CN110107294A - 一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备 - Google Patents
一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，包括可安装在外部施工车辆上的开采箱，所述开采箱内设有开口朝下的开采腔，所述开采腔内设有进给装置，所述进给装置内设有钻孔装置，所述开采腔内设有位于所述进给装置前侧的插管装置，所述开采腔内设有位于所述进给装置右侧且位于所述插管装置后侧的储存装置，所述开采腔内设有位于所述储存装置右侧的机械爪，本发明通过钻孔进给装置与往复式钻孔装置配合运动实现冲击回转钻探，从而能有效提高钻孔效率，减少施工时间，在完成钻孔工作后，爆裂管安装装置启动并将爆裂管移动安装到***孔中，因此本发明简化了施工流程，提高了安装效率并降低了施工人员的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化碳***的地质岩石开采技术领域，具体为一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备。
背景技术
二氧化碳***始于二十世纪五十年代，八十年代在美国开始发展，二氧化碳***爆裂(冷爆)技术，就是采用液态二氧化碳作为***爆裂材料进行***爆裂作业的技术，具体来讲，就是将液态二氧化碳压缩到专用的二氧化碳***爆裂管中，然后将爆裂管装入***孔，并采用专门的智能二氧化碳起爆***进行起爆，起爆时，***快速点燃***爆裂管内的加热棒，在4毫秒内，将压力高达齿轮轴20-40Mpa液态二氧化碳快速加热膨胀L形杆600-1000倍以上，从而产生强大的冲击力，形成***，并可以通过控制装入的二氧化碳质量等方法控制***强度，实现劈石、开路、开山、掘进、采矿、拆除等多方面目标，目前二氧化碳***过程中的钻孔和爆裂管安装为两个独立过程，导致施工流程较多且繁琐，同时爆裂管安装工作基本由人工完成，安装效率较低且劳动强度大，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。
发明内容
技术问题：目前二氧化碳***过程中的钻孔和爆裂管安装为两个独立施工过程，导致施工流程较多，同时爆裂管安装工作基本由人工完成，安装效率较低且劳动强度大。
为解决上述问题，本例设计了一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，本例的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，包括可安装在外部施工车辆上的开采箱，所述开采箱内设有开口朝下的开采腔，所述开采腔内设有进给装置，所述进给装置可通过滑动连接于所述开采腔上侧内壁的平移箱，设置于所述平移箱内的平移腔，固定连接于所述平移腔左侧内壁上的齿条，与所述齿条啮合连接的齿轮，利用所述齿轮沿着所述齿条上下啮合运动可实现升降运动，所述进给装置内设有钻孔装置，所述钻孔装置可通过滑动连接于所述平移腔右侧内壁上的升降箱，设置于所述升降箱内的升降腔，滑动连接于所述升降腔右侧内壁上的钻孔箱，转动连接于所述升降腔内的凸轮，利用所述凸轮带动所述钻孔箱上下移动可实现冲击式钻孔，且所述钻孔装置可带动所述进给装置实现冲击回转钻探，所述开采腔内设有位于所述进给装置前侧的插管装置，所述插管装置可通过固定连接于所述开采腔右侧内壁上的固定台，固定连接于所述固定台上且为直角梯形的滑道架，利用所述滑道架可实现安装***器材运动，所述开采腔内设有位于所述进给装置右侧且位于所述插管装置后侧的用于储存和自动上料的储存装置，所述开采腔内设有位于所述储存装置右侧的可夹持和释放***器材的机械爪，所述插管装置带动所述机械爪运动，可实现自动安装***器材。
可优选地，所述进给装置包括转动连接于所述平移腔后侧内壁且向前延伸至所述升降腔内的齿轮轴，所述齿轮与所述齿轮轴固定连接且位于所述平移腔内，所述齿轮轴上固定连接有位于所述升降腔内的锥齿轮，所述进给装置通过所述齿轮轴带动所述齿轮与所述齿条的啮合运动从而带动所述升降箱实现升降运动。
其中，所述钻孔装置包括设置于所述钻孔箱内且开口朝左的钻孔腔，所述钻孔腔内转动连接有上下延伸且延伸至所述平移腔下侧端面外的转轴，所述转轴下端固定连接有位于所述平移腔端面外的钻头，所述转轴上固定连接有位于所述钻孔腔内的V带轮，所述钻孔腔左侧端面上固定连接有凸轮杆，所述凸轮杆左端转动连接有滑轮，所述升降腔上侧内壁转动连接有上下延伸且位于所述钻孔箱左侧的凸轮轴，所述凸轮与所述凸轮轴固定连接，所述凸轮上设有与所述滑轮滑动连接的凸轮槽，所述凸轮轴上设有位于所述凸轮下侧的滑键轴，所述滑键轴上滑键连接有带轮，所述带轮与所述V带轮之间连接有V带，所述凸轮轴下端固定连接有位于所述滑键轴下侧且与所述锥齿轮啮合连接的小锥齿轮。
可优选地，通过所述小锥齿轮与所述锥齿轮的啮合运动，使得所述钻孔装置可带动所述进给装置运动，从而实现实现冲击回转钻探，能有效提高钻孔效率。
其中，所述插管装置包括设置于所述滑道架内且前后贯通的直角梯形的滑槽，所述开采腔前侧内壁上滑动连接有滑动座，所述滑动座内固定连接有滑动电机，所述滑动电机上动力连接有前后延伸的电机轴，所述电机轴上固定连接有与所述滑槽啮合连接的转动齿轮。
其中，所述储存装置包括固定连接于所述开采腔后侧内壁上且位于所述平移箱右侧的储存架，所述储存架内设有滑槽，所述储存架上设有上下贯通且与所述滑槽相通的通槽，所述储存架上设有前后对称且与开口朝左的两个滑孔，所述滑孔与所述滑槽及所述通槽均相通，所述滑槽上滑动连接有推进块，所述推进块与所述滑槽后侧内壁之间连接有推力弹簧，所述通槽内可滑动连接有***管，所述***管上固定连接有可与所述滑槽滑动连接且用于将所述***管挂接在所述储存架上的固定环。
其中，所述机械爪包括与所述开采腔上侧内壁滑动连接且与所述平移箱固定连接的滑杆，所述滑杆右端固定连接有升降杆，所述升降杆下端固定连接有带有凸块的横杆，所述升降杆上滑动连接有升降块，所述升降块左侧端面上固定连接有与所述电机轴转动连接的爪箱，所述爪箱内设有爪腔，所述爪腔前后侧内壁上固定连接有前后延伸的滑轴，所述滑轴上滑动连接有前后对称的两个平移块，所述平移块远离对称中心一端与所述爪腔前侧或后侧内壁之间连接有压缩弹簧，所述滑轴上铰接有连杆，所述爪腔前后两侧内壁上分别滑动连接有与所述连杆左端相铰接的移动块，所述移动块靠近对称中心一侧固定连接有椭圆块，所述椭圆块上设有椭圆槽，所述椭圆槽上滑动连接有转轮，所述转轮转动连接于L形杆，所述L形杆左端固定连接有用于夹持所述***管的夹持块。
可优选地，当所述滑轴与所述横杆抵接时，前后两侧的所述夹持块张开并释放已经******孔中的***管，从而使所述转动齿轮可沿着所述滑槽继续运动从而实现所述爪箱的复位运动。
本发明的有益效果是：本发明通过钻孔进给装置可带动往复式钻孔装置向下移动钻孔，往复式钻孔装置通过回转凸轮带动钻头实现上下往复的短程冲击运动，钻孔进给装置与往复式钻孔装置配合运动实现冲击回转钻探，从而能有效提高钻孔效率，减少施工时间，在完成钻孔工作后，爆裂管安装装置启动并将储存架上的一个爆裂管夹持并移动安装到***孔中，因此本发明实现在同一设备内先后完成钻孔和爆裂管安装工作，简化了施工流程，同时采用机械化的爆裂管安装，提高了安装效率并降低了施工人员的劳动强度。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图2的“C-C”方向的结构示意图；
图5为图2的“D”处的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，主要应用于二氧化碳***的地质岩石开采，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，包括可安装在外部施工车辆上的开采箱11，所述开采箱11内设有开口朝下的开采腔12，所述开采腔12内设有进给装置101，所述进给装置101可通过滑动连接于所述开采腔12上侧内壁的平移箱13，设置于所述平移箱13内的平移腔15，固定连接于所述平移腔15左侧内壁上的齿条14，与所述齿条14啮合连接的齿轮18，利用所述齿轮18沿着所述齿条14上下啮合运动可实现升降运动，所述进给装置101内设有钻孔装置102，所述钻孔装置102可通过滑动连接于所述平移腔15右侧内壁上的升降箱16，设置于所述升降箱16内的升降腔17，滑动连接于所述升降腔17右侧内壁上的钻孔箱30，转动连接于所述升降腔17内的凸轮26，利用所述凸轮26带动所述钻孔箱30上下移动可实现冲击式钻孔，且所述钻孔装置102可带动所述进给装置101实现冲击回转钻探，所述开采腔12内设有位于所述进给装置101前侧的插管装置103，所述插管装置103可通过固定连接于所述开采腔12右侧内壁上的固定台43，固定连接于所述固定台43上且为直角梯形的滑道架39，利用所述滑道架39可实现安装***器材运动，所述开采腔12内设有位于所述进给装置101右侧且位于所述插管装置103后侧的用于储存和自动上料的储存装置104，所述开采腔12内设有位于所述储存装置104右侧的可夹持和释放***器材的机械爪105，所述插管装置103带动所述机械爪105运动，可实现自动安装***器材。
根据实施例，以下对进给装置101进行详细说明，所述进给装置101包括转动连接于所述平移腔15后侧内壁且向前延伸至所述升降腔17内的齿轮轴20，所述齿轮18与所述齿轮轴20固定连接且位于所述平移腔15内，所述齿轮轴20上固定连接有位于所述升降腔17内的锥齿轮19，所述进给装置101通过所述齿轮轴20带动所述齿轮18与所述齿条14的啮合运动从而带动所述升降箱16实现升降运动。
根据实施例，以下对钻孔装置102进行详细说明，所述钻孔装置102包括设置于所述钻孔箱30内且开口朝左的钻孔腔35，所述钻孔腔35内转动连接有上下延伸且延伸至所述平移腔15下侧端面外的转轴33，所述转轴33下端固定连接有位于所述平移腔15端面外的钻头67，所述转轴33上固定连接有位于所述钻孔腔35内的V带轮34，所述钻孔腔35左侧端面上固定连接有凸轮杆29，所述凸轮杆29左端转动连接有滑轮28，所述升降腔17上侧内壁转动连接有上下延伸且位于所述钻孔箱30左侧的凸轮轴22，所述凸轮26与所述凸轮轴22固定连接，所述凸轮26上设有与所述滑轮28滑动连接的凸轮槽27，所述凸轮轴22上设有位于所述凸轮26下侧的滑键轴23，所述滑键轴23上滑键连接有带轮24，所述带轮24与所述V带轮34之间连接有V带25，所述凸轮轴22下端固定连接有位于所述滑键轴23下侧且与所述锥齿轮19啮合连接的小锥齿轮21，所述钻孔装置102通过所述凸轮槽27带动所述滑轮28和所述凸轮杆29实现所述钻孔箱30的往复升降运动，从而实现冲击式钻孔。
有益地，通过所述小锥齿轮21与所述锥齿轮19的啮合运动，使得所述钻孔装置102可带动所述进给装置101运动，从而实现实现冲击回转钻探，能有效提高钻孔效率。
根据实施例，以下对插管装置103进行详细说明，所述插管装置103包括设置于所述滑道架39内且前后贯通的直角梯形的滑槽38，所述开采腔12前侧内壁上滑动连接有滑动座48，所述滑动座48内固定连接有滑动电机49，所述滑动电机49上动力连接有前后延伸的电机轴45，所述电机轴45上固定连接有与所述滑槽38啮合连接的转动齿轮44，所述插管装置103通过所述转动齿轮44在所述滑槽38内的啮合转动实现安装***器材的运动。
根据实施例，以下对储存装置104进行详细说明，所述储存装置104包括固定连接于所述开采腔12后侧内壁上且位于所述平移箱13右侧的储存架37，所述储存架37内设有滑槽53，所述储存架37上设有上下贯通且与所述滑槽53相通的通槽52，所述储存架37上设有前后对称且与开口朝左的两个滑孔50，所述滑孔50与所述滑槽53及所述通槽52均相通，所述滑槽53上滑动连接有推进块54，所述推进块54与所述滑槽53后侧内壁之间连接有推力弹簧55，所述通槽52内可滑动连接有***管36，所述***管36上固定连接有可与所述滑槽53滑动连接且用于将所述***管36挂接在所述储存架37上的固定环51，所述储存装置104通过所述推力弹簧55和所述推进块54推动所述***管36向前移动可实现自动将所述***管36运输到指定工位。
根据实施例，以下对机械爪105进行详细说明，所述机械爪105包括与所述开采腔12上侧内壁滑动连接且与所述平移箱13固定连接的滑杆32，所述滑杆32右端固定连接有升降杆42，所述升降杆42下端固定连接有带有凸块的横杆41，所述升降杆42上滑动连接有升降块46，所述升降块46左侧端面上固定连接有与所述电机轴45转动连接的爪箱47，所述爪箱47内设有爪腔68，所述爪腔68前后侧内壁上固定连接有前后延伸的滑轴66，所述滑轴66上滑动连接有前后对称的两个平移块65，所述平移块65远离对称中心一端与所述爪腔68前侧或后侧内壁之间连接有压缩弹簧64，所述滑轴66上铰接有连杆63，所述爪腔68前后两侧内壁上分别滑动连接有与所述连杆63左端相铰接的移动块57，所述移动块57靠近对称中心一侧固定连接有椭圆块58，所述椭圆块58上设有椭圆槽62，所述椭圆槽62上滑动连接有转轮61，所述转轮61转动连接于L形杆60，所述L形杆60左端固定连接有用于夹持所述***管36的夹持块59，所述机械爪105通过所述压缩弹簧64对所述夹持块59施加夹持力使所述夹持块59可夹持所述***管36。
有益地，当所述滑轴66与所述横杆41抵接时，前后两侧的所述夹持块59张开并释放已经******孔中的***管36，从而使所述转动齿轮44可沿着所述滑槽38继续运动从而实现所述爪箱47的复位运动。
以下结合图1至图5对本文中的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备的使用步骤进行详细说明：
开始时，平移箱13和滑杆32及升降杆42位于左侧限位处，升降箱16和钻孔箱30位于上限位处，转动齿轮44位于滑槽38上侧轨道且爪箱47位于储存架37右侧，通过后侧的滑孔50向储存架37内装入多个***管36。
工作时，启动电机31带动转轴33和钻头67转动，转轴33通过V带轮34、V带25、带轮24带动凸轮轴22和滑键轴23转动，凸轮轴22带动凸轮26和凸轮槽27转动，凸轮槽27通过滑轮28、凸轮杆29带动钻孔箱30做往复上下移动，V带轮34通过V带25带动带轮24沿着凸轮轴22做往复上下移动，从而实现冲击式钻孔，同时，凸轮轴22通过小锥齿轮21、锥齿轮19、齿轮轴20带动齿轮18转动，齿轮18通过与齿条14的啮合运动带动升降箱16向下移动从而实现冲击回转钻探运动，当完成***孔钻取工作后，电机31逆转使升降箱16和钻孔箱30复位，当升降箱16和钻孔箱30完成复位后，电机31停转并启动滑动电机49，滑动电机49带动转动齿轮44沿着滑槽38逆时针方向转动，并通过电机轴45带动爪箱47、升降块46及升降杆42向左侧移动，升降杆42通过滑杆32带动平移箱13向左移动，夹持块59夹持***管36并通过前侧的滑孔50将***管36从储存架37移出，同时在推力弹簧55的作用下推进块54推动储存架37内其余的***管36向前移动，使得下一个***管36移动至指定工位，之后转动齿轮44向左移动到***孔上侧后向下移动使***管36***到***孔中，在完成***管36安装工作后，爪箱47下移使得平移块65与横杆41抵接，横杆41推动平移块65向远离对称中心一侧移动，平移块65通过连杆63带动移动块57向左移动，椭圆槽62通过转轮61和L形杆60带动夹持块59向远离对称中心一侧移动，之后转动齿轮44带动爪箱47向右移动一段距离后向上移动，此时，横杆41与平移块65脱离接触，平移块65在压缩弹簧64作用下复位并使移动块57向右移动，使得夹持块59向靠近对称中心一侧移动复位，之后转动齿轮44移动到初始位置，滑动电机49停转，从而完成一次钻孔安装***管工作。
本发明的有益效果是：本发明通过钻孔进给装置可带动往复式钻孔装置向下移动钻孔，往复式钻孔装置通过回转凸轮带动钻头实现上下往复的短程冲击运动，钻孔进给装置与往复式钻孔装置配合运动实现冲击回转钻探，从而能有效提高钻孔效率，减少施工时间，在完成钻孔工作后，爆裂管安装装置启动并将储存架上的一个爆裂管夹持并移动安装到***孔中，因此本发明实现在同一设备内先后完成钻孔和爆裂管安装工作，简化了施工流程，同时采用机械化的爆裂管安装，提高了安装效率并降低了施工人员的劳动强度。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (8)
1.一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，包括可安装在外部施工车辆上的开采箱；
所述开采箱内设有开口朝下的开采腔，所述开采腔内设有进给装置，所述进给装置可通过滑动连接于所述开采腔上侧内壁的平移箱，设置于所述平移箱内的平移腔，固定连接于所述平移腔左侧内壁上的齿条，与所述齿条啮合连接的齿轮，利用所述齿轮沿着所述齿条上下啮合运动可实现升降运动，所述进给装置内设有钻孔装置，所述钻孔装置可通过滑动连接于所述平移腔右侧内壁上的升降箱，设置于所述升降箱内的升降腔，滑动连接于所述升降腔右侧内壁上的钻孔箱，转动连接于所述升降腔内的凸轮，利用所述凸轮带动所述钻孔箱上下移动可实现冲击式钻孔，且所述钻孔装置可带动所述进给装置实现冲击回转钻探；
所述开采腔内设有位于所述进给装置前侧的插管装置，所述插管装置可通过固定连接于所述开采腔右侧内壁上的固定台，固定连接于所述固定台上且为直角梯形的滑道架，利用所述滑道架可实现安装***器材运动，所述开采腔内设有位于所述进给装置右侧且位于所述插管装置后侧的用于储存和自动上料的储存装置，所述开采腔内设有位于所述储存装置右侧的可夹持和释放***器材的机械爪，所述插管装置带动所述机械爪运动，可实现自动安装***器材。
2.如权利要求1所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：所述进给装置包括转动连接于所述平移腔后侧内壁且向前延伸至所述升降腔内的齿轮轴，所述齿轮与所述齿轮轴固定连接且位于所述平移腔内，所述齿轮轴上固定连接有位于所述升降腔内的锥齿轮。
3.如权利要求2所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：所述钻孔装置包括设置于所述钻孔箱内且开口朝左的钻孔腔，所述钻孔腔内转动连接有上下延伸且延伸至所述平移腔下侧端面外的转轴，所述转轴下端固定连接有位于所述平移腔端面外的钻头，所述转轴上固定连接有位于所述钻孔腔内的V带轮，所述钻孔腔左侧端面上固定连接有凸轮杆，所述凸轮杆左端转动连接有滑轮，所述升降腔上侧内壁转动连接有上下延伸且位于所述钻孔箱左侧的凸轮轴，所述凸轮与所述凸轮轴固定连接，所述凸轮上设有与所述滑轮滑动连接的凸轮槽，所述凸轮轴上设有位于所述凸轮下侧的滑键轴，所述滑键轴上滑键连接有带轮，所述带轮与所述V带轮之间连接有V带，所述凸轮轴下端固定连接有位于所述滑键轴下侧且与所述锥齿轮啮合连接的小锥齿轮。
4.如权利要求3所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：通过所述小锥齿轮与所述锥齿轮的啮合运动，使得所述钻孔装置可带动所述进给装置运动，从而实现实现冲击回转钻探，能有效提高钻孔效率。
5.如权利要求1所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：所述插管装置包括设置于所述滑道架内且前后贯通的直角梯形的滑槽，所述开采腔前侧内壁上滑动连接有滑动座，所述滑动座内固定连接有滑动电机，所述滑动电机上动力连接有前后延伸的电机轴，所述电机轴上固定连接有与所述滑槽啮合连接的转动齿轮。
6.如权利要求1所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：所述储存装置包括固定连接于所述开采腔后侧内壁上且位于所述平移箱右侧的储存架，所述储存架内设有滑槽，所述储存架上设有上下贯通且与所述滑槽相通的通槽，所述储存架上设有前后对称且与开口朝左的两个滑孔，所述滑孔与所述滑槽及所述通槽均相通，所述滑槽上滑动连接有推进块，所述推进块与所述滑槽后侧内壁之间连接有推力弹簧，所述通槽内可滑动连接有***管，所述***管上固定连接有可与所述滑槽滑动连接且用于将所述***管挂接在所述储存架上的固定环。
7.如权利要求6所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：所述机械爪包括与所述开采腔上侧内壁滑动连接且与所述平移箱固定连接的滑杆，所述滑杆右端固定连接有升降杆，所述升降杆下端固定连接有带有凸块的横杆，所述升降杆上滑动连接有升降块，所述升降块左侧端面上固定连接有与所述电机轴转动连接的爪箱，所述爪箱内设有爪腔，所述爪腔前后侧内壁上固定连接有前后延伸的滑轴，所述滑轴上滑动连接有前后对称的两个平移块，所述平移块远离对称中心一端与所述爪腔前侧或后侧内壁之间连接有压缩弹簧，所述滑轴上铰接有连杆，所述爪腔前后两侧内壁上分别滑动连接有与所述连杆左端相铰接的移动块，所述移动块靠近对称中心一侧固定连接有椭圆块，所述椭圆块上设有椭圆槽，所述椭圆槽上滑动连接有转轮，所述转轮转动连接于L形杆，所述L形杆左端固定连接有用于夹持所述***管的夹持块。
8.如权利要求7所述的一种基于二氧化碳***的地质岩石开采设备，其特征在于：当所述滑轴与所述横杆抵接时，前后两侧的所述夹持块张开并释放已经******孔中的***管，从而使所述转动齿轮可沿着所述滑槽继续运动从而实现所述爪箱的复位运动。
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