反重力水密封钻孔机

676 编辑：中冶有色技术网来源：江苏亨通智能科技有限公司

2023-12-22 11:38:29

权利要求书： 1.一种反重力水密封钻孔机，包括钻孔机本体和水钻头，其特征在于：所述钻孔机本体设置在支撑座上，且能够升降；

还包括顶部开口的集水器，所述集水器设置在所述支撑座上，其内设有集水腔，所述集水器的底部设有连通至所述集水腔的连接口；所述钻孔机本体上升带动所述水钻头移动以穿入所述连接口，并继续上升至钻孔位置。

2.如权利要求1所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：还包括负压抽吸部件，所述负压抽吸部件用于抽吸所述集水腔内的集水。

3.如权利要求2所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述集水器的侧部设有出水口，所述出水口与所述集水腔连通，所述抽吸部件连接所述出水口。

4.如权利要求1所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述连接口内设有环形毛刷部件，所述水钻头轴向穿入所述环形毛刷部件，且与所述环形毛刷部件的毛刷部密封接触。

5.如权利要求1所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述集水器为圆环形集水器，其顶部开口处设有密封部件。

6.如权利要求1～5任一项所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述支撑座上设有弹性支撑模组，所述弹性支撑模组包括弹性元件和支撑部，所述弹性元件能够沿所述钻孔机本体的升降方向形变；所述弹性元件的一端转动连接所述支撑座，其另一端转动连接所述支撑部，所述集水器安装在所述支撑部上。

7.如权利要求6所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述弹性元件包括氮气弹簧。

8.如权利要求6所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述弹性支撑模组还包括升降导向部件，所述升降导向部件支撑在所述支撑座上，所述支撑部安装在所述升降导向部件上。

9.如权利要求6所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述支撑座上设有升降平台，所述升降平台上设有压块，所述压块厚度方向设有通孔，所述通孔内穿设有拉杆，所述拉杆的一端连接所述支撑部，所述拉杆穿出所述通孔的一端套设有卡环，所述卡环的外径大于所述通孔的孔径。

10.如权利要求9所述的反重力水密封钻孔机，其特征在于：所述钻孔机本体安装在所述升降平台上，所述升降平台连接升降驱动器，所述升降驱动器用于驱动所述升降平台上升或者下降，且所述升降平台上升时带动所述水钻头移动至钻孔位置，所述升降平台下降时带动所述水钻头移动至零点位。

说明书：反重力水密封钻孔机技术领域[0001] 本发明涉及钻孔设备技术领域，具体涉及一种反重力水密封钻孔机。背景技术[0002] 水钻钻孔机利用水做冷却媒介在空心钻头内流动对钻头降温，确保钻头正常钻孔。但也有弊端：从空心钻头中流出的水会污染被钻孔的对象。为了解决这个问题，现有的

水钻钻孔机配置了水槽，钻孔时基本实现水零泄漏，但是这种方式仅限于向下钻孔或者水

平钻孔适用，而在天花板倒立钻孔或者隧道顶部钻孔空心钻头内流出的水还是会泄漏污染

被钻孔对象。

发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种反重力水密封钻孔机，实现反重力钻孔时冷却水密封零泄漏。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反重力水密封钻孔机，包括钻孔机本体和水钻头，所述钻孔机本体设置在支撑座上，且能够升降；

[0005] 还包括顶部开口的集水器，所述集水器设置在所述支撑座上，其内设有集水腔，所述集水器的底部设有连通至所述集水腔的连接口；所述钻孔机本体上升带动所述水钻头移

动以穿入所述连接口，并继续上升至钻孔位置。

[0006] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括还包括负压抽吸部件，所述负压抽吸部件用于抽吸所述集水腔内的集水。

[0007] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述集水器的侧部设有出水口，所述出水口与所述集水腔连通，所述抽吸部件连接所述出水口。

[0008] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述连接口内设有环形毛刷部件，所述水钻头轴向穿入所述环形毛刷部件，且与所述环形毛刷部件的毛刷部密封接触。

[0009] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述集水器为圆环形集水器，其顶部开口处设有密封部件。

[0010] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述支撑座上设有弹性支撑模组，所述弹性支撑模组包括弹性元件和支撑部，所述弹性元件能够沿所述钻孔机本体的升降方向形

变；所述弹性元件的一端转动连接所述支撑座，其另一端转动连接所述支撑部，所述集水器

安装在所述支撑部上。

[0011] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述弹性元件包括氮气弹簧。[0012] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述弹性支撑模组还包括升降导向部件，所述升降导向部件支撑在所述支撑座上，所述支撑部安装在所述升降导向部件上。

[0013] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述支撑座上设有升降平台，所述升降平台上设有压块，所述压块厚度方向设有通孔，所述通孔内穿设有拉杆，所述拉杆的一端连接

所述支撑部，所述拉杆穿出所述通孔的一端套设有卡环，所述卡环的外径大于所述通孔的

孔径。

[0014] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述钻孔机本体安装在所述升降平台上，所述升降平台连接升降驱动器，所述升降驱动器用于驱动所述升降平台上升或者下降，且

所述升降平台上升时带动所述水钻头移动至钻孔位置，所述升降平台下降时带动所述水钻

头移动至零点位。

[0015] 本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述支撑座上设有直线滑轨，所述升降平台设置在所述直线滑轨内，其沿所述直线滑轨移动。

[0016] 本发明的有益效果：[0017] 本发明的反重力水密封钻孔机，具有的集水器在水钻头钻孔前吸附在钻孔目标物的钻孔平面，水钻头钻孔时冷却水进入集水器，尤其是反重力环境下钻孔，冷却水自动进入

集水器，实现反重力钻孔时冷却水密封零泄漏。

附图说明[0018] 图1为本发明优选实施例中反重力水密封钻孔机的第一视角结构示意图；[0019] 图2为本发明优选实施例中反重力水密封钻孔机的第二视角结构示意图；[0020] 图3为图1、2所示反重力水密封钻孔机中集水器的结构示意图；[0021] 图4为集水器和毛刷部件配合的结构示意图。[0022] 图中标号说明：[0023] 2?钻孔机本体，4?水钻头，6?支撑座，8?集水器，9?集水腔，10?连接口，12?负压抽吸部件，14?出水口，16?密封部件，18?弹性元件，20?支撑部，22?升降导向部件，24?升降平

台，26?压块，28?通孔，30?拉杆，32?卡环，34?齿轮，36?齿板，38?伺服电机，40?直线滑轨，

42?毛刷部件。

具体实施方式[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

[0025] 实施例[0026] 本发明实施例公开一种反重力水密封钻孔机，参照图1、2所示，包括钻孔机本体2、水钻头4和顶部开口的集水器8，所述集水器8设置在支撑座6上；所述钻孔机本体2也设置在

支撑座6上，且能够升降。其中，所述钻孔机本体2通过上升到达钻孔位置，通过下降到达零

点位。所述集水器8在所述钻孔机本体2达到钻孔位置时其顶部吸附在钻孔目标物的钻孔平

面。参照图3所示，所述集水器8内设有集水腔9，所述集水器8的底部设有连通至所述集水腔

9的连接口10，所述钻孔机本体2上升至钻孔位置时所述水钻头4从所述连接口10处延伸至

所述集水器8，并从所述集水器8的顶部开口处伸出接触钻孔目标物的钻孔平面，进而在钻

孔平面上钻孔，钻孔过程中从空心水钻头4内流出的冷却水被收集在所述集水器8内。本实

施例技术方案中的钻孔机尤其适用于反重力环境下钻孔，此处的反重力环境包括天花板上

钻孔或者隧道顶部钻孔，重力方向向下，而所述集水器8截留向下的冷却水，简称反重力水

密封。也就是，本发明实施例的钻孔机，其具有的集水器8在水钻头4钻孔前吸附在钻孔目标

物的钻孔平面，水钻头4钻孔时冷却水进入集水器8，尤其是反重力环境下钻孔，冷却水自动

进入集水器8，实现反重力钻孔时冷却水密封零泄漏。

[0027] 所述集水器8在钻孔机本体2上升至钻孔位置钻孔时吸附在目标平面上，本实施例技术方案中，优选实现所述集水器8吸附的结构包括负压抽吸部件12，所述集水器8的侧部

设有出水口14，所述出水口14与所述集水腔9连通，所述负压抽吸部件12连接所述出水口

14。所述负压抽吸部件12运行时，一方面将集水腔9内的集水从所述出水口14中抽吸至外接

集水箱内，另一方面提供负压使得所述集水器8吸附在目标平面上。在其它技术方案中，所

述集水器8还可以通过其它方式吸附在目标钻孔平面上，比如在集水器8的底部施加外力将

其贴紧目标钻孔平面。

[0028] 钻孔机钻孔时水钻头4高速旋转，由于水钻头4高速旋转使得水钻头4与集水器8之间不能直接硬接触，也就是水钻头4在连接口10处不能与集水器硬接触，如果采用间隙配

合，大部分水会被抽吸走，但是一小部分小水珠会顺着水钻头4往下流，很难做到冷却水的

零泄漏。为了解决不能硬接触且实现零泄漏，参照图4所示，所述连接口10内设有环形毛刷

部件42，所述水钻头4轴向穿入所述环形毛刷部件42，且与所述环形毛刷部件42的毛刷部密

封接触。由于水本身有张力，水珠会被束缚在环形毛刷部件42的毛刷部上不会掉落，而环形

毛刷部件42和水钻头4之间的环形间隙会进入空气，该空气配合集水器8内部的负压带走这

部分水珠达到密封效。

[0029] 为了进一步密封所述集水腔9，提高水密封效果，所述集水器8的顶部开口处设有密封部件16。本实施例技术方案中，所述集水器8优选使用圆环形集水器，更容易实现较好

的密封效果，对应圆环形集水器，其顶部开口处设有外环密封部件和内环密封部件。所述密

封部件16优选使用橡胶密封圈。

[0030] 作为本发明的进一步改进，所述支撑座6上设有弹性支撑模组，所述弹性支撑模组包括弹性元件18和支撑部20，本实施例技术方案中，所述支撑部20为平板状结构；所述弹性

元件18能够沿所述钻孔机本体2的升降方向形变；所述弹性元件18的一端转动连接所述支

撑座6，其另一端转动连接所述支撑部20，所述集水器8安装在所述支撑部20上。通过所述弹

性元件18的形变弹力驱动所述支撑部20升降，进而驱动所述集水器8升降。其中，所述钻孔

机本体2上升时所述集水器8上升，反之，钻孔机本体2下降时所述集水器8下降。本实施例技

术方案中，所述集水器8的升降和所述钻孔机本体2的升降由一组动力源驱动，且所述钻孔

机本体2还可以单独升降，其实现结构如下：所述支撑座6上设有升降平台24，所述钻孔机本

体2安装在所述升降平台24上，所述升降平台24连接升降驱动器，由升降驱动器驱动升降平

台24上升或者下降。所述升降平台24上设有压块26，所述压块26厚度方向(也是所述钻孔机

本体2升降方向)设有通孔28，所述通孔28内穿设有拉杆30，所述拉杆30的一端连接所述支

撑部20，所述拉杆30的另一端穿出所述通孔28，其上套设有卡环32，所述卡环32的外径大于

所述通孔28的孔径。由于所述卡环32设置在所述压块26的外侧(远离集水器8的一侧)，且其

外径大于通孔28的孔径，使得升降平台24可以独立于集水器8升降。

[0031] 所述集水器8的升降和所述钻孔机本体2的升降由一组动力源驱动，且所述钻孔机本体2还可以独立上升，其实现过程为：

[0032] ①、所述钻孔机本体2下降至零点位时，下降过程中所述压块26作用于所述卡环32拉动所述拉杆30，进而向下拉所述集水器8，此时，所述弹性元件18蓄积弹力；

[0033] ②，所述钻孔机本体2从零点位上升时，第一阶段：集水器8在弹性元件18的蓄积弹力作用下上升，直至上升至弹性元件18复位；第二阶段：弹性元件18复位后所述钻孔机本体

2独立继续上升。

[0034] 本发明的钻孔机，通过创新的结构设计，由一组动力源驱动集水器8和钻孔机本体2升降，且实现钻孔机本体2独立上升，结构简单，运行成本低。

[0035] 具体的，所述弹性元件18包括氮气弹簧，氮气弹簧体积小、弹力大、行程长、工作平稳，制造精密，使用寿命长(一百万次)，弹力曲线平缓，以及不需要预紧。

[0036] 本实施例技术方案中，参照图1和2所示，所述升降驱动器包括齿轮34、齿板36和伺服电机38，所述齿轮34连接伺服电机38输出轴，所述升降平台24固定在所述齿板36上，所述

齿轮34和齿板36啮合，所述齿板36将所述齿轮34的转动转换成升降运动，进而带动升降平

台24升降。

[0037] 进一步的，所述弹性支撑模组还包括升降导向部件22，所述升降导向部件22支撑在所述支撑座6上，所述支撑部20安装在所述升降导向部件22上。通过所述升降导向部件22

导引所述支撑部20平稳升降。

[0038] 进一步的，所述支撑座6上设有直线滑轨40，所述升降平台24设置在所述直线滑轨40内，其沿所述直线滑轨40移动。通过直线滑轨40约束升降平台24直线升降，确保钻孔位置

精度。

[0039] 以上结构设计的钻孔机，其工作过程如下：[0040] (1)钻孔机本体2和集水器8从零点位同步上升，进行密封就位工作；[0041] (2)钻孔机本体2独立上升至钻孔位，并开启负压抽吸水工作；[0042] (3)水钻头钻孔；[0043] (4)钻孔结束后钻孔机关水工作；[0044] (5)钻孔机本体2下降带动水钻头退出，并关闭负压抽吸水；[0045] (6)钻孔机本体2和集水器8同步下降，复位至零点位。[0046] 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明

的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。