CN113202523A - 多功能一体化锚杆施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能一体化锚杆施工装置，所述多功能一体化锚杆施工装置包括基座，第一转轴、第二转轴和驱动装置，所述第一转轴套设于所述基座，所述第一转轴设有沿所述第一转轴长度方向延伸的通孔，所述第二转轴配合在所述通孔中，所述第二转轴上设有多个分别与所述通孔连通的流体通路，所述驱动装置通过传动组件与所述第一转轴相连。本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置，具有操作简单、工作效率高、自动化程度高、应用范围广的优点。

Description

多功能一体化锚杆施工装置

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护装备技术领域，特别涉及一种多功能一体化锚杆施工装置。

背景技术

锚杆支护可以有效控制围岩变形，已经在国内外煤矿、金属矿山等领域广泛应用。

以煤矿巷道支护为例，相关技术中，使用锚杆在煤岩壁上打孔，人工将树脂锚固剂塞进打好的孔内，放入锚杆搅拌，待锚固剂固化后预紧锚杆。但是在锚杆支护施工工艺中存在以下问题：

1、人工将锚固剂塞入钻孔内这一步骤难度较高，尤其是在煤岩体较为破碎或钻孔壁凹凸不平时，需要耗费一定的时间才能完成锚固剂的安装，降低了支护效率。

2、钻孔、安装锚固剂和预紧需要使用不同的工具完成，拆卸钻杆、不同工具的切换都需要消耗较长的时间才能完成。

因此，设计一种一体化的作业装置来综合实现钻孔、锚固与锚杆预紧，避免人工安装锚固剂和切换工具，提高支护效率，降低工人劳动强度，实现巷道高效快速支护迫在眉睫。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：现有锚杆施工工艺耗时长、效率低、工人劳动强度大、自动化实现难度高，已经无法满足煤矿巷道快速支护的需求。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种多功能一体化锚杆施工装置。

根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置，包括：

基座；

第一转轴，所述第一转轴套设于所述基座，所述第一转轴设有沿所述第一转轴长度方向延伸的通孔；

第二转轴，所述第二转轴配合在所述通孔中，所述第二转轴上设有多个分别与所述通孔连通的流体通路；

驱动装置，所述驱动装置通过传动组件与所述第一转轴相连。

根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置，具有操作简单、工作效率高、自动化程度高、应用范围广的优点。

在一些实施例中，所述通孔内还设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一密封件，所述第一密封件套设在所述第二转轴上。

在一些实施例中，所述多功能一体化锚杆施工装置还包括壳体，所述壳体可滑动地与所述基座相连，所述第一转轴和所述第二转轴的部分位于所述壳体内部，所述壳体上设有多个流体介质入口，多个所述流体通路与多个所述流体介质入口一一对应。

在一些实施例中，所述多功能一体化锚杆施工装置还包括导轨，所述导轨与所述基座相连，所述壳体滑动设于所述导轨上。

在一些实施例中，所述第一转轴、所述第二转轴和所述壳体同轴设置。

在一些实施例中，所述壳体内设有多个第二密封槽，多个所述流体通道位于多个所述第二密封槽之间，且与多个所述密封槽间隔设置，多个所述密封槽中分别设有第二密封件。

在一些实施例中，所述多功能一体化锚杆施工装置还包括第一止挡件和第二止挡件，所述第一止挡件设于所述壳体上且邻近所述通孔，所述第二止挡件套设在所述第二转轴的第二端，所述第一止挡件和所述第二止挡件分别用于限制所述第二转轴在所述第一转轴长度方向上的位移。

在一些实施例中，所述通孔包括第一段和第二段，所述第一段的内径小于所述第二段的内径，所述第二转轴配合在所述第一段和所述第二段内。

在一些实施例中，所述第二段内设有内螺纹，位于所述第二段内的所述第二转轴与所述第二段通过螺纹连接；

所述第二段中的内螺纹的公称尺寸为D，所述第二段的内径为d，所述第二段中的内螺纹的公称尺寸D与所述第二段的内径d应满足D＞d。

在一些实施例中，所述第一段具有在所述第一转轴长度方向上相对的第一端和第二端，所述第一段的第一端处设有与锚杆相匹配的多边形接口，所述第一段的第二端与所述第二段的第一端相连。

附图说明

图1是根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置另一角度结构示意图。

图3是根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置的剖视图。

附图标记：

多功能一体化锚杆施工装置100，

基座1，第一转轴2，通孔21，第一段211，第二段212，

第二转轴3，流体通路31，第一密封件4，

驱动装置5，传动组件51，壳体6，流体介质入口61，第一止挡件62，导轨7，第二密封件8，第二止挡件9，止回阀10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置100包括基座1、第一转轴2、第二转轴3和驱动装置5。

第一转轴2套设于基座1上，第一转轴2设有沿第一转轴2长度方向延伸的通孔21。

第二转轴3配合在通孔21中，第二转轴3上设有多个分别与通孔21连通的流体通路31。

驱动装置5通过传动组件与第一转轴2相连。

如图1-图3所示，基座1套设在第一转轴2上，驱动转轴通过传动组件51与第一转轴2相连，以带动第一转轴2旋转。其中，在如图1所示的第一转轴2中，第一转轴2的上端适于与锚杆组件(未示出)相连。

第一转轴2上设有沿如图3所示的上下方向延伸的通孔21，第二转轴3配合在通孔21内。其中，第二转轴3和锚杆组件可以通过第一转轴2带动旋转。

第二转轴3中设有多个流体通道，多个流体通道的第一端(如图3所示的下端)分别与多个介质源一一对应。其中，介质源包括水源、锚固剂供应仓等，锚固剂包括树脂锚固剂或水泥锚固剂中的一种。

通过多个流体通道与多个介质源一一对应，通过多个流体通道可以根据需求提供介质，例如在锚注过程中，先用水源向锚杆中供应水源以清理洞内的煤渣，然后关闭水源供应，向锚杆中供应锚固剂以将锚杆和围岩锚固在一起。

可以理解的是，通过一个装置实现了钻孔、添加锚固剂和预紧，多个流体通道的设置，避免了因添加锚固剂而频繁跟换工具，浪费人力资源，且由于可以通过多个流体通道一次完成锚固剂的放置，不受施工环境影响，进而加强了应用范围。

因此，根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置100，具有操作简单、工作效率高、自动化程度高、应用范围广等优点。

在一些实施例中，通孔21内还设有第一密封槽，第一密封槽内设有第一密封件4，第一密封件4套设在第二转轴3上。

如图1-图3所示，当介质通过流体通道流出时，可能回流进入第一转轴2内部影响第一转轴2的运行，缩短第一转轴2的使用寿命，此外，粘性的锚固剂流入第一转轴2内部凝固后会直接导致整个装置无法继续工作。

在通孔21的内设置第一密封槽，通过设在第一密封槽中的第一密封件4与第二转轴3相配合，可以防止介质流入通孔21中，影响第一转轴2的正常工作，进而延长了第一转轴2的使用寿命。其中，第一密封槽应邻近通孔21在如图1所示的上端的开口处，以便于后续对第一转轴2的清理。

在一些实施例中，多功能一体化锚杆施工装置100还包括壳体6，壳体6通过连接在基座1下方的导轨7与基座1可滑动地相连，第二转轴3的部分位于壳体6内部，壳体6上设有多个流体介质入口61，多个流体通路31与多个流体介质入口61一一对应。其中第一转轴2、第二转轴3和壳体6同轴设置。

如图1-图3所示，第二转轴3的部分位于壳体6的内部，且可以随着壳体6在如图1所示的上下向滑动，可以理解的是，当壳体6与第一转轴2接触时，壳体6和第二转轴3停止向上移动且第二转轴3随着第一转轴2旋转，在外置锚杆钻臂(未示出)的推进下实现钻孔，进行下一步施工工艺。其中，壳体6可以通过其他设备进行驱动，例如液压马达、电机或内燃机等，本实施例中壳体6通过第一转轴和第二转轴之间的螺纹驱动。

壳体6上设有多个流体介质入口61，多个流体机制入口与多个流体通路31一一对应，可以理解的是流体介质入口61可以加强介质源与流体通路31之间的连接强度，例如流体介质入口61处设置有与介质输送管路(未示出)相匹配的固定机构，例如螺纹连接口等。在一些实施例中，流体通路31的入口处设有防止流体管路中介质回流的止回阀10。

在一些实施例中，壳体6内设有多个第二密封槽，多个流体通道位于多个第二密封槽之间，且与多个密封槽间隔设置，多个第二密封槽中分别设有第二密封件8。

如图3所示，多个流体通路31设在多个第二密封槽之间，且与第二密封槽间隔设置，第二密封槽中设有第二密封件8，以防止介质进入壳体6内部影响壳体6的运行，缩短壳体6的使用寿命。

根据本发明实施例的多功能一体化锚杆施工装置100，第二密封圈套设在第二转轴3上，并与第二转轴3相配合以对每个流体通路31进行密封，有效防止介质进入壳体6内部，进而延长了壳体6的使用寿命。

在一些实施例中，多功能一体化锚杆施工装置100还包括第一止挡件62和第二止挡件9，第一止挡件62设于壳体6上且邻近通孔21，第二止挡件9套设在第二转轴3的第二端，第一止挡件62和第二止挡件9分别用于限制第二转轴3在第一转轴2长度方向上的位移。

如图3所示，第一止挡件62设在壳体6上部，可以通过调节第一调节件在上下方向上的长度调节第二转轴3和壳体6的移动距离，以使第二转轴3和第一转轴2相配合转动，实现钻孔。

通过第二止挡件9和壳体6内壁配合，以防止第二转轴3和壳体6在上下方向上相对移动。

在一些实施例中，通孔21包括第一段211和第二段212，第一段211的内径小于第二段212的内径，第二转轴3配合在第一段211和第二段212内。第二段212内设有内螺纹，位于第二段212中的第二转轴3与第二段212通过螺纹连接。

第一段211具有在第一转轴2长度方向上(如图3所示的上下方向)相对的第一端(如图3所示的第一段211的上端)和第二端(如图3所示的第一段211的下端)，第一段211的第一端处设有与锚杆组件相匹配的多边形接口，第一段211的第二端与第二段212的第一端相连。

如图3所示，通孔21包括第一段211和第二段212，第一段211的下端和第二端的上端相连，且第一段211的内径小于第二段212的内径，且第二转轴3可以与第一段211和第二段212相匹配，则在第二转轴3随着壳体6移动的过程中，由于第一段211的内径小于第二段212的内径，可以起到限位作用，以阻止第二转轴3向上移动。

第一段211的上端为与锚杆组件相匹配的多边形接口，例如当锚杆组件中使用六角螺母则第一段211的上端设置为六边形接口以与锚杆组件适配。

第二段212内设有内螺纹，位于第二段212内的第二转轴3的周侧设有与第二段212中的内螺纹旋向相同的外螺纹。可以理解的是，当驱动装置5通过传动组件51带动第一转轴2旋转时，通过第二段212和第二转轴3上的螺纹相配合可以使第二转轴3向基板方向移动，并带动壳体6在导轨7上移动。

其中，设第二段212中的内螺纹的公称尺寸为D，第二段212的内径为d，第二段212中的内螺纹的公称尺寸D与第二段212的内径d应满足D＞d。

当第一止挡件62与第一转轴2接触时，壳体6和第二转轴3停止向上移动且随着第一转轴2旋转，在外置锚杆钻臂的推进下实现钻孔，进行下一步施工工艺。

具体地，在钻孔过程中，第二转轴2的上端与锚杆组件相接触，锚杆组件可以随着第二转轴2一同旋转，进而实现钻孔。当钻孔完成后，驱动装置5停止转动，锚固剂通过泵送设备经由第二转轴内2的流体通路31将锚固剂泵送到锚杆组件中锚杆的中孔及锚杆与围岩之间的空隙。由于第二转轴2的上端与锚杆的尾部相接触，因此在填充锚固剂时，可以避免残留的锚固剂堵塞施工装置。

当泵送的锚固剂将锚杆和围岩粘接牢固后，驱动装置5反转，通过传动组,51带动第一转轴2转动，由于第二转轴3和第一转轴2通过螺纹相连，在第一转轴2的带动下，第二转轴3、壳体6、第一止挡件62、第二止挡件9相对于基座1向远离锚杆锚杆尾部的方向平动，直至壳体6与基座1相接触或锚杆无法进一步被转动，预紧完成。

其中，在上述锚杆组件预紧过程中，由于第二转轴2和锚杆同时向远离围岩的方向运动，因此在锚杆退回时不会对第二转轴2产生挤压，有效防止了第二转轴2发生磨损，减少了停机维护的次数，延长了第二转轴2的使用寿命。

在一些实施例中，驱动装置5包括液压马达、电机或内燃机中的一种。

在一些实施例中，传动件包括齿轮传动机构、齿轮齿条传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、带轮传动机构、链条传动机构或腱绳传动机构中的一种。

在一些实施例中，第一密封件4包括O型密封圈、Y型密封圈或V型密封圈中的一种。

在一些实施例中，第二密封件8包括O型密封圈、Y型密封圈或V型密封圈中的一种或几种。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，包括：

基座；

第一转轴，所述第一转轴套设于所述基座，所述第一转轴设有沿所述第一转轴长度方向延伸的通孔；

第二转轴，所述第二转轴配合在所述通孔中，所述第二转轴上设有多个分别与所述通孔连通的流体通路；

驱动装置，所述驱动装置通过传动组件与所述第一转轴相连。

2.根据权利要求1所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述通孔内还设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一密封件，所述第一密封件套设在所述第二转轴上。

3.根据权利要求1所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体可滑动地与所述基座相连，所述第二转轴的部分位于所述壳体内部，所述壳体上设有多个流体介质入口，多个所述流体通路与多个所述流体介质入口一一对应。

4.根据权利要求3所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，还包括导轨，所述导轨与所述基座相连，所述壳体滑动设于所述导轨上。

5.根据权利要求3所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述第一转轴、所述第二转轴和所述壳体同轴设置。

6.根据权利要求3所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述壳体内设有多个第二密封槽，多个所述流体通道位于多个所述第二密封槽之间，且与多个所述密封槽间隔设置，多个所述密封槽中分别设有第二密封件。

7.根据权利要求3所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，还包括第一止挡件和第二止挡件，所述第一止挡件设于所述壳体上且邻近所述通孔，所述第二止挡件套设在所述第二转轴的第二端，所述第一止挡件和所述第二止挡件分别用于限制所述第二转轴在所述第一转轴长度方向上的位移。

8.根据权利要求1所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述通孔包括第一段和第二段，所述第一段的内径小于所述第二段的内径，所述第二转轴配合在所述第一段和所述第二段内。

9.根据权利要求8所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述第二段内设有内螺纹，位于所述第二段内的所述第二转轴与所述第二段通过螺纹连接；

所述第二段中的内螺纹的公称尺寸为D，所述第二段的内径为d，所述第二段中的内螺纹的公称尺寸D与所述第二段的内径d应满足D＞d。

10.根据权利要求8所述的多功能一体化锚杆施工装置，其特征在于，所述第一段具有在所述第一转轴长度方向上相对的第一端和第二端，所述第一段的第一端处设有与锚杆相匹配的多边形接口，所述第一段的第二端与所述第二段的第一端相连。

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