专利名称：铰接式前撇渣器支架的制作方法
技术领域：
示例性实施例涉及一种用于从钻孔除去钻屑的设备，更具体地说，涉及一种具有铰接式支架的颗粒物撇渣器设备。
背景技术：
在采矿作业中，通常使用移动式钻探平台来在各种不同的地层中钻孔以便放置炸药，以用于例如通过掘进松动待除去的泥土。在地层中钻孔期间，可以利用压缩空气将钻屑从所钻的孔中冲出。由于健康和环境的关系，可以将从钻孔中冲出的钻屑收集并过滤以便限制它们释放到环境中。可以与移动式钻探单元一起使用集尘系统，该集尘系统可以包括拾取器、前撇渣器或离心分离器以及集尘器。该集尘器建立真空，该真空将钻屑抽吸到粉尘 拾取罐中，使之通过前撇渣器并进入集尘器自身中。前撇渣器设计成分离较大的钻屑以使之通过底部斜槽降落，而较小和较轻的颗粒则继续前进到集尘器，在此通过机械手段如过滤器由气流过滤。为了使前撇渣器最有效地工作并避免堵塞，该前撇渣器应相对于地面垂直安装，以便从钻屑中分离出的较大/较重颗粒掉下底部斜槽。因为钻进经常可能在非垂直取向下进行，所以常常需要相对于钻头进给装置将前撇渣器重新定向，以便保持它所需的垂直取向。前撇渣器在野外的这种重新取向。前撇渣器在野外的这种重新定向可能很耗费时间，因而降低了工作效率。
发明内容
在示例性实施例中，用于与钻头进给单元相关联的前撇渣器(在前撇渣器，前置撇渣器，预先撇渣器)的铰接式前撇渣器支架包括安装到该钻头进给单元上并从该钻头进给单元向外延伸的进给装置安装臂。该进给装置安装臂包括第一端和第二端，该第一端构造成用于附装到钻头进给单元上，该第二端包括柱形安装轴和位于第一端和第二端中间的轴向定位板。一中间臂具有第一端，该第一端包括安装于其上的柱形套筒。该柱形套筒具有内部柱形开口和配合板，该内部柱形开口构造成用于与柱形安装轴滑动接合，该配合板位于该套筒上并构造成用于与轴向定位板锁定式面对面接合。第二端包括构造成用于附装到前撇渣器上的前撇渣器安装组件，其中该轴向定位板和该配合板可以分离(脱开)以使中间臂绕进给装置安装臂的轴线旋转从而定向前撇渣器，并可再次接合以将前撇渣器固定就位。在另一示例性实施例中，用于与钻头进给单元相关联的前撇渣器的铰接式前撇渣器支架包括进给装置安装臂，该进给装置安装臂安装到钻头进给单元上并从该钻头进给单元向外延伸，该进给装置安装臂包括构造成用于附装到钻头进给单元上的第一端、包括安装柱形安装轴的第二端、以及位于该第一端和第二端之间的轴向定位板。一中间臂具有第一端，该第一端包括安装于其上的柱形套筒。该柱形套筒具有内部柱形开口和配合板，该内部柱形开口构造成用于与柱形安装轴滑动接合，该配合板位于该套筒上并构造成用于与轴向定位板锁定式面对面接合。第二端包括构造成用于附装到前撇渣器上的前撇渣器安装组件，其中轴向定位板和配合板可操作成分离以使中间臂绕进给装置安装臂的轴线旋转以便定位前撇渣器，并可再接合以将前撇渣器固定就位。第二柱形安装轴从中间臂的第二端向外延伸，第二柱形套筒构造成用于与第二柱形套筒滑动接合。第二配合板位于第二柱形套筒上，并构造成用于与安装到第二柱形安装轴上的第二轴向定位板锁定式面对面接合，其中第二轴向定位板和第二配合板可操作成分离以使前撇渣器安装组件绕第二柱形安装轴的轴线旋转，并可再接合以将前撇渣器固定就位。本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点可从下面结合附图对本发明的详细说明显见。
图I是实施本发明的特征的移动式钻探平台的侧视图； 图2是实施本发明的特征的钻屑除去系统的部件的示意图；图3是实施本发明的特征的铰接式前撇渣器安装系统的透视图；图4是在图3的圆3处截取的前撇渣器安装系统的一部分的放大图；图5是在图3的图3处截取的前撇渣器安装系统的一部分处于第二操作方式的放大图；图6是钻头进给装置和具有钻头进给装置的前撇渣器示出处于垂直位置的侧视图；图7是钻头进给装置和具有钻头进给装置的前撇渣器示出处于倾斜位置的侧视图；图8是在图4的剖面线8-8处所取的前撇渣器安装系统的进给装置安装臂的剖视图；图9是钻头进给装置和具有钻头进给装置的前撇渣器示出处于倾斜位置的后视图；以及图10是钻头进给装置和具有钻头进给装置的前撇渣器示出处于垂直位置的后视图。
具体实施例方式下面的说明仅是示例性的，并且不用于限制本发明及其应用或使用。应该理解，在整个附图中，对应的标号表示同样或对应的部分和特征。参见图I和2,示例性实施例针对移动式钻探平台10,该移动式钻探平台10包括具有操作者驾驶室14和吊杆16的动力单元12，该动力单元安装成可在一移动式平台18上旋转运动。吊杆16构造成支承并操作钻头进给单元20以便在地层中钻孔。钻头进给单元20将钻头22进给到地层中以形成孔洞24。在通过钻头22形成孔洞24时，钻头进给单元20将压缩空气26(见图2)供应到该孔洞24中。集尘系统28包括位于孔洞24附近的拾取器(pick up) 30。第一导管36在拾取器30和前撇渣器或离心分离器32之间延伸并使它们流体连接。用同样方式，第二导管38在前撇渣器32和集尘器34之间延伸并使它们流体连接，该集尘器34可以安装在移动式钻探平台10上。集尘器34在第一和第二导管36、38中建立真空，以将钻屑和颗粒物40从孔洞24中经过拾取器30、前撇渣器32抽入集尘器34中。在钻头进给单元20的运行期间，钻屑和颗粒物40被从孔洞24中抽出，经由第一导管36并进入前撇渣器32中，在该前撇渣器处除去钻屑和颗粒物40中较大和较重的成分42。随后，钻屑和颗粒物40中较轻的成分44被抽吸到集尘器34中，在该集尘器中通过合适的机械装置如过滤器(未示出)将所述较轻的成分从气流中除去。在集尘系统28的运行期间，希望保持前撇渣器32相对于地面46处于垂直位置，以保证有效运行并防止其堵塞。图6和10示出钻头进给单元20和前撇渣器32相对于X、Y和Z轴处于垂直位置的运行。X轴和Z轴与地面46平行，而Y轴代表垂直方向。图7和9示出钻头进给单元20和前撇渣器32的运行，其中钻头进给单元20与Y轴成一角度运行。在这种运行状态下，为了保持前撇渣器32的有效运行，该前撇渣器必须相对于钻头进给单元20重新定向，以便保持与Y轴平行(即垂直于X轴和Z轴)。 参见图3、4和5，在示例性实施例中，铰接式前撇渣器支架48包括进给装置安装臂50，该进给装置安装臂具有用于附装到钻头进给单元20上的第一端52。进给装置安装臂50到钻头进给单元20上的附装可以通过使用法兰54进行，该法兰54可以通过焊接或通过使用合适的紧固件如螺栓(未示出)固定到钻头进给单元20上。该第一端52和第二端56中间设置有轴向定位板58 (见图4、5和8)，该轴向定位板58具有多个从该轴向定位板沿轴向向外延伸的间隔开的接合短柱60。在该轴向定位板58和该进给装置安装臂50的第二端56之间延伸有柱形安装轴62，该安装轴62包括绕其在周边延伸的锁定槽64。在示例性实施例中，中间臂66包括第一端68和第二远端70。第一端68包括柱形套筒72，该柱形套筒72固定在该第一端上并且具有内柱形开口 74，该内柱形开口 74构造用于与进给装置安装臂50的柱形安装轴62滑动接合。柱形套筒72的内侧(相对于进给装置安装臂50的第二端56)安装有配合板76,该配合板76构造成与轴向定位板58面对面(面-面)接合。配合板76包括多个间隔开的锁定孔78，这些锁定孔78贯穿配合板76并围绕该配合板76在圆周上分布。锁定孔78的距进给装置安装臂50的轴线80的径向定位与轴向定位板58的间隔开的接合短柱60相同。这样，当配合板76与轴向定位板58形成面对面接合时，所述多个间隔开的接合短柱60接合对应的锁定孔78以防止柱形套筒72和相关联的中间臂66绕进给装置安装臂50的轴线80转运。锁销接收器82在切向上贯穿柱形套筒72的外部径向部分延伸，并构造成接收锁销84，该锁销84当接合在锁销接收器82中时处于柱形安装轴62的锁定槽64内。在这种构型中，柱形套筒72沿进给装置安装臂50的柱形安装轴62的轴向运动被阻止，并且所述间隔开的接合短柱60与所述锁定孔78的接合被保持。在锁定构型中，中间臂66相对于进给装置安装臂50的轴线80的运动由此被阻止。可以设想，在不脱离本发明的范围的情况下，间隔开的接合短柱60和锁定孔78当然可以设置在轴向安装板58和配合板76中任何一个上。此外，间隔开的接合短柱60和锁定孔78的使用可以换成其它固定方案，例如安装板58和配合板78彼此相对摩擦固定或通过使用互补的径向延伸的槽固定，当安装板58和配合板76进行面对面接合时，所述槽彼此嵌套以防它们间的相对运动。在调节铰接式前撇渣器支架48期间，锁定孔78的数量和间距将决定安装板58和配合板76之间运动的角分辨率，如下面进一步说明的。在示例性实施例中，在中间臂66的第二端70处设有前撇渣器安装组件86。该前撇渣器安装组件86包括安装架88，该安装架88具有构造成用于附装到前撇渣器32上的安装面90。安装架88可以通过焊接或通过用合适的紧固件如螺栓(未示出)附装到前撇渣器32上，所述合适的紧固件贯穿安装面90并伸入前撇渣器32的相关安装点92中。安装架88还可以包括从安装架表面90延伸并终止于第二柱形套筒96中的安装臂94。第二柱形套筒96包括内部柱形开口 98，以用于滑动接合在第二柱形安装轴100上，该第二柱形安装轴100从中间臂66的第二端70向外延伸。第二柱形套筒96的内侧安装有第二配合板102，该第二配合板102具有多个在圆周上间隔开的锁定孔104。第二配合板102构造成以面对面的关系与第二轴向定位板106接合，该第二轴向定位板106具有从该第二轴向定位板沿轴向向外延伸的间隔开的接合短柱108。所述间隔开的接合短柱108和锁定孔104相对于第二柱形安装轴100的轴线110处于相同的径向位置。因此，当第二配合板102和第二轴向定位板106进行面对面接触时，所述间隔开的接合短柱108接合所述锁定孔104以防止安装臂94和相关安装架88相对于第二柱形安装轴100的轴线110运动。与锁定槽64类似的锁定槽(未示出)围绕第二柱形安装轴100在圆周上延伸。锁销接收器112构造成滑动地将锁销114容纳于其中。当将锁销114置于锁销接收器112中时，它接合第二柱形安装轴100中的锁定槽以防止第二柱形套筒96相对于第二柱形安装轴轴向运动。可以设想，间隔开的接合短柱108和锁定孔104在不脱离本发明的范围的情况下当然可以设置在第二轴向安装板106和第二配合板102中任何一个上。此外，间隔开的接合短柱108和锁定孔·104的使用可以换成其它固定方案，例如第二安装板106和第二配合板102彼此相对摩擦固定或通过使用互补的径向延伸的槽固定，所述槽在第二安装板106和第二配合板102进行面对面接合时相互嵌套以防止它们间的相对运动。在调节铰接式前撇渣器支架48期间，锁定孔的数量和间距将决定第二安装板106和第二配合板102间的运动的角分辨率，如下面进一步说明的。现在参见图5、6和7，在示例性实施例中，现在说明铰接式前撇渣器支架48的操作。如图6中所示，钻头进给单元20和前撇渣器32相对于Y轴和X轴垂直定位。在这种构型中，由前撇渣器32通过第一导管接收的颗粒物和钻屑40由于该前撇渣器相对于X轴(即地面46)的垂直定向而被有效地从该前撇渣器去除。如图7中所示，钻头进给单元20可以与垂线或Y轴成角度“ α ”运行。为将前撇渣器32定向成垂直位置(即平行于Y轴)，将锁销84从锁销接收器82中抽出并使柱形套筒72沿着进给装置安装臂50的轴线80向外移动，见图5。柱形套筒72的运动操作成使轴向定位板58的间隔开的接合短柱60与配合板76的锁定孔78分离，以便允许中间臂66绕进给装置安装臂50的轴线80旋转。中间臂66绕轴线80的这种旋转使得能相对于X轴和Y轴调节前撇渣器32，见图7，并调到合适位置。用同样的方式，如图10中所示，将钻头进给单元20和前撇渣器32相对于Y轴和Z轴垂直地定位。在这种构型中，由前撇渣器32通过第一导管36接收的颗粒物和钻屑40由于该前撇渣器相对于Z轴(即地面46)垂直定向而被有效地去除。如图9中所示，钻头进给单元20可以与垂线或Y轴成角度“ Y ”运行。为将前撇渣器32相对于Y轴定向成垂直位置(即平行于Y轴)，将锁销114从锁销接收器112中抽出，并使第二柱形套筒96沿第二柱形安装轴100的轴线110向外移动。第二柱形套筒96的运动操作成使第二轴向定位板106的间隔开的接合短柱108与第二配合板102的锁定孔104分离，从而允许前撇渣器安装组件86绕第二柱形安装轴100的轴线110旋转。前撇渣器安装组件86绕轴线110的这种旋转使得能相对于Z轴和Y轴调节该前撇渣器32。前撇渣器32围绕X轴和Z轴的调节使得能将钻头进给单元相对于地面46 (即X轴和Z轴)定向成处于垂直位置，由此保证该单元在除去从孔洞24抽取出的颗粒物和钻屑40中大而重的成分方面的有效操作。轴向定位板58和106与对应配合板76和102—它们通过快速释放的锁销84和114保持就位一的使用使得能快速调节前撇渣器，以使之当钻头进给单元20与垂直轴Y成角度α或Y运行时相对于垂直轴Y对准，由此提高了钻探作业的效率。尽管已经参照示例性实施例说明了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种不同的改变，并且可用等效物代替其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改以便适合本发明教导的特定情况或材料。因此，本发明不限于所公开的具体实施例，而是包括落入其保护范围内的所有实施例。·
权利要求
1.一种铰接式前撇渣器支架，用干与钻头进给单元相关联的前撇渣器，该铰接式前撇渣器支架包括 进给装置安装臂，该进给装置安装臂安装到钻头进给单元上并从该钻头进给单元向外延伸，该进给装置安装臂包括 构造成用于附装到钻头进给单元上的第一端； 包括柱形安装轴的第二端； 位于该第一端和该第二端中间的轴向定位板；以及 中间臂，该中间臂具有第一端和第二端，该第一端包括安装在该第一端上的柱形套筒，该柱形套筒具有内部柱形开ロ和配合板，该内部柱形开ロ构造成用干与柱形安装轴滑动接合，该配合板位于该套筒上并构造成用于与轴向定位板锁定式面对面接合，该第二端包括构造成用于附装到前撇渣器上的前撇渣器安装组件，其中，该轴向定位板和该配合板能操作成相分离以使中间臂绕进给装置安装臂的轴线旋转从而定位该前撇渣器，并且重新接合以将前撇渣器固定就位。
2.如权利要求I所述的铰接式前撇渣器支架，还包括 从轴向定位板在轴向上向外延伸的接合短柱；以及 多个间隔开的锁定孔，该锁定孔贯穿配合板并绕该配合板在圆周上分布，并且具有与轴向定位板的间隔开的接合短柱相同的、距离进给装置安装臂的轴线的径向定位，其中，当配合板与轴向定位板面对面接合时，接合短柱接合对应的锁定孔以阻止柱形套筒和相关联的中间臂绕进给装置安装臂的轴线进行旋转运动。
3.如权利要求I所述的铰接式前撇渣器支架，还包括从轴向定位板在轴向上向外延伸的多个间隔开的接合短柱，以用于与所述多个间隔开的锁定孔接合。
4.如权利要求2所述的铰接式前撇渣器支架，还包括 围绕柱形安装轴在圆周上延伸的锁定槽；以及 锁销接收器，该锁销接收器在切向上贯穿柱形套筒的外部径向部分延伸并且构造成用于在锁定槽中接纳锁销，其中该柱形套筒沿进给装置安装臂的柱形安装轴的轴向运动被阻止。
5.如权利要求I所述的铰接式前撇渣器支架，还包括 从中间臂的第二端向外延伸的第二柱形安装轴； 构造成用干与第二柱形安装轴滑动接合的第二柱形套筒；以及第二配合板，该第二配合板位于第二柱形套筒上并构造成用干与安装到第二柱形安装轴上的第二轴向定位板锁定式面对面接合，其中，该第二轴向定位板和该第二配合板能操作成相分离以使前撇渣器安装组件绕第二柱形安装轴的轴线旋转，并且重新接合以将前撇洛器固定就位。
6.如权利要求5所述的铰接式前撇渣器支架，还包括 从第二轴向定位板在轴向上向外延伸的接合短柱；以及 多个间隔开的锁定孔，该锁定孔贯穿第二配合板并围绕第二配合板在圆周上延伸，并且具有与第二轴向定位板的间隔开的接合短柱相同的、距进给装置安装臂的轴线的径向定位，其中，当第二配合板与第二轴向定位板进行面对面接合时，该接合短柱接合对应的锁定孔以防止第二柱形套筒和相关联的前撇渣器安装组件绕第二柱形安装轴的轴线进行旋转运动。
7.如权利要求6所述的铰接式前撇渣器支架，还包括从第二轴向定位板在轴向上向外延伸的多个间隔开的接合短柱，以用于与所述多个间隔开的锁定孔接合。
8.如权利要求5所述的铰接式前撇渣器支架，还包括 围绕第二柱形安装轴在圆周上延伸的锁定槽；以及 锁销接收器，该锁销接收器在切向上贯穿第二柱形套筒的外部径向部分延伸，并且构造成接收用于接合在第二柱形安装轴的锁定槽中的锁销。
9.一种铰接式前撇渣器支架，用干与钻头进给单元相关联的前撇渣器，该铰接式前撇渣器支架包括 进给装置安装臂，该进给装置安装臂安装到钻头进给单元上并从该钻头进给单元向外延伸，该进给装置安装臂包括 构造成用于附装到钻头进给单元上的第一端； 包括柱形安装轴的第二端； 位于该第一端和第二端中间的轴向定位板； 中间臂，该中间臂具有第一端和第二端，该第一端包括安装于其上的柱形套筒，该柱形套筒具有内部柱形开口和配合板，该内部柱形开ロ构造成用干与柱形安装轴滑动接合，该配合板位于该套筒上并构造成用于与轴向定位板锁定式面对面接合，该第二端包括构造成用于附装到前撇渣器上的前撇渣器安装组件，其中，该轴向定位板和该配合板能操作成相分离以使中间臂绕进给装置安装臂的轴线旋转从而定位该前撇渣器，并且重新接合以将该前撇渣器固定就位； 从中间臂的第二端向外延伸的第二柱形安装轴； 构造成用干与第二柱形安装轴滑动接合的第二柱形套筒；以及 第二配合板，该第二配合板位于第二柱形套筒上，并且构造成用干与安装到第二柱形安装轴上的第二轴向定位板滑动式面对面接合，其中，该第二轴向定位板和第二配合板能操作成相分离以使前撇渣器安装组件围绕第二柱形安装轴的轴线旋转，并且重新接合以将前撇渣器固定就位。
全文摘要
一种用于与钻头进给单元相关联的前撇渣器的铰接式前撇渣器支架，包括安装到该钻头进给单元上的进给装置安装臂。第一端构造成用于附装到钻头进给单元上，第二端包括柱形安装轴和轴向定位板。中间臂具有第一端，该第一端包括安装于其上的柱形套筒。该柱形套筒具有用于与柱形安装轴滑动接合的内部柱形开口以及用于与轴向定位板锁紧式面对面接合的配合板。第二端包括构造成用于附装到前撇渣器上的前撇渣器安装组件，其中，该轴向定位板和该配合板能够分离以使中间臂绕进给装置安装臂的轴线旋转并由此对准前撇渣器。
文档编号E21C27/00GK102791960SQ201180013900
公开日2012年11月21日 申请日期2011年2月14日 优先权日2010年2月16日
发明者S·A·康奈尔 申请人:卡特彼勒环球矿业有限责任公司