专利名称：无动力液体自动添加装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用降尘领域，特别涉及一种用于煤矿喷雾降尘或者煤层注水时进行化学降尘剂添加的无动力液体自动添加装置。
背景技术：
通常情况下，煤矿的粉尘治理主要是依靠喷雾降尘，或依靠煤层注水预湿煤体宜减少煤尘的产生量，但对于疏水性煤尘，即使采用高压注水和高压喷雾降尘，效果仍不理想，为了提高煤层注水或者喷雾对疏水性煤尘的除降尘效率，采用在防尘用水中添加化学降尘剂的方法。目前，国内煤矿在防尘用水中添加化学降尘剂的设备一般是采用电力驱动或者水引射的方式，电力驱动对于高瓦斯矿井存在一定的危险性，水引射的方法受水压水量的影响比较大，无法做到添加比例的稳定性。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种无动力液体自动添加装置，主要用于煤矿井下在防尘用水中添加液态化学降尘剂，提高喷雾及注水的除降尘效率。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型的无动力液体自动添加装置，包括壳体组件I、壳体组件II、柱塞组件和活塞驱动组件；所述壳体组件I为同轴的三腔体结构，由外到内依次为进水腔体、出水腔体和柱塞固定腔体，所述进水腔体由外壳体和外套构成，所述出水腔体由外套和内套构成，所述外壳体上开设有连通进水腔体和外部供水系统的进水通道，所述外套壁上设置有穿过外壳体连通出水腔体与外部空间的出水通道；所述柱塞固定腔体由内套构成。所述壳体组件II为单腔体结构，所述壳体组件II与壳体组件I为可拆卸式固定连接，所述壳体组件II的内腔体与壳体组件I的进水腔体构成一体；所述柱塞组件包括柱塞杆、定位轴和吸水套管，所述柱塞杆的后部以可沿柱塞固定腔体轴向滑动的方式设置在柱塞固定腔体内，所述柱塞杆上设置有用于与出水腔体相连通的液道，所述定位轴与柱塞杆同轴设置，所述定位轴的前部设置在柱塞固定腔体内，所述定位轴的轴向设置有贯通的添液通道，所述吸水套管的一端与外部的添液装置相连接，另一端通过单向阀与定位轴的添液通道相连接；所述活塞驱动组件包括驱动缸体和外活塞套，所述驱动缸体分为后腔体和前腔体，所述前、后腔体之间由通阀I相连通，其中，所述后腔体的外壁与出水腔体的内壁相配合构成活塞结构且后腔体与出水腔体的空间相容，所述外活塞套沿圆周方向设置于前腔体的端部外圆且与壳体组件II的内部腔体的内壁相接触形成活塞结构，所述前腔体的内部设置有支撑架结构，所述支撑架结构包括支撑板I、支撑板II和连接于两者之间的扭转部件，所述支撑板I与通阀I的阀芯相连接，所述外活塞套上设置有与支撑板II相配合的导向杆，所述导向杆与柱塞杆轴向平行，所述外活塞套上还均勻设置有多个用于连接前腔体和出液腔体的通阀II，所述通阀II的阀芯与支撑板II相连接。进一步，所述装置还包括旋转调节机构，所述旋转调节机构包括顶杆和旋帽，所述顶杆的一端伸入腔体内与支撑板II的端面相接触，所述顶杆的另一端与旋帽相连接，所述顶杆的安装方向与柱塞杆轴线重合，所述旋帽通过螺纹配合设置在壳体组件II的前部端面上，通过螺纹旋转改变顶杆行程。进一步，所述扭转部件包括两个定位座以及齿条、齿轮轴、扭簧结构、连接挂板、扭转壳体、转动板I、转动板II和转动板III ；所述齿条与齿轮轴上的齿轮相啮合，所述齿轮轴的两端以与定位座转动配合的方式，通过两个定位座将扭转部件定位在前腔体的内部， 所述齿条的下端通过前腔体下部的孔进行导向，且可沿腔体的轴向移动；所述齿轮轴的轴身上设置有拨杆，所述拨杆与设置在齿轮轴一侧的扭簧结构相配合，当齿轮轴发生旋转时， 所述拨杆拨动扭簧结构的扭簧发生扭转；所述扭转壳体与扭簧结构的相连接且通过转动板 I和转动板II限位，所述连接挂板的一端与扭转壳体相连接，另一端与支撑板I相连接，当驱动缸体运行至行程终点时，所述齿轮轴上的转动板III带动转动板II转动，所述扭转壳体在扭簧回复力的作用下反向转动，从而通过扭转壳体上的连接挂板拉动支撑板I、支撑板 II发生移动，从而带动通阀I和通阀II的关开；进一步，所述通阀II 29的数量为4个，所述通阀I M的数量为2个。本实用新型的有益效果是1.本实用新型采用通过水压驱动来完成液体的自动添加工作，不需要利用额外的外部动力，避免了采用电力驱动带来的危险性，同时也不像水引射方法那样受水压水量的影响比较大，无法做到添加比例的稳定性，具有操作方便、结构紧凑、性能稳定和安全可靠的优点。2.本装置不仅可以用于煤矿井下在防尘用水中添加液态化学降尘剂，提高喷雾及注水的除降尘效率，同时也可以用于其它在液体输送中添加液体介质的场合，其使用范围广泛。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图1为本实用新型结构示意图；图2为壳体组件I的结构示意图；图3为柱塞组件的结构示意图；图4为扭转部件的结构示意图。
具体实施方式
5[0023]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。如图1所示，本实用新型的无动力液体自动添加装置，包括壳体组件I、壳体组件 II、柱塞组件和活塞驱动组件；壳体组件I 4为同轴的三腔体结构，由外到内依次为出水腔体18、进水腔体19和柱塞固定腔体20，进水腔体19由外壳体6和外套8构成，出水腔体18由外套8和内套9构成，内套9穿过壳体组件I的底部，通过压紧螺母10压紧，外壳体上开设有连通进水腔体19 和外部供水系统的进水通道7，外套壁上设置有穿过外壳体连通出水腔体与外部空间的出水通道11 ；柱塞固定腔体由内套构成。壳体组件II 2为单腔体结构，壳体组件I与壳体组件II之间通过法兰盘螺栓连接，壳体组件II与壳体组件I的出水腔体构成一体。柱塞组件包括柱塞杆21、定位轴14和吸水套管17，柱塞杆21的后部以可沿柱塞固定腔体轴向滑动的方式设置在柱塞固定腔体内，柱塞杆21上设置有用于与出水腔体相连通的液道，定位轴14与柱塞杆21同轴设置，定位轴14的前部设置在柱塞固定腔体内，定位轴14的轴向设置有贯通的添液通道，吸水套管17的一端与外部的添液装置相连接，另一端通过单向阀15与定位轴的添液通道相连接；本实施例中，定位螺母13通过凸台卡住并穿过螺帽12，定位轴14穿过定位螺母13，采用螺纹连接，锁紧螺母16通过螺纹与定位轴14 连接，并将单向阀15固定在定位轴14的内部，吸水套管17利用凸台卡在锁紧螺母16的底部，并通过锁紧螺母16。壳体组件I与柱塞组件之间为螺纹连接。活塞驱动组件包括驱动缸体和外活塞套，驱动缸体分为后腔体22和前腔体23， 前、后腔体之间由通阀I M相连通，其中，后腔体的外壁与出水腔体的内壁相配合构成活塞结构且后腔体22与出水腔体的空间相容，外活塞套32沿圆周方向设置于前腔体的端部外圆且与壳体组件II的内部腔体的内壁相接触形成活塞结构，前腔体23的内部设置有支撑架结构，支撑架结构包括支撑板I 25、支撑板II沈和连接于两者之间的扭转部件27，支撑板I 25与通阀I M的阀芯相连接，外活塞套32上设置有与支撑板II沈相配合的导向杆观，导向杆观与柱塞杆轴向平行，外活塞套32上还均勻设置有多个用于连接前腔体和出液腔体的通阀II 29，通阀II四的阀芯与支撑板II沈相连接。所述通阀I M和通阀II 四的阀芯开闭方向相反，当通阀I M打开时，通阀II四关闭；所述通阀II四打开时，通阀I M关闭。本实施例中，该装置还包括旋转调节机构，旋转调节机构包括顶杆30和旋帽31， 顶杆30的一端伸入腔体内与支撑板II 26的端面相接触，顶杆30的另一端与旋帽31相连接，顶杆30的安装方向与柱塞杆21轴线重合，旋帽31通过螺纹配合设置在壳体组件II的前部端面上，通过螺纹旋转改变顶杆行程。本实施例中，所述扭转部件44包括两个定位座33以及齿条34、齿轮轴35、扭簧结构36、连接挂板37、扭转壳体38、转动板I 39、转动板II 40和转动板III 41 ；所述齿条34 与齿轮轴35上的齿轮相啮合，所述齿轮轴35的两端以与定位座33转动配合的方式，通过两个定位座33将扭转部件定位在前腔体23的内部，齿条34的下端通过前腔体23下部的孔进行导向，且可沿腔体的轴向移动；所述齿轮轴35的轴身上设置有拨杆42，拨杆与设置在齿轮轴35 —侧的扭簧结构36相配合，扭簧结构36的扭簧通过两侧的限位盖43进行限位。当齿轮轴35发生旋转时，拨杆拨动扭簧结构36的扭簧发生扭转；扭转壳体38与扭簧结构36的相连接且通过转动板I 39和转动板II 40限位，连接挂板37的一端与扭转壳体 38相连接，另一端与支撑板125相连接，当驱动缸体运行至行程终点时，齿轮轴35上的转动板III 41带动转动板II 40转动，扭转壳体38在扭簧回复力的作用下反向转动，从而通过扭转壳体38上的连接挂板拉动支撑板I、支撑板II发生移动，从而带动通阀I和通阀II 的关开。利用本装置可以轻松完成进排水和添液工作，其具体操作如下1.进排水工作过程活塞处于最下端时(即最靠近柱塞固定腔体的情况)，活塞上端的4个通阀II 29 的阀芯处于关闭状态，下端的两个通阀I M的阀芯处于开启状态，当压力水进入进液通道后，由于活塞下端有压力，上腔没有压力，因此活塞驱动组件向上运动，活塞上的齿条推动齿轮旋转，齿轮轴推动扭簧做旋转运动并存储能量，当活塞驱动组件运行到最上端时，转动部件释放扭簧的限位机构，扭簧的复拉力拉动活塞上端的4个阀芯，使之打开，同时也带动下端的2个阀芯关闭进行换向，换向后进水通过活塞上端的4个阀孔进入活塞上腔，由于活塞上腔的工作面积大于下腔的工作面积，从而推动活塞向下运行，在下行的过程中同样也推动扭转部件中的扭簧旋转，当运行到下末端时转动部件释放扭簧，扭簧的复位力拉动活塞上的阀芯进行换向，阀芯II关闭，阀芯I打开，活塞又重新开始上行，上腔的水通过下阀芯从排水口流出，通过循环进行，使进排水流动通畅。2.湿润剂添加工作过程当活塞向上运动时，活塞上的柱塞在柱塞管内向上移动，在管内形成真空，打开下端的单向阀，通过添液通道从湿润剂液箱中抽吸湿润剂，柱塞杆拉出柱塞管后，真空消失， 单向阀关闭，湿润剂停止添加；当活塞向下运动时，活塞上的柱塞压入柱塞管内，柱塞管内的湿润剂通过柱塞上的通道压入添加装置的出水通道，从而与水混合后排出；3.添加启闭工作原理旋转上壳体底部的旋帽，使推杆向下移动，压下支撑板II，打开4个通阀II，从而使活塞上、下腔的水畅通，由于没有压差，活塞停止运动，于是停止添加工作。需进行重新添加时，反向旋转旋帽，释放支撑板II来关闭4个通阀II，添加便重新启动。4.添加比例调整的工作原理手动旋转柱塞组件上的调整螺母，由于旋转螺母被限位，从而驱动柱塞套管上下移动，由于活塞上的柱塞杆运动的上下位置是固定的，因此，通过调整螺母可以达到调整柱塞杆在柱塞管的有效行程，一个工作循环，流过的水的体积是一样的(压力对水的体积没有影响)，但抽吸的湿润剂不同，从而得到不同的添加比例。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.无动力液体自动添加装置，其特征在于包括壳体组件I(4)、壳体组件II (2)、柱塞组件和活塞驱动组件；所述壳体组件I (4)为同轴的三腔体结构，由外到内依次为出水腔体(18)、进水腔体 (19)和柱塞固定腔体(20)，所述进水腔体(19)由外壳体(6)和外套(8)构成，所述外壳体 (6)上开设有连通进水腔体(19)和外部供水系统的进水通道；所述出水腔体(18)由外套 (8)和内套(9)构成，所述外套(8)壁上设置有穿过外壳体(6)连通出水腔体(18)与外部空间的出水通道；所述柱塞固定腔体(20)由内套(8)构成；所述壳体组件II (2)为单腔体结构，所述壳体组件II与壳体组件I为可拆卸式固定连接，所述壳体组件II的内腔体与壳体组件I的进水腔体构成一体；所述柱塞组件包括柱塞杆(21)、定位轴(14)和吸水套管(17)，所述柱塞杆(21)的后部以可沿柱塞固定腔体(20)轴向滑动的方式设置在柱塞固定腔体(20)内，所述柱塞杆(21) 上设置有用于与出水腔体(18)相连通的液道，所述定位轴(14)与柱塞杆(21)同轴设置，所述定位轴(14)的前部设置在柱塞固定腔体(20)内，所述定位轴(14)的轴向设置有贯通的添液通道，所述吸水套管(17)的一端与外部的添液装置相连接，另一端通过单向阀与定位轴的添液通道相连接；所述活塞驱动组件包括驱动缸体和外活塞套(32)，所述驱动缸体分为后腔体(22)和前腔体(23)，所述前、后腔体之间由通阀I (24)相连通，其中，所述后腔体(22)的外壁与出水腔体(18)的内壁相配合构成活塞结构且后腔体(22)与出水腔体(18)的空间相容，所述外活塞套(32)沿圆周方向设置于前腔体(23)的端部外圆且与壳体组件II (2)的内部腔体的内壁相接触形成活塞结构，所述前腔体(23)的内部设置有支撑架结构，所述支撑架结构包括支撑板I (25)、支撑板II (26)和连接于两者之间的扭转部件(44)，所述支撑板I(25)与通阀I(24)的阀芯相连接，所述外活塞套(32)上设置有与支撑板II (26)相配合的导向杆(28)，所述导向杆(28)与柱塞杆(21)轴向平行，所述外活塞套(32)上还均勻设置有多个用于连接前腔体和出液腔体的通阀II ( )，所述通阀II (29)的阀芯与支撑板II(26)相连接，所述通阀I(24)和通阀II (29)的阀芯开闭方向相反，当通阀I (24)打开时，所述通阀II (29)关闭，所述通阀II (29)打开时，所述通阀I (24)关闭。
2.根据权利要求1所述的无动力液体自动添加装置，其特征在于所述装置还包括旋转调节机构，所述旋转调节机构包括顶杆(30)和旋帽(31 )，所述顶杆(30)的一端伸入腔体内与支撑板II (26)的端面相接触，所述顶杆(30)的另一端与旋帽(31)相连接，所述顶杆 (30)的安装方向与柱塞杆(21)轴线重合，所述旋帽(31)通过螺纹配合设置在壳体组件II (2)的前部端面上，通过螺纹旋转改变顶杆(30)行程。
3.根据权利要求1所述的无动力液体自动添加装置，其特征在于所述扭转部件包括两个定位座(33)以及齿条(34)、齿轮轴(35)、扭簧结构(36)、连接挂板(37)、扭转壳体 (38)、转动板I (39)、转动板II (40)和转动板III (41)；所述齿条(34)与齿轮轴(35)上的齿轮相啮合，所述齿轮轴(35)的两端以与定位座(33)转动配合的方式，通过两个定位座 (33)将扭转部件定位在前腔体(23)的内部，所述齿条(34)的下端通过前腔体(23)下部的孔进行导向，且可沿腔体的轴向移动；所述齿轮轴(35)的轴身上设置有拨杆(42)，所述拨杆与设置在齿轮轴(35) —侧的扭簧结构(36)相配合，当齿轮轴(35)发生旋转时，所述拨杆拨动扭簧结构(36)的扭簧发生扭转；所述扭转壳体(38)与扭簧结构(36)的相连接且通过转动板I (39)和转动板II (40)限位，所述连接挂板(37)的一端与扭转壳体(38)相连接， 另一端与支撑板I (25)相连接，当驱动缸体运行至行程终点时，所述齿轮轴(35)上的转动板III (41)带动转动板II (40)转动，所述扭转壳体(38)在扭簧回复力的作用下反向转动，从而通过扭转壳体(38 )上的连接挂板拉动支撑板I、支撑板11发生移动，从而带动通阀 I和通阀II的关开。
专利摘要本实用新型公开了一种无动力液体自动添加装置，包括壳体组件I、壳体组件II、柱塞组件和活塞驱动组件；壳体组件I为同轴的三腔体结构，由外到内依次为进水腔体、出水腔体和柱塞固定腔体，壳体组件II为单腔体结构，壳体组件II与壳体组件I为可拆卸式固定连接，壳体组件II的内腔体与壳体组件I的进水腔体构成一体；柱塞组件包括柱塞杆、定位轴和吸水套管，活塞驱动组件包括驱动缸体和外活塞套，驱动缸体分为后腔体和前腔体，前、后腔体之间由通阀I相连通，本实用新型采用通过水压驱动来完成液体的自动添加工作，不需要利用额外的外部动力，避免了采用电力驱动带来的危险性，具有操作方便、结构紧凑、性能稳定和安全可靠的优点。
文档编号E21F5/04GK201982131SQ20112000065
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者刘奎, 刘涛, 李德文, 李爱菊, 梁爱春, 王树德, 郭振新, 郭胜均, 龚小兵 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院