CN113417680B - 防锚固剂回退活塞、锚杆及方法 - Google Patents

防锚固剂回退活塞、锚杆及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防锚固剂回退活塞、锚杆及方法，防锚固剂回退活塞包括螺栓和设置在螺栓上的弹簧卡扣、两个密封垫圈和螺母，其中：弹簧卡扣设置在螺栓的尾端，在两个密封垫圈之间设置第一螺母，在螺栓的头部设置第二螺母。本发明的活塞能防止锚固剂回流进入杆内、避免锚固长度减小；且采用弹簧卡扣形式来解决锚固剂回流进入杆体内部，结构简单，效果稳定可靠；双层密封能有效密封高压水并保持活塞杆内居中，防止活塞在杆内偏心，影响使用；弹簧卡扣的倒钩在锚固剂搅拌过程中有助于划破锚固剂，提高锚固剂搅拌效果；活塞密封结构形式采用隔离式双橡胶平垫圈，一方面当锚杆内孔尺寸浮动时活塞与杆体内孔仍可以很好的配合，不影响密封。

Description

防锚固剂回退活塞、锚杆及方法
技术领域
本发明涉及一种防锚固剂回退活塞、锚杆及方法。
背景技术
现有的内置树脂锚固剂锚杆组件结构如图1所示，包括：橡胶塞11、止推环12、树脂锚固剂13、杆体14、密封活塞15、碟形托盘16、六角螺母17等，在进行锚固时，将杆体14放入锚孔内，用高压水推动杆体内密封活塞15将袋装树脂锚固剂13从杆体内推出，锚固剂进入锚孔内，然后钻机套筒带动锚杆体边旋转边推进，直至锚孔底部，在此过程，树脂锚固剂13在锚杆推进的同时被挤破并搅拌，锚固剂凝固后旋紧螺母完成锚杆安装。内置树脂锚固剂锚杆在实际安装过程中，内部密封活塞15在搅拌过程中容易被锚固剂挤压返推进杆体内部，造成锚固剂回流进入杆体14内，减小锚固长度。杆体搅拌推进并挤破锚固剂过程中锚固剂对活塞产生了反向推力，而活塞在杆内端部没有内约束，受到反向推力后回退，造成锚固剂回流，减小锚固的有效长度，影响锚固效果，如图2所示。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种防锚固剂回退活塞、锚杆及方法，以解决现有内置树脂锚固剂锚杆在锚固过程中因活塞回退而造成锚固长度减小的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防锚固剂回退活塞，包括螺栓和设置在螺栓上的弹簧卡扣、两个密封垫圈和螺母，其中：所述弹簧卡扣的自由端具有倒钩，弹簧卡扣设置在螺栓的尾端，两个密封垫圈的结构相同，均由两个金属垫圈夹住一个橡胶垫圈构成，在两个密封垫圈之间设置第一螺母，在螺栓的头部设置第二螺母。
本发明还提供了一种防锚固剂回退锚杆，在中空杆体内设置防锚固剂回退活塞，所述防锚固剂回退活塞包括螺栓和设置在螺栓上的弹簧卡扣、两个密封垫圈和螺母，其中：所述弹簧卡扣的自由端具有倒钩，弹簧卡扣设置在螺栓的尾端，两个密封垫圈的结构相同，均由两个金属垫圈夹住一个橡胶垫圈构成，在两个密封垫圈之间设置第一螺母，在螺栓的头部设置第二螺母。
本发明还提供了一种防锚固剂回退的方法，包括如下步骤：
步骤一、在进行锚固时，将中空杆体放入锚孔内，然后向中空杆体内注入高压水，由高压水推动防锚固剂回退活塞，将树脂锚固剂从杆体内推出，进入锚孔内；
步骤二、同时随着防锚固剂回退活塞到达杆体末端，其弹簧卡扣的倒钩伸出杆体并自动弹开；
步骤三、然后钻机套筒带动锚杆体边旋转边推进，直至锚孔底部，在此过程，树脂锚固剂在锚杆推进的同时被挤破并搅拌，在搅拌锚固剂过程中弹簧卡扣被锚固剂反向推动，直至其倒钩扣住止推环外沿，给活塞提供拉力，阻止活塞继续回退，从而防止锚固剂回退进杆体内部。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
（1）在搅拌锚固剂时本发明的活塞能防止锚固剂回流进入杆内、避免锚固长度减小；且采用弹簧卡扣形式来解决锚固剂回流进入杆体内部，结构简单，效果稳定可靠；
（2）双层密封能有效密封高压水并保持活塞杆内居中，防止活塞在杆内偏心，影响使用；
（3）弹簧卡扣的倒钩在锚固剂搅拌过程中有助于划破锚固剂，提高锚固剂搅拌效果；
（4）活塞密封结构形式采用隔离式双橡胶平垫圈，一方面当锚杆内孔尺寸浮动时活塞与杆体内孔仍可以很好的配合，不影响密封。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为现有的内置树脂锚固剂锚杆的结构示意图；
图2为现有的内置树脂锚固剂锚杆的活塞被锚固剂反推进杆内的示意图；
图3为本发明的防锚固剂回退活塞的结构示意图；
图4为弹簧卡扣的结构示意图；
图5为密封推进示意图；
图6为防回退过程示意图。
具体实施方式
一种防锚固剂回退活塞，如图3所示，包括：螺栓1、弹簧卡扣2、第一金属垫圈3、第一橡胶垫圈4、第二金属垫圈5、第一螺母6、第三金属垫圈7、第二橡胶垫圈8、第四金属垫圈9、第二螺母10等，其中：
螺栓1、螺母（第一螺母6和第二螺母10）、金属垫圈（第一金属垫圈3、第二金属垫圈5、第三金属垫圈7和第四金属垫圈9）、弹簧卡扣5为金属材料，橡胶垫圈（第一橡胶垫圈4和第二橡胶垫圈8）为橡胶制品。
防回退活塞由螺栓、橡胶垫圈、螺母、金属垫圈和弹簧卡扣装配而成，具体的装配方法是：在螺栓1上依次装配弹簧卡扣2、第一金属垫圈3、第一橡胶垫圈4、第二金属垫圈5、第一螺母6、第三金属垫圈7、第二橡胶垫圈8、第四金属垫圈9、第二螺母10。
两个橡胶垫圈（第一橡胶垫圈4和第二橡胶垫圈8）主要用于保持活塞居中、密封水汽。
第一金属垫圈3和第二金属垫圈5夹住第一橡胶垫圈4，以及第三金属垫圈7和第四金属垫圈9夹住第二橡胶垫圈8，以保证两个橡胶垫圈与杆体内孔的配合尺寸，从而形成两个密封垫圈，更好地密封水汽。进一步地，这两个密封垫圈形成两道密封环将高压水与锚固剂隔开并将水压力转换为动能用来推动锚固剂。
第一螺母6用于隔开两个密封垫圈，防止活塞在杆内发生偏转，造成活塞密封失效或卡死。
第二螺母10用于将活塞组件（弹簧卡扣2、第一金属垫圈3、第一橡胶垫圈4、第二金属垫圈5、第一螺母6、第三金属垫圈7、第二橡胶垫圈8、第四金属垫圈9）紧固在螺栓1上。
为解决活塞被锚固剂反推，在活塞端部增加了弹簧卡扣2，结构如图4所示。弹簧卡扣的倒钩在通过止推环后自动弹开，扣住止推环外沿，当活塞受到锚固剂反向推力时使其不被推进杆内。
为本发明的防锚固剂回退活塞的工作原理如下：
当向锚杆中空杆体内注入高压水21时，由高压水推动防锚固剂回退活塞22，防回退活塞再将树脂锚固剂13从锚杆体内推入锚孔（此时锚固剂还未挤破），密封推进过程如图5所示。
具体的防回退过程为：当活塞到达杆体末端时弹簧卡扣2的倒钩伸出杆体自动弹开，如图6的①和②所示；在搅拌锚固剂过程中弹簧卡扣被锚固剂反向推动，倒钩扣住止推环外沿，如图6的③和④所示；给活塞提供拉力，防止锚固剂回退进杆体内部。

Claims (6)

1.一种防锚固剂回退活塞，其特征在于：包括螺栓和设置在螺栓上的弹簧卡扣、两个密封垫圈和螺母，其中：所述弹簧卡扣的自由端具有倒钩，弹簧卡扣设置在螺栓的尾端，两个密封垫圈的结构相同，均由两个金属垫圈夹住一个橡胶垫圈构成，在两个密封垫圈之间设置第一螺母，在螺栓的头部设置第二螺母。
2.根据权利要求1所述的防锚固剂回退活塞，其特征在于：所述橡胶垫圈的直径大于金属垫圈的直径。
3.一种防锚固剂回退锚杆，其特征在于：在中空杆体内设置防锚固剂回退活塞，所述防锚固剂回退活塞包括螺栓和设置在螺栓上的弹簧卡扣、两个密封垫圈和螺母，其中：所述弹簧卡扣的自由端具有倒钩，弹簧卡扣设置在螺栓的尾端，两个密封垫圈的结构相同，均由两个金属垫圈夹住一个橡胶垫圈构成，在两个密封垫圈之间设置第一螺母，在螺栓的头部设置第二螺母。
4.根据权利要求3所述的防锚固剂回退锚杆，其特征在于：所述橡胶垫圈的直径大于金属垫圈的直径。
5.一种防锚固剂回退的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、在进行锚固时，将中空杆体放入锚孔内，然后向中空杆体内注入高压水，由高压水推动防锚固剂回退活塞，将树脂锚固剂从杆体内推出，进入锚孔内；
步骤二、同时随着防锚固剂回退活塞到达杆体末端，其弹簧卡扣的倒钩伸出杆体并自动弹开；
步骤三、然后钻机套筒带动锚杆体边旋转边推进，直至锚孔底部，在此过程，树脂锚固剂在锚杆推进的同时被挤破并搅拌，在搅拌锚固剂过程中弹簧卡扣被锚固剂反向推动，直至其倒钩扣住止推环外沿，给活塞提供拉力，阻止活塞继续回退，从而防止锚固剂回退进杆体内部。
6.根据权利要求5所述的防锚固剂回退的方法，其特征在于：在锚固剂搅拌过程中，弹簧卡扣的倒钩划破锚固剂，提高锚固剂的搅拌效果。
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