挖掘机械及其喷洒系统的制作方法

本申请请求在先提交、共同未决的美国临时专利申请62/175879的优先权，其提交于2015年6月15日，其全部内容通过引用被并入此文。

技术领域

本申请涉及挖掘机械领域，尤其是用于挖掘机械的流体喷洒系统。

背景技术：

传统的挖掘机械，诸如长壁切割机，包括围绕大致垂直于矿面的轴线旋转的切割滚筒。所述切割滚筒包括沿着所述切割滚筒的叶片以螺旋或盘旋的方式布置的多个切割截齿组件。所述切割滚筒与矿面的啮合会产生灰尘和/或微粒。此外，所述切割截齿的啮合会产生火花，该火花在矿井环境中会产生点燃易燃气体的危险。

技术实现要素：

在一个方面中，一种挖掘机械包括底盘、第一切割组件、第二切割组件和喷洒臂。所述底盘包括第一端、第二端、在所述第一端和第二端之间延伸的底盘轴线。所述底盘可朝平行于所述底盘轴线的方向移动。所述第一切割组件联接于所述底盘，并包括第一臂和第一切割滚筒，所述第一切割滚筒由所述第一臂支撑以相对所述第一臂旋转。所述第一切割滚筒包括多个第一切割构件。所述第二切割组件联接于所述底盘，并包括第二臂和第二切割滚筒，所述第二切割滚筒由所述第二臂支撑以相对所述第二臂旋转。所述第二切割滚筒包括多个第二切割构件。所述喷洒臂可枢转地联接至所述底盘且位于所述第一切割组件附近。所述喷洒臂包括第一端和第二端。所述第一端能够相对所述底盘围绕垂直于所述底盘轴线的喷洒臂枢转轴线枢转。所述喷洒臂进一步包括用于在邻近所述第一切割组件的区域内喷射流体喷雾的至少一个喷嘴。

在另一个方面中，一种挖掘机械包括底盘、联接于所述底盘的切割组件、联接至所述底盘且位于所述切割组件附近的喷洒臂。所述底盘包括第一端、第二端、在所述第一端和第二端之间延伸的底盘轴线。所述底盘可朝平行于所述底盘轴线的方向移动。所述切割组件包括臂和切割滚筒，所述切割滚筒由所述臂支撑以相对所述臂旋转。所述切割滚筒包括多个切割构件。所述喷洒臂包括第一部分、可枢转地联接至所述第一部分的第二部分和用于在邻近所述切割组件的区域内喷射流体喷雾的至少一个喷嘴。所述第一部分联接于所述底盘并且沿着喷洒臂轴线远离所述底盘延伸。所述第二部分能够围绕关节轴线相对所述第一部分枢转。

在又一个方面中，提供一种用于挖掘机械的喷洒系统，所述挖掘机械包括底盘和可枢转地联接至所述底盘的切割组件。所述喷洒系统包括伸长的基部构件、远端构件和位于所述基部构件和远端构件之间的中间部分。所述基部构件包括第一端、第二端、在所述第一端和第二端之间延伸的臂轴线。所述第一端被构造成联接于所述底盘。所述远端构件包括用于喷射流体喷雾的多个喷嘴。所述远端构件能够围绕垂直于所述臂轴线的关节轴线相对所述基部构件枢转。所述中间部分包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧。所述第一侧可枢转地联接至所述基部构件的第二端，并且所述第二侧可枢转地联接至所述远端构件。

通过考虑具体实施方式和附图，本申请的其他方面将变得清楚。

附图说明

图1是挖掘机械的正视立体图；

图2是图1的挖掘机械和矿面的后视立体图；

图3是底盘的一部分、切割组件、喷洒系统的动臂的立体图；

图4是图3的底盘的一部分和动臂的后视图，其中所述切割系统被去除；

图5是图4的底盘的一部分和动臂的放大侧视图；

图6是图3的动臂的后视立体图；

图7是图3的动臂的正视立体图；

图8是图3的动臂的关节的俯视图；

图9A是图3的动臂处于第一位置时的俯视图；

图9B是图3的动臂处于中间位置时的俯视图；

图9C是图3的动臂处于第二位置时的俯视图；

图10是图9A的处于第一位置的动臂的后视立体图；

图11是图9C的处于第二位置的动臂的后视立体图；

图12是沿图6的截面12-12所看到的支柱的横截面视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任意实施例之前，需要理解的是，本发明的应用并不局限于在以下说明中阐述的或者在以下附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例，并且能够以各种方式来实践或实施。同时，应当明白，本文使用的措辞或者术语是为了说明的目的，不应被视作是限定性的。本文使用的“包括”和“包含”及其变形意在包含其后面所列举的项目及其等同以及额外的项目。本文中使用的“由...组成”及其变形意在仅包含其后面所列举的项目及其等同。除非另外规定或限定，术语“安装”、“连接”、“支撑”、以及“联接”及其变形被在广泛意义上使用，且涵盖直接或间接的安装、连接、支撑以及联接。

图1示出了一种挖掘机械10。在所示实施例中，挖掘机械10为包括框架或底盘14和一对切割组件18的长壁切割机。底盘14包括第一端22、第二端26和在所述第一端22和第二端26之间延伸的底盘轴线30。每个切割组件18包括摇臂34和切割头38。每个摇臂34的一端联接至底盘14的端部22和26中的一个，并可围绕切割头枢转轴线42枢转。每个摇臂34的另一端支撑所述切割头38以能围绕滚筒轴线46转动。摇臂34相对所述底盘14枢转，以升起或降低所述切割头38。在所示实施例中，每个切割头38包括具有螺旋形或盘旋状的叶片的滚筒50，所述叶片沿着滚筒50的外周延伸。多个切割截齿组件54固定至每个叶片，并固定至位于切割滚筒50远端附近的端环。

如图2所示，挖掘机械10还包括驱动机构62。在所示实施例中，驱动机构62位于底盘14的后侧、采空区侧或废矿侧，而所述切割头38位于所述底盘14的前侧或正面。在一些实施例中，所述驱动机构62包括链轮(未示出)，该链轮由底盘14上的马达驱动并啮合齿条(未示出)以形成齿条齿轮连接。在所示实施例中，所述齿条连接至位于机械10下方的工祖输送机(face conveyor)70，以接受从矿面74切下的物料。所述链轮的旋转使得所述机械10沿着所述工祖输送机70朝第一方向78或与所述第一方向28相反的第二方向82运送或移动。

当所述底盘14朝所述第一方向78移动时，第一切割组件18a位于前导位置，而第二切割组件18b位于尾随位置。在所示实施例中，所述第一切割组件18a被升起，以从矿面74的上部74a切割物料(比如，煤或其他矿物)，而所述第二切割组件18b位于下降位置，以从所述矿面74的下部74b切割物料。

现参见图3和图4，所述长壁切割机10进一步包括喷洒系统，所述喷洒系统包括在所述第二切割组件18b附近联接至底盘14第二端26(图3)的喷洒臂或喷洒动臂90。类似的动臂90在所述第一切割组件18a附近联接至底盘14的第一端22(图1)。为了简洁起见，以下将仅仅详细描述联接至第二端26的动臂90。此外，为了简单起见，所述切割头38在图3中以圆筒来表示。

如图4和图5所示，所述挖掘机械10进一步包括用于使动臂90相对底盘14围绕动臂枢转轴线94枢转的枢转致动器98。在所示实施例中，所述枢转致动器98为流体泵缸，其具有联接至底盘14的第一端和联接至动臂90的第二端。所述动臂枢转轴线94大致平行于所述切割头枢转轴线42。所述动臂90能够相对底盘14独立于所述切割组件18(图3)的摇臂34地枢转。所述动臂90能够相对所述底盘14在大致平行于矿面74(图2)的平面内枢转。换句话说，所述动臂90能够相对底盘14在平行于底盘14的运动方向78和82(图2)的平面内枢转。再换句话说，所述动臂枢转轴线94既垂直于所述底盘14的运动方向78和82(图2)，又平行于被定向成平行底盘14且从矿面74向矿藏的采空区侧延伸的平面。在一个实施例中，所述动臂90和枢转致动器98位于所述驱动机构62(图4)附近。

现参见图6和图7，动臂90包括基部构件或第一部分102、远部构件或第二部分106以及联接所述第一部分102和第二部分106的中间部分或关节110。所述第一部分102包括直接联接至所述底盘14的第一端114，所述第一部分102还联接至所述枢转驱动器98。所述第二部分106包括远离所述底盘14的远端或第二端118。所述动臂90被所述底盘14支撑于悬臂式状态。在所示实施例中，动臂轴线或中心线120(图7)沿着动臂90从第一端114向第二端118延伸，并限定出大致笔直的线条。在所示实施例中，动臂中心线120的延伸穿过所述第一部分102和关节110的部分在所述动臂处于中间位置时大致为直线。尽管所述第二部分106也大致笔直，在所述第二端118附近的部分相对所述第二部分106的剩余部分和相对所述第一部分102形成夹角。

如图3和图7所示，岐管122位于所述第二部分106的靠近切割组件18(图3)的一侧。在所示实施例中，所述岐管122被成形为伸长的管，并包括沿着所述管间隔开的多个喷嘴126。所述岐管122形成用于向所述喷嘴126提供流体(比如水)的管道。所述喷嘴126喷射流体，以形成至少局部地围绕所述切割头38延伸的喷洒幕帘128(图3)。在所示实施例中，喷嘴126喷射圆锥形的喷雾图案，在另外的实施例中，所述喷雾图案可具有不同的形状。

再次参见图6和图7，在所示实施例中，关节110是双向、双铰链的关节。关节110为动臂90提供多个枢转点。例如，第二部分106能够根据转动方向相对第一部分102围绕第一关节轴线134或第二关节轴线138枢转。当动臂90围绕动臂枢转轴线94枢转时，关节轴线134和138被定向成平行于动臂90的运动平面。换句话说，关节轴线134和138偏离并且垂直动臂枢转轴线94。在其他的实施例中，关节110能够具有不同的构造，并且/或者能够允许第二部分106以不同的方式运动。

所述动臂90进一步包括偏压构件或支柱142和146，以推动所述第二部分106。第一支柱142(图7)联接于所述第一部分102和关节110之间，第二支柱146(图6)联接于所述第二部分142和关节110之间。在所示实施例中，动臂90包括两个第一支柱142和两个第二支柱146。在另外的实施例中，所述动臂90可以包括更少或更多的支柱。而且，在所示实施例中，第二支柱146位于第二部分106的与岐管122相对的一侧。

现参见图8，关节110包括第一侧154和第二侧158。每一侧154或158包括一对连接点或凸耳。第一侧154包括基部主凸耳162和基部次凸耳166，第二侧158包括远端主凸耳170和远端次凸耳174。所述基部主凸耳162可枢转地联接至动臂90的第一部分102。所述基部主凸耳162相对所述第一部分102围绕所述第一关节轴线134枢转。所述基部次凸耳166联接至所述第一支柱142，该第一支柱围绕第一关节轴线134施加偏压力至关节110上(因此也施加至第二部分106)。在所示实施例中，基部次凸耳166的侧面168充作止挡面，抵接所述第一部分102的端表面，以防止关节110围绕所述第一关节轴线134转动至预定位置之外。

同样地，远端主凸耳170可枢转地联接至动臂90的第二部分106，允许第二部分106相对关节110围绕第二关节轴线138枢转。所述远端第二凸耳174联接至第二支柱146，其围绕第二关节轴线138施加偏压力至第二部分106。在所示实施例中，所述远端次凸耳174的侧面172充作止挡面，抵接第二部分106的端表面，以防止所述第二部分106围绕所述第二关节轴线138转动至预定位置之外。

如图9A-图9C所示，当动臂90的第二部分106朝第一方向176(比如，朝图9A中的顺时针方向)枢转，关节110相对第一部分102保持不动，并且第二部分106围绕关节110的远端主凸耳170和围绕第一关节轴线134枢转。当第二部分106朝与第一方向176相反的第二方向178枢转时(比如，朝图9C中的逆时针方向)，关节110随第二部分106移动，并且围绕所述基部主关节162和围绕所述第二关节轴线138枢转。在所示实施例中，使第二部分106朝第一方向176枢转将使得第二部分106相对中间位置(图9B)弯曲，并且使第二部分106朝第二方向178枢转将使得第二部分106相对中间位置延伸。在第二部分106朝第一方向176运动和在第二部分朝第二方向178运动时，第二部分106围绕不同的轴线枢转，然而在两个方向上，旋转轴线(即，关节轴线134和138)位于相同的方向。

所述第二部分106朝第一方向176围绕第一关节轴线134枢转经过一弯曲角度或第一夹角182，并且朝第二方向178围绕第二关节轴线138枢转经过一伸长角度或第二夹角186。在所示实施例中，最大弯曲角度182相对中间位置大约为10.6度(即，所述第二部分106可以朝切割头38(图3)围绕第一关节轴线134枢转大约10.6度)。在所示实施例中，第二部分106可以相对中间位置枢转经过大约11.11度的最大伸长角度(即，所述第二部分106可以围绕第二关节轴线138远离所述切割头38枢转大约11.1度)。

图10和图11示出了动臂90相对切割组件18b的弯曲状态(图10)和伸长状态(图11)。当第二部分106朝所述弯曲状态运动时，第二部分106朝所述切割组件18b运动。当所述第二部分106朝所述伸长状态运动时，第二部分远离所述切割组件18b运动。

如图12所示，在所示实施例中，第二支柱146为预张紧的减震器。虽然仅有第二支柱146被详细示出，应当明白，所述第一支柱142可以具有类似(如果不是相同的话)的结构和特征。每个第二支柱146包括圆筒或本体194、联接至连杆202的活塞198、在本体194内位于本体194的端部210和活塞198之间的弹簧206。当连杆202被伸长或拉动离开本体194时，活塞198压缩弹簧206并产生偏压力，该偏压力将连杆202压向初始位置。支柱146可通过将连杆202上的螺母214朝本体194的端部210拧紧以将弹簧206压紧活塞198而被预张紧。在一个实施例中，每个支柱146均被预张紧，然后孔眼222、226被固定就位于动臂90和关节110之间，并且每个支柱146的螺母214被稍微松开以使所述预张紧被传递至所述动臂90。在一个实施例中，所述支柱可以包括阻尼构件(比如，流体阻尼)，以抑制第二部分106相对第一部分102的运动。

第二部分106的枢转运动可对动臂90提供减震，当施加至动臂90上的倾斜负载或冲击负载超过预定水平时，允许动臂90相对切割组件18(比如，朝前进方向或后退方向)运动。所述预定水平可基于施加至支柱142、146上的预紧力。所述冲击负载可能由比如在底盘14附近的工祖输送机70上所运输的切割物料的块体或片体所导致。此外，当动臂90上的横向负载低于所述预定水平时，所述支柱142、146朝所述中间位置偏压所述第二部分106，从而实施自我居中功能，将所述喷嘴126保持于相对所述切割头38的合适位置，以抑制灰尘和/或燃烧。因为动臂90能够运动，动臂90能够更好地吸收动态负载或震动，且更不可能断裂，从而增加动臂90的工作寿命。

虽然已参照一些优选实施例详细地说明了多个方面，改变和改进可存在于所描述的一个或多个独立的方面的范围和精神内。