专利名称：水压式煤壁注水封孔器的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤矿中煤壁或煤层注水封孔技术，特别是涉及一种水压式煤壁注水封 孔器。
背景技术：
随着煤炭工业及煤矿生产机械化的高速发展，煤矿生产中的尘害问题依然严峻， 煤矿工人尘肺病发病率较高，煤尘爆炸时有发生，瓦斯突出是煤矿井下一种严重的自然灾 害，严重制约煤矿的安全生产。向煤壁或煤层注水是采煤生产过程中防止回采工作面煤尘 的一种积极有效的措施。传统简便方法是采用水泥砂浆封孔，即将注水管插入钻孔的封孔 段底部用木楔或棉纱堵住然后将水泥封孔。待水泥石浆凝固后便可注水。用水泥砂浆封孔 注水耗费时间长，浪费大、耗费材料多、操作不方便，不能用于动压注水。目前国内煤矿上主 要采用的封孔注水装置有水力膨胀式封孔器。这些注水和封孔压力是通过设在膨胀管前端 的溢流阀预先设定的，注水封孔器插入眼孔后，即使预先设定的压力不符合眼孔具体要求 也不可随即调整，必须将注水封孔器从眼孔中抽出后重新设定，费时费力。另外注水的进水 管和封孔膨胀管连通且内腔压力相同，如专利号为200820099473. 1的分段式注水封孔器， 出水管前端单向阀在打开之前橡胶水腔被撑开，但一旦出水管前端单向阀通水则橡胶水腔 压力降低导致可能密封不严；封孔时压力易随压力源波动，导致膨胀管经常撞击孔壁造成 眼孔变形，加之供液管外径小于注水眼孔直径，注水时眼孔受到水的浸泡极易塌孔，致使膨 胀管难以撤出回收复用，必须一直保持较高水压才能维持膨胀管被张起，只适合静态注水。
发明内容
本发明是针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种机械式水压式煤壁注水封 孔器。技术方案一种水压式煤壁注水封孔器，包括出水管、安装在进水管前端的单向阀和套装于 进水管外侧的膨胀管，所述膨胀管为封闭的弹性环形膨胀管，该环形膨胀管套装于进水管 外侧并与进水管通过充水单向阀连通；在所述环形膨胀管后端至少设有一个排水孔并在该 排水孔上设有垫片，在垫片中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆，垫片面积大于排水孔 面积而连杆直径小于排水孔孔径，连杆穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧。在所述环形膨胀管后端设有两个以上排水孔，各排水孔环绕均布排列，并在各排 水孔内侧面上分别设有垫片，在垫片中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆，垫片面积大 于排水孔面积而连杆直径小于排水孔孔径，连杆穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧在进水管后段套装有一按压环，所述连杆固定于按压环端面上。在进水管后段外侧壁上设有固定耳并在固定耳上设有插孔，连杆穿过排水孔后又 插装于所述固定耳插孔内。所述充水单向阀为鸭嘴状单向阀，或者为弹簧单向阀。
所述充水单向阀采用垫片是单向阀，即在环形膨胀管内侧与进水管连通通道口上 覆盖一个垫片，该垫片一侧与环形膨胀管内侧壁软连接。所述垫片为柔性垫片，或者为硬性垫片其一端通过销轴与环形膨胀管内侧壁铰 接。在环形压片与环形膨胀管之间的进水管侧壁上套装有橡胶碟簧。所述连杆末端设有按压片，在该按压片与环形膨胀管之间的连杆上套装有弹簧。本发明的有益效果1、本发明水压式煤壁注水封孔器，在环形膨胀管与进水管之间采用单向阀，可以 实现动压充水，由于环形膨胀管内被第一次充水时即起到膨胀密封作用，所以之后无论进 水管压力大小环形膨胀管的体积都不发生变化，直到按压连杆排水。2、本发明水压式煤壁注水封孔器，结构简单，容易生产制造，使用效果非常好，非 常利于在采矿领域推广实施。
四
图1是本发明水压式煤壁注水封孔器剖面结构示意图之一；图2是图1的环形膨胀管充水状态剖面结构示意图；图3是图1的出水状态剖面结构示意图；图4是图1的I部放大结构示意图；图5是图4的C-C剖面结构示意图；图6是本发明水压式煤壁注水封孔器剖面结构示意图之一；图7是本发明水压式煤壁注水封孔器剖面结构示意图之二 ；图8是本发明水压式煤壁注水封孔器剖面结构示意图之三。图中，标号1为出水管，2为单向阀，3为环形膨胀管，4为充水单向阀，5为垫片，6 为连杆，7为环形压片，8为单向阀的压力堵头，9为单向阀弹簧，10为出水口，11为垫片式充 水单向阀，12为橡胶碟簧，13为套装于连杆上的弹簧，14为鸭嘴状出水口，15为渐扩端面， 16为渐收端面。
五具体实施例方式实施例一参见图1、图2、图3、图4、图5，一种水压式煤壁注水封孔器，包括出水 管1、安装在进水管前端的单向阀2和套装于进水管外侧的膨胀管，其中膨胀管为封闭的弹 性环形膨胀管3，该环形膨胀管3套装于进水管1外侧并与进水管通过充水单向阀4连通； 在所述环形膨胀管3后端设有两个以上排水孔，并在各排水孔上设有垫片5，各排水孔环绕 均布排列，在垫片5中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆6，垫片5面积大于排水孔面积 而连杆6直径小于排水孔孔径，连杆6穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧。在进水管后段 套装有一按压环7，所述各连杆6均固定于按压环7端面上。在本实施例中，充水单向阀为鸭嘴状单向阀。从图1、图2、图3中可以看出进水过程，图2中显示进水管1在进水初期，单向阀2 的并未打开，在水压下充水单向阀4首先被打开，此时向环形膨胀管内充水，待环形膨胀管 内压力达到一定程度后，水压迫使单向阀2打开(如图3)。其中在环形膨胀管后段排水管上的垫片在充水时由于水压作用一直密封紧压在排水孔上，完成充水之后，通过按压压片 7(环形)使之排水。本实施例中通过充水单向阀4可以实现动压充水，由于环形膨胀管内 被第一次充水时即起到膨胀密封作用，所以之后无论进水管压力大小环形膨胀管的体积都 不发生变化，直到按压连杆6排水。实施例二 附图未画，意义与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同的是在 进水管后段外侧壁上设有固定耳并在固定耳上设有插孔，连杆穿过排水孔后又插装于所述 固定耳插孔内。实施例三参见图6，编号与实施例一相同，意义与实施例一基本相同，相同之处 不重述，不同的是所述充水单向阀采用垫片是单向阀11，即在环形膨胀管内侧与进水管 连通通道口上覆盖一个柔性垫片，该垫片一侧与环形膨胀管内侧壁软连接。实施例四附图未画，意义与实施例三基本相同，相同之处不重述，不同的是所 述垫片为硬性垫片其一端通过销轴与环形膨胀管内侧壁铰接。实施例五参见图7，编号与实施例一相同，意义与实施例一基本相同，相同之处 不重述，不同的是在环形压片与环形膨胀管之间的进水管侧壁上套装有橡胶碟簧12。实施例六参见图8，编号与实施例一相同，意义与实施例一基本相同，相同之处 不重述，不同的是所述连杆末端设有按压片7 (非环形)，在该按压片与环形膨胀管之间的 连杆上套装有弹簧13。实施例七附图未画，意义与实施例三基本相同，相同之处不重述，不同的是充 水单向阀为弹簧单向阀，该弹簧单向阀的弹性系数小于出水口的单向阀。
权利要求
一种水压式煤壁注水封孔器，包括出水管、安装在进水管前端的单向阀和套装于进水管外侧的膨胀管，其特征是所述膨胀管为封闭的弹性环形膨胀管，该环形膨胀管套装于进水管外侧并与进水管通过充水单向阀连通；在所述环形膨胀管后端至少设有一个排水孔并在该排水孔上设有垫片，在垫片中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆，垫片面积大于排水孔面积而连杆直径小于排水孔孔径，连杆穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧。
2.根据权利要求1所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是在所述环形膨胀管后端 设有两个以上排水孔，各排水孔环绕均布排列，并在各排水孔内侧面上分别设有垫片，在垫 片中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆，垫片面积大于排水孔面积而连杆直径小于排水 孔孔径，连杆穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧。
3.根据权利要求1或2任一项所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是在进水管后 段套装有一按压环，所述连杆固定于按压环端面上。
4.根据权利要求1或2任一项所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是在进水管后 段外侧壁上设有固定耳并在固定耳上设有插孔，连杆穿过排水孔后又插装于所述固定耳插 孔内。
5.根据权利要求1所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是所述充水单向阀为鸭嘴 状单向阀，或者为弹簧单向阀。
6.根据权利要求1所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是所述充水单向阀采用垫 片是单向阀，即在环形膨胀管内侧与进水管连通通道口上覆盖一个垫片，该垫片一侧与环 形膨胀管内侧壁软连接。
7.根据权利要求6所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是所述垫片为柔性垫片，或 者为硬性垫片其一端通过销轴与环形膨胀管内侧壁铰接。
8.根据权利要求3所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是在环形压片与环形膨胀 管之间的进水管侧壁上套装有橡胶碟簧。
9.根据权利要求4所述的水压式煤壁注水封孔器，其特征是所述连杆末端设有按压 片，在该按压片与环形膨胀管之间的连杆上套装有弹簧。
全文摘要
本发明涉及一种水压式煤壁注水封孔器，包括出水管、安装在进水管前端的单向阀和套装于进水管外侧的膨胀管，所述膨胀管为封闭的弹性环形膨胀管，该环形膨胀管套装于进水管外侧并与进水管通过充水单向阀连通；在所述环形膨胀管后端至少设有一个排水孔并在该排水孔上设有垫片，在垫片中心位置沿垂直垫片方向固定有一连杆，垫片面积大于排水孔面积而连杆直径小于排水孔孔径，连杆穿过排水孔后伸出环形膨胀管外侧。本发明的封孔器，在环形膨胀管与进水管之间采用单向阀，可以实现动压充水，结构简单，容易生产制造，使用效果非常好，非常利于在采矿领域推广实施。
文档编号E21F5/02GK101864983SQ20101019716
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者刘少伟, 李辉, 熊德国 申请人:河南理工大学