一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍，是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成，本實用新型擴(kuò)大了機(jī)械式滑軌鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍鉆具開采礦層的區(qū)域，增加了單孔采礦量，相對的降低了開采單位礦石的成本。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于鉆孔水力開采礦物的伸縮水槍，特別涉及一種基于棘爪 鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍。 一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，采礦業(yè)正面臨著地表和淺部富礦日趨枯竭的情況，而 地下深部礦產(chǎn)、淺部不均勻的小礦、貧礦、湖海底礦產(chǎn)以及復(fù)雜水文和地質(zhì)條件的礦產(chǎn)具有 開采難度大的問題。采用傳統(tǒng)方法開采深部礦產(chǎn)和淺部不均勻小礦、貧礦等勢必帶來成本 過高的問題。為此各國都在尋找一種低成本的采礦方法，鉆孔水力開采就是在這一歷史背 景下產(chǎn)生的一種新的采礦方法。
[0003] 鉆孔水力開采方法是在穿過礦層的鉆孔內(nèi)，用高壓水射流破碎礦體，破碎下來的 礦渣與循環(huán)水在孔底形成流動狀態(tài)的液固兩相的礦漿，然后由舉升設(shè)備將礦漿輸送到地 表，礦漿經(jīng)過沉淀分選即可得到有用礦石，水可以繼續(xù)作為循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行下一步開采。該方 法只需要操作人員在地面操作即可，具有開采深度大、基建投資少、建礦周期短、成本低、安 全、高效、環(huán)境污染小等優(yōu)點。
[0004] 目前，在水力開采工藝中使用的水槍都是固定式水槍，高壓噴嘴固定在鉆具外壁， 這種鉆具在開采中存在以下不足：由于在地下空間中充滿循環(huán)介質(zhì)，高壓水槍從高壓噴嘴 射出之后，水射流的速度會逐漸減低，破巖能力隨之下降，這就限制了固定式水槍的破巖范 圍。
[0005] 正由于以上不足，造成了礦產(chǎn)單孔開采量較小，相對應(yīng)的提高了礦產(chǎn)的單位礦產(chǎn) 開米成本，與降低生產(chǎn)成本的初衷相違背。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實用新型的目的是為了解決固定式水槍水射流的速度逐漸減低、破巖能力下降 的問題而提供一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍。
[0007] 本實用新型是由滑動控制部分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成；
[0008] 所述滑動控制部分包括高壓水管、滑塊上板、偏心接管、彈簧、滑塊下板和旋轉(zhuǎn)彎 接頭、棘爪，其中高壓水管穿過上擋板的中心滑套，并與偏心接管通過螺栓連接，偏心接管 穿過滑塊上板和滑塊下板，偏心接管分別與滑塊上板和滑塊下板焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭螺 紋連接，旋轉(zhuǎn)彎接頭與水槍通過螺紋連接，滑塊下板上設(shè)置有兩個棘爪，滑塊上板、滑塊下 板上分別開設(shè)有滑動孔，導(dǎo)向桿和排渣管分別卡進(jìn)滑動孔內(nèi)；
[0009] 所述水槍伸縮部分包括水槍臂、水槍支撐軸、支撐桿、第一下固定板，其中水槍臂 的中部與水槍支撐軸固定連接，水槍臂與支撐桿通過水槍支撐軸鉸接，支撐桿與第一下固 定板通過鉸接支座鉸接，鉸接支座與第一下固定板焊接；
[0010] 所述保護(hù)管部分包括排渣管、上擋板、導(dǎo)向桿、導(dǎo)向桿鎖緊螺母、保護(hù)管、第一下固 定板、下固定板連接螺栓、下固定板間隔管、第二下固定板和排渣管導(dǎo)向套，其中上擋板上 開設(shè)有用于排渣管、高壓水管和導(dǎo)向桿穿過的預(yù)留孔；第一下固定板上開設(shè)有排渣管、導(dǎo)向 桿穿過的預(yù)留孔，第二下固定板上開設(shè)有排渣管的預(yù)留孔，排渣管依次貫穿上擋板、第一下 固定板和第二下固定板，并與第二下固定板通過排渣管鎖緊螺母固定，導(dǎo)向桿上部與上擋 板通過螺母固定，導(dǎo)向桿下部與第一下固定板通過螺母固定，其中導(dǎo)向桿穿過滑塊上板、滑 塊下板的預(yù)留孔，保護(hù)管的截面為圓弧形，在圓弧開口的兩側(cè)設(shè)置有齒條，齒條上的齒與棘 爪相互嚙合，保護(hù)管分別與上擋板和第一下固定板焊接。
[0011] 工作原理及過程：在工作過程中，滑動控制部分沿導(dǎo)向桿向下滑動，滑塊下板上的 棘爪在彈簧拉力作用下緊貼保護(hù)管上的齒條，此時，滑動控制部分與第一下固定板的距離 縮短，旋轉(zhuǎn)彎接頭、水槍、水槍支撐軸、支撐桿以及第一下固定板和鉸接支座組成的曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運動，支撐桿支撐水槍沿鉆具徑向張開一定角度，達(dá)到需要的角度后，當(dāng)鉆具提 升時，在自重作用下，保護(hù)管部分會有相對于滑動控制部分有向下的運動趨勢，即滑動控制 部分有相對于保護(hù)管部分向上的運動趨勢，此時棘爪在彈簧拉力的作用下卡入保護(hù)管兩側(cè) 齒條上的齒槽內(nèi)，滑動部分被固定在此位置；鉆具內(nèi)通入高壓水，高壓水從水槍前端的噴嘴 高速射出，不斷破碎礦層，破碎一定空間后，鉆具下降至孔底后，滑動控制部分繼續(xù)相對于 保護(hù)管部分向下移動，重復(fù)同樣的動作，保護(hù)管繼續(xù)向外側(cè)張開，繼續(xù)破碎礦層，直到水槍 處于接近水平位置；滑動控制部分繼續(xù)往下運動，此時定位解鎖桿就會推動棘爪，使棘爪繞 轉(zhuǎn)軸向遠(yuǎn)離齒條的方向旋轉(zhuǎn)一定角度，棘爪越過轉(zhuǎn)動圓弧最高點后，在彈簧的拉力作用下， 將棘爪和齒分離，滑動控制部分往上移動，水槍收回到保護(hù)管內(nèi)，收回鉆具，礦層開采完畢。
[0012] 本實用新型的有益效果：
[0013] 本實用新型的保護(hù)管起到保護(hù)管路和內(nèi)部部件的作用，并作為水槍和支撐桿的收 容腔；本實用新型擴(kuò)大了固定式水槍鉆具開采礦層的區(qū)域，增加了單孔采礦量，相對的降低 了開采單位礦石的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本實用新型實施例的剖視圖。
[0016] 圖3為本實用新型實施例的B-B方向剖視圖。
[0017] 圖4為本實用新型實施例的C-C方向剖視圖。
[0018] 圖5為本實用新型實施例的保護(hù)管正視圖 [0019] 圖6為本實用新型實施例的保護(hù)管俯視圖。

【具體實施方式】
[0020] 請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6為本實用新型的實施例，是由滑動控制部 分、水槍伸縮部分和保護(hù)管部分組成；
[0021] 所述滑動控制部分包括高壓水管1、滑塊上板8、偏心接管9、彈簧10、滑塊下板11 和旋轉(zhuǎn)彎接頭12、棘爪25,其中高壓水管1穿過上擋板3的中心滑套，并與偏心接管9通過 螺栓7連接，偏心接管9穿過滑塊上板8和滑塊下板11，偏心接管9分別與滑塊上板8和滑 塊下板11焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭12螺紋連接，旋轉(zhuǎn)彎接頭12與水槍13通過螺紋連接，滑 塊下板11上設(shè)置有兩個棘爪25,滑塊上板8、滑塊下板11上分別開設(shè)有滑動孔26,導(dǎo)向桿 4和排渣管2分別卡進(jìn)滑動孔26內(nèi)；
[0022] 所述水槍伸縮部分包括水槍臂13、水槍支撐軸15、支撐桿17、第一下固定板18,其 中水槍臂13的中部與水槍支撐軸15固定連接，，水槍13與支撐桿17通過水槍支撐軸15 鉸接，支撐桿17與第一下固定板18通過鉸接支座24鉸接，鉸接支座24與第一下固定板18 焊接；
[0023] 所述保護(hù)管部分包括排渣管2、上擋板3、導(dǎo)向桿4、導(dǎo)向桿鎖緊螺母5、保護(hù)管14、 第一下固定板18、下固定板連接螺栓19、下固定板間隔管20、第二下固定板21和排渣管導(dǎo) 向套22,上擋板3上開設(shè)有用于排渣管2、高壓水管1和導(dǎo)向桿4穿過的預(yù)留孔；第一下固 定板18上開設(shè)有排渣管2、導(dǎo)向桿4穿過的預(yù)留孔，第二下固定板21上開設(shè)有排渣管2的 預(yù)留孔，排渣管2依次貫穿上擋板3、第一下固定板18和第二下固定板21，并與第二下固定 板21通過排渣管鎖緊螺母22固定，導(dǎo)向桿4上部與上擋板3通過螺母固定，導(dǎo)向桿4下部 與第一下固定板18通過螺母固定，其中導(dǎo)向桿4穿過滑塊上板8、滑塊下板11的預(yù)留孔，保 護(hù)管14的截面為圓弧形，在圓弧開口的兩側(cè)設(shè)置有齒條6,齒條6上的齒與棘爪25相互嚙 合，保護(hù)管14分別與上擋板3和第一下固定板18焊接。
[0024] 工作原理及過程：在工作過程中，滑動控制部分沿導(dǎo)向桿4向下滑動，滑塊下板11 上的棘爪25在彈簧10拉力作用下緊貼保護(hù)管14上的齒條6,此時，滑動控制部分與第一下 固定板18的距離縮短，旋轉(zhuǎn)彎接頭12、水槍13、水槍支撐軸15、支撐桿17以及第一下固定 板18和鉸接支座24組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運動，支撐桿17支撐水槍13沿鉆具徑向張 開一定角度，達(dá)到需要的角度后，當(dāng)鉆具提升時，在自重作用下，保護(hù)管部分會有相對于滑 動控制部分有向下的運動趨勢，即滑動控制部分有相對于保護(hù)管部分向上的運動趨勢，此 時棘爪25在彈簧10拉力的作用下卡入保護(hù)管6兩側(cè)齒條6上的齒槽內(nèi)，滑動部分被固定 在此位置；鉆具內(nèi)通入高壓水，高壓水從水槍13前端的噴嘴高速射出，不斷破碎礦層，破碎 一定空間后，鉆具下降至孔底后，滑動控制部分繼續(xù)相對于保護(hù)管部分向下移動，重復(fù)同樣 的動作，保護(hù)管14繼續(xù)向外側(cè)張開，繼續(xù)破碎礦層，直到水槍13處于接近水平位置；滑動控 制部分繼續(xù)往下運動，此時定位解鎖桿16就會推動棘爪25,使棘爪25繞轉(zhuǎn)軸向遠(yuǎn)離齒條 的方向旋轉(zhuǎn)一定角度，棘爪25越過轉(zhuǎn)動圓弧最高點后，在彈簧10的拉力作用下，將棘爪25 和齒條6分離，滑動控制部分往上移動，水槍13收回到保護(hù)管14內(nèi)，收回鉆具，礦層開采完 畢。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于棘爪鎖緊機(jī)構(gòu)的伸縮水槍，其特征在于：是由滑動控制部分、水槍伸縮部 分和保護(hù)管部分組成； 所述滑動控制部分包括高壓水管（1)、滑塊上板（8)、偏心接管（9)、彈簧（10)、滑塊下 板（11)和旋轉(zhuǎn)彎接頭（12)、棘爪（25)，其中高壓水管（1)穿過上擋板（3)的中心滑套，并 與偏心接管（9)通過螺栓（7)連接，偏心接管（9)穿過滑塊上板（8)和滑塊下板（11)，偏 心接管（9)分別與滑塊上板（8)和滑塊下板（11)焊接，并與旋轉(zhuǎn)彎接頭（12)螺紋連接，旋 轉(zhuǎn)彎接頭（12)與水槍（13)通過螺紋連接，滑塊下板（11)上設(shè)置有兩個棘爪（25)，滑塊上 板（8)、滑塊下板（11)上分別開設(shè)有滑動孔（26)，導(dǎo)向桿（4)和排渣管（2)分別卡進(jìn)滑動 孔（26)內(nèi)； 所述水槍伸縮部分包括水槍臂（13)、水槍支撐軸（15)、支撐桿（17)、第一下固定板 (18)，其中水槍臂（13)的中部與水槍支撐軸（15)固定連接，水槍臂（13)與支撐桿（17)通 過水槍支撐軸（15)鉸接，支撐桿（17)與第一下固定板（18)通過鉸接支座（24)鉸接，鉸接 支座（24)與第一下固定板（18)焊接； 所述保護(hù)管部分包括排渣管（2)、上擋板（3)、導(dǎo)向桿（4)、導(dǎo)向桿鎖緊螺母（5)、保護(hù) 管（14)、第一下固定板（18)、下固定板連接螺栓（19)、下固定板間隔管（20)、第二下固定板 (21)和排渣管導(dǎo)向套（22)，其中上擋板（3)上開設(shè)有用于排渣管（2)、高壓水管（1)和導(dǎo) 向桿⑷穿過的預(yù)留孔；第一下固定板（18)上開設(shè)有排渣管（2)、導(dǎo)向桿（4)穿過的預(yù)留 孔，第二下固定板（21)上開設(shè)有排渣管（2)的預(yù)留孔，排渣管（2)依次貫穿上擋板（3)、第 一下固定板（18)和第二下固定板（21)，并與第二下固定板（21)通過排渣管鎖緊螺母（22) 固定，導(dǎo)向桿（4)上部與上擋板（3)通過螺母固定，導(dǎo)向桿（4)下部與第一下固定板（18) 通過螺母固定，其中導(dǎo)向桿（4)穿過滑塊上板（8)、滑塊下板（11)的預(yù)留孔，保護(hù)管（14)的 截面為圓弧形，在圓弧開口的兩側(cè)設(shè)置有齒條（6)，齒條（6)上的齒與棘爪（25)相互嚙合， 保護(hù)管（14)分別與上擋板（3)和第一下固定板（18)焊接。
【文檔編號】E21C45/00GK203891884SQ201420334228
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月21日
【發(fā)明者】陳晨, 高帥, 李剛, 錢方, 董雪嬌, 王聰, 洪建俊, 趙貴杰 申請人:吉林大學(xué)