專利名稱：一種新型煤樣采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦井下煤樣采集設備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型煤樣采集裝置。
背景技術(shù)：
煤樣采集裝置用于煤礦井下瓦斯抽放孔的鉆進過程中，對采樣點進行煤樣采集，通過對采集出的煤樣進行實驗以測定瓦斯含量，從而對采 樣點煤層的瓦斯含量有所掌握，為保證鉆進過程中人員及設備的安全提供參考數(shù)據(jù)。目前，煤樣采集裝置主要有負壓排粉式和采樣管直接采集式兩種類型。負壓排粉式是通過外接風機對鉆桿內(nèi)腔形成的負壓將鉆頭切割下的煤粉抽出來，該采樣方式的特點是無須將鉆桿拔出即可采樣，并可以隨時取樣。但是，由于煤粉在鉆桿內(nèi)腔中的活動，使得抽出的煤樣顆粒度變小，造成符合瓦斯測定標準的煤樣很少，導致煤樣采集效率低；另外，該采樣方式采用的煤樣采集裝置成本較高，嚴重制約了此方法的應用和推廣。采樣管直接采集式即是當鉆機鉆進到設定的采樣點時，將鉆桿抽出來，擰下切割鉆頭、換上采樣管，然后將采樣管推進到采樣點進行煤樣采集；煤樣采集完成后，再把裝滿煤樣的采樣管抽出來。由于此法只需一個采樣管，設備簡單、成本很低，在煤礦井下采樣現(xiàn)場應用較多；其次，從采樣點取出的煤樣顆粒度完好，一次采樣即可滿足測定所需標準。但是，依據(jù)實踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)此法得到的煤樣所測瓦斯含量數(shù)據(jù)不準確、誤差極大，不能真正代表采樣點煤層的瓦斯含量，究其原因，主要是由于采樣管在進給采樣時，內(nèi)腔不能通風，無法對采樣刀具進行冷卻，造成切割時產(chǎn)生的熱量不能及時排出，使得煤樣燒結(jié)、煤樣失去原本性狀，失去了測定的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、煤樣采集效率高和煤樣符合測定標準的新型煤樣采集裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型煤樣采集裝置，包括外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿、風路變向機構(gòu)和鉆桿連接機構(gòu)；所述外保護鉆桿包括外保護鉆管和外保護鉆管前端的刀片；內(nèi)取樣鉆桿包括取樣鉆管和取樣鉆管前端的取樣鉆頭；風路變向機構(gòu)包括通氣芯軸和通氣芯軸外部依次設置的調(diào)壓螺母、氣流換向壓簧與氣流換向滑套，調(diào)壓螺母與通氣芯軸螺紋配合，氣流換向滑套與通氣芯軸間隙配合，氣流換向滑套一端面上設有通氣槽，通氣芯軸內(nèi)腔由前腔和后腔構(gòu)成，通氣芯軸上設有與其后腔相通的導向孔、外出氣孔和換向出氣孔，通氣芯軸上設有與其前腔相通的換向進氣孔，氣流換向滑套內(nèi)腔與換向出氣孔和換向進氣孔相連通；鉆桿連接機構(gòu)包括外螺紋套、內(nèi)螺紋套和鉆桿連接套，鉆桿連接套上設有銷孔，銷孔內(nèi)設有扭力銷，扭力銷穿設在通氣芯軸的導向孔內(nèi)；外螺紋套一端與外保護鉆管后端固連、另一端與鉆桿連接套螺紋連接，內(nèi)螺紋套外壁與取樣鉆管螺紋連接、內(nèi)壁與通氣芯軸間隙配合，鉆桿連接套與通氣芯軸間隙配合，鉆桿連接套內(nèi)端面與氣流換向滑套設有通氣槽的一端面相頂接。所述通氣芯軸端部設有與其后腔相連通的階梯孔，階梯孔內(nèi)設有擋銷，擋銷上設有擋銷復位彈簧，鉆桿連接套內(nèi)設有與擋銷相適應的擋銷槽。所述扭カ銷為啞鈴形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是
I、本發(fā)明用于煤礦井下瓦斯抽放孔的鉆進過程中對煤樣的采集，其結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，使用時分為進給和取樣兩種工作狀態(tài)，在進給過程中，由外部氣源提供的高壓風經(jīng)鉆桿連接套進入通氣芯軸的后腔，高壓風分為兩路，一路通過外出氣孔與通氣槽到達外保護鉆管和取樣鉆管之間，另一路通過換向出氣孔、氣流換向滑套的內(nèi)腔和換向進氣孔到達取樣鉆管內(nèi)部，使外保護鉆管和取樣鉆管中均有氣流通過，可保證刀片的冷卻和取樣鉆管的清 潔；當進給到采樣點時，取樣鉆管最先接觸煤壁，在進給カ的作用下，取樣鉆管向后移動，并壓縮氣流換向壓簧，風路變向機構(gòu)動作，氣流路線改變，進入取樣工作狀態(tài);在取樣過程中，由外部氣源提供的高壓風經(jīng)鉆桿連接套進入通氣芯軸的后腔，再通過外出氣孔與通氣槽到達外保護鉆管和取樣鉆管之間，同時氣流換向滑套隔斷換向出氣孔與換向進氣孔，阻斷高壓風進入取樣鉆管的路徑，使外保護鉆管中有氣流通過，取樣鉆管中無氣流通過，從而保證刀片的冷卻和取樣鉆管的正常取樣，可確保煤樣采集工作的順利實施，且煤樣采集效率高，煤樣符合測定標準。2、通氣芯軸端部設有與其后腔相連通的階梯孔，階梯孔內(nèi)設有擋銷，擋銷上設有擋銷復位彈簧，鉆桿連接套內(nèi)設有與擋銷相適應的擋銷槽，通氣芯軸發(fā)生軸向滑動時，擋銷在擋銷復位彈簧作用下彈出并卡在擋銷槽內(nèi)，對取樣過程中的通氣芯軸起到限位作用。


圖I為本發(fā)明處于進給狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明處于取樣狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖I中通氣芯軸的結(jié)構(gòu)不意 圖4為圖3中的B向示意 圖5為圖4中的A-A剖視 圖6為圖I中氣流換向滑套的結(jié)構(gòu)示意 圖7為圖6中的C-C剖視 圖8為圖I中鉆桿連接套的結(jié)構(gòu)意 圖9為圖I中扭カ銷的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1-9所示的新型煤樣采集裝置，其包括外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿和風路變向機構(gòu)，外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿和風路變向機構(gòu)通過鉆桿連接機構(gòu)相連。所述的外保護鉆桿包括外保護鉆管3和外保護鉆管3前端的刀片2。所述的內(nèi)取樣鉆桿包括取樣鉆管4和取樣鉆管4前端的取樣鉆頭I。所述的風路變向機構(gòu)包括通氣芯軸8和通氣芯軸8外部依次設置的調(diào)壓螺母6、氣流換向壓簧7與氣流換向滑套9，氣流換向壓簧7位于調(diào)壓螺母6與氣流換向滑套9之間，調(diào)壓螺母6與通氣芯軸8螺紋配合，氣流換向滑套9與通氣芯軸8間隙配合。通氣芯軸8的內(nèi)腔由前腔86和后腔87構(gòu)成，在通氣芯軸8后部設有與其后腔87相通的導向孔81、夕卜出氣孔82、換向出氣孔83和階梯孔85，通氣芯軸8前部設有與其前腔86相通的換向進氣孔84，且氣流換向滑套9的內(nèi)腔能與換向出氣孔83和換向進氣孔84相連通。在氣流換向滑套9 一端面上設有通氣槽91。所述的鉆桿連接機構(gòu)包括外螺紋套10、內(nèi)螺紋套5和鉆桿連接套11。在鉆桿連接套11上設有銷孔111，銷孔111內(nèi)設有扭力銷12，扭力銷12為啞鈴形，扭力銷12穿設在通氣芯軸8的導向孔81內(nèi)，對通氣芯軸8起到定位作用。外螺紋套10的左端與外保護鉆管3后端固連、右端與鉆桿連接套11螺紋連接，內(nèi)螺紋套5的外壁與取樣鉆管4螺紋連接、內(nèi)壁與通氣芯軸8間隙配合，鉆桿連接套11與通氣芯軸8間隙配合，確保通氣芯軸8在鉆桿連接套11內(nèi)軸向滑動。鉆桿連接套11的左端面與氣流換向滑套9設有通氣槽91 一端的端面相頂接，保證通氣芯軸8軸向滑動時氣流換向滑套9與鉆桿連接套11相對靜止，以便于氣流換向滑套9隔斷換向出氣孔83與換向進氣孔84，從而阻斷氣流。 在通氣芯軸8的階梯孔85內(nèi)設有擋銷13，擋銷13上設有擋銷復位彈簧14，鉆桿連接套11內(nèi)設有與擋銷13相適應的擋銷槽112，通氣芯軸8發(fā)生軸向滑動時，擋銷13在擋銷復位彈簧14作用下彈出并卡在擋銷槽112內(nèi)，對取樣過程中的通氣芯軸8起到限位作用。本發(fā)明用于煤礦井下瓦斯抽放孔的鉆進過程中對煤樣的采集，使用時分為進給和取樣兩種工作狀態(tài)，在進給過程中，由外部氣源提供的高壓風經(jīng)鉆桿連接套11進入通氣芯軸8的后腔87，高壓風分為兩路，一路通過外出氣孔82與通氣槽91到達外保護鉆管3和取樣鉆管4之間，另一路通過換向出氣孔83、氣流換向滑套9的內(nèi)腔和換向進氣孔84到達取樣鉆管4內(nèi)部，使外保護鉆管3和取樣鉆管4中均有氣流通過，可保證刀片2的冷卻和取樣鉆管4的清潔；當進給到采樣點時，取樣鉆管4最先接觸煤壁，在進給力的作用下，取樣鉆管4向后移動，并壓縮氣流換向壓簧7，風路變向機構(gòu)動作，氣流路線改變，進入取樣工作狀態(tài)；在取樣過程中，由外部氣源提供的高壓風經(jīng)鉆桿連接套11進入通氣芯軸8的后腔87，再通過外出氣孔82與通氣槽91到達外保護鉆管3和取樣鉆管4之間，同時氣流換向滑套9隔斷換向出氣孔83與換向進氣孔84，阻斷高壓風進入取樣鉆管4的路徑，使外保護鉆管3中有氣流通過，取樣鉆管4中無氣流通過，從而保證刀片2的冷卻和取樣鉆管4的正常取樣，可確保煤樣采集工作的順利實施。
權(quán)利要求
1.一種新型煤樣采集裝置，其特征在于包括外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿、風路變向機構(gòu)和鉆桿連接機構(gòu)；所述外保護鉆桿包括外保護鉆管和外保護鉆管前端的刀片；內(nèi)取樣鉆桿包括取樣鉆管和取樣鉆管前端的取樣鉆頭；風路變向機構(gòu)包括通氣芯軸和通氣芯軸外部依次設置的調(diào)壓螺母、氣流換向壓簧與氣流換向滑套，調(diào)壓螺母與通氣芯軸螺紋配合，氣流換向滑套與通氣芯軸間隙配合，氣流換向滑套一端面上設有通氣槽，通氣芯軸內(nèi)腔由前腔和后腔構(gòu)成，通氣芯軸上設有與其后腔相通的導向孔、外出氣孔和換向出氣孔，通氣芯軸上設有與其前腔相通的換向進氣孔，氣流換向滑套內(nèi)腔與換向出氣孔和換向進氣孔相連通；鉆桿連接機構(gòu)包括外螺紋套、內(nèi)螺紋套和鉆桿連接套，鉆桿連接套上設有銷孔，銷孔內(nèi)設有扭力銷，扭力銷穿設在通氣芯軸的導向孔內(nèi)；外螺紋套一端與外保護鉆管后端固連、另一端與鉆桿連接套螺紋連接，內(nèi)螺紋套外壁與取樣鉆管螺紋連接、內(nèi)壁與通氣芯軸間隙配合，鉆桿連接套與通氣芯軸間隙配合，鉆桿連接套內(nèi)端面與氣流換向滑套設有通氣槽的一端面相頂接。
2.如權(quán)利要求I所述的新型煤樣采集裝置，其特征在于所述通氣芯軸端部設有與其后腔相連通的階梯孔，階梯孔內(nèi)設有擋銷，擋銷上設有擋銷復位彈簧，鉆桿連接套內(nèi)設有與擋銷相適應的擋銷槽。
3.如權(quán)利要求I所述的新型煤樣采集裝置，其特征在于所述扭力銷為啞鈴形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型煤樣采集裝置，包括外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿和風路變向機構(gòu)，外保護鉆桿、內(nèi)取樣鉆桿和風路變向機構(gòu)通過鉆桿連接機構(gòu)相連。該煤樣采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，使用時分為進給和取樣兩種工作狀態(tài)，在進給過程中，外保護鉆管和取樣鉆管中均有氣流通過，可保證刀片的冷卻和取樣鉆管的清潔；當進給到采樣點時，取樣鉆管最先接觸煤壁，在進給力的作用下，取樣鉆管向后移動壓縮氣流換向壓簧，風路變向機構(gòu)動作，氣流路線改變，進入取樣工作狀態(tài)；在取樣過程中，外保護鉆管中有氣流通過，取樣鉆管中無氣流通過，從而保證刀片的冷卻和取樣鉆管的正常取樣，可確保煤樣采集工作的順利實施，且煤樣采集效率高，煤樣符合測定標準。
文檔編號G01N1/08GK102706690SQ20121016581
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者丁彥輝, 劉媛榮, 劉存啟, 吳連成, 汪冠璽, 王冠鑫, 王新偉, 胡志超, 蔡錦芳, 謝海龍, 韓林楓, 馬慧慧 申請人:中平能化集團機械制造有限公司