连续采矿的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种连续采矿机，可以包括静止支撑部件，安装在支撑部件上的静止齿轮和轴承箱，以及旋转安装在静止齿轮和轴承箱上的切割滚筒组件。可旋转切割滚筒上可安装切割元件和喷嘴。配置喷嘴是用来当切割滚筒组件旋转、切割元件与矿表面接触导致矿料脱落时，喷嘴将液体洒在矿表面上。静止液体通道可以穿过齿轮和轴承箱，可旋转液体通道可穿过可旋转切割滚筒组件并可将液体输送到喷嘴上。液体分布腔可由切割滚筒组件内的两个迷宫式非接触密封组件，以及用来从静止液体通道向可旋转液体通道和喷嘴输送液体的液体分配腔来界定。
【专利说明】连续采矿机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及了连续采矿机，尤其是一种连续采矿机的湿头的密封设计。
【背景技术】
[0002]使用滚筒式连续采矿机的地下采矿作业，当切割头与矿表面接合时，为了抑制空气中灰尘的产生、以及防止摩擦引燃，每个切割头附近的切割滚筒上可带有喷水嘴。空气中的灰尘，以及脱落下来的湿的物质还可以被安装在切割滚筒后面的喷杆上的喷水嘴抑制。喷杆上的喷水嘴湿润切割滚筒上下的矿料，并且当切割滚筒每旋转一圈，就湿润一下切割头。
[0003]喷杆的效果有限，并且有可能在灰尘到达空气前不能控制住该灰尘。然而，将靠近切割头的喷嘴一体化在切割滚筒的表面上，被发现对抑制灰尘扩散到空气中非常有效。水从切割头连续直接喷射在矿表面矿料脱落的地方。在切割头上产生喷水能将灰尘抑制在源头上，并且有效地消灭了当切割头击打固体矿料时产生摩擦引燃的危险。在切割头上产生喷水还能延长连续采矿机的切割头寿命。水经采矿机上不转动的部分上的给水设备供应到连续采矿机滚筒的表面上的喷孔处。比如，水由驱动马达的冷却回路提供，并通过经固定支撑和包裹的水管传送到同心安装在滚筒轴上的转动密封件上。传统的旋转密封件是正压式密封，被设计用来防止水经密封件渗漏。旋转密封件具有固定部分和旋转部分，其中固定部分带有接收水的水门，旋转部分安装或连接在驱动轴上。为了在固定部分和旋转部分保持正压力密封，旋转密封件典型情况下都使用一种弹性材料，比如橡胶；或者使用别的材料(比如碳)的表面，该表面经机器加工，密封偏差非常严格。
[0004]为了形成密封，正压力旋转密封件的表面需要持续接触。部件之间的相对摩擦运动可能会引起密封件的磨损和永久损坏。采矿机中典型的正压力旋转密封件，还必须防止水在通向与切割头相连的喷嘴上面的连接管时，通过旋转密封件渗漏并与齿轮和轴承接触。
[0005]通过切割滚筒向切割头后面的外表面供水时，一个关键方面是通过旋转密封件有效预防水渗漏进齿轮箱和轴承里。对于带有正压力密封件的连续采矿机来说，由于连续采矿机的驱动轴周围必须使用相对较大的旋转密封件，所以该问题变得更加严重。大直径旋转密封件具有更多的接触面，接触面处能够出现密封故障或其它故障。对具有多部分的连续采矿机来说，该问题变得更加复杂。一台典型的连续采矿机包含一对端部滚筒部分和中心滚筒部分。每一部分都有单独的驱动轴，它们都需要单独的大直径旋转密封件。除了防止齿轮箱和轴承的污染，旋转密封件必须要能承受水没有流通到密封处，机器干转的时间段。
[0006]1996年4月16日颁发给LeBegue及其他人的美国5507565号专利(“565”专利)公开了一种连续采矿机。“ 565 ”专利中的连续采矿机提供了一种可旋转安装在支撑部件上的切割滚筒组件。切割头牢固地设置在切割滚筒组件上并由此伸出。齿轮箱位于切割滚筒内部。切割元件上装有多个喷嘴以便用来向被采矿物喷水。正压液体密封件位于齿轮箱里，用来引导液体穿过齿轮箱通向喷水装置并防止水进入接触轴承设备。环绕齿轮箱中的正压力液体密封件需要安装一个润滑剂密封件，以保持液体密封件润滑并作为一个冗余密封件，从而防止液体从液体密封件渗漏而污染轴承。
[0007]尽管“ 565 ”专利的装置可以提高矿料脱落时把水喷洒到矿表面的能力，同时避免齿轮箱被水污染，但该装置仍存在问题。特别的是“565”专利公开的装置需要正压力水密封件，所述密封件易受磨损，并且必须依靠它来防止水进入到轴承和齿轮组件中。只要这些密封件中一个发生故障，水就可以进入轴承或齿轮箱，导致严重故障。这些密封件还处于组件的深处，使得替换或维护它们都非常困难。另外，这些密封件需要油类润滑剂来润滑，所以需要提供额外的润滑剂密封件以容纳与液体密封件接触的润滑剂。
【发明内容】
[0008]本实用新型公开的连续采矿机，解决了以上提出的和/或本领域现有技术中存在的一个或多个技术问题。
[0009]一方面，本实用新型针对一种连续采矿机。该采矿机包含旋转安装在静止齿轮和轴承箱上的切割滚筒。并且齿轮和轴承箱安装在该机器的支撑组件上。切割元件可以安装在可旋转切割滚筒组件上，喷嘴紧靠切割元件，当切割滚筒组件旋转并且切割元件与矿表面接触导致矿料脱落时，喷嘴可向矿表面喷水。静止的液体通道可穿过齿轮和轴承箱，可旋转的液体通道可以穿过可旋转切割滚筒组件以将液体输送到喷嘴上。切割滚筒组件内部，在两个迷宫式非接触密封组件之间有液体分布腔。装配该液体分布腔，是用于将液体从静止的液体通道输送到可旋转的液体通道和喷嘴上以喷洒到切割元件上。配置的两个迷宫式非接触密封组件通过提供受控的泄漏通道，将静止齿轮和轴承箱处的一部分水引离到连续采矿机的外面，用于控制静止和可旋转的液体通道中液体量和液体压力中的至少一个。
[0010]两个迷宫式非接触密封组件进一步配置有处于密封组件的部件之间的间隙，选择这些间隙以使各部件在面对水压时能够自我调整它们之间的相对位置，并且补偿切割滚筒组件中的部件的加工公差的偏离。
[0011]在液体分布腔入口处和出口处还分别包括内扩散环和外扩散环，内扩散环与静止齿轮和轴承箱相连，外扩散环与可旋转切割滚筒组件相连。
[0012]内扩散环包括多个沿四周间隔排列的开口，外扩散环包括多个沿四周排列的开口，当可旋转切割滚筒旋转时，通过内扩散环的开口与通过外扩散环的开口周期性地对齐。
[0013]还包括一个多支管，它沿静止支撑部件的外部扩展装配，用于从连续采矿机的主体部分将液体输送到穿过齿轮和轴承箱的静止液体通道中。
[0014]静止液体通道包括蓄水箱，用于在液体传送到液体分布腔之前累积一定量的液体。
[0015]每一个迷宫式非接触密封组件包括内静止壳和外旋转壳；至少一个内静止密封环与内静止壳固定密封啮合，至少一个外旋转密封环与外旋转壳固定密封啮合。
[0016]至少一个内静止密封环和至少一个外旋转密封环间隔排列，组成至少受控泄漏通道的一部分。
[0017]受控泄漏通道至少被一个或多个位于两个或多个内静止壳、至少一个内静止密封环和至少一个外旋转密封环之间的相对形状、尺寸和间隙所界定。
[0018]另一方面，本实用新型针对一种方法，该方法控制从连续采矿机本体上静止水源向安装在该机器的可旋转切割滚筒组件上可旋转切割元件供水的量和压力中的至少一个。该方法可以包括:通过沿机器静止支撑组件延伸的多支管，将水导向机器支撑组件上安装的静止齿轮和轴承箱里面形成的储水箱里，并沿着齿轮和轴承箱里面形成的静止的液体通道，到达两个迷宫式非接触密封组件之间的液体分配腔里。该方法还可进一步包括:通过每一迷宫式非接触密封组件，将齿轮和轴承箱处的被控量的泄露的水引离到连续采矿机的外部。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1展示了根据该专利申请书示例性实施方式的连续采矿机；
[0020]图2描述了图1中的采矿机的一部分剖视图；
[0021]图3描述了图1中的采矿机的一部分剖视图；
[0022]图4描述了图1中的采矿机的一部分剖视图；
[0023]图5是图1中穿过采矿机中部的轴向剖视图；
[0024]图6是穿过图1中的采矿机中部的径向剖视图；
[0025]图7描绘了图1中的采矿机的一部分剖视图；
[0026]图8描绘了图1中的采矿机的一部分剖视图；
[0027]图9是图1中采矿机中示范性密封组件的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]图1展示了示范性采矿机100，该采矿机包括机身部分120和从机身部分120向前伸出的支撑部件134。支撑部件134可被连接到或可以被整合到一个齿轮和轴承箱上的部分52、122和124，用于支撑齿轮组件和轴承组件。图7是穿过静止齿轮和轴承箱的部分122的剖视图，描述了将齿轮和轴承箱连接到支撑部件134—端螺栓中的一个。图3是穿过静止齿轮和轴承箱一部分和穿过旋转端部切割滚筒组件142的另一张剖视图，并且旋转中心切割滚筒组件146，展示了另外的连接静止齿轮和轴承箱第一部分52和第二部分124的螺栓。旋转切割滚筒组件142、146可被旋转安装在连接在支撑部件134上的齿轮和轴承箱上。切割元件(图中未示出)牢牢地围绕固定在旋转切割滚筒组件的外围，并从这里向外伸出。切割元件带有硬化的刃具，用来当连续采矿机移动旋转切割滚筒组件接触矿物表面时接触并切掉矿料。每一切割元件上可安装有一个或多个喷液孔，用来将水或别的适合的液体喷到切割元件和矿物表面上，以从源头上抑制灰尘并消除当切割元件击打固体矿料时造成的摩擦引燃危险。
[0029]如图2和图3所示，齿轮和轴承箱的一部分52里面轴承40、42和44旋转支撑连接在切割滚筒组件上的驱动轴。为了转动切割滚筒组件，一个或多个动力源可以被安装在采矿机的机体部分120上。驱动轴22和齿轮组件将动力源的转动传送到切割滚筒组件上。在图3所示的示例性实施方式中，驱动轴22将连续采矿机的机体部分120上的动力源(图中未示出)的旋转动力传送到旋转安装在齿轮和轴承箱的部分122上的小齿轮24上。
[0030]小齿轮24和斜齿轮26接合，它将围绕驱动轴22中轴的旋转动力转化成围绕与驱动轴22中轴基本正交的轴的旋转动力。斜齿轮26可通过驱动轴花键28或别的方法与中心驱动轴30相连。中心驱动轴30至少部分延伸通过端部旋转切割滚筒组件142和中部旋转切割滚筒组件146。一个或多个额外的驱动轴，例如驱动轴32，轴向穿过中部切割滚筒组件146的中部，也可以直接或间接地与斜齿轮26连接，从而将一个或多个驱动轴22的旋转动力转化成切割滚筒组件的旋转运动。
[0031]本领域普通技术人员应知道采矿机可以包含任意数量的切割滚筒组件。该切割滚筒组件由齿轮和轴承箱旋转支撑。齿轮和轴承箱与从采矿机100的机身部分120伸出的支撑部件134连接。齿轮组件将一个或多个输入驱动轴22的旋转动力转到连接在旋转切割滚筒组件142、146上的一个或多个驱动轴上。旋转切割滚筒组件142和146还可以包含额外的齿轮，以产生理想的输出扭矩和理想的旋转速度。这些额外的齿轮可以包括行星式齿轮组件，该组件包括中心齿轮，多个行星齿轮和环形齿轮；行星齿轮与中心齿轮啮合并由行星齿轮架支撑，环形齿轮与行星齿轮啮合。与旋转切割滚筒组件142、146相连接的一个或多个驱动轴30、32可由安装在齿轮和轴承箱里面的轴承组件旋转支撑。
[0032]根据本实用新型的各种实施方式，多支管132沿支撑部件134延伸，用于从采矿机100的机身部分120向旋转切割滚筒组件142、146以及牢牢固定在它们上的切割元件(图中未示出)输送液体。某些改进的实现，通过焊接或别的连接方法沿着机体或支撑部件连接，还可能在现有的采矿机上提供这些多支管，但不具备喷洒液体的功能。沿着支撑部件134外侧布置多支管，在必要的修理和维护时便于接近它们。在切割滚筒组件旋转时，切割元件所带的喷洒设备可以主导从切断零件而来的液体喷洒。多支管可以安装在采矿机的机身上，并沿着支撑部件延伸，将液体输送到切割滚筒组件的切割元件上。通过沿着支撑组件延伸的多支管传送到切割滚筒组件上的液体可以被送进静止液体通道138、152里。这些液体通道穿过齿轮和轴承箱的不同部分52、122和124 (见图7)。
[0033]穿过齿轮和轴承箱的静止液体通道138、152可以是穿过齿轮和轴承箱的孔或管形成的。沿支撑部件134的多支管132所提供的液体，可以首先进入到一个或多个在齿轮和轴承箱内部形成的隔水墙136上。此一个或多个隔水墙136可以布置成一个环形水箱，或者一个或多个沿静止齿轮和轴承箱外围加工的单独的水箱。一个或多个隔水墙盖125被提供用来密封隔水墙，并容纳来自多支管132的水或别的液体。然后，液体可以从一个或多个隔水墙136进入到穿过齿轮和轴承箱部分的多个静止液体通道。
[0034]如图8所示，静止液体通道152里的液体然后可以通过内扩散环154里的内扩散环开口 162进入到介于两个迷宫式密封组件300之间的环形空腔165里。迷宫式密封组件可包括对非旋转齿轮和轴承箱位置相对固定的静止密封环，以及与切割滚筒组件一起旋转的密封环。根据与本实用新型的不同实施方式，迷宫式密封组件300可以是非接触的，漂浮的密封组件被设置为，它们的旋转部分不和静止部分接触或摩擦，因此在使用过程中不会因密封部件的连续摩擦而磨损或发生故障。之所以说密封组件“漂浮”，是由于密封组件的转动和静止部分之间有足够的空隙，使得运行时，允许密封组件的部件之间的相对运动。施加到密封组件上的液体压力有助于维持部件之间的理想间隙，允许密封组件自我调整并处于相对之间的中心位置，这也说明了齿轮和轴承箱的加工尺寸以及切割滚筒组件内部的差巳
[0035]迷宫式密封组件300如图8和图9详细所示，可围绕在静止齿轮和轴承箱的部分52外围上，位于轴承箱该部分外部与中部旋转滚筒部件146的外旋转壳的内部之间。如图3所示中部旋转滚筒组件的一端，这种设置使得通过移除切割滚筒组件的外壳，就很容易接近迷宫式密封组件300，而不需要拆除齿轮和轴承箱。从迷宫式密封组件300泄漏出来的液体也可以从齿轮和轴承箱里面的齿轮和轴承组件转移到采矿机的外部。如图8所示，然后，通过内扩散环164的内扩散环开口 162进入到环形空腔165的液体，可以沿着穿过迷宫式密封组件300的通道和/或穿过外扩散环164上的外扩散环开口 166流到环形空腔165的外部。外扩散环164被夹在中部旋转滚筒组件146的外壳的部分之间，从而外扩散环164随着中部旋转滚筒组件旋转。
[0036]外扩散环166可与中部旋转滚筒组件146的外壳里的切割元件端口群180对齐(见图2)。当切割滚筒组件旋转时，通过内扩散环开口 162进入到环形空腔165的液体可能会有周期性的通过外扩散环164的外扩散环开口 166笔直的流出通道。当旋转的外扩散环开口 166与静止的内扩散环开口 162径向对齐时，就会发生这些周期性的进入到切割元件端口群180的切割元件端口的笔直通道。处在这些点时，与内外扩散环开口未径向对齐时相比，流过环形空腔165的水流遇到的阻力相对更小，导致的压力下降也更小。因此，中部切割滚筒146的旋转，会导致从迷宫式密封组件300界定的环形空腔165径向向外通过切割元件端口群180，液体压力的降低发生波动。
[0037]如图4所示，当径向向外通过外扩散环166的外扩散环开口 166时，液体可能会通过切割元件端口群180和位于或紧密接近切割元件(未示出)的喷嘴(图中未示出)流出。另夕卜，进入到外扩散环164的外围与切割元件端口群180之间的环形空腔的一些液体，可能会进入到可旋转初级液体通道170内。该通道170由中部旋转切割滚筒组件146的一部分界定。本实用新型所用到的“可旋”液体通道指的是旋转切割滚筒组件的一部分里所形成的液体通道。静止液体通道形成于连接在支撑部件134上的静止齿轮和轴承箱的一部分里面。可旋转初级液体通道170将一些液体分配到另一个切割元件端口群182。该端口群182从端口群180处沿中部旋转切割滚筒组件146的外壳轴向间隔排列。任何未流出切割元件端口群182的液体可被导进可旋次级液体通道172里。介于两个迷宫式密封组件300之间的环形空腔165里面的额外的液体可能会沿如图8所示的中间箭头的方向泄漏，通过一个迷宫式密封组件300并通过中部旋转切割滚筒组件里的排放端口(图中未示出)流出。
[0038]没有通过切割元件端口群180、182和184上的切割元件的喷嘴流出的液体可能会进入到中心环状液体通道186、188。该液体通道界于旋转支撑中部切割滚筒组件146的齿轮和轴承箱的中间部分内。中心环状液体通道可包括上部范围188和下部范围186，上部范围和下部范围可以各自包含弧度小于等于18度的弧形空腔。如图5、图6所示的轴向和径向的截面图，进入到中心环状液体通道186、188的液体，然后可以通过阀门口 194进入到径向的阀门190、192的端口。阀门190、192从中心多支管220沿径向向外扩展。阀门190、192可以各自通过中心环状液体通道186、188径向扩展，并且可随中部切割滚筒组件146旋转。
[0039]当每个阀门190、192的端部开口 194通过中心环状液体通道186、188时，中心环形液体通道186、188里面的液体通过开口 194进入到阀门内。阀门190、192引导液体进入到中心多支管220，从此处，液体可以轴向通过多支管222、224。轴向的多支管222、224，从中部切割滚筒组件146的中心处多支管220向相反的轴向方向通向中部切割滚筒组件146两端的端部旋转切割滚筒组件142。在端部旋转切割滚筒组件142处，可有额外的液体通道(图中未示出)，引导液体进入到每一端部旋转切割滚筒组件上额外的切割元件端口群(图中未示出)里。中部旋转切割滚筒组件146和端部旋转切割滚筒组件142上每一个切割元件端口群液体量的适当分布，可作为控制液体在从多支管132到切割元件端口群的通道里不同部分的液体压力降低量的函数。
[0040]环形空腔165可由迷宫式密封组件300界定，并可通过给切割滚筒组件的外部提供一个被控的泄漏通道，控制压力降低和液体流通通道里产生的液体背压。如图2、图3和图8所示，通过迷宫式密封组件300沿如图8中的中间箭头相反的方向泄漏的液体可能会被导向中部切割滚筒组件146的外部，并安全地离开齿轮和轴承组件。只要液体在穿过由两个迷宫式密封组件300界定的环形空腔165的通道里流动，一些液体可能会通过每一个迷宫密封组件泄漏出。这种泄漏可能会沿着图8里箭头所示的方向流出中部旋转切割滚筒组件里的排放端口，也可以与图8中间箭头相反的方向，通过额外的泄漏通道流到中部切割滚筒组件146的外面。这是因为迷宫式密封组件是特意设计成在它们的静止和旋转部件之间带有轴向和径向的间隙。这种设计所带来的很大优点是每一个迷宫式密封组件的部件不会因为部件之间的相对运动所产生的摩擦而磨损。组成迷宫式密封组件的“漂浮”部件的设置也允许密封组件部件在由于切割滚筒组件部件加工公差而导致的未对齐，当遭受液体压力时，可移动并自我调整它们的相对位置。
[0041]如图9详细所示，迷宫式密封组件300可包括外密封环306、308，它们与外密封组件壳302固定并密封。外密封环306可包含外围O型槽326,外密封环308可包含外围O型槽328。外密封组件壳302可被压入外扩散环164内并与之固定密封。外密封组件壳302的外围O型槽320、322里的O型环可以提供密封防止外扩散环164和外密封组件壳302之间的液体泄漏。如图2、图8所示，O型环还可以装在外扩散环164的两个轴向端，位于外扩散环164和中部旋转切割滚筒组件146之间。
[0042]外扩散环164还可以被压入中部旋转切割滚筒组件146内并与之固定密封。外密封环306、308和外密封组件壳302随外扩散环164以及中部旋转切割滚筒部件146旋转。在每个迷宫式密封组件300的外密封环306、308之间可提供一个垫片332，以保持外密封环之间理想的间距。可以在内密封组件壳304的内围O型槽342、344里加O型环，以在内密封组件壳304和内扩散环154之间提供密封防止它们之间的液体泄漏。在内扩散环154与齿轮和轴承箱部分52之间还可以加额外的O型环。内密封环310、内密封组件壳304和内扩散环154都相对齿轮和轴承箱部分52保持静止。外密封环306、308、垫片332、外密封组件壳302和外扩散环164都随中部旋转切割滚筒部件146旋转。
[0043]如图8和图9所示，在外密封组件壳302的一个轴向端的外卡环槽324里可提供外卡环360。在对应的内密封组件壳304的轴向端的内卡环槽325里可提供内卡环362。可安装外卡环和内卡环360、362用来约束外密封环306、308、垫片332以及内密封环310。使它们之间以及内密封组件壳304、外密封组件壳302沿轴向间隔排列。迷宫式的密封组件300的不同部件的相对形状、尺寸和间隙可以选择，以在为环形空腔165里的一些液体的每个密封组件的不同部件和通过空腔350之间提供弯曲的泄漏通道，如图8中间箭头所示。密封组件300可以被设计，以便提供想要的压力下降和液体泄漏量，并由此导致可提供被送到切割元件端口群180、182和184处理想的液体量。切割元件端口群的每一个零件可包含围绕旋转切割滚筒组件外围间隔排列的多个端口。
[0044]每一个端口可包括液压联轴器和与切割元件和喷嘴的物理连接。外密封环的内径与内密封环310的外径或与内密封组件壳304部分的外径之间的径向间隙，可根据不同的设计参数选择。这些设计参数可包括但不仅限于:通过密封组件的理想的泄漏路径截面积和压力下降、为了提供足够的力量去处理液体压力而计算出的不同密封部件的尺寸和形状、足够解决加工公差的径向间隙。在一些实施方式中，加工公差可能会导致切割滚筒组件或别的部件的特定数量的失圆度。可通过设计部件之间的径向间隙来调解这样的偏差。还可以根据相似的设计参数选择密封组件不同部件之间的轴向间隙。
[0045]切割滚筒组件内部所包含的迷宫式非接触密封组件将液体从静止液体通道138、152导进可旋初级和次级液体通道170、172，以及通向切割元件端口群182的通道里。同时防止液体渗漏进并接触到齿轮和轴承组件。通过设计密封组件，提供受控的液体泄漏通道，可以将渗漏的一部分液体从轴承和齿轮组件转移到切割滚筒组件的外部。因为密封组件的不同部件按特定形式装配，允许一定量的渗漏通过密封组件，同时不同部件之间保持一定的轴向和径向间隙，避免了它们之间的摩擦接触，所以这些组件不会因长期的使用磨损而导致故障。当内扩散环开口 162和外扩散环开口 166径向对齐或偏尚时,受控的泄漏与通过密封组件的周期性的压力降低波动结合可使得切割元件端口群180、182和184里面所有的端口得到想要的液体量以及液体压力。
[0046]根据以上所讨论的参数所设计的连续采矿机，应用它们不同的示例性实施方式，将会在接下来的部分详细讨论，以进一步阐明本实用新型的设计构思。
[0047]工业实用性
[0048]本实用新型公开的连续采矿机，可提供采矿时利用液体喷洒矿物表面的设备和方法。该设备和方法包括从连续采矿机100上静止的源头将液体供到安装在该机器上一个或多个可旋切割滚筒组件上的可旋的切割元件上。该方法包括将液体从多支管132导进隔水墙136里，并进入环形液体空腔165里。多支管沿着机器的静止支撑部件134延伸；隔水墙位于连接在机器支撑组件的齿轮和轴承箱里，沿着轴承箱里形成的静止液体通道138、152 ；环形液体空腔165介于两个迷宫式非接触的密封组件300之间。方法还可进一步包括通过每一个迷宫式非接触密封组件，将受控量的渗漏液体从齿轮和轴承箱引离到连续采矿机100的外部。迷宫式非接触密封组件可提供一种控制通道里液体量和压力的方法。这些通道通向分散在旋转切割滚筒组件的外围的切割滚筒端口群。可设计通过迷宫密封组件的流体通道，从而可提供通向可旋液体通道的被控泄漏路径，该可旋液体通道形成于切割滚筒组件内部并通向切割端口群。迷宫密封组件还可界定泄漏通道，将液体引离齿轮和轴承箱到达连续采矿机的外部。
[0049]沿静止支撑组件的提供外部多支管还可为更新已有的连续采矿机提供一个方法。该方法包含了液体流通通道，用来把液体导进切割滚筒组件外围的切割元件上。在必要的维护和检修时，外部安装的多支管可容易达到。通过沿支撑组件的多支管的液体，然后可进入一个或多个储液箱，比如隔水墙136。隔水墙136形成于齿轮和轴承箱内部,齿轮和轴承箱连接在支撑组件的端部并可旋转支撑切割滚筒组件。形成于齿轮和轴承箱内部一个或多个储液箱可提供源泉，从此处，液体可通过穿过齿轮和轴承箱的静止液体通道供应。这个齿轮和轴承箱的内的液体源泉的存在可有助于确保采矿机工作时，有足够的液体供给切割元件，即使从连续采矿机机体部分而来的液体量或压力有波动。
[0050]迷宫式非接触密封组件300还提供了一种控制流体通道里液体渗漏的方法，该流通通道位于齿轮和轴承箱里的静止液体通道和穿过旋转切割滚筒组件的可旋液体通道之间。与传统的在机器静止和旋转部分提供正压力液体密封件的方法不同，迷宫式密封组件可特意设计，为供给切割元件的一部分液体提供被控的泄漏通道。由于密封组件的静止和旋转部分之间没有真正接触，迷宫式密封组件不会像传统的正压力密封件那样受制于磨损及磨损引起的故障。密封组件的部件之间的空隙，以及它们相对彼此的“漂浮”能力，使得密封组件能够在面对液体压力时，自我调整它们的相对位置，并补偿切割滚筒组件里部件的加工公差的偏离。
[0051]通过两个迷宫密封组件之间的环形空腔的期望的压力降低，作为供给沿旋转切割滚筒组件的外围的不同切割滚筒端口组的液体量和压力期望的函数，可被预先设定。环形空腔入口的静止扩散环上带有分散的开口，液体可通过它们流进空腔，还有一个对应的旋转外扩散环，它的外围也带有间隔开口，液体可通过这些开口流出环形空腔，提供这两个环，可以导致期望的液压波动。让液体穿过密封组件的通道，在内扩散环开口和外扩散环开口径向对齐时，可以是一个相对畅通的、大体上笔直的流体通道。当切割滚筒组件旋转时，穿过外扩散环的外围间隔排列的开口移动，导致和穿过内扩散环的开口未径向对齐，从而增加通过环形空腔的液流的阻力。在切割滚筒组件转动时所产生的液体压力波动可有助于确保将液体理想分布在各个切割滚筒端口群上。如上所讨论，还可选择密封组件不同部件之间的间隙，以及形状、尺寸，这样可为通过密封组件的液体提供预设的压力降低量。作为一个非限制的例子，更大一点的密封组件的密封环之间的轴向或径向空隙，可以使更多的液体从环形空腔渗漏到采矿机的外面。当通过多支管供给旋转切割滚筒组件的液体压力或量，在供给切割元件和切割滚筒端口群之前，必须被减少时，本示例性实施方式可能是适合的。在其他的示例性实施方式中，当密封组件的不同部件之间的轴向或径向距离比较小时，通过密封组件的渗漏液体可以被减少，这样就可以提供更多的液体或更大的液体压力到切割滚筒端口群上。
[0052]对具备该领域技能的人员来说，很明显的是，可以对该连续采矿机的说明书的实施方式做不同的修改和变化。作为一个非限制的例子，穿过齿轮和轴承箱的静止液体通道，穿过旋转切割滚筒组件的可旋液体通道，可定义为不同形状的孔、环形通道、或别的结构，它们从机器的静止部分向旋转部分以及旋转切割元件提供液体。迷宫式非接触密封组件的数量和结构也可以根据不同的性能参数变化。这种密封组件可预先组装，然后安装到切割滚筒组件，或者一件一件地安装到切割滚筒组件。对熟悉本领域人员来说，经过对本实用新的型的技术方案和方法的说明和实际的考虑，别的实施方式也会很明显。这些说明和例子仅仅意在示范，其真正的权利范围可由权利要求书或等同特征确定。
【权利要求】
1.一种连续采矿机(100)，其特征在于包括: 固定支撑部件(134)； 连接在固定支撑部件(I34)上的固定齿轮和轴承箱(52、122和124); 旋转安装在固定齿轮和轴承箱(52、122和124)上的切割滚筒组件(142、146)； 安装在可旋转切割滚筒组件(142、146)上的切割元件，该切割元件上或与其很近处带有喷嘴，当切割滚筒组件旋转，切割元件与矿表面接触导致矿料脱落时，喷嘴将水洒在矿表面上； 穿过齿轮和轴承箱(52、122和124)的静止液体通道(138、152)； 穿过旋转切割滚筒组件，用来向喷嘴供水的可旋转液体通道(170、172 ); 切割滚筒组件(146)内部，两个迷宫式非接触密封组件(300)之间的液体分布腔(165)，该液体分布腔从静止液体通道向可旋转液体通道以及喷嘴输送水； 配置的两个迷宫式非接触密封组件通过提供受控泄漏通道，将来自静止齿轮和轴承箱的一部分水引离到连续采矿机的外面，从而控制静止和可旋转液体通道中的液体量和液体压力中的至少一个。
2.如权利要求1所述的连续采矿机(100)，其特征在于，两个迷宫式非接触密封组件(300 )进一步配置有处于密封组件的部件之间的间隙，选择这些间隙以使各部件在面对水压时能够自我调整它们之间的相对位置，并且补偿切割滚筒组件(142、146)中的部件的加工公差的偏离。
3.如权利要求1所述的连续采矿机(100)，其特征在于，还包括在液体分布腔(165)入口处的内扩散环(154)和在液体分布腔(165)出口处的外扩散环(164)，内扩散环(154)与静止齿轮和轴承箱(52)相连，外扩散环(164)与可旋转切割滚筒组件(146)相连。
4.如权利要求3所述的连续采矿机(100)，其特征在于，内扩散环(154)包括多个沿四周间隔排列的开口(162)，外扩散环(164)包括多个沿四周排列的开口(166)，当可旋转切割滚筒旋转时，通过内扩散环(154)的开口( 162)与通过外扩散环(164)的开口( 166)周期性地对齐。
5.权利要求1所述的连续采矿机(100)，其特征在于，还包括一个多支管(132)，它沿静止支撑部件(134)的外部扩展装配，用于从连续采矿机(100)的主体部分(120)将液体输送到穿过齿轮和轴承箱(52、122和124)的静止液体通道(138、152)中。
6.如权利要求1所述的连续采矿机(100)，其特征在于，静止液体通道(138、152)包括蓄水箱(136),用于在液体传送到液体分布腔(165)之前累积一定量的液体。
7.如权利要求1所述的连续采矿机(100)，其特征在于，每一个迷宫式非接触密封组件(300 )包括内静止壳(304 )和外旋转壳(302 );至少一个内静止密封环(310 )与内静止壳(304)固定密封啮合，至少一个外旋转密封环(306、308)与外旋转壳(302)固定密封啮合。
8.如权利要求7所述的连续采矿机(100)，其特征在于，至少一个内静止密封环(310)和至少一个外旋转密封环(306、308)间隔排列，组成至少受控泄漏通道的一部分。
9.如权利要求7所述的连续采矿机(100)，其特征在于，受控泄漏通道至少被一个或多个位于两个或多个内静止壳(304)、至少一个内静止密封环(310)和至少一个外旋转密封环(306、308 )之间的相对形状、尺寸和间隙所界定。
【文档编号】E21C25/06GK203961978SQ201420352100
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】T·W·温普勒, R·L·奥奎因, E·欧文斯, S·M·萨弗尔, D·B·安托万 申请人:卡特彼勒全球矿业美国有限公司