高溫火焰輔助智能鉆的制造方法
【專利摘要】高溫火焰輔助智能鉆機，是一種在鉆機鉆進時對前方巖層進行炙烤，使巖石受熱不均而崩裂，從而降低挖掘鉆探難度的鉆機，由鉆機機體、鉆頭臺和主控系統(tǒng)三部分組成，鉆機機體包括機身、履帶前進系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)，所述鉆頭臺包括套軸、鉆頭、鉆頭座、鉆頭電機、鉆頭臺電機和火焰噴口，所述主控系統(tǒng)包括設(shè)置在鉆機機體內(nèi)的控制中心和設(shè)置在履帶前進系統(tǒng)的位置傳感器、設(shè)置在鉆頭附近的溫度傳感器、設(shè)置在鉆頭臺的壓力傳感器。本發(fā)明可大大降低隧道挖掘費用，提高施工速度。
【專利說明】局溫火焰輔助智能鉆機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆探領(lǐng)域，具體為一種橫向挖掘的巖石鉆機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，我國的城市化水平越來越快，而城市擁堵的交通越來越跟不上不斷增長的城市人口的需求，越來越多的城市開始修建地下鐵路來對地表交通進行緩解和分流。常用的地鐵隧道的挖掘鉆機多采用冷鉆頭硬摩擦來鉆進，但是對于體積較大硬度較高的巖石往往會力不從心，這給鉆頭和鉆齒都有著很大的負擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種高溫火焰輔助智能鉆機，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點。
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
高溫火焰輔助智能鉆機，是一種在鉆機鉆進時對前方巖層進行炙烤，使巖石受熱不均而崩裂，從而降低挖掘鉆探難度的鉆機，可大大降低隧道挖掘費用，提高施工速度。
[0005]高溫火焰輔助智能鉆機，由鉆機機體、鉆頭臺和主控系統(tǒng)三部分組成，鉆機機體包括機身、履帶前進系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)，所述履帶前進系統(tǒng)為四條履帶，分別設(shè)置在鉆機的上下左右四個位置，所述液壓支撐系統(tǒng)包括四組液壓泵，分別設(shè)置在四條履帶的位置；所述鉆頭臺包括套軸、鉆頭、鉆頭座、鉆頭電機、鉆頭臺電機和火焰噴口，所述鉆頭為內(nèi)設(shè)水冷通道和水噴孔的牙輪鉆，有若干個，安裝和固定在鉆頭座上，所述鉆頭座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鉆頭電機，鉆頭電機與鉆頭一一對應(yīng)，帶動鉆頭的旋轉(zhuǎn)，所述鉆頭座的中心設(shè)置有鉆頭座電機，帶動鉆頭座轉(zhuǎn)動，所述套軸安裝在鉆頭座的后面，為多個同軸空心管，空心管之間留有均勻的縫隙，所述火焰噴口為網(wǎng)格狀噴口，包括若干火焰噴口單元，整體設(shè)置在鉆頭座的前方，鉆頭之間的位置，所述鉆頭座內(nèi)設(shè)有連通鉆頭座前方的火焰噴口和鉆頭座后方套軸的管道；所述主控系統(tǒng)包括設(shè)置在鉆機機體內(nèi)的控制中心和設(shè)置在履帶前進系統(tǒng)的位置傳感器、設(shè)置在鉆頭附近的溫度傳感器、設(shè)置在鉆頭臺的壓力傳感器，通過位置傳感器來控制和調(diào)整鉆機的作業(yè)方向和作業(yè)面，通過壓力傳感器來控制和調(diào)節(jié)鉆頭和鉆頭臺的轉(zhuǎn)速，保證鉆頭臺的安全作業(yè)，通過溫度傳感器來控制和調(diào)節(jié)火焰噴射強度和水冷強度，保證巖石加熱到適當(dāng)溫度又能節(jié)約燃料的消耗。
[0006]所述履帶前進系統(tǒng)分別控制設(shè)置在鉆機上下左右四個位置履帶的前后和后退，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆機的前進、后退以及上下左右的傾斜和位移，進而擴大作業(yè)面，提高作業(yè)效率。
[0007]所述液壓支撐系統(tǒng)能夠支撐起四條履帶，輔助履帶前進系統(tǒng)能夠擴大作業(yè)面，還能夠適應(yīng)作業(yè)面改變時隧道管徑的變化，保證鉆機的穩(wěn)定作業(yè)。
[0008]所述鉆機機體內(nèi)設(shè)有燃料和水供應(yīng)系統(tǒng)，包括燃料泵、水泵、氣泵和管道，為鉆頭臺保證燃料、水和氣的連續(xù)不斷的供應(yīng)。[0009]所述鉆頭座的后面設(shè)置有電刷，在鉆頭座轉(zhuǎn)動的時候保證與移動著的鉆頭電機的觸點接觸，保證鉆頭電機的正常工作。
[0010]在每個所述火焰噴口內(nèi)設(shè)置有點火器，在設(shè)備運行開始時通過高壓電弧進行點火。
[0011]所述火焰噴口為駐渦燃燒室結(jié)構(gòu),包括第一燃燒室和第二燃燒室兩個燃燒室,第一燃燒室位于第二燃燒室內(nèi)部，氧氣送來后，從第一燃燒室的底部送入部分，燃料氣體從第一燃燒室的側(cè)面送入，燃燒氣體和氧氣在第一燃燒室內(nèi)混合，在點火器點燃后燃燒，從第一燃燒室的頂部進入第二燃燒室與氧氣進行二次燃燒，不僅保證了燃料的燃燒完全，還通過預(yù)熱和預(yù)混預(yù)燃節(jié)約燃料的消耗。
[0012]所述火焰噴口處設(shè)置有控制火焰噴射角度的隔板，隔板邊緣處的孔格略帶傾角，能擴大火焰噴射面，使火焰不傷到鉆頭的同時最大程度的加熱作業(yè)面的巖石。
[0013]所述火焰噴口略高于鉆頭臺，略低于鉆頭頂部，使其盡可能不受鉆機掘進時巖石碎屑的影響。
[0014]所述主控系統(tǒng)的溫度傳感器包括設(shè)置在鉆頭內(nèi)檢測鉆頭溫度的溫度傳感器、設(shè)置在火焰噴口出檢測火焰溫度的溫度傳感器和設(shè)置在鉆頭臺檢測巖石溫度的溫度傳感器。
[0015]在所述鉆機機體內(nèi)部的下側(cè)設(shè)置有碎石輸送皮帶，前端斜向設(shè)置有阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)，能夠快速的將落入鉆機機體內(nèi)的碎石輸送出鉆機。
[0016]在所述鉆頭臺的外側(cè)設(shè)置有盾構(gòu)機構(gòu)，通過設(shè)置在鉆頭臺的壓力傳感器來保證鉆頭臺處的壓力平衡，在不影響鉆頭工作的情況下對鉆頭座進行保護，還能有效的防止火焰噴口不被碎石堵塞，保證設(shè)備的正常工作。
[0017]所述鉆機機體的燃料和水供應(yīng)系統(tǒng)、鉆頭臺的套軸、鉆頭座上的管道、火焰噴口與主控系統(tǒng)設(shè)置在鉆頭內(nèi)的溫度傳感器，組成完成的巖石加熱火焰噴射系統(tǒng)，所述鉆機機體的燃料和水供應(yīng)系統(tǒng)、鉆頭臺的套軸、鉆頭座上的管道、鉆頭內(nèi)的水冷管道與主控系統(tǒng)設(shè)置在鉆頭內(nèi)的溫度傳感器，組成完成的巖石水冷噴射系統(tǒng)，所述巖石加熱火焰噴射系統(tǒng)與巖石水冷噴射系統(tǒng)共同作用，使巖石表面驟熱驟冷受熱不均而崩裂，降低鉆機的挖掘難度，提高工作效率。
[0018]所述主控系統(tǒng)為智能系統(tǒng)，根據(jù)傳感器傳來的數(shù)據(jù)進行判斷并智能處理，也可采用人工手動控制，改變掘進速度，改變掘進方向。
[0019]有益效果:本發(fā)明是一種在鉆機鉆進時對前方巖層進行炙烤，使巖石受熱不均而崩裂，從而降低挖掘鉆探難度的鉆機，可大大降低隧道挖掘費用，提高施工速度，可大型化用于大型隧道的建設(shè)，開采礦物，也可小型化用于一般的鉆探工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的正前方側(cè)視圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的火焰噴口單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的火焰噴口隔板縱向結(jié)構(gòu)示意圖(其中示出了一個火焰噴口單元)。
[0024]圖中:鉆頭1、鉆頭電機2、履帶3、液壓泵4、電刷5、套軸6、鉆頭臺電機7、火焰噴口 8、第一燃燒室9、第二燃燒室10、點火器11、碎石輸送皮帶12、火焰噴口單元13?！揪唧w實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0026]參見圖1-4的高溫火焰輔助智能鉆機，由鉆機機體、鉆頭臺和主控系統(tǒng)三部分組成，鉆機機體包括機身、履帶前進系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)，所述履帶前進系統(tǒng)為四條履帶3，分別設(shè)置在鉆機的上下左右四個位置，所述液壓支撐系統(tǒng)包括四組液壓泵4，分別設(shè)置在四條履帶3的位置；所述鉆頭臺包括套軸6、鉆頭1、鉆頭座、鉆頭電機2、鉆頭臺電機7和火焰噴口 8，所述鉆頭I為內(nèi)設(shè)水冷通道和水噴孔的牙輪鉆，有若干個，安裝和固定在鉆頭座上，所述鉆頭座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鉆頭電機2，鉆頭電機2與鉆頭I 一一對應(yīng)，帶動鉆頭I的旋轉(zhuǎn)，所述鉆頭座的中心設(shè)置有鉆頭座電機7，帶動鉆頭座轉(zhuǎn)動，所述套軸6安裝在鉆頭座的后面，為多個同軸空心管，空心管之間留有均勻的縫隙，所述火焰噴口 8為網(wǎng)格狀噴口，包括若干火焰噴口單元，整體設(shè)置在鉆頭座的前方，鉆頭I之間的位置，所述鉆頭座內(nèi)設(shè)有管道，連通鉆頭座前方的火焰噴口 8和鉆頭座后方的套軸6 ;所述主控系統(tǒng)包括設(shè)置在鉆機機體內(nèi)的控制中心和設(shè)置在履帶前進系統(tǒng)的位置傳感器、設(shè)置在鉆頭附近的溫度傳感器、設(shè)置在鉆頭臺的壓力傳感器。
[0027]所述鉆機機體內(nèi)設(shè)有燃料和水供應(yīng)系統(tǒng)，鉆機機體內(nèi)部的下側(cè)設(shè)置有碎石輸送皮帶12 ;所述鉆頭座的后面設(shè)置有電刷5，在鉆頭座轉(zhuǎn)動的時候保證與移動著的鉆頭電機2的觸點接觸，保證鉆頭電機2的正常工作。
[0028]在每個所述火焰噴口 8內(nèi)設(shè)置有點火器11，在設(shè)備運行開始時通過高壓電弧進行點火，所述火焰噴口 8為駐渦燃燒室結(jié)構(gòu),包括第一燃燒室9和第二燃燒室10兩個燃燒室，火焰噴口 8處設(shè)置有隔板來控制火焰噴射角度，使火焰不傷到鉆頭的同時最大程度的加熱作業(yè)面的巖石。
[0029]本發(fā)明在挖掘工作時,火焰噴口噴射出火焰炎烤鉆機工作面的巖石，然后鉆頭邊噴水邊旋轉(zhuǎn)，水冷一邊給鉆頭降溫一邊給巖石降溫，使巖石受熱不均而崩裂，此時鉆頭自身的旋轉(zhuǎn)，鉆頭在鉆頭座的帶動下轉(zhuǎn)動，使鉆機前方作業(yè)面的巖石都因首頁不均而崩裂，鉆頭即能輕松挖掘前進。
[0030]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.高溫火焰輔助智能鉆機，由鉆機機體、鉆頭臺和主控系統(tǒng)三部分組成，其特征在于，鉆機機體包括機身、履帶前進系統(tǒng)、液壓支撐系統(tǒng)，所述履帶前進系統(tǒng)設(shè)置在機身周圍，由所述液壓支撐系統(tǒng)支撐；所述鉆頭臺包括套軸、鉆頭、鉆頭座、鉆頭電機、鉆頭臺電機和火焰噴口，所述鉆頭為內(nèi)設(shè)水冷通道和水噴孔的牙輪鉆，有若干個，安裝和固定在鉆頭座上，所述鉆頭座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有鉆頭電機，鉆頭電機與鉆頭一一對應(yīng)，帶動鉆頭的旋轉(zhuǎn)，所述鉆頭座的中心設(shè)置有鉆頭座電機，帶動鉆頭座轉(zhuǎn)動，所述套軸安裝在鉆頭座的后面，為多個同軸空心管，空心管之間留有均勻的縫隙，所述火焰噴口為網(wǎng)格狀噴口，包括若干火焰噴口單元，整體設(shè)置在鉆頭座的前方，鉆頭之間的位置，所述鉆頭座內(nèi)設(shè)有連通鉆頭座前方的火焰噴口和鉆頭座后方套軸的管道；所述主控系統(tǒng)包括設(shè)置在鉆機機體內(nèi)的控制中心和設(shè)置在履帶前進系統(tǒng)的位置傳感器、設(shè)置在鉆頭附近的溫度傳感器、設(shè)置在鉆頭臺的壓力傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述履帶前進系統(tǒng)為四條履帶，分別設(shè)置在鉆機的上下左右四個位置，所述液壓支撐系統(tǒng)包括四組液壓泵，分別設(shè)置在四條履帶內(nèi)側(cè)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述鉆機機體內(nèi)設(shè)有燃料和水供應(yīng)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述鉆頭座的后面設(shè)置有電刷，在鉆頭座轉(zhuǎn)動的時候保證與移動著的鉆頭電機的觸點接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，在每個所述火焰噴口單元內(nèi)設(shè)置有點火器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述火焰噴口單元為駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)，包括第一燃燒室和第二燃燒室兩個燃燒室，第一燃燒室位于第二燃燒室內(nèi)部，氧氣送來后，從第一燃燒室的底部送入部分，燃料氣體從第一燃燒室的側(cè)面送入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述火焰噴口處設(shè)置有控制火焰噴射角度的隔板，隔板邊緣處的孔格略帶傾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述火焰噴口略高于鉆頭臺，略低于鉆頭頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，所述鉆機機體內(nèi)部的下側(cè)設(shè)置有碎石輸送皮帶，前端斜向設(shè)置有阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫火焰輔助智能鉆機，其特征在于，在所述鉆頭臺的外側(cè)設(shè)置有盾構(gòu)機構(gòu)。
【文檔編號】E21B7/14GK103527085SQ201310487132
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】趙晴堂 申請人:趙晴堂