内喷雾装置及掘进机截割机构的制作方法

本发明涉及掘进机设备技术领域，尤其是涉及一种内喷雾装置及掘进机截割机构。

背景技术：

掘进机广泛用于煤矿井下巷道掘进，截割内喷雾装置为掘进机的一部分，用于掘进机工作过程中喷洒水雾，以起到抑制粉尘、冷却截齿、降低截齿消耗和避免截割火花产生等作用。具体地，截割内喷雾装置的冷却水是由外部水泵供给，然后进入截割部内经由截割部内部流道从旋转的截割头上布置的喷嘴雾化喷出，直接喷洒在截齿的周围。

然而水泵供给的水为高压水，因此截割内喷雾装置的进水都是高压水，使得进水处压力大，又因为进水处旋转密封直径大，导致密封效果差、使用寿命短。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种内喷雾装置及包括该内喷雾装置的掘进机截割机构，以在一定程度上解决现有技术中存在的截割内喷雾装置进水处旋转密封效果差、使用寿命短的技术问题。

本申请的第一方面提供了一种内喷雾装置，用于掘进机，包括外套、轴套和水泵，所述外套套设在所述轴套外，所述水泵位于所述轴套内，且所述水泵和所述轴套能够相对于所述外套转动；

所述外套上设置有相连通的外来水接口和环形进水腔；所述外来水接口贯穿所述外套的外壁，所述环形进水腔沿所述外套的周向设置并贯穿所述外套的内壁；

所述轴套内设置有水泵容纳腔、进水通道和出水管；所述水泵容纳腔用于容纳水泵；所述进水通道的一端与所述环形进水腔相连通，所述进水通道的另一端与所述水泵的进水口相连通；所述出水管与所述水泵的出水口相连通，且所述出水管的出水端朝向所述掘进机的截割部头部设置；

所述环形进水腔与所述进水通道的连接处设置有密封件。

进一步地，所述密封件为环形密封件，所述环形密封件沿所述轴套的轴线方向设置于所述环形进水腔的两侧。

进一步地，所述出水管的出水端的外壁上设置有密封圈。

进一步地，所述外套上还设置有相连通的进油接口和环形进油腔以及相连通出油接口和环形出油腔；所述轴套内设置有进油通道和出油通道；

所述进油接口和所述出油接口均贯穿所述外套的外壁，所述环形进油腔和所述环形出油腔均沿所述外套的周向设置并贯穿所述外套的内壁；

所述进油接口依次通过所述环形进油腔、所述进油通道与所述水泵的进油口相连通，所述出油接口依次通过所述环形出油腔、所述出油通道与所述水泵的出油口相连通。

进一步地，所述环形进油腔以及所述环形出油腔沿所述轴套的轴线方向的两侧也分别设置有所述环形密封件。

进一步地，所述轴套内还设置有多个接管，所述水泵的出水口、进油口和出油口分别通过所述接管与对应的所述进水通道、所述进油通道和所述出油通道相连通。

进一步地，所述内喷雾装置还包括轴承盖，所述轴承盖沿所述轴套的轴线方向设置于所述轴套的两端，并与所述外套相连接；所述轴承盖和所述轴套之间设置有轴承。

进一步地，所述轴承盖与所述轴套的接缝处设置有油封。

进一步地，所述轴套内设置有泄漏通道，所述泄漏通道的一端与所述水泵容纳腔相连通，另一端与所述进水通道相连通。

进一步地，所述内喷雾装置还包括护套，所述护套位于所述轴套和所述外套之间，且套设在所述轴套上。

本申请的第二方面还提供了一种内喷雾装置，用于掘进机，包括外套、轴套和水泵，所述水泵设置于所述轴套外，且所述水泵与所述轴套的外壁固定连接；所述外套套设在部分所述轴套外，且所述水泵与所述轴套能够相对于所述外套转动；

所述外套上设置有相连通的外来水接口和环形进水腔；所述外来水接口贯穿所述外套的外壁，所述环形进水腔沿所述外套的周向设置并贯穿所述外套的内壁；

所述轴套内设置有进水通道、出水管、进水接管和出水接管；所述进水通道的一端与所述环形进水腔相连通，所述进水通道的另一端通过所述进水接管与所述轴套外的水泵的进水口相连通；所述水泵的出水口通过所述水泵接管与所述出水管相连通，且所述出水管的出水端朝向所述掘进机的截割部头部设置；

所述环形进水腔与所述进水通道的连接处设置有密封件，所述出水管的出水端的外壁上设置有密封圈。

本申请的第三方面还提供了一种掘进机截割机构，包括上述任一技术方案所述的内喷雾装置；

所述内喷雾装置的一端与截割主轴相连接，另一端与截割减速机输出轴相连接，且所述内喷雾装置的所述出水管的出水端朝向所述截割主轴设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本申请提供的一种内喷雾装置，用于掘进机，并设置于掘进机截割部内的截割减速机输出轴和截割主轴之间，用于传递扭矩并截割部提供高压水。内喷雾装置包括外套、轴套和水泵，所述外套套设在所述轴套外，两者同轴，且外套固定不动，轴套能够相对于所述外套转动。所述外套上设置有外来水接口和环形进水腔，外来水接口用于连通外来水管，所述外来水接口与所述环形进水腔相连通，通过外来水接口向环形进水腔内通水从而形成环形进水容纳腔。内喷雾装置的轴套内部设置用于容纳水泵的水泵容纳空间，水泵位于水泵容纳腔内，使得水泵能够与轴套同步转动；且轴套内部开设有与水泵进水口和出水口对应连通的水泵进水通道和出水管，从而实现了内喷雾装置的水泵内置；而水泵内置使得环形进水腔和进水通道之间是低压水连通，密封压力小，因此能够提高进水密封的可靠度高以及密封件的使用寿命长，从而延长了截割部内喷雾系统的使用寿命，可长期有效抑制掘进机工作面粉尘，实现截齿降温，避免截割产生火花并降低截齿消耗，且结构简单。

本申请的还提供了一种掘进机截割机构，包括所述的内喷雾装置；所述内喷雾装置的一端与截割主轴相连接，另一端与截割减速机输出轴相连接，截割减速机能够通过内喷雾装置驱动截割主轴转动，实现截割部的正常工作；同时内喷雾装置内设水泵，且水泵的出水端朝向所述截割主轴设置，并通过截割主轴内的液体通道进入截割头部的喷头内，从而实现内喷雾作用。且内喷雾装置的进水为旋转密封的低压水，出水为静密封的高压水，一方面能够可大幅提高内喷雾的使用寿命，另一方面能够大幅提高内喷雾的压力，从而提高了雾化及冷却效果，并降低喷嘴堵塞风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的内喷雾装置在第一视角下的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的内喷雾装置在第二视角下的整体结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的内喷雾装置的内部结构剖视图；

图4为本发明实施例一提供的内喷雾装置的外套的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的内喷雾装置在卸下外套时的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的内喷雾装置在截割部内的位置及连接示意图；

图7为本发明实施例一提供的内喷雾装置的另一种内部结构剖视图；

图8为本发明实施例二提供的内喷雾装置的内部结构剖视图。

附图标记：

100-内喷雾装置，110-外套，111-外来水接口，112-环形进水腔，113-环形密封件，114-环形凹槽，115-进油接口，116-出油接口，117-环形进油腔，118-环形出油腔，120-轴套，121-水泵容纳腔，122-进水通道，123-出水管，124-密封圈，125-进油通道，126-出油通道，127-接管，1271-进水接管，1272-出水接管，128-泄漏通道，130-轴承盖，140-轴承，150-油封，160-护套，200-截割主轴，210-截割部内部流道，300-截割减速机输出轴，400-水泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图6描述根据本申请一些实施例的内喷雾装置及包括该内喷雾装置的掘进机截割机构。

实施例一

参见图6所示，一种内喷雾装置100，用于掘进机；内喷雾装置100设置于掘进机截割部内的截割减速机输出轴300和截割主轴200之间，用于向截割主轴200传递扭矩，以带动截割部的头部转动；且内喷雾装置100内开设有水泵容纳腔121，水泵容纳腔121内设置有水泵400，因此通过本申请实施例的内喷雾装置100能够对截割部提供高压水。

具体地，参见图1至图3及图6所示，本申请实施例的内喷雾装置100包括外套110、轴套120和水泵400，外套110套设在轴套120外，两者同轴，水泵400设置于轴套120内，且外套110固定不动，轴套120和水泵400能够相对于外套110转动；轴套120的两端分别设置有内花键，轴套120通过两端的内花键分别与截割减速机输出轴300和截割主轴200相连接，从而能够在截割减速机输出轴300和截割主轴200之间传递扭矩。

参见图1至图4及图6所示，外套110上设置有外来水接口111和环形进水腔112；外来水接口111贯穿外套110的外壁，外来水接口111用于连通外来水管，以向内喷雾装置100内的水泵400供水；环形进水腔112沿外套110的周向设置并贯穿外套110的内壁，且外来水接口111与环形进水腔112相连通，通过外来水接口111向环形进水腔112内通水从而形成环形进水容纳腔。

参见图3和图6所示，轴套120内设置有水泵容纳腔121、进水通道122和出水管123；水泵容纳腔121用于容纳水泵400，使得水泵400与轴套120能够同步转动；进水通道122的一端与环形进水腔112相连通，由于环形进水腔112为环形连通设置，因此在轴套120转动的过程中能够保证进水通道122与环形进水腔112时刻连通；而进水通道122的另一端与水泵400的进水口相连通，从而对水泵400实现实时供水；出水管123与水泵400的出水口相连通，且出水管123的出水端朝向掘进机的截割部的头部设置，其出水管123的出水端与截割部内部流道210相连通，再通过截割部头部上布置的喷嘴将水喷出。

参见图3所示，为保证在轴套120转动过程中进水通道122和环形进水腔112旋转密封，在环形进水腔112与进水通道122的连接处设置有密封件。并且由于本申请内喷雾装置100将水泵400内置，水泵400的进水端为低压水，出水端为高压水，即环形进水腔112和进水通道122之间是低压水连通，密封压力小，因此密封的可靠度高，密封件的使用寿命长，从而延长了截割部内喷雾系统的使用寿命。

需要说明的是，轴套120内的水泵容纳腔121的腔体形状及大小与水泵400相适配，从而能够起到容纳水泵400并对水泵400进行限位的作用，使水泵400与轴套120实现同步转动。此外，本申请所采用的水泵400可以为电驱水泵400或液压驱动水泵400等。

综上，本申请实施例的内喷雾装置100通过内部设置用于容纳水泵400的水泵容纳空间，并对应设置水泵400的进水通道122和出水管123等，实现了内喷雾装置100的水泵400内置；且水泵400内置使得环形进水腔112和进水通道122之间是低压水连通，密封压力小，因此能够提高进水密封的可靠度高并延长密封件的使用寿命，从而延长了截割部内喷雾系统的使用寿命，可长期有效抑制掘进机工作面粉尘，实现截齿降温，避免截割产生火花并降低截齿消耗。

参见图3所示，在本申请的实施例中，优选地，密封件为环形密封件113，环形密封件113沿轴套120轴线方向设置于环形进水腔112的两侧，从而从环形进水腔112和进水通道122连通处的两侧对连通处进行密封。

优选地，参见图3所示，在外套110的内壁面上对应环形进水腔112两侧的环形密封圈124处设置有环形凹槽114，环形密封件113位于环形凹槽114内，环形凹槽114对环形密封件113起到限位的作用。

优选地，环形密封件113可以为橡胶密封圈124等密封件。

在本申请的实施例中，水泵400的出水管123端排出的水为高压水，而排出的高压水要进入截割部内部流道210内，再进入截割部头部的喷头处以实现降温喷雾。而为保证水泵400的出水管123与截割部内部流道210的密封连接，参见图3所示，本申请的实施例在出水管123出水端的外壁上设置有密封圈124，通过密封圈124能够实现出水管123的出水端与截割部内部流道210的密封连接。且由于水泵400、内喷雾装置100和截割减速机输出轴300同步转动，截割部内部流道210位于截割主轴200内，因此水泵400的出水管123与截割部内部流道210也是同步转动的；而正因为水泵400的出水管123与截割部内部流道210的同步转动，使得水泵400的高压出水端与截割部内部流道210的密封是静密封，密封效果好、可靠度高，且密封圈124的使用寿命长。同时由于内喷雾装置100进水为旋转密封的低压水，出水为静密封的高压水，因此能够大幅提高出水水压，从现有的2mpa提升为8mpa；且随着出水压力的提高能够提高内喷雾压力，使得雾化及冷却效果好，并降低喷嘴堵塞风险。

优选地，在出水管123出水端外壁上的密封圈124的数量为多个，多个密封圈124间隔排布，密封效果更好。

在本申请的实施例中，优选地，当本申请所采用的水泵400为液压驱动水泵时，需要对液压驱动水泵的液压油缸提供液压油，以保证水泵400的正常工作。因此，参见图3和图4所示，本申请的实施例在外套110上还设置有进油接口115、出油接口116、环形进油腔117和环形出油腔118，轴套120内设置有进油通道125和出油通道126。水泵400的进油和出油的结构原理与进水的结构原理相似，具体地，进油接口115和出油接口116均贯穿外套110的外壁，进油接口115和出油接口116分别连接进油管和出油管，实现对水泵400的供油和排油。环形进油腔117和环形出油腔118均沿外套110的周向设置并贯穿外套110的内壁；进油接口115依次通过环形进油腔117、进油通道125与水泵400的进油口相连通，在轴套120转动过程中实现对水泵400的实时供油；出油接口116依次通过环形出油腔118、出油通道126与水泵400的出油口相连通，在轴套120转动过程中实现对水泵400的实时排油。

在本申请的实施例中，优选地，为保证环形进油腔117、环形出油腔118与对应的进油通道125、出油通道126连通处的密封性，避免发生油渗漏进入环形进水腔112内而污染进水的情况，参见图3所示，本申请的实施例在环形进油腔117沿外套110的轴线方向的两侧以及环形出油腔118沿外套110的轴线方向的两侧也分别设置有环形密封件113，实现对进油连通处、出油连通处的旋转密封，保证水泵400及内喷雾装置100的正常工作。

优选地，参见图3所示，在外套110的内壁面上对应环形进油腔117和环形出油腔118两侧的环形密封件113处也分别设置有环形凹槽114，环形密封件113位于环形凹槽114内，环形凹槽114对环形密封件113起到限位的作用。

需要说明的是，参见图3所示，本申请实施例的环形进水腔112、环形进油腔117和环形出油腔118沿外套110的轴线方向间隔设置，且相邻的两个环形腔之间可共用一个环形密封件113，从而简化了结构。

此外，进水通道122、进油通道125和出油通道126之间可并列排布，也可不并列排布，只要保证三者之间不连通即可，可根据内喷雾装置100内部结构空间选择性设置。

在本申请的实施例中，优选地，当外套110的进水方向与水泵400的进水方向相垂直时，进水通道122需在进水容纳腔和水泵400的进水口之间转向，为保证进水通道122和水泵400连通稳定性，参见图3所示，设置进水通道122的延伸方向与外套110的进水方向同向，并在轴套120内增设接管127，接管127起到转向连通的作用。具体地，接管127的延伸方向与水泵400的进水方向同向，且接管127的一端与水泵400的进水口相连通，接管127的另一端与进水通道122相连通，从而实现进水通道122与水泵400的连通。

同理，参见图3所示，对于进油通道125和出油通道126，均可在轴套120内对应设置接管127，通过接管127的转向连通实现进油通道125与水泵400进油口以及水泵400出油口与出油通道126的连通。

在本申请的实施例中，优选地，为实现对外套110的固定并保证外套110和轴套120之间的相对运动，参见图1至3所示，内喷雾装置100还包括轴承盖130，轴承盖130沿轴套120的轴线方向设置于轴套120的两端，并分别通过螺钉与外套110两端的端面固定连接。轴套120的两端分别穿过轴承盖130，且轴承盖130和轴套120之间设置有轴承140，轴承140的内环与轴套120相固定，轴承140的外环与轴承盖130(外套110)相固定，从而通过轴承140能够实现轴套120的转动。

优选地，参见图3所示，轴套120的两端分别设置有阶梯部，轴承盖130与轴承140均套设于轴套120的阶梯部处，轴承盖130的外边沿与外套110相固定，轴承盖130的内边沿与轴套120之间有缝隙；而轴承140位于轴承盖130与轴套120的阶梯面之间，使得轴承140的内环与轴套120相连接，轴承140的外环与轴承盖130相连接。

在本申请的实施例中，优选地，为避免轴承140工作过程中轴承140腔内润滑油从腔内流出并通过轴承盖130与轴套120之间的缝隙流出，参见图3所示，在轴承盖130与轴套120的接缝处设置有油封150，用于封堵轴承140腔朝向轴承盖130一侧的开口处。

在本申请的实施例中，优选地，参见图7所示，轴套120内设置有泄漏通道128，泄漏通道128的一端与水泵容纳腔121相连通，另一端与进水通道122相连通。泄漏通道128用于排出水泵容纳腔121内水泵400泄漏的水和油，避免泄漏的水和油积存在水泵容纳腔121内，同时能够防止泄漏的水与油进入轴承腔，影响轴承140润滑，且能够避免污染截割部。而泄漏通道128将泄漏的水和油排出至进水通道122进行回收，随着进水进入水泵400，再从水泵400的出水端喷出，实现泄漏的水和油的自动排出。

在本申请的实施例中，优选地，参见图3和图5所示，在轴套120和外套110之间设置有护套160，护套160的设置能够阻隔轴承腔与水泵容纳腔121相通，进一步防止水泵400的泄漏水与泄漏油进入轴承腔，影响轴承140润滑。水泵400的泄漏水及泄漏油混合后经轴套120内部泄漏通道128与进水通道122相通，重新进入水泵400进行回收，可避免排出到内喷雾装置100外部污染截割部。优选地，出水管123、护套160与轴套120间布置有密封圈，用于封闭水泵容纳腔121。

需要说明的是，参见图5所示，护套160套设在轴套120外且对应水泵400的位置处，护套160不遮挡轴套120的进水通道122、进油通道125和出油通道126，从而保证水路和油路的连通。

实施例二

一种内喷雾装置100，用于掘进机，参见图8所示，包括外套110、轴套120和水泵400，水泵400设置于轴套120外，且水泵400与轴套120的外壁固定连接；外套110套设在部分轴套120外，且水泵400与轴套120能够相对于外套110转动；外套110上设置有相连通的外来水接口111和环形进水腔112；外来水接口111贯穿外套110的外壁，环形进水腔112沿外套110的周向设置并贯穿外套110的内壁；轴套120内设置有进水通道122、出水管123、进水接管1271和出水接管1272；进水通道122的一端与环形进水腔112相连通，进水通道122的另一端通过进水接管1271与轴套120外的水泵400的进水口相连通；水泵400的出水口通过出水接管1272与出水管123相连通，且出水管123的出水端朝向掘进机的截割部头部设置；环形进水腔112与进水通道122的连接处设置有密封件，出水管123的出水端的外壁上设置有密封圈。

本实施例提供的内喷雾装置100将水泵400外置，但水泵400与轴套120的外壁固定连接，因此水泵400能够与轴套120实现同步转动。而水泵400的进水是通过轴套120内的进水通道122配合进水接管1271实现的，水泵400的出水是通过在轴套120内部设置出水接管1272实现水泵400的出水口与出水管123的连通。本实施例的水泵400的进水原理和出水原理与实施例一的进水原理相同，只有水泵400的设置位置不同，因此对于水泵400的进出水及内喷雾装置100的工作过程不再赘述。此外，本申请实施例的环形进水腔112与进水通道122的连接处设置有密封件，环形进水腔112和进水通道122之间是低压水连通，密封压力小，因此能够提高进水密封的可靠度高并延长密封件的使用寿命；出水管123的出水端的外壁上设置有密封圈，由于水泵400的出水管123与截割部内部流道210同步转动，使得水泵400的高压出水端与截割部内部流道210的密封是静密封，密封效果好、可靠度高，且密封圈124的使用寿命长。综上，本实施例的内喷雾装置100通过设置水泵400和轴套120同步转动，能够实现水泵400进水处为低压水旋转密封，出口处为高压水静密封，从而延长了截割部内喷雾系统的使用寿命，可长期有效抑制掘进机工作面粉尘，实现截齿降温，避免截割产生火花并降低截齿消耗。

此外，本实施例的内喷雾装置100是在实施例一的基础上的改进，实施例一公开的技术内容也适用于本实施例的内喷雾装置100，因此实施例一公开的技术内容不再重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例的保护范围。

实施例三

一种掘进机截割机构，包括上述任一实施例的内喷雾装置100；参见图6所示，内喷雾装置100的一端与截割主轴200相连接，另一端与截割减速机输出轴300相连接，截割减速机能够通过内喷雾装置100驱动截割主轴200转动，实现截割部的正常工作；同时内喷雾装置100内设水泵400，且水泵400的出水端朝向截割主轴200设置，并通过截割主轴200内的截割部内部流道210进入截割部头部的喷头内，从而实现内喷雾作用。且内喷雾装置100的进水为旋转密封的低压水，出水为静密封的高压水，一方面能够可大幅提高内喷雾的使用寿命，另一方面能够大幅提高内喷雾的压力，从而提高了雾化及冷却效果，并降低喷嘴堵塞风险。

需要说明的是，图6中截割部内所设置的内喷雾装置100为本申请实施例一所提供的内喷雾装置100，对于本申请实施例二的内喷雾装置100形式未示出，但两种内喷雾装置100在截割部内的设置方式相同，再此不再具体说明。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。