防爆钻机的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，具体地，涉及一种防爆钻机。

背景技术：

目前施工领域设备大多采用非防爆型的钻机，而在煤矿或者多瓦斯的隧道里易燃气体较多，非防爆型的钻机作业时有可能引起瓦斯爆炸的危险，给设备和隧道施工带来安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可靠性高、防爆效果好的防爆钻机。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种防爆钻机，包括行走单元、车架平台、钻进单元和动力单元，所述钻进单元和所述动力单元分别设置在所述车架平台上，所述动力单元包括电机驱动系统和柴油机驱动系统，所述电机驱动系统包括防爆电机、与所述防爆电机传动相连的第一液压泵，所述第一液压泵用于向所述钻进单元提供压力油；所述柴油机驱动系统包括防爆柴油机、与所述防爆柴油机的尾气连通的灭火水箱、以及与所述防爆柴油机相连的第二液压泵，所述第二液压泵至少用于向所述行走单元提供压力油。

可选地，所述动力单元还包括用于开启或关闭所述防爆电机的防爆电控箱和用于开启或关闭所述防爆柴油机的防爆电源箱。

可选地，所述防爆钻机还包括罩设在所述动力单元上的防护罩，所述防护罩的下端安装在所述车架平台上，所述防爆电控箱设置在所述防护罩上。

可选地，所述动力单元还包用于向所述灭火水箱补充水的补水箱。

可选地，所述动力单元还包括液压油箱和分别用于控制所述钻进单元和所述行走单元的液压阀组，所述钻进单元通过第一供油管路和第一回油管路连接于所述液压油箱，所述行走单元通过第二供油管路和第二回油管路连接于所述液压油箱，所述第一液压泵设置在所述第一供油管路上，所述第二液压泵设置在所述第二供油管路上，所述液压阀组分别设置在所述第一供油管路和第一回油管路，以及所述第二供油管路和第二回油管路上。

可选地，所述钻进单元包括工作梁和用于调节所述工作梁的延伸距离和延伸角度的举升机构，所述举升机构包括第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述第一油缸用于驱动所述工作梁上下移动，所述第二油缸用于驱动所述工作梁左右移动，所述第三油缸用于驱动所述工作梁在前后方向上做翻转运动。

可选地，所述举升机构还包括过渡梁和支撑回转柱，所述过渡梁沿前后方向延伸，所述支撑回转柱包括铰接部和设置在所述铰接部的上端的套筒部，所述过渡梁的一端铰接于所述车架平台，所述过渡梁的另一端与所述铰接部铰接，所述工作梁上形成有与所述套筒部适配的连接柱，所述工作梁通过所述连接柱可转动地安装于所述套筒，所述第一油缸的两端分别连接于所述车架平台和所述过渡梁，所述第二油缸的两端分别连接于所述铰接部和所述工作梁，所述第三油缸的两端分别连接于所述过渡梁和所述铰接部。

可选地，所述工作梁包括底座和推进梁，所述推进梁在所述底座的延伸方向上可滑动地设置在所述底座上，所述第二油缸的上端所述底座相连，所述连接柱形成在所述底座上。

可选地，所述钻进单元还包括设置在所述推进梁上的动力头、钻杆和钻杆拆卸夹具，所述动力头能够沿所述推进梁的延伸方向在所述推进梁上移动以驱动所述钻杆钻孔。

可选地，所述防爆钻机包括设置在所述车架平台上的操作台，所述操作台与设置在所述车架平台上的回转柱结构铰接以使所述操作台在上下方向位置可调，并且所述操作台能够相对于所述回转柱结构转动以使所述操作台在左右方向位置可调。

在本实用新型提供的防爆钻机具有柴电双动力驱动系统，每个动力系统单独配备有液压泵，且均可用于驱动钻进单元的钻孔作业，所以当其中一个驱动系统失效后，另一个驱动系统仍然能够保证正常的钻孔作业，相较于单动力驱系统，采用柴电双动力驱动系统提高了防爆钻机工作的可靠性。其中灭火水箱中能够使得柴油机产生的高温尾气经过水浴降温处理后再排放，从而起到防爆效果。而且，在正常情况下，本实用新型可以基于实际情况有选择性地启动柴电双动力驱动系统中的一者来驱动相应的执行机构工作。例如，通常，防爆电机主要用于驱动钻进单元的液压系统，以带动钻机单元做相应的动作，采用防爆电机驱动的方式，清洁环保，有利于保护环境；防爆柴油机主要用于驱动行走单元的底盘液压系统，相较于电机驱动，采用防爆柴油机驱动的方式能够减少底盘上电线的使用，从而能够免于行走时的电线牵绊。

而且，本实用新型的电机驱动系统和柴油机驱动系统均采用防爆元件，防爆效果好，提升了防爆钻机的防爆效果，使得该防爆钻机能够在具有瓦斯等易燃气体环境下施工，从而提升了防爆钻机作业时的安全性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式的防爆钻机的立体示意图；

图2是本实用新型一种实施方式的防爆钻机的立体示意图，其中未示出防护罩的部分结构；

图3是本实用新型一种实施方式的防爆钻机的主视示意图；

图4是图3中的A-A截面的局部剖视图。

附图标记说明

1 行走单元 2 车架平台

21 回转柱结构 3 钻进单元

31 工作梁 311 连接柱

312 底座 313 推进梁

32 第一油缸 33 第二油缸

34 第三油缸 35 过渡梁

36 支撑回转柱 361 铰接部

362 套筒部 4 防爆电机

5 第一液压泵 6 防爆柴油机

7 灭火水箱 8 防爆电控箱

9 防爆电源箱 10 补水箱

11 液压油箱 12 液压阀组

13 动力头 14 钻杆

15 钻杆拆卸夹具 16 操作台

17 防护罩 18 回油冷却器

19 柴油箱 20 回转支撑装置

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”与防爆电机的上、下、左、右的意义形同，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1至图4，本实用新型提供了一种防爆钻机，包括行走单元1、车架平台2、钻进单元3和动力单元，车架平台2设置在行走单元1上，钻进单元3和动力单元分别设置在车架平台2上，动力单元包括电机驱动系统和柴油机驱动系统，电机驱动系统包括防爆电机4、与防爆电机4传动相连的第一液压泵5，第一液压泵5用于向钻进单元3提供压力油；柴油机驱动系统包括防爆柴油机6、用以向防爆柴油机6补充柴油的柴油箱19、与防爆柴油机6的尾气连通的灭火水箱7、以及与防爆柴油机6相连的第二液压泵，第二液压泵至少用于向行走单元1提供压力油，即，第二液压泵除了能够向行走单元1提供压力油之外，也可以向钻进单元3提供压力油以为钻进单元3提供动力。

在本实用新型提供的防爆钻机具有柴电双动力驱动系统，每个动力系统单独配备有液压泵，且均可用于驱动钻进单元3的钻孔作业，所以当其中一个驱动系统失效后，另一个驱动系统仍然能够保证正常的钻孔作业，相较于单动力驱系统，采用柴电双动力驱动系统提高了防爆钻机工作的可靠性。其中灭火水箱7中能够使得柴油机产生的高温尾气经过水浴降温处理后再排放，从而起到防爆效果。这样，本实用新型，在正常情况下，可以基于实际情况有选择性地启动柴电双动力驱动系统中的一者来驱动相应的执行机构工作。例如，通常，防爆电机4主要用于驱动钻进单元3的液压系统，以带动钻机单元3的做相应的动作，采用防爆电机驱动的方式，清洁环保，有利于保护环境；防爆柴油机6主要用于驱动行走单元1的底盘液压系统，相较于电机驱动，采用防爆柴油机驱动的方式能够减少底盘上电线的使用，从而能够在钻机行走时免于电线牵绊。

而且，本实用新型的电机驱动系统和柴油机驱动系统均采用防爆元件，防爆效果好，提升了防爆钻机的防爆效果，使得该防爆钻机能够在具有瓦斯等易燃气体环境下施工，例如高瓦斯隧道和煤矿巷道，从而提升了防爆钻机作业时的安全性。

进一步地，为了便于操作且提升防爆效果，如图2所示，在本实用新型的一种实施方式中，动力单元还包括用于开启或关闭防爆电机4的防爆电控箱8和用于开启或关闭防爆柴油机6的防爆电源箱9。进一步地，为了取得较好的防爆效果，防爆电机4与防爆电控箱8之间的连接接头可都采用防爆接头，同样地，防爆柴油机6与防爆电源箱9之间的连接接头也都采用防爆接头。

另外，为了对动力单元起到有效防护，在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，防爆钻机还包括罩设在动力单元上的防护罩17，防护罩17的下端安装在车架平台2上，此时，可将防爆电控箱8设置在防护罩17上，可选地，防爆电控箱8可设置在防护罩17的侧壁上，以便于操作。

另外，为了给灭火水箱7及时补充水以保证灭火水箱7对从防爆柴油机6中排除的高温气体起到持续的防爆处理效果，在本实用新型的一种实施方式中，如图2所示。动力单元还包用于向灭火水箱7补充水的补水箱10。

进一步地，如图2所示，补水箱10可通过安装支架固定在防护罩17上，补水箱10的下端高于灭火水箱7，以使得补水箱10中的水通过自身的重力作用即可通过管道流入灭火水箱7中，避免另外设置导水装置，节约了成本。

另外，在本实用新型中，动力单元还包括液压油箱11和分别用于控制钻进单元3和行走单元1的液压阀组12，钻进单元3通过第一供油管路和第一回油管路连接于液压油箱11，行走单元1通过第二供油管路和第二回油管路连接于液压油箱11，第一液压泵5设置在第一供油管路上，第二液压泵设置在第二供油管路上，液压阀组12分别设置在第一供油管路和第一回油管路，以及第二供油管路和第二回油管路上。其中，液压阀组12用于控制供油管路中的液压油的流动和流速等，液压阀组12可以为由液压阀块、泄压阀和截止阀构成。

在本实用新型中，为了降低流回到液压油箱11内的液压油的温度，如图2所示，放爆钻机上设置有用于冷却回油管路中的液压油的回油冷却器18，可选地，回油冷却器18可以安装在车架平台2上。

另外，为了进一步保证防爆柴钻机作业的可靠性和安全性，防爆钻机上可以设置用于实时监测电机驱动系统和柴油机驱动系统运行情况的监测装置和显示异常情况的报警装置；例如当监测装置监测到防爆钻机工作油温过高、液位过低、回油堵塞等情况发生时，可通过报警装置发出报警指示。在本实用新型的一种实施方式中，报警装置可以为安装在护罩17上的蜂鸣器和/或指示灯。

在本实用新型中，如图3所示，钻进单元3包括工作梁31和用于调节工作梁31的延伸距离和延伸角度的举升机构，举升机构包括第一油缸32、第二油缸33和第三油缸34，第一油缸32用于驱动工作梁31上下移动，第二油缸33用于驱动工作梁31左右移动，第三油缸34用于驱动工作梁31在前后方向上做翻转运动。通过上述三个油缸调节工作梁31在前后左右方向位置以及调节工作梁31在上下方向的翻转角度，使得该防爆钻机可适应隧道内不同角度和不同距离的钻进要求。

这里，需要说明的是，上述“延伸距离”指在前后方方向上工作梁31相对于车架平台2的距离，“延伸角度”指在左右方向和上下方向上工作梁31相对于车架平台2的角度。

其中，举升机构可以是任意适当的结构和形状。在本实用新型的一种实施方式中，如图3和图4所示，举升机构还包括过渡梁35和支撑回转柱36，过渡梁35沿前后方向延伸，支撑回转柱36包括铰接部361和设置在铰接部361的上端的套筒部362，过渡梁35的一端铰接于车架平台2，过渡梁35的另一端与铰接部361铰接，工作梁31上形成有与套筒部362适配的连接柱311，工作梁31通过连接柱311可转动地安装于套筒362，第一油缸32的两端分别连接于车架平台2和过渡梁35，第二油缸33的两端分别连接于铰接部361和工作梁31，第三油缸34的两端分别连接于过渡梁35和铰接部361。这样，如图3所示，当第一油缸32伸张/收缩时，将驱动过渡梁35向上/向下转动，从而驱动工作梁31上下移动；当第二油缸33伸张/收缩时，将驱动工作梁31相对于支撑回转柱36向左/向右转动；当第三油缸34伸张/收缩时，将驱动工作梁31向下/向上翻转。

进一步地，如图3和图4所示，工作梁31包括底座312和推进梁313，推进梁313在底座312的延伸方向上可滑动地设置在底座312上，第二油缸33的上端底座312相连，连接柱311形成在底座312上。推进梁313相对于底座312可滑动，相当于增加了工作梁31的长度，增大工作梁31的延伸距离的调节范围，从而增大了防爆钻机的作业距离。

进一步地，钻进单元3还包括设置在推进梁313上的动力头13、钻杆14和钻杆拆卸夹具15，动力头13能够沿推进梁313的延伸方向在推进梁313上移动以驱动钻杆14钻孔。工作时，钻杆14安装到动力头13上，以利用钻杆14和钻头向对应的矿层壁进行钻进，具体地，钻杆14的一端安装在动力头13上并穿过设置在推进梁313上的钻杆导向装置，向矿层壁延伸，以能够使得钻进方向与推进梁313的延伸方向相同。

动力头13在推进梁313上循环往复地移动将钻杆14逐根钻入矿层壁中，从而实现长距离的矿层钻进。其中，推进梁313上可以设置有滑轨和推进机构，以实现动力头13在推进梁313上的移动，具体地，作为一种实施方式，推进机构可以由液压马达带动链条实现，对此本实用新型不做过多赘述。

其中，本实用新型提供的煤矿钻机的动力头13可以为旋转冲击一体式动力头。即能够在动力头13推进的过程中对驱动钻杆旋转和为钻杆提供冲击力。这种动力头有别于传统的旋转动力头，通过旋转、冲击和推进相结合的方式能够对应各种硬度的煤层、岩层等地质的快速钻机。具体地，可采用市场上日本矿研工业株式会社生产的KD系列动力头，这种动力头将旋转和冲击一体化并采用全液压驱动，在钻机领域具有较高声誉。例如在本实用新型中可搭载其KD-610A型号的动力头，并能够在一般煤层中钻进100米以上有效实现地质探测和瓦斯抽放工作。另外该动力头还具有独特的反向冲击装置，可有效解决钻进过程中可能出现的卡钻现象，使得钻进效果更好。

其中，钻杆拆卸夹具15能够将相互拧紧的相邻钻杆拧松，从而实现多根钻杆的安装和拆卸。

另外，如图2所示，防爆钻机还包括设置在车架平台2上的操作台16，操作台16上还设置有安装操控手柄，操作员乘坐在操作台16内操控手柄，以驱动钻进单元3工作。为了使得操作人员可以更好的进行钻进作业和观察作业情况，可将操作台16设计为可上下移动和左右旋转调整。具体地，如图2所示，操作台16与设置在车架平台2上的回转柱结构21铰接以使操作台16在上下方向位置可调，并且操作台16能够相对于回转柱结构21转动以使操作台16在左右方向位置可调。进一步地，在操作台16上还配有为操作人员遮阳、避雨用的遮阳棚。

另外，在本实用新型中，防爆钻机还可配备360°液压旋转底盘，并在行走单元1和车架平台2之间设置回转支撑装置20，采用防爆柴油机6或者另外设置防爆电机或液压马达驱动车架平台2在回转支撑装置20上旋转，以增大防爆钻机的作业范围，缩短调整时间，提高施工效率。

另外，在本实用新型中，还可在防爆钻机上还设置一体式水泵，用以在钻孔作业时供水以起到润滑、降温、排渣、减少钻具的磨损等作用，其中，一体式水泵可采用市场上容易买到的任意适当的类型，本实用新型对此不做限制，并且，可选地，可将一体式水泵安装在车架平台2上。

进一步地，防爆钻机还可设置止水止浆装置，用以防止钻孔作业时涌水、瓦斯喷发及浆液倒流。同样地，止水止浆装置也可采用市场上容易买到的任意适当的类型。

另外，在本实用新型的一种实施方式中，以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。