CN117968473A - 一种混装乳化***钻孔装填一体设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属***钻孔装药设备技术领域，特别是涉及一种混装乳化***钻孔装填一体设备，包括可移动的运载装置和设置在运载装置上的控制装置、钻爆装置和填药装置，填药装置包括混装箱和连接混装箱的填料器，钻爆装置包括环绕混装箱设置且可向外展开的钻臂和位于钻臂末端的钻孔机构，钻臂可带动钻孔机构与填料器位置调换，混装箱包括观察缸、乳化基质缸、敏化剂缸和泵送装置，观察缸包括底部连通的储液缸一和储液缸二，储液缸一与乳化基质缸连接，储液缸二的上部设置连通外部的排气装置，通过设置的填药装置结合钻臂，实现钻爆安装一体，方便进行钻孔和填药步骤，同时通过填药装置的乳化基质缸配合观察缸可观察敏化效果。
Description
技术领域
本发明属于***钻孔装药设备技术领域，特别是涉及一种混装乳化***钻孔装填一体设备。
背景技术
乳化***现场混装车通常用于现场混合制备乳化***。乳化***是一种含有水、油相和***性成分的混合物，具有相对较高的***威力和稳定性。为了确保乳化***的质量和适应性，有时需要在使用地点进行混合制备。
比如采用授权专利公告号为CN103319288B的发明专利中公开的一种多功能***混装车，包括螺旋输料***、若干料仓和多套管路，主料仓中存储乳化基质、多孔粒状硝酸铵或物理密度调节剂，辅料料仓设计了柴油箱、敏化液箱、清洗水箱，利用各料仓不同原材料和各输出管路、螺旋、隔板、挡板的不同组合，可以实现多种***混装的技术效果，在隧道施工中，对隧道进行开挖，首先需要凿岩台车进场，然后钻孔完成后再通过混装车进场，通过凿岩台车的吊臂结合混装车的填药管对炮孔进行装填***，其中存在车辆洞内调度配合不便，需要人工在吊篮中调节填药管对准炮孔进行填药，同时现场混装乳化***基本采用现场抽检，还需要称重计算密度的方法判断敏化效果，十分不便，所以需要一种便于隧道***施工的混装乳化***钻孔装填一体设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种混装乳化***钻孔装填一体设备，很好的解决了现有技术中凿岩台车与混装车不便于配合，同时混装乳化***不便于敏化判断的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种混装乳化***钻孔装填一体设备，包括可移动的运载装置和设置在运载装置上的控制装置、钻爆装置和填药装置，所述填药装置包括混装箱和连接混装箱的填料器，所述钻爆装置包括环绕混装箱设置且可向外展开的钻臂和位于钻臂末端的钻孔机构，所述填料器也设置在钻臂末端，所述钻臂可带动钻孔机构与填料器位置调换，所述混装箱包括观察缸、乳化基质缸、敏化剂缸和泵送装置，所述泵送装置包括连接乳化基质缸和敏化剂缸的泵送装置一，所述泵送装置还包括连接乳化基质缸和填料器的泵送装置二，所述泵送装置一与泵送装置二均可独立关闭，所述观察缸包括底部连通的储液缸一和储液缸二，所述储液缸二，所述储液缸一与乳化基质缸连接，所述储液缸二的上部设置连通外部的排气装置，通过设置的填药装置结合钻臂，实现钻爆安装一体，方便进行钻孔和填药步骤，同时通过填药装置的乳化基质缸配合观察缸可观察敏化效果；
所述运载装置上安装有与控制装置连接的液压驱动装置，所述钻臂与液压驱动装置连接，所述钻臂包括顺次连接的第一旋转液压缸，第一万向节、大臂、第二万向节、小臂、第三万向节、第二旋转液压缸，所述第一旋转液压缸固定安装在运载装置上，通过第一旋转液压缸与第二旋转液压缸调整钻孔机构转动角度，同时通过大臂、小臂和第一万向节、第二万向节、第三万向节配合控制钻臂的打开角度；
所述填料器包括填料管、控制填料管伸缩的填料推进装置和安装在填料管上的泵送开关，所述泵送开关与控制装置连接，所述填料推进装置安装在第二旋转液压缸上，所述钻孔机构包括钻杆、用于驱动钻杆旋转的钻杆驱动器和用于控制钻杆伸缩的钻杆推进装置，所述钻杆推进装置安装在第二旋转液压缸上，所述钻杆与钻杆驱动器连接，所述钻杆驱动器安装在钻杆推进装置上。
进一步的，所述运载装置包括驱动装置、车架和驾驶室，所述控制装置设置在驾驶室内，所述驱动装置与控制装置连接，所述驱动装置设置在车架下部用于驱动车架移动，所述驾驶室设置在车架上部一侧通过运载装置移动位置至合适位置配合钻孔和填药作业。
进一步的，所述驾驶室下部设置有固定安装在运载装置上的抬升装置，所述抬升装置与控制装置连接，所述抬升装置可调整驾驶室的高度，通过抬升装置使驾驶室高度上升，视野更好方便钻孔装药作业。
进一步的，所述填料器固定安装在第二旋转液压缸上，所述钻孔机构与所述填料器对称设置。
进一步的，所述乳化基质缸的上部设置有可开合的封闭缸盖，所述封闭缸盖上设置有呼吸阀和用于检测乳化基质缸内温度和压力的温度检测装置和压力检测装置，通过呼吸阀调节乳化基质缸的内部压力，同时通过温度检测装置和压力检测装置监控乳化基质缸的内部压力。
进一步的，所述储液缸一与乳化基质缸通过管道一连接，所述管道一上设置有阀体一，所述管道一上还设置有净化过滤装置，通过阀体一控制管道一与储液缸一的连通，防止装药时乳化基质缸压力变化影响储液缸内压力。
进一步的，所述储液缸一与储液缸二的侧壁设置有观察窗口，所述观察窗口上设置有刻度标线，所述储液缸二中设置有液位传感器，所述液位传感器连接控制装置，通过观察窗和所述液位传感器监测储液缸二内的液位变化从而乳化基质敏化效果。
进一步的，所述乳化基质缸的上部设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括与控制装置连接的电机和位于乳化基质缸内与电机输出端连接的搅拌混合辊，通过电机带动搅拌基质缸内混合敏化剂的乳化基质，从而使敏化反应更加充分。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置在运载装置上的控制装置、钻爆装置和填药装置相配合，使钻孔作业与填药作业设备相配合，节省了机械设备，使设备占用空间更小，同时优化了施工工艺，方便自动化钻孔和装药，同时便于判断乳化***敏化效果，便于乳化***在最优的敏化效果时装填，从而使施工工艺更加简单高效。
附图说明
图1为本发明侧视图；
图2为本发明俯视图；
图3为钻臂与钻孔机构、填料器侧视图；
图4为钻臂俯视结构示意图。
图中：1、控制装置；11、液压驱动装置；2、钻爆装置；21、钻臂；211、第一旋转液压缸；212、第一万向节；213、大臂；214、第二万向节；215、小臂；216、第三万向节；217、第二旋转液压缸；22、钻孔机构；221、钻杆；222、钻杆驱动器；223、钻杆推进装置；3、混装箱；31、观察缸；311、储液缸一；312、储液缸二；32、乳化基质缸；321、封闭缸盖；322、呼吸阀；33、敏化剂缸；34、泵送装置；341、泵送装置一；342、泵送装置二；4、填料器；41、填料管；42、填料推进装置；43、泵送开关；5、排气装置；61、驱动装置；62、车架；63、驾驶室；7、抬升装置；8、管道一；81、阀体一、82、净化过滤装置；9、搅拌装置；91、电机；92、搅拌混合辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，一种混装乳化***钻孔装填一体设备，包括可移动的运载装置和设置在运载装置上的控制装置1、钻爆装置2和填药装置，所述填药装置包括混装箱3和填料器4，混装箱3和填料器4通过橡胶软管或不锈钢软管、波纹管等软管连接，所述钻爆装置2包括环绕混装箱3固定安装且可向外展开的钻臂21和位于钻臂21末端的钻孔机构22，所述钻臂21可采用液压动力驱动，动力来源可采用运载装置的动力单元，所述填料器4也设置在钻臂21末端，所述钻臂21可带动钻孔机构22与填料器4位置调换，所述混装箱3包括观察缸31、乳化基质缸32、敏化剂缸33和泵送装置34，所述乳化基质缸32和敏化剂缸33均设置有可打开以及关闭的注入口，所述泵送装置34包括连接乳化基质缸32和敏化剂缸33的泵送装置一341，所述泵送装置34还包括连接乳化基质缸32和填料器4的泵送装置二342，所述泵送装置一341和泵送装置二342均包括连接管道和设置在连接管道上的泵体，所述泵体均采用水环式真空泵，泵体与控制装置1连接，通过控制装置1控制泵体的启停，所述泵送装置一341与泵送装置二342的管道均设置有独立的泵送关闭阀体，所述泵送关闭阀体与控制装置1连接，通过控制装置1可独立关闭泵送装置一341和泵送装置二342，所述观察缸31包括底部通过管道连通的储液缸一311和储液缸二312，所述储液缸一311与乳化基质缸32连接，所述储液缸二312的上部设置连通外部的排气装置5，所述排气装置5可采用排气阀。
在本实施例中，所述运载装置包括驱动装置61、车架62和驾驶室63，所述驱动装置61包括电动机组或发动机组，还包括电动机组或发动机组带动的驱动轴和驱动轮，所述驱动轮可以是轮胎或履带式驱动机构，所述控制装置1设置在驾驶室63内，所述控制装置1包括显示设备和与显示设备连接的集成式电脑，还包括与集成式电脑连接的动力操作台，所述驱动装置61与动力操作台连接，所述驱动装置61设置在车架62下部用于驱动车架62移动，所述驾驶室63设置在车架62上部一侧，所述混装箱3位于驾驶室63的后方。
在本实施例中，所述驾驶室63下部设置有固定安装在运载装置上的抬升装置7，所述抬升装置7可以是升降液压缸，所述升降液压缸的缸体通过固定螺丝安装在运载装置的车架62上，所述升降液压缸的输出端向上设置且输出端的顶端与驾驶室63的底部通过螺丝固定连接，所述抬升装置7与控制装置1的动力操作台连接，通过动力操作台控制抬升装置7可调整驾驶室63的高度。
在本实施例中，所述运载装置上安装有与控制装置1连接的液压驱动装置11，所述液压驱动装置11固定设置在车架62的尾部，所述钻臂21与液压驱动装置11连接，所述钻臂21包括顺次通过螺栓紧固连接的第一旋转液压缸211、第一万向节212、大臂213、第二万向节214、小臂215、第三万向节216、第二旋转液压缸217，所述运载装置的后方设置有一安装板，所述钻臂21有四个，每个所述钻臂21的第一旋转液压缸211固定安装在安装板两侧的边缘位置使钻臂21环绕混装箱3设置，所述钻臂21的大臂213可并排贴近混装箱3的侧壁，所述大臂213与第二万向节214连接的一端呈L型拐角，使大臂213与小臂215通过第二万向节214连接后呈并列状态，所述第一万向节212、第二万向节214和第三万向节216均采用液压万向节，所述第一旋转液压缸211、第二旋转液压缸217、第一万向节212、第二万向节214和第三万向节216均通过液压管路与液压驱动装置11连接。
在本实施例中，所述填料器4通过螺丝固定安装在第二旋转液压缸217上，所述钻孔机构22与所述填料器4对称设置。
在本实施例中，所述填料器4包括填料管41、控制填料管41伸缩的填料推进装置42和安装在填料管41上的泵送开关43，所述泵送开关43与控制装置1连接，所述填料推进装置42安装在第二旋转液压缸217上，所述钻孔机构22包括钻杆221、用于驱动钻杆221旋转的钻杆驱动器222和用于控制钻杆221伸缩的钻杆推进装置223，所述钻杆推进装置223安装在第二旋转液压缸217上，所述钻杆221与钻杆驱动器222连接，所述钻杆驱动器222安装在钻杆推进装置223上，所述钻杆推进装置223与填料推进装置42均为电动滑轨，两个所述电动滑轨对称设置且通过螺丝使轨道固定安装在第二旋转液压缸217的两侧，所述电动滑轨与控制装置1的操作台连接，通过操作台控制电动滑动的输出端移动，所述填料管41、钻杆驱动器222均通过螺丝固定安装在电动滑轨的输出端上。
在本实施例中，所述乳化基质缸32的上部设置有可开合的封闭缸盖321，所述封闭缸盖321通过铰接设置的方式与乳化基质缸32连接，且封闭缸盖321设置有密封结构，所述密封结构可采用胶圈密封使封闭缸盖321在关闭状态下保持密封，所述封闭缸盖321上设置有呼吸阀322和用于检测乳化基质缸32内温度和压力的温度检测装置和压力检测装置，所述呼吸阀322采用压力可调节类型的呼吸阀，所述温度检测装置和压力检测装置设置在乳化基质缸32的内部并通过通讯线连接控制装置1的集成式电脑。
在本实施例中，所述储液缸一311与乳化基质缸32通过管道一8连接，所述管道一8上设置有阀体一81，所述管道一8上还设置有净化过滤装置82，所述净化过滤装置82可采用材质为PP棉和活性炭组合的空气滤芯。
在本实施例中，所述储液缸一311与储液缸二312的侧壁设置有观察窗口，所述观察窗口呈竖直长条状嵌设安装在储液缸一311和储液缸二312的侧壁，所述观察窗口采用透明材质，可通过观察窗口查看储液缸一311和储液缸二312的内部，所述观察窗口上设置有刻度标线，所述储液缸二312中设置有液位传感器，所述液位传感器连接控制装置1。
在本实施例中，所述乳化基质缸32的上部设置有搅拌装置9，所述搅拌装置9包括与控制装置1连接的电机91和位于乳化基质缸32内与电机91输出端连接的搅拌混合辊92，所述乳化基质缸32的上部设置有搅拌器开孔，所述电机91的输出端向下通过搅拌器开孔***乳化基质缸32的内部，所述电机91通过法兰和固定安装在搅拌器开孔处的法兰底座固定安装在乳化基质缸32的上部，法兰底座与法兰连接处可通过胶圈等密封装置密封处理，所述搅拌辊与电机91的输出端通过联轴器连接，所述搅拌辊的侧面设置有波浪形桨叶，通过电机91带动搅拌基质缸内混合敏化剂的乳化基质，从而使敏化反应更加充分。
本发明在使用时，通过乳化基质缸32和敏化剂缸33的注入口分别加装乳化基质和敏化剂，在施工时，通过运载装置将加装乳化基质和敏化剂的混装乳化***钻孔装填一体设备移动至施工现场，将钻孔装填设备的钻孔机构22和填料器4朝向施工方向，通过控制装置1的动力操作台控制液压驱动装置11从而驱动钻臂21移动，通过第一旋转液压缸211、第二旋转液压缸217可带动大臂213和钻孔机构22旋转角度，同时通过液压驱动装置11控制第一万向节212、第二万向节214和第三万向节216和控制钻孔机构22的倾斜角度和展开距离，通过控制装置1的动力操作台操作钻臂21使钻臂21移动至合适的打孔位置，通过钻杆推进装置223推动钻杆221前进，通过钻杆驱动器222驱动钻杆221转动在岩石层打出合适深度的钻孔，通过控制装置1的集成式电脑记录钻孔钻进的深度以及钻孔位置坐标，在钻孔完成后通过泵送装置一341将敏化剂缸33内的敏化剂注入乳化基质缸32中，此时乳化基质缸32处于封闭状态，所述储液缸一311和储液缸二312内加装有水或油类液体，所述储液缸一311和储液缸二312因保持连通状态，此时储液缸一311和储液缸二312内液体保持持平，此时控制装置1的集成电脑记录液位传感器数据，所述集成电脑中储存有乳化基质与敏化剂标准反应所产生氮气量ΔA，通过将乳化基质缸32内的乳化基质量和添加敏化剂量代入公式得出最佳敏化产生氮气量ΔB，通过控制装置1启动搅拌装置9，此时电机91带动搅拌混合辊92转动，从而带动乳化基质与敏化液充分混合敏化，此时产生的氮气通过管道一8进入储液缸一311的上部，此时储液缸一311内压力增大，储液缸二312的液面上升，此时储液缸二312上部的空气通过排气装置5排出，通过ΔB的数可得出储液缸二312内的液位上升高度到达多少时为乳化基质与敏化剂最佳反应标准，当储液缸二312内的液位传感器检测到液位达到标准时，通过通知装置反馈至集成式电脑提醒进行下一步施工，此时通过集成式电脑记录的钻孔钻进深度以及打孔位置坐标，调整钻臂21姿态使钻杆221对准钻孔后通过操作台控制第二旋转液压缸217旋转180°，此时与钻杆221对称设置的填料装置与钻杆221位置交换，此时填料管41对准之前钻设的炮孔，通过控制装置1控制填料推进装置42将填料管41***炮孔中，通过集成式电脑控制填料管41***炮孔的深度，通过控制装置1的动力操作台启动泵送装置二342并打开填料管41上的泵送开关43，通过泵送装置二342将敏化反应后的乳化***从炮孔的底部开始填装乳化***，同时通过集成式电脑控制填料推进装置42带动填料管41后退，当填料管41退出至炮孔洞口时通过控制装置1停止泵送装置二342从而停止填装作业，通过控制装置1将钻臂21收回至混装箱3的侧边，钻臂21收回时控制装置1控制所述第二旋转液压缸217旋转，使填料装置与钻孔机构22保持上下位置，此时小臂215可收回至与大臂213贴合状态，所述此时完成钻孔装填作业，即可离场。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混装乳化***钻孔装填一体设备，包括可移动的运载装置和设置在运载装置上的控制装置、钻爆装置和填药装置，其特征在于：所述填药装置包括混装箱和连接混装箱的填料器，所述钻爆装置包括环绕混装箱设置且可向外展开的钻臂和位于钻臂末端的钻孔机构，所述填料器也设置在钻臂末端，所述钻臂可带动钻孔机构与填料器位置调换，所述混装箱包括观察缸、乳化基质缸、敏化剂缸和泵送装置，所述泵送装置包括连接乳化基质缸和敏化剂缸的泵送装置一，所述泵送装置还包括连接乳化基质缸和填料器的泵送装置二，所述泵送装置一与泵送装置二均可独立关闭，所述观察缸包括底部连通的储液缸一和储液缸二，所述储液缸一与乳化基质缸连接，所述储液缸二的上部设置连通外部的排气装置；
所述运载装置上安装有与控制装置连接的液压驱动装置，所述钻臂与液压驱动装置连接，所述钻臂包括顺次连接的第一旋转液压缸，第一万向节、大臂、第二万向节、小臂、第三万向节、第二旋转液压缸，所述第一旋转液压缸固定安装在运载装置上；
所述填料器包括填料管、控制填料管伸缩的填料推进装置和安装在填料管上的泵送开关，所述泵送开关与控制装置连接，所述填料推进装置安装在第二旋转液压缸上，所述钻孔机构包括钻杆、用于驱动钻杆旋转的钻杆驱动器和用于控制钻杆伸缩的钻杆推进装置，所述钻杆推进装置安装在第二旋转液压缸上，所述钻杆与钻杆驱动器连接，所述钻杆驱动器安装在钻杆推进装置上。
2.根据权利要求1所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述运载装置包括驱动装置、车架和驾驶室，所述控制装置设置在驾驶室内，所述驱动装置与控制装置连接，所述驱动装置设置在车架下部用于驱动车架移动，所述驾驶室设置在车架上部一侧。
3.根据权利要求2所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述驾驶室下部设置有固定安装在运载装置上的抬升装置，所述抬升装置与控制装置连接，所述抬升装置可调整驾驶室的高度。
4.根据权利要求1所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述填料器固定安装在第二旋转液压缸上，所述钻孔机构与所述填料器对称设置。
5.根据权利要求1所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述乳化基质缸的上部设置有可开合的封闭缸盖，所述封闭缸盖上设置有呼吸阀和用于检测乳化基质缸内温度和压力的温度检测装置和压力检测装置。
6.根据权利要求5所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述储液缸一与乳化基质缸通过管道一连接，所述管道一上设置有阀体一，所述管道一上还设置有净化过滤装置。
7.根据权利要求1所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述储液缸一与储液缸二的侧壁设置有观察窗口，所述观察窗口上设置有刻度标线，所述储液缸二中设置有液位传感器，所述液位传感器连接控制装置。
8.根据权利要求1所述的混装乳化***钻孔装填一体设备，其特征在于：所述乳化基质缸的上部设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括与控制装置连接的电机和位于乳化基质缸内与电机输出端连接的搅拌混合辊。
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