū)動 機構(gòu)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(qū)動機構(gòu)包括液壓油箱14、通過液壓管道與液壓油箱14相接的驅(qū)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回路進行通斷控 制的控制裝置18，所述驅(qū)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(qū)動的水泵液壓馬達12相接，所述驅(qū)動泵通過多路閥11供油至水泵液壓馬 達12。同時，本發(fā)明還包括泄油匯集塊13，所述泄油匯集塊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(qū)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回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。所述控制手柄安裝于移 動操作箱上。實際布設時，鉆桿8布設在設置于鉆機機身上的鉆架19且能在鉆架19上前后移 動，鉆頭9安裝在鉆桿8的前端部，實際操作過程中，通過安裝在鉆桿8后部的鑿巖機7帶 動鉆桿8進行正反轉(zhuǎn)等動作。本發(fā)明的工作過程是扳上控制手柄后，安裝在鉆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上的電磁換向閥并使得所述電磁換向閥 得電，即接通所述電磁換向閥的供電回路；當所述電磁換向閥得電后，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(zhuǎn)動后，水源(具體為水池中的水)就會通過水過濾器輸送至水泵1，之后便從水泵1噴出6MPa的高壓水，隨后再通過液體單向閥3 輸送至三通管5。所述空壓機2是單獨運作的，空壓機2后開啟，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，然后與高壓水混合后通過水氣輸送管道6通 向鉆桿8并最終從鉆頭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 從鉆頭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 從鉆頭9噴出；當控制手柄和打開空壓機2的氣閥同時打開時，就會從鉆頭9同時噴出高壓 水和高壓氣，實現(xiàn)水氣同進。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于包括與鉆機的鉆桿(8)內(nèi)部相通且能向鉆桿(8)內(nèi)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鉆桿(8)內(nèi)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鉆桿(8)內(nèi)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(quán)利要求1所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于還包括三通管(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 兩個連接端口相接，且所述三通管(5)的第三個連接端口通過水氣輸送管道(6)與鉆桿(8) 內(nèi)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(quán)利要求2所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述液體單向閥(3) 和氣體單向閥(4)分別對應固定安裝在三通管(5)的兩個連接端口上，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(quán)利要求1、2或3所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述高壓氣源 為空壓機(2)。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述高壓水源 為水泵(1)，所述水泵(1)的驅(qū)動機構(gòu)為液壓驅(qū)動機構(gòu)且所述液壓驅(qū)動機構(gòu)與水泵(1)相接。
6.按照權(quán)利要求5所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述液壓驅(qū)動機構(gòu) 包括液壓油箱(14)、通過液壓管道與液壓油箱(14)相接的驅(qū)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回路進行通斷控制的控制裝置 (18)，所述驅(qū)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(qū)動的水泵液壓馬達(12)相接，所述驅(qū)動泵通過多路閥(11)供油至水泵液壓馬達 (12)。
7.按照權(quán)利要求6所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于還包括泄油匯集塊 (13)，所述泄油匯集塊(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(quán)利要求6所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動泵為柱塞泵 (10)。
9.按照權(quán)利要求6所述的鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置(18)為 對串接在所述電磁換向閥供電回路中的電氣控制設備進行控制的控制手柄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆機水氣同進沖擊系統(tǒng)，包括與鉆機的鉆桿內(nèi)部相通且能向鉆桿內(nèi)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鉆桿內(nèi)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鉆桿內(nèi)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。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設計合理、安裝緊湊、控制自如、工作性能穩(wěn)定可靠且控制方式簡便、實現(xiàn)方便、實用價值高，能有效解決現(xiàn)有鉆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(yè)效率低等多種缺陷和不足。
文檔編號E21B1/00GK101806192SQ20101012357
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)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