一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，包括截割軸、錐體、芯套、截齒總成和芯頭，錐體套接在芯頭和芯套外周；截割軸套接在芯套內(nèi)腔中且截割軸向前伸入芯頭內(nèi)部相匹配的內(nèi)腔中帶動截割頭運(yùn)動；截齒總成內(nèi)部設(shè)有齒座流道、齒體流道和噴嘴；截割軸上設(shè)有入水孔和主流道，入水孔一端接高壓水源另一端與主流道連通，芯頭上設(shè)置有芯頭流道，錐體上設(shè)置有錐體流道。高壓水經(jīng)入水孔進(jìn)入主流道，通過芯頭流道，進(jìn)而流入錐體流道，然后流入截齒總成內(nèi)，在截齒總成內(nèi)先后經(jīng)過齒座流道、齒體流道進(jìn)入噴嘴，形成高壓水射流，輔助截割頭破巖。本裝置在設(shè)計(jì)上保持外形與普通的截割頭相同，方便應(yīng)用于同樣類型的掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)上，通用度大。
【專利說明】一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦、礦山及隧道工程設(shè)備領(lǐng)域，特別是掘進(jìn)機(jī)上的一種高壓水射流輔助截割頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦井下巷道機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，不斷更新的機(jī)械化掘進(jìn)工具仍不能滿足生產(chǎn)的需求。應(yīng)用于薄煤層半煤巖、夾矸和小斷層煤巖掘進(jìn)的小型功率掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)效率低，但在截割機(jī)構(gòu)不變的情況下采用加大功率的方法來解決以上存在的問題勢必會造成刀具磨損嚴(yán)重，并存在安全隱患，基于此急需研發(fā)一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭。目前掘進(jìn)機(jī)截割頭流道設(shè)計(jì)，留有一個水腔，方便低壓水通過噴嘴噴出，可以滿足噴霧降塵工作需求，但水射流輔助破巖時，所需水壓高達(dá)幾十兆帕，如果整個水腔充滿高壓水，截割頭各殼體及焊縫將承受巨大壓力，嚴(yán)重影響其使用壽命，且存在安全隱患，所以需要研發(fā)一種流道合理布置的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，不必以加大功率造成刀具磨損為代價即可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中小型功率掘進(jìn)機(jī)效率低下的技術(shù)問題。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，包括同軸設(shè)置的截割軸、錐體、芯套、截齒總成和芯頭，所述芯頭貼合在芯套前端，錐體大小兩端均設(shè)有開口，錐體的內(nèi)腔設(shè)有與芯頭、芯套分別相匹配的孔，所述錐體套接在芯頭和芯套外周，錐體小端的開口與芯頭適配并且與芯頭的端面位置齊平，所述截割軸伸入芯套內(nèi)腔與芯套內(nèi)腔配合且截割軸向前伸入芯頭內(nèi)部相匹配的內(nèi)腔中；
[0006]所述截齒總成均勻地分布在錐體外周,每個截齒總成包括齒座、齒體和齒尖,在齒座上設(shè)有齒座流道，在齒體上設(shè)有齒體流道，在齒尖上設(shè)有噴嘴，所述齒體流道連接齒座流道和噴嘴；
[0007]所述截割軸上設(shè)有入水孔和主流道，所述主流道設(shè)置在截割軸內(nèi)部，所述入水孔一端接高壓水源另一端與主流道連通，所述芯頭上設(shè)置有與主流道相連通的芯頭流道，所述錐體上設(shè)置有錐體流道，所述芯頭流道與錐體流道連通，所述錐體流道進(jìn)而連接至齒座流道。
[0008]高壓水經(jīng)入水孔進(jìn)入主流道，通過芯頭流道，進(jìn)而流入與之對應(yīng)的錐體流道，然后通過錐體流道流入截齒總成內(nèi)，在截齒總成內(nèi)先后經(jīng)過齒座流道、齒體流道進(jìn)入噴嘴，形成高壓水射流，輔助截割頭破巖。
[0009]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述芯頭焊接在芯套上，所述芯套焊接在錐體內(nèi)腔中。焊接連接牢固可靠，防止在高壓水的強(qiáng)力沖擊下破壞部件之間的連接。[0010]進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，所述截割軸和芯頭之間設(shè)有密封圈一；所述齒體與齒座之間設(shè)置有密封圈二。工作時，因截割軸與芯頭之間、齒體與齒座之間均具有相對運(yùn)動，故設(shè)置了密封圈用以實(shí)現(xiàn)密封。
[0011]針對各種現(xiàn)有的截割頭的形狀，設(shè)計(jì)下列3種更為具體的結(jié)構(gòu)。
[0012]基于上述基本結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，還包括錐體蓋板和芯頭蓋板；所述錐體蓋板覆蓋在錐體外部將整個錐體的錐面包裹住，所述截齒總成焊接固定在錐體蓋板上，截齒總成所在位置的錐體蓋板上開設(shè)有蓋板流道，蓋板流道與相應(yīng)的截齒總成上的齒座流道連通；所述芯頭蓋板覆蓋在芯頭前端且芯頭蓋板與錐體蓋板焊接后相連；所述芯頭流道包括芯頭干流道和芯頭支流道，所述芯頭干流道設(shè)置在芯頭內(nèi)部且與主流道直接相連，所述芯頭支流道沿芯頭前端面的圓周布置且與芯頭干流道相連；所述錐體流道包括錐體干流道和錐體支流道，所述錐體干流道沿錐體的外表面上設(shè)置，且錐體干流道與芯頭支流道一一連通對應(yīng)；所述錐體支流道設(shè)置在錐體干流道上形成支流，所述錐體支流道連接至蓋板流道。
[0013]同樣的，基于上述基本結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，所述錐體流道為開設(shè)在錐體上的螺栓孔式錐體流道，所述芯頭流道為開設(shè)在芯頭上的螺栓孔式芯頭流道；還包括高壓軟管，所述高壓軟管兩端設(shè)有螺紋接頭，高壓軟管分別與螺栓孔式錐體流道和螺栓孔式芯頭流道連接。
[0014]同樣的，基于上述基本結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，所述錐體為實(shí)心錐體，在錐體內(nèi)部開設(shè)有錐體流道，所述錐體流道連通芯頭流道和齒座流道。
[0015]有益效果:
[0016]本發(fā)明裝置將流道巧妙地布置在截割頭內(nèi)部，并在部件之間的連接以及密封性能上盡可能地完善，將高壓水安全有效地輸送至截齒總成上的噴嘴后直接噴出，能充分利用巖石的水楔效應(yīng)擴(kuò)展裂紋，破巖靶距小，極大程度地降低截齒受力，提高截齒壽命及破巖效率；
[0017]本裝置在設(shè)計(jì)上保持外形與普通的截割頭相同，方便應(yīng)用于同樣類型的掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)上，通用度廣泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的齒座及截齒結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是圖2的A-A視圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實(shí)施例三的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的3這種具體結(jié)構(gòu)作更進(jìn)一步的說明。
[0024]實(shí)施例一
[0025]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，包括截割軸1、錐體
2、芯套3、截齒總成4、芯頭5、錐體蓋板6、芯頭蓋板7，所述錐體2、芯套3、截齒總成4、芯頭
5、錐體蓋板6和芯頭蓋板7之間均為焊接連接，截割軸I通過花鍵與芯套3連接，帶動整個截割頭工作，截割軸I和芯頭5之間設(shè)有密封圈一 1-3。[0026]截割軸I上開設(shè)有入水孔1-1和主流道1-2，芯頭5上開設(shè)有芯頭干流道5_1和四道芯頭支流道5-2，四道芯頭支流道5-2沿芯頭5圓周均勻布置，錐體2上開設(shè)有四道錐體干流道2-1和若干錐體支流道2-2，四道錐體干流道2-1和四道芯頭支流道5-2——對應(yīng)，錐體蓋板6上開設(shè)有蓋板流道6-1。
[0027]截齒總成4主要包括齒座4_2、齒體4_3和齒尖4_4，在齒座4_2上設(shè)有齒座流道4-5，在齒體4-3上設(shè)有齒體流道4-6，在齒尖4-4上設(shè)有噴嘴4_7，所述齒體流道4_6連接齒座流道4-5和噴嘴4-7，齒座4-2和齒體4-3之間為焊接，并設(shè)有O型密封圈二 4_1，所述齒體4-3和齒尖4-4之間也為焊接。
[0028]掘進(jìn)機(jī)工作時，高壓水經(jīng)入水孔1-1進(jìn)入主流道1-2，通過芯頭干流道5-1流入芯頭支流道5-2，并流入與之對應(yīng)的錐體干流道2-1，然后通過錐體支流道2-2流入蓋板流道6-1，接著高壓水流入齒座流道4-5，經(jīng)過齒體流道4-6進(jìn)入噴嘴4-7，形成高壓水射流，輔助截割頭破巖。
[0029]實(shí)施例二
[0030]如圖1和圖4所示，本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，包括截割軸1、錐體
2、芯套3、截齒總成4、芯頭5、高壓軟管8，所述錐體2、芯套3、截齒總成4、芯頭5之間均為焊接連接，截割軸I通過花鍵與芯套3連接，帶動整個截割頭工作，截割軸I和芯頭5之間設(shè)有密封圈一 1-3。
[0031]截割軸I上開設(shè)有入水孔1-1、主流道1-2和出水孔1-4，錐體2上開設(shè)有螺栓孔式錐體流道2-3，芯頭5上開設(shè)有螺紋孔式芯頭流道5-3，所述出水孔1-4連接主流道和螺紋孔式芯頭流道5-3，高壓軟管8通過其兩端自帶的螺紋接頭分別與螺紋孔式芯頭流道5-3和螺栓孔式錐體流道2-3連接。
[0032]截齒總成4主要包括齒座4_2、齒體4_3和齒尖4_4，在齒座4_2上設(shè)有齒座流道4-5，在齒體4-3上設(shè)有齒體流道4-6，在齒尖4-4上設(shè)有噴嘴4_7，所述齒體流道4_6連接齒座流道4-5和噴嘴4-7，齒座4-2和齒體4-3之間為焊接，并設(shè)有O型密封圈二 4_1，所述齒體4-3和齒尖4-4之間也為焊接。
[0033]掘進(jìn)機(jī)工作時，高壓水經(jīng)入水孔1-1進(jìn)入主流道1-2，通過芯頭流道5-3流入高壓軟管8，接著高壓水流經(jīng)螺栓孔式錐體流道2-3，流入齒座流道4-5，經(jīng)過齒體流道4-6進(jìn)入噴嘴4-7，形成高壓水射流，輔助截割頭破巖。
[0034]實(shí)施例三
[0035]如圖1和圖5所示，本發(fā)明的掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，包括截割軸1、錐體
2、芯套3、截齒總成4、芯頭5，所述錐體2、芯套3、截齒總成4、芯頭5之間均為焊接連接，截割軸I通過花鍵與芯套3連接，帶動整個截割頭工作，截割軸I和芯頭5之間設(shè)有密封圈一1_3 ο
[0036]截割軸I上開設(shè)有入水孔1-1、主流道1-2和出水孔1-4，錐體2為實(shí)心錐體，并開設(shè)有錐體流道2-4，芯頭5上開設(shè)有芯頭流道5-4，所述出水口 1-4連接主流道1-2和芯頭流道5-4。
[0037]截齒總成4主要包括齒座4_2、齒體4_3和齒尖4_4，在齒座4_2上設(shè)有齒座流道4-5，在齒體4-3上設(shè)有齒體流道4-6，在齒尖4-4上設(shè)有噴嘴4_7，齒座4_2和齒體4_3之間為焊接，并設(shè)有密封圈二 4-1，齒體4-3和齒尖4-4之間為焊接。[0038]掘進(jìn)機(jī)工作時，高壓水經(jīng)入水孔1-1進(jìn)入主流道1-2，通過芯頭流道5-4流入錐體流道2-4，接著高壓水流入齒座流道4-5，經(jīng)過齒體流道4-6進(jìn)入噴嘴4-7，形成高壓水射流，輔助截割頭破巖。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:包括同軸設(shè)置的截割軸(I)、錐體(2)、芯套(3)、截齒總成(4)和芯頭(5)，所述芯頭(5)貼合在芯套(3)前端，錐體(2)大小兩端均設(shè)有開口，錐體(2)的內(nèi)腔設(shè)有與芯頭(5)、芯套(3)分別相匹配的孔，所述錐體(3)套接在芯頭(5 )和芯套(3 )外周，錐體(2 )小端的開口與芯頭(5 )適配并且與芯頭(5 )的端面位置齊平，所述截割軸(I)伸入芯套(3)內(nèi)腔與芯套(3)內(nèi)腔配合且截割軸(I)向前伸入芯頭(5)內(nèi)部相匹配的內(nèi)腔中； 所述截齒總成(4)均勻地分布在錐體(2)外周，每個截齒總成(4)包括齒座(4-2)、齒體(4-3)和齒尖(4-4)，在齒座(4-2)上設(shè)有齒座流道(4-5)，在齒體(4-3)上設(shè)有齒體流道(4-6 )，在齒尖(4-4)上設(shè)有噴嘴(4-7 )，所述齒體流道(4-6 )連接齒座流道(4-5 )和噴嘴(4-7)； 所述截割軸(I)上設(shè)有入水孔(1-1)和主流道(1-2 )，所述主流道(1-2 )設(shè)置在截割軸Cl)內(nèi)部，所述入水孔(1-1) 一端接高壓水源另一端與主流道(1-2)連通，所述芯頭(5)上設(shè)置有與主流道(1-2)相連通的芯頭流道，所述錐體(2)上設(shè)置有錐體流道，所述芯頭流道與錐體流道連通，所述錐體流道進(jìn)而連接至齒座流道(4-5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:所述芯頭(5)焊接在芯套(3)上，所述芯套(3)焊接在錐體(2)內(nèi)腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:齒座(4-2)和齒體(4-3)之間為焊接連接，所述齒體(4-3)和齒尖(4-4)之間為焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所 述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:所述截割軸(I)和芯頭(5)之間設(shè)有密封圈一(1-3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:所述齒體(4-3 )與齒座(4-2 )之間設(shè)置有密封圈二( 4-1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:還包括錐體蓋板(6)和芯頭蓋板(7);所述錐體蓋板(6)覆蓋在錐體(2)外部將整個錐體(2)的錐面包裹住，所述截齒總成(4)焊接固定在錐體蓋板(6)上，截齒總成(4)所在位置的錐體蓋板(6)上開設(shè)有蓋板流道(6-1),蓋板流道(6-1)與相應(yīng)的截齒總成(4)上的齒座流道(4-5 )連通；所述芯頭蓋板(7 )覆蓋在芯頭(5 )前端且芯頭蓋板(7 )與錐體蓋板(6 )焊接后相連；所述芯頭流道包括芯頭干流道(5-1)和芯頭支流道(5-2 )，所述芯頭干流道(5-1)設(shè)置在芯頭(5)內(nèi)部且與主流道(1-2)直接相連，所述芯頭支流道(5-2)沿芯頭(5)前端面的圓周布置且與芯頭干流道(5-1)相連；所述錐體流道包括錐體干流道(2-1)和錐體支流道(2-2 )，所述錐體干流道(2-1)沿錐體(2 )的外表面上設(shè)置，且錐體干流道(2-1)與芯頭支流道(5-1) —一連通對應(yīng)；所述錐體支流道(2-2)設(shè)置在錐體干流道(2-1)上形成支流，所述錐體支流道(2-2)連接至蓋板流道(6-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:所述錐體流道為開設(shè)在錐體(2)上的螺栓孔式錐體流道(2-3)，所述芯頭流道為開設(shè)在芯頭(5)上的螺栓孔式芯頭流道(5-3);還包括高壓軟管(8)，所述高壓軟管(8)兩端設(shè)有螺紋接頭，高壓軟管(8)分別與螺栓孔式錐體流道(2-3)和螺栓孔式芯頭流道(5-3)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種掘進(jìn)機(jī)高壓水射流輔助截割頭，其特征在于:所述錐體(2 )為實(shí)心錐體，在錐體內(nèi)部開設(shè)有錐體流道(2-4 )，所述錐體流道(2-4 )連通芯頭流 道(5-4)和齒座流道(4-5)。
【文檔編號】E21C25/60GK103821511SQ201410052647
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】劉送永, 杜長龍, 江紅祥, 劉增輝, 崔新霞, 蔡衛(wèi)民 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)