專利名稱：水壓式煤壁注水封孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤礦中煤壁或煤層注水封孔技術(shù)，特別是涉及一種水壓式煤壁注 水封孔器。
二、背景技術(shù)隨著煤炭工業(yè)及煤礦生產(chǎn)機械化的高速發(fā)展，煤礦生產(chǎn)中的塵害問題依然嚴(yán)峻， 煤礦工人塵肺病發(fā)病率較高，煤塵爆炸時有發(fā)生，瓦斯突出是煤礦井下一種嚴(yán)重的自然災(zāi) 害，嚴(yán)重制約煤礦的安全生產(chǎn)。向煤壁或煤層注水是采煤生產(chǎn)過程中防止回采工作面煤塵 的一種積極有效的措施。傳統(tǒng)簡便方法是采用水泥砂漿封孔，即將注水管插入鉆孔的封孔 段底部用木楔或棉紗堵住然后將水泥封孔。待水泥石漿凝固后便可注水。用水泥砂漿封孔 注水耗費時間長，浪費大、耗費材料多、操作不方便，不能用于動壓注水。目前國內(nèi)煤礦上主 要采用的封孔注水裝置有水力膨脹式封孔器。這些注水和封孔壓力是通過設(shè)在膨脹管前端 的溢流閥預(yù)先設(shè)定的，注水封孔器插入眼孔后，即使預(yù)先設(shè)定的壓力不符合眼孔具體要求 也不可隨即調(diào)整，必須將注水封孔器從眼孔中抽出后重新設(shè)定，費時費力。另外注水的進水 管和封孔膨脹管連通且內(nèi)腔壓力相同，如專利號為200820099473. 1的分段式注水封孔器， 出水管前端單向閥在打開之前橡膠水腔被撐開，但一旦出水管前端單向閥通水則橡膠水腔 壓力降低導(dǎo)致可能密封不嚴(yán)；封孔時壓力易隨壓力源波動，導(dǎo)致膨脹管經(jīng)常撞擊孔壁造成 眼孔變形，加之供液管外徑小于注水眼孔直徑，注水時眼孔受到水的浸泡極易塌孔，致使膨 脹管難以撤出回收復(fù)用，必須一直保持較高水壓才能維持膨脹管被張起，只適合靜態(tài)注 水。
三、實用新型內(nèi)容本實用新型是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，提供一種機械式水壓式煤壁注 水封孔器。技術(shù)方案一種水壓式煤壁注水封孔器，包括出水管、安裝在進水管前端的單向閥和套裝于 進水管外側(cè)的膨脹管，所述膨脹管為封閉的彈性環(huán)形膨脹管，該環(huán)形膨脹管套裝于進水管 外側(cè)并與進水管通過充水單向閥連通；在所述環(huán)形膨脹管后端至少設(shè)有一個排水孔并在該 排水孔上設(shè)有墊片，在墊片中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿，墊片面積大于排水孔 面積而連桿直徑小于排水孔孔徑，連桿穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)。在所述環(huán)形膨脹管后端設(shè)有兩個以上排水孔，各排水孔環(huán)繞均布排列，并在各排 水孔內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有墊片，在墊片中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿，墊片面積大 于排水孔面積而連桿直徑小于排水孔孔徑，連桿穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)在進水管后段套裝有一按壓環(huán)，所述連桿固定于按壓環(huán)端面上。在進水管后段外側(cè)壁上設(shè)有固定耳并在固定耳上設(shè)有插孔，連桿穿過排水孔后又 插裝于所述固定耳插孔內(nèi)。
3[0009]所述充水單向閥為鴨嘴狀單向閥，或者為彈簧單向閥。所述充水單向閥采用墊片式單向閥，即在環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)與進水管連通通道口上 覆蓋一個墊片，該墊片一側(cè)與環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)壁軟連接。所述墊片為柔性墊片，或者為硬性墊片其一端通過銷軸與環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)壁鉸 接。在環(huán)形壓片與環(huán)形膨脹管之間的進水管側(cè)壁上套裝有橡膠碟簧。所述連桿末端設(shè)有按壓片，在該按壓片與環(huán)形膨脹管之間的連桿上套裝有彈簧。本實用新型的有益效果1、本實用新型水壓式煤壁注水封孔器，在環(huán)形膨脹管與進水管之間采用單向閥， 可以實現(xiàn)動壓充水，由于環(huán)形膨脹管內(nèi)被第一次充水時即起到膨脹密封作用，所以之后無 論進水管壓力大小環(huán)形膨脹管的體積都不發(fā)生變化，直到按壓連桿排水。2、本實用新型水壓式煤壁注水封孔器，結(jié)構(gòu)簡單，容易生產(chǎn)制造，使用效果非常 好，非常利于在采礦領(lǐng)域推廣實施。

圖1是本實用新型水壓式煤壁注水封孔器剖面結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2是圖1的環(huán)形膨脹管充水狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的出水狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的I部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型水壓式煤壁注水封孔器剖面結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖7是本實用新型水壓式煤壁注水封孔器剖面結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；圖8是本實用新型水壓式煤壁注水封孔器剖面結(jié)構(gòu)示意圖之三。圖中，標(biāo)號1為出水管，2為單向閥，3為環(huán)形膨脹管，4為充水單向閥，5為墊片，6 為連桿，7為環(huán)形壓片，8為單向閥的壓力堵頭，9為單向閥彈簧，10為出水口，11為墊片式充 水單向閥，12為橡膠碟簧，13為套裝于連桿上的彈簧，14為鴨嘴狀出水口，15為漸擴端面， 16為漸收端面。
五具體實施方式
實施例一參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，一種水壓式煤壁注水封孔器，包括出水 管1、安裝在進水管前端的單向閥2和套裝于進水管外側(cè)的膨脹管，其中膨脹管為封閉的彈 性環(huán)形膨脹管3，該環(huán)形膨脹管3套裝于進水管1外側(cè)并與進水管通過充水單向閥4連通； 在所述環(huán)形膨脹管3后端設(shè)有兩個以上排水孔，并在各排水孔上設(shè)有墊片5，各排水孔環(huán)繞 均布排列，在墊片5中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿6，墊片5面積大于排水孔面積 而連桿6直徑小于排水孔孔徑，連桿6穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)。在進水管后段 套裝有一按壓環(huán)7，所述各連桿6均固定于按壓環(huán)7端面上。在本實施例中，充水單向閥為鴨嘴狀單向閥。從圖1、圖2、圖3中可以看出進水過程，圖2中顯示進水管1在進水初期，單向閥2 的并未打開，在水壓下充水單向閥4首先被打開，此時向環(huán)形膨脹管內(nèi)充水，待環(huán)形膨脹管內(nèi)壓力達(dá)到一定程度后，水壓迫使單向閥2打開(如圖3)。其中在環(huán)形膨脹管后段排水管 上的墊片在充水時由于水壓作用一直密封緊壓在排水孔上，完成充水之后，通過按壓壓片 7(環(huán)形)使之排水。本實施例中通過充水單向閥4可以實現(xiàn)動壓充水，由于環(huán)形膨脹管內(nèi) 被第一次充水時即起到膨脹密封作用，所以之后無論進水管壓力大小環(huán)形膨脹管的體積都 不發(fā)生變化，直到按壓連桿6排水。實施例二附圖未畫，意義與實施例一基本相同，相同之處不重述，不同的是在 進水管后段外側(cè)壁上設(shè)有固定耳并在固定耳上設(shè)有插孔，連桿穿過排水孔后又插裝于所述 固定耳插孔內(nèi)。實施例三參見圖6，編號與實施例一相同，意義與實施例一基本相同，相同之處 不重述，不同的是所述充水單向閥采用墊片式單向閥11，即在環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)與進水管 連通通道口上覆蓋一個柔性墊片，該墊片一側(cè)與環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)壁軟連接。實施例四附圖未畫，意義與實施例三基本相同，相同之處不重述，不同的是所 述墊片為硬性墊片其一端通過銷軸與環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)壁鉸接。實施例五參見圖7，編號與實施例一相同，意義與實施例一基本相同，相同之處 不重述，不同的是在環(huán)形壓片與環(huán)形膨脹管之間的進水管側(cè)壁上套裝有橡膠碟簧12。實施例六參見圖8，編號與實施例一相同，意義與實施例一基本相同，相同之處 不重述，不同的是所述連桿末端設(shè)有按壓片7 (非環(huán)形)，在該按壓片與環(huán)形膨脹管之間的 連桿上套裝有彈簧13。實施例七附圖未畫，意義與實施例三基本相同，相同之處不重述，不同的是充 水單向閥為彈簧單向閥，該彈簧單向閥的彈性系數(shù)小于出水口的單向閥。
權(quán)利要求一種水壓式煤壁注水封孔器，包括出水管、安裝在進水管前端的單向閥和套裝于進水管外側(cè)的膨脹管，其特征是所述膨脹管為封閉的彈性環(huán)形膨脹管，該環(huán)形膨脹管套裝于進水管外側(cè)并與進水管通過充水單向閥連通；在所述環(huán)形膨脹管后端至少設(shè)有一個排水孔并在該排水孔上設(shè)有墊片，在墊片中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿，墊片面積大于排水孔面積而連桿直徑小于排水孔孔徑，連桿穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是在所述環(huán)形膨脹管后端 設(shè)有兩個以上排水孔，各排水孔環(huán)繞均布排列，并在各排水孔內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有墊片，在墊 片中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿，墊片面積大于排水孔面積而連桿直徑小于排水 孔孔徑，連桿穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是在進水管后 段套裝有一按壓環(huán)，所述連桿固定于按壓環(huán)端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是在進水管后 段外側(cè)壁上設(shè)有固定耳并在固定耳上設(shè)有插孔，連桿穿過排水孔后又插裝于所述固定耳插 孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是所述充水單向閥為鴨嘴 狀單向閥，或者為彈簧單向閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是所述充水單向閥采用墊 片式單向閥，即在環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)與進水管連通通道口上覆蓋一個墊片，該墊片一側(cè)與環(huán) 形膨脹管內(nèi)側(cè)壁軟連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是所述墊片為柔性墊片，或 者為硬性墊片其一端通過銷軸與環(huán)形膨脹管內(nèi)側(cè)壁鉸接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是在環(huán)形壓片與環(huán)形膨脹 管之間的進水管側(cè)壁上套裝有橡膠碟簧。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水壓式煤壁注水封孔器，其特征是所述連桿末端設(shè)有按壓 片，在該按壓片與環(huán)形膨脹管之間的連桿上套裝有彈簧。
專利摘要本實用新型涉及一種水壓式煤壁注水封孔器，包括出水管、安裝在進水管前端的單向閥和套裝于進水管外側(cè)的膨脹管，所述膨脹管為封閉的彈性環(huán)形膨脹管，該環(huán)形膨脹管套裝于進水管外側(cè)并與進水管通過充水單向閥連通；在所述環(huán)形膨脹管后端至少設(shè)有一個排水孔并在該排水孔上設(shè)有墊片，在墊片中心位置沿垂直墊片方向固定有一連桿，墊片面積大于排水孔面積而連桿直徑小于排水孔孔徑，連桿穿過排水孔后伸出環(huán)形膨脹管外側(cè)。本實用新型的封孔器，在環(huán)形膨脹管與進水管之間采用單向閥，可以實現(xiàn)動壓充水，結(jié)構(gòu)簡單，容易生產(chǎn)制造，使用效果非常好，非常利于在采礦領(lǐng)域推廣實施。
文檔編號E21B33/03GK201687507SQ20102022191
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者劉少偉, 李輝, 熊德國 申請人:河南理工大學(xué)