切割槽天井钻机的动力系统

200 编辑：中冶有色技术网来源：湖南金岳矿山科技有限公司

2024-12-30 11:28:39

权利要求

1.一种切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，包括：

动力箱(1);

静套(2)，所述静套(2)包括套筒(21)和进水管(22)，所述套筒(21)固定安装于所述动力箱(1)，并沿轴向贯通设置，所述进水管(22)连接于所述套筒(21)，并和所述套筒(21)连通;

驱动器(3)，所述驱动器(3)安装于所述套筒(21)远离所述动力箱(1)的一端;

动管(4)，所述动管(4)可旋转地安装于所述套筒(21)内，并在所述驱动器(3)的驱动下绕轴向旋转，且和所述套筒(21)连通;

第一密封组件(5)，所述第一密封组件(5)安装于所述套筒(21)靠近所述动力箱(1)的一端，并被配置为用于阻隔所述动管(4)和所述套筒(21)靠近所述动力箱(1)一端之间的间隙;

第二密封组件(6)，所述第二密封组件(6)安装于所述套筒(21)靠近所述驱动器(3)的一端，并被配置为用于阻隔所述动管(4)和所述套筒(21)靠近所述驱动器(3)一端之间的间隙。

2.如权利要求1所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述静套(2)还包括凸台(23)，所述凸台(23)连接于所述套筒(21)的内壁;

所述动管(4)包括注水管(41)，所述注水管(41)可旋转地安装于所述套筒(21)内，且位于所述凸台(23)靠近所述动力箱(1)的一侧;

所述第一密封组件(5)包括第一密封垫环(51)，所述第一密封垫环(51)抵持于所述注水管(41)和所述凸台(23)之间。

3.如权利要求2所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述注水管(41)包括第一管体(411)和凸缘(412)，所述第一管体(411)沿轴向贯通设置，并和所述套筒(21)连通，所述凸缘(412)连接于所述第一管体(411)靠近所述凸台(23)一端的外壁;

所述第一密封组件(5)还包括第一螺帽(52)和第一弹性件(53)，所述第一螺帽(52)螺接于所述套筒(21)靠近所述动力箱(1)一端的内壁，所述第一弹性件(53)弹性抵持于所述凸缘(412)和所述第一螺帽(52)之间。

4.如权利要求3所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述第一密封组件(5)还包括第一轴承(54)，所述第一轴承(54)套设于所述第一管体(411)，且位于所述凸缘(412)和所述第一弹性件(53)之间。

5.如权利要求2所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述动管(4)还包括传力管(42)，所述传力管(42)安装于所述驱动器(3)的输出端，并在所述驱动器(3)的驱动下绕轴向旋转，且位于所述凸台(23)靠近所述驱动器(3)的一侧;

所述第二密封组件(6)包括第二密封垫环(61)，所述第二密封垫环(61)抵持于所述传力管(42)和所述凸台(23)之间。

6.如权利要求5所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述传力管(42)包括第二管体(421)和盖板(422)，所述第二管体(421)安装于所述驱动器(3)的输出端，并沿轴向贯通设置，所述盖板(422)连接于所述第二管体(421)，并将所述第二管体(421)靠近所述凸台(23)的一端遮蔽;

所述第二密封组件(6)还包括第二螺帽(62)和第二弹性件(63)，所述第二螺帽(62)螺接于所述套筒(21)靠近所述驱动器(3)一端的内壁，所述第二弹性件(63)弹性抵持于所述盖板(422)和所述第二螺帽(62)之间。

7.如权利要求6所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述第二密封组件(6)还包括第二轴承(64)，所述第二轴承(64)套设于所述第二管体(421)，且位于所述盖板(422)和所述第二弹性件(63)之间。

8.如权利要求5所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述动管(4)还包括传动架(43)，所述传动架(43)安装于所述注水管(41)和所述传力管(42)之间，并用于将所述驱动器(3)的动力通过所述传动架(43)传递至所述注水管(41)。

9.如权利要求8所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述传动架(43)包括多根竖杆(431)和多根横杆(432)，多根所述竖杆(431)均卡接于所述注水管(41)和所述传力管(42)之间，且均沿轴向延伸设置;多根所述横杆(432)均连接于多根所述竖杆(431)，并沿轴向间隔设置。

10.如权利要求9所述的切割槽天井钻机的动力系统，其特征在于，所述传动架(43)还包括两个法兰(433)，其中一个所述法兰(433)连接于多根所述竖杆(431)，并安装于所述传力管(42)，另一个所述法兰(433)连接于多根所述竖杆(431)，并安装于所述注水管(41)。

说明书

技术领域

[0001]本申请涉及开采设备领域，尤其是涉及一种切割槽天井钻机的动力系统。

背景技术

[0002]切割槽天井钻机是一种专门用于地下矿山和隧道工程中开挖天井(竖井)的设备。钻机通过切割槽的方式逐步扩大井筒直径，最终形成完整的天井。天井钻机通常由钻具、切割头、导向系统、推进系统、支撑系统、液压系统、电气系统和冷却系统等组成。在钻进过程中，为了降低钻进难度和排渣难度，通常还会加入注水系统在钻进路径上注水。

[0003]在相关技术中，注水系统通常使用水管将水输送至切割头处。在钻进过程中，钻具和切割头在驱动器的驱动下旋转，为了便于安装水管，水管通常布置在钻具的轴线方向上，并需要将驱动器设置为中空驱动器以对水管避位，防止水管跟随钻具旋转。然而，在实际应用过程中，使用中空驱动器会导致钻具的回转精度大大降低，从而导致天井成型质量变差。

发明内容

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种切割槽天井钻机的动力系统，以解决现有技术中存在的使用中空驱动器导致钻具回转精度降低的技术问题。

[0005]为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种切割槽天井钻机的动力系统，包括：

动力箱;

静套，所述静套包括套筒和进水管，所述套筒固定安装于所述动力箱，并沿轴向贯通设置，所述进水管连接于所述套筒，并和所述套筒连通;

驱动器，所述驱动器安装于所述套筒远离所述动力箱的一端;

动管，所述动管可旋转地安装于所述套筒内，并在所述驱动器的驱动下绕轴向旋转，且和所述套筒连通;

第一密封组件，所述第一密封组件安装于所述套筒靠近所述动力箱的一端，并被配置为用于阻隔所述动管和所述套筒靠近所述动力箱一端之间的间隙;

第二密封组件，所述第二密封组件安装于所述套筒靠近所述驱动器的一端，并被配置为用于阻隔所述动管和所述套筒靠近所述驱动器一端之间的间隙。

[0006]可选地，所述静套还包括凸台，所述凸台连接于所述套筒的内壁;

所述动管包括注水管，所述注水管可旋转地安装于所述套筒内，且位于所述凸台靠近所述动力箱的一侧;

所述第一密封组件包括第一密封垫环，所述第一密封垫环抵持于所述注水管和所述凸台之间。

[0007]可选地，所述注水管包括第一管体和凸缘，所述第一管体沿轴向贯通设置，并和所述套筒连通，所述凸缘连接于所述第一管体靠近所述凸台一端的外壁;

所述第一密封组件还包括第一螺帽和第一弹性件，所述第一螺帽螺接于所述套筒靠近所述动力箱一端的内壁，所述第一弹性件弹性抵持于所述凸缘和所述第一螺帽之间。

[0008]可选地，所述第一密封组件还包括第一轴承，所述第一轴承套设于所述第一管体，且位于所述凸缘和所述第一弹性件之间。

[0009]可选地，所述动管还包括传力管，所述传力管安装于所述驱动器的输出端，并在所述驱动器的驱动下绕轴向旋转，且位于所述凸台靠近所述驱动器的一侧;

所述第二密封组件包括第二密封垫环，所述第二密封垫环抵持于所述传力管和所述凸台之间。

[0010]可选地，所述传力管包括第二管体和盖板，所述第二管体安装于所述驱动器的输出端，并沿轴向贯通设置，所述盖板连接于所述第二管体，并将所述第二管体靠近所述凸台的一端遮蔽;

所述第二密封组件还包括第二螺帽和第二弹性件，所述第二螺帽螺接于所述套筒靠近所述驱动器一端的内壁，所述第二弹性件弹性抵持于所述盖板和所述第二螺帽之间。

[0011]可选地，所述第二密封组件还包括第二轴承，所述第二轴承套设于所述第二管体，且位于所述盖板和所述第二弹性件之间。

[0012]可选地，所述动管还包括传动架，所述传动架安装于所述注水管和所述传力管之间，并用于将所述驱动器的动力通过所述传动架传递至所述注水管。

[0013]可选地，所述传动架包括多根竖杆和多根横杆，多根所述竖杆均卡接于所述注水管和所述传力管之间，且均沿轴向延伸设置;多根所述横杆均连接于多根所述竖杆，并沿轴向间隔设置。

[0014]可选地，所述传动架还包括两个法兰，其中一个所述法兰连接于多根所述竖杆，并安装于所述传力管，另一个所述法兰连接于多根所述竖杆，并安装于所述注水管。

[0015]本申请提供的切割槽天井钻机的动力系统的有益效果在于：

本申请提供的切割槽天井钻机的动力系统，在该装置中，使用驱动器替换中空驱动器，相较于相关技术，有助于提高动管的回转精度，从而有助于提高钻具的回转精度，进而有助于提高天井的成型质量。通过第一密封组件，能够对动管和套筒靠近动力箱一端之间的间隙进行密封，防止水源从套筒靠近动力箱的一端溢出;通过第二密封组件，能够对动管和套筒靠近驱动器一端之间的进行密封，防止水源从套筒靠近驱动器的一端溢出。综上所述，在动管相对套筒旋转时，通过第一密封组件和第二密封组件，在保证动管正常旋转的同时，还能够保证动管和套筒之间的密封性能，还能够防止水从上方滴落导致下方切割槽天井钻机的零部件损坏。除此之外，将进水管设置于套筒，能够防止进水管跟随动管旋转。在安装外部管道时，直接将外部管道安装至进水管处即可，无需外加旋转设备使得外部管道匹配进水管旋转，有助于简化结构，大大降低了外部管道的安装难度。

附图说明

[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0017]图1为本申请实施例提供的切割槽天井钻机的动力系统的立体图;

图2为本申请实施例提供的切割槽天井钻机的动力系统的剖视图;

图3为本申请实施例提供的切割槽天井钻机的动力系统的局部剖视图;

图4为本申请实施例提供的切割槽天井钻机的动力系统的内部结构立体图。

[0018]其中，图中各附图标记：

1、动力箱;

2、静套;21、套筒;22、进水管;23、凸台;

3、驱动器;

4、动管;41、注水管;411、第一管体;412、凸缘;42、传力管;421、第二管体;422、盖板;43、传动架;431、竖杆;432、横杆;433、法兰;

5、第一密封组件;51、第一密封垫环;52、第一螺帽;53、第一弹性件;531、第一挡环;532、第一弹性结构;54、第一轴承;

6、第二密封组件;61、第二密封垫环;62、第二螺帽;63、第二弹性件;631、第二挡环;632、第二弹性结构;64、第二轴承;

7、钻具。

具体实施方式

[0019]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0020]需要说明的是，当元件被称为“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

[0021]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

[0022]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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0023]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0024]如图1至图4所示，本申请提供了一种切割槽天井钻机的动力系统，包括动力箱1、静套2、驱动器3、动管4、第一密封组件5和第二密封组件6。静套2包括套筒21和进水管22，套筒21固定安装于动力箱1，并沿轴向贯通设置，进水管22连接于套筒21，并和套筒21连通。驱动器3安装于套筒21远离动力箱1的一端。动管4可旋转地安装于套筒21内，并在驱动器3的驱动下绕轴向旋转，且和套筒21连通。第一密封组件5安装于套筒21靠近动力箱1的一端，并被配置为用于阻隔动管4和套筒21靠近动力箱1一端之间的间隙。第二密封组件6安装于套筒21靠近驱动器3的一端，并被配置为用于阻隔动管4和套筒21靠近驱动器3一端之间的间隙。

[0025]在此需要进行说明的是，以上和以下的轴向指的是套筒21自身结构所限定出的中心轴线的双向方向，具体如图2中所示的X轴。

[0026]本实施例中工作原理为：在使用该装置时，在驱动器3的驱动下，动管4绕轴向旋转。在动管4的作用下，能够将动力传递至动力箱1，动力箱1从而能够带动钻具7旋转。与此同时，外部水源通过进水管22进入套筒21。水源进入套筒21后，依次流经套筒21和动管4，最终传输至钻具7，并通过钻具7传输至钻进路径的前端。

[0027]本申请提供的切割槽天井钻机的动力系统，在该装置中，使用驱动器3替换中空驱动器3，相较于相关技术，有助于提高动管4的回转精度，从而有助于提高钻具7的回转精度，进而有助于提高天井的成型质量。通过第一密封组件5，能够对动管4和套筒21靠近动力箱1一端之间的间隙进行密封，防止水源从套筒21靠近动力箱1的一端溢出;通过第二密封组件6，能够对动管4和套筒21靠近驱动器3一端之间的进行密封，防止水源从套筒21靠近驱动器3的一端溢出。综上所述，在动管4相对套筒21旋转时，通过第一密封组件5和第二密封组件6，在保证动管4正常旋转的同时，还能够保证动管4和套筒21之间的密封性能，还能够防止水从上方滴落导致下方切割槽天井钻机的零部件损坏。除此之外，由于套筒21固定安装于动力箱1，能够防止套筒21跟随动管4旋转。将进水管22设置于套筒21，能够防止进水管22跟随动管4旋转。在安装外部管道时，直接将外部管道安装至进水管22处即可，无需外加旋转设备使得外部管道匹配进水管22旋转，有助于简化结构，大大降低了外部管道的安装难度。

[0028]可选地，驱动器3设置为液压马达。

[0029]在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图4，静套2还包括凸台23，凸台23连接于套筒21的内壁。动管4包括注水管41，注水管41可旋转地安装于套筒21内，且位于凸台23靠近动力箱1的一侧。第一密封组件5包括第一密封垫环51，第一密封垫环51抵持于注水管41和凸台23之间。

[0030]如此设置，在注水管41相对套筒21旋转时，通过凸台23和第一密封垫环51，能够对凸台23和注水管41之间的间隙密封，防止水从凸台23和注水管41之间溢出，密封效果好，并且不会干涉注水管41的旋转。

[0031]在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图4，注水管41包括第一管体411和凸缘412，第一管体411沿轴向贯通设置，并和套筒21连通，凸缘412连接于第一管体411靠近凸台23一端的外壁。第一密封组件5还包括第一螺帽52和第一弹性件53，第一螺帽52螺接于套筒21靠近动力箱1一端的内壁，第一弹性件53弹性抵持于凸缘412和第一螺帽52之间。

[0032]本实施例的工作原理为：在安装该装置时，先将第一密封垫环51安装至套筒21内，并将第一密封垫环51置于凸台23靠近动力箱1的一侧，然后将套筒21套设于注水管41。在将套筒21套设于注水管41外周后，安装第一螺帽52。在将第一螺帽52安装至套筒21靠近动力箱1的一端后，第一弹性件53被压缩，并抵持于第一螺帽52和凸缘412之间。在第一螺帽52安装完毕后，最后通过外部螺栓将套筒21固定至动力箱1。

[0033]如此设置，在第一管体411相对套筒21旋转时，通过第一弹性件53，使得凸缘412和第一密封垫环51紧密接触，有助于进一步提高该装置的密封性能，密封效果好。除此之外，通过第一螺帽52，便于拆卸安装第一密封垫环51和套筒21，便于维修更换，有助于提高使用的便利性。

[0034]可选地，第一弹性件53包括两个第一挡环531和第一弹性结构532，两个第一挡环531均套设于第一管体411，且均位于第一螺帽52和凸缘412之间，第一弹性结构532套设于第一管体411，且位于两个第一挡环531之间。

[0035]如此设置，通过第一挡环531，便于第一弹性结构532将弹性力传递至凸缘412，从而便于凸缘412和第一密封垫环51紧密贴合。除此之外，通过第一挡环531，防止第一弹性结构532和第一螺帽52直接接触，便于第一螺帽52带动第一弹性结构532压缩。

[0036]可选地，第一弹性结构532设置为弹簧。

[0037]可选地，第一螺帽52设置为两块半圆形螺帽。

[0038]如此设置，在安装第一螺帽52时，相较于相关技术，可以直接从第一管体411外部将第一螺帽52螺接至套筒21内，无需预先将第一螺帽52套设于第一管体411外周，降低了加工难度。

[0039]在本申请的一个实施例中，参阅图1至图4，第一密封组件5还包括第一轴承54，第一轴承54套设于第一管体411，且位于凸缘412和第一弹性件53之间。

[0040]如此设置，在凸缘412相对第一弹性件53旋转时，通过第一轴承54，防止凸缘412和第一弹性件53直接接触，便于凸缘412旋转，防止出现第一弹性件53干涉凸缘412旋转的情况出现。

[0041]在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图4，动管4还包括传力管42，传力管42安装于驱动器3的输出端，并在驱动器3的驱动下绕轴向旋转，且位于凸台23靠近驱动器3的一侧。第二密封组件6包括第二密封垫环61，第二密封垫环61抵持于传力管42和凸台23之间。

[0042]如此设置，通过传力管42，能够将驱动器3的动力传递至注水管41，以使注水管41旋转。在传力管42相对套筒21旋转时，通过凸台23和第二密封垫环61，能够对凸台23和传力管42之间的间隙密封，防止水从凸台23和传力管42之间溢出，密封效果好，并且不会干涉传力管42的旋转。

[0043]在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图4，传力管42包括第二管体421和盖板422，第二管体421安装于驱动器3的输出端，并沿轴向贯通设置，盖板422连接于第二管体421，并将第二管体421靠近凸台23的一端遮蔽。第二密封组件6还包括第二螺帽62和第二弹性件63，第二螺帽62螺接于套筒21靠近驱动器3一端的内壁，第二弹性件63弹性抵持于盖板422和第二螺帽62之间。

[0044]本实施例的工作原理为：在安装该装置时，在套筒21通过外部螺栓固定至动力箱1后，先将第二密封垫环61放置于凸台23背向动力箱1的一侧，然后将第二管体421放置于套筒21内。随后将第二螺帽62安装至套筒21远离动力箱1，以使第二弹性件63压缩。在将第二螺帽62安装完毕后，最后通过外部螺栓将驱动器3安装至套筒21远离动力箱1的一端，并将驱动器3的输出轴卡接至第二管体421内壁。

[0045]如此设置，在第二管体421相对套筒21旋转时，通过第一弹性件53，使得盖板422和第二密封垫环61紧密接触，有助于进一步提高该装置的密封性能，密封效果好。除此之外，通过第二螺帽62，便于拆卸安装第二密封垫环61，便于维修更换，有助于提高使用的便利性。

[0046]可选地，第二弹性件63包括两个第二挡环631和第二弹性结构632，两个第二挡环631均套设于第二管体421，且均位于第二螺帽62和凸缘412之间，第二弹性结构632套设于第二管体421，且位于两个第二挡环631之间。

[0047]如此设置，通过第二挡环631，便于第二弹性结构632将弹性力传递至盖板422，从而便于盖板422和第二密封垫环61紧密贴合。除此之外，通过第二挡环631，防止第二弹性结构632和第二螺帽62直接接触，便于第二螺帽62带动第二弹性结构632压缩。

[0048]可选地，第二弹性结构632设置为弹簧。

[0049]可选地，驱动器3的输出轴和第二管体421的内壁通过花键连接。

[0050]可选地，第二螺帽62设置为两块半圆形螺帽。

[0051]如此设置，在安装第二螺帽62时，相较于相关技术，可以直接从第二管体421外部将第二螺帽62螺接至套筒21内，无需预先将第二螺帽62套设于第二管体421外周，降低了加工难度。

[0052]在本申请的一个实施例中，参阅图1至图4，第二密封组件6还包括第二轴承64，第二轴承64套设于第二管体421，且位于盖板422和第二弹性件63之间。

[0053]如此设置，在盖板422相对第二弹性件63旋转时，通过第二轴承64，防止盖板422和第二弹性件63直接接触，便于盖板422旋转，防止出现第二弹性件63干涉盖板422旋转的情况出现。

[0054]在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图4，动管4还包括传动架43，传动架43安装于注水管41和传力管42之间，并用于将驱动器3的动力通过传动架43传递至注水管41。

[0055]如此设置，采用传动架43，在保证外部水源正常进入第一管体411内的同时，还能够保证第二管体421将动力传动至第一管体411，避免出现外部水源无法进入套筒21的情况出现。

[0056]在本申请的一个实施例中，请一并参阅图1至图4，传动架43包括多根竖杆431和多根横杆432，多根竖杆431均卡接于注水管41和传力管42之间，且均沿轴向延伸设置;多根横杆432均连接于多根竖杆431，并沿轴向间隔设置。