一种用于煤矿井下的磨料高压水射流切割方法及装置

1.本发明涉及射流切割技术领域，更具体地说，本发明涉及一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流切割方法及装置。


背景技术：

2.磨料高压水射流切割是指在较低的工作压力下，在原本纯水射流中加入一定数量的磨料颗粒，大大提高水射流的切割能力的工艺，不仅可以节约水资源的浪费，而且有利于提高切割效率。
3.目前，磨料高压水射流切割方法及装置常用于矿井中矿石的切割，避免了热切割易产生火花，易引起瓦斯爆炸等缺点，因此高压水射流切割技术相较于热切割安全性更高；但是由于煤矿井下地面凹凸不平，而且内部空间狭窄，因此极难于稳定搭建切割设备，因此需要对其进行改进。
4.而且，由于矿洞内部光线不足难以确保作业人员平稳地移动切割设备，进而会出现切割不均匀的情况，无法达到施工要求，而且现有技术中在切割时通常需要工作人员手动移动设备，极大地增加了体力消耗，给实际操作造成困难，因此也需要对其进行改进。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流切割方法及装置，具有便于现场施工及方便操作的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流切割装置，包括两个相互铰接的支撑架，所述支撑架的底部通过轴承连接有稳定架，所述稳定架和两个支撑架的另一端均设置有一个调节机构，所述调节机构的底部连接有防滑块，两个所述支撑架的顶部开设有相互连通的滑槽，所述滑槽的内部卡接有连接轴，所述连接轴的前后两侧均活动连接有滚轮，所述滚轮与滑槽内腔的底部滚动接触，所述连接轴的顶部连接有连接座，所述连接座的顶部铰接有支撑杆，所述支撑杆的顶部设置有射流头，所述射流头通过射水管与水泵相连接。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述调节机构包括有螺纹套杆，所述螺纹套杆的上下两端均通过轴承套接于支撑架或稳定架的内部，所述螺纹套杆的顶部延伸至支撑架或稳定架外部且固定连接有旋轴，所述螺纹套杆的内部螺纹套接有螺纹杆，所述螺纹杆的底部延伸至支撑架或稳定架的下方且与防滑块固定连接，所述防滑块的顶部连接有位于螺纹杆侧面的定位杆，所述定位杆插接于支撑架或稳定架的内部。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑杆的内部插接有升降杆，所述升降杆的顶部延伸至支撑杆的上方且安装有连接架，所述连接架的内部设置有安装座，所述安装座的顶部与射流头连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述安装座的内部固定套接有转轴，所述支撑杆的侧面设置有上下两个第一带轮，两个所述第一带轮之间传动连接有第一传动带，位于
上方的所述第一带轮与转轴固定连接，位于下方的所述第一带轮通过螺杆安装于支撑杆的表面，位于下方的所述第一带轮的外侧连接有第一转盘。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述升降杆的内部设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮的一侧与升降杆的内壁相互啮合，所述驱动齿轮的内部固定套接有传动杆，所述传动杆的前端延伸至支撑杆的前方，所述支撑杆的正面设置有上下两个第二带轮，两个所述第二带轮之间传动连接有第二传动带，位于上方的所述第二带轮与传动杆固定连接，位于下方的所述第二带轮与支撑杆活动连接，且正面设置有第二转盘。
11.作为本发明的一种优选技术方案，位于下方的所述第一带轮和第二带轮的内部均设置有锁止机构，所述锁止机构的与第一转盘或第二转盘相啮合。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述锁止机构包括有固定安装于支撑杆和第一转盘或支撑杆和第二转盘之间的锁止架，所述锁止架与第一转盘或第二转盘相互啮合，位于下方的所述第一带轮或第二带轮的内部均套接有定位板，所述定位板的侧面连接有矩形杆，所述矩形杆的另一端延伸至第一带轮或第二带轮的外部且与第一转盘或第二转盘固定连接，所述矩形杆的外部设置有位于定位板左侧的定位弹簧。
13.本发明一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流装置的切割方法包括如下步骤：首先，在铰链的配合下展开两个支撑架和稳定架，并通过对应的调节机构调节其高度，确保支撑架顶部呈水平状态，确保支撑杆整体保持竖直稳定状态，通过铰链向上翻转支撑杆使其达到竖直状态，再通过螺栓固定支撑架、稳定架和支撑杆即可，然后在滑槽、连接轴和滚轮的配合下便于工作人员对连接座和支撑杆整体进行平移至工位处进行切割作业。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明通过相互铰接的两个支撑架可以便于使用者将两个支撑架整体进行折叠收纳，以便缩小其整体的空间占用率；在轴承的配合下可以便于将稳定架旋转复位至支撑架的底部，从而进一步降低整体的空间占用；而通过连接座可以便于工作人员将支撑杆翻转至与支撑架持平的状态，从而使得整体便于携带进入煤矿施工现场；进而通过调节机构的配合即可便于对两个支撑架和调节机构的高度进行调节，使其能够保持在水平稳定的状态下对支撑杆整体进行支撑。
15.2、本发明通过滑槽、连接轴和滚轮的配合可以便于对支撑杆和射流头整体进行水平移动，从而达到精准的横向切割效果；通过锁止机构可以自动锁止第一传动带和第二传动带的运动，从而避免射流头随意旋转或上下移动的情况；同时可以方便工作人员对其高度进行缓慢平稳地调节，实现精准竖向切割，同时也可以对其角度进行调节，使其适用于对岩壁内狭窄的区域进行切割。
附图说明
16.图1为本发明结构示意图；图2为本发明支撑杆处侧面的剖视图；图3为图2中a处的局部放大示意图；图4为本发明支撑架处正面的剖视图；图5为本发明折叠收纳示意图；图6为本发明驱动齿轮处侧面剖视的局部图；
图7为本发明驱动齿轮处正面剖视的局部图。
17.图中：1、支撑架；2、稳定架；3、调节机构；31、螺纹套杆；32、旋轴；33、螺纹杆；34、定位杆；4、防滑块；5、滑槽；6、连接轴；7、滚轮；8、连接座；9、支撑杆；10、射流头；11、升降杆；12、连接架；13、安装座；14、转轴；15、第一带轮；16、第一传动带；17、第一转盘；18、驱动齿轮；19、传动杆；20、第二带轮；21、第二传动带；22、锁止机构；221、锁止架；222、定位板；223、矩形杆；224、定位弹簧；23、第二转盘；24、射水管。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
19.如图1至图7所示，本发明提供一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流切割装置，包括两个相互铰接的支撑架1，支撑架1的底部通过轴承连接有稳定架2，稳定架2和两个支撑架1的另一端均设置有一个调节机构3，调节机构3的底部连接有防滑块4，两个支撑架1的顶部开设有相互连通的滑槽5，滑槽5的内部卡接有连接轴6，连接轴6的前后两侧均活动连接有滚轮7，滚轮7与滑槽5内腔的底部滚动接触，连接轴6的顶部连接有连接座8，连接座8的顶部铰接有支撑杆9，支撑杆9的顶部设置有射流头10，射流头10通过射水管24与水泵相连接；通过支撑架1、稳定架2和支撑杆9既可以确保切割设备的稳定组装，同时也可以达到折叠收纳以便于携带进场或离场的效果。
20.其中，调节机构3包括有螺纹套杆31，螺纹套杆31的上下两端均通过轴承套接于支撑架1或稳定架2的内部，螺纹套杆31的顶部延伸至支撑架1或稳定架2外部且固定连接有旋轴32，螺纹套杆31的内部螺纹套接有螺纹杆33，螺纹杆33的底部延伸至支撑架1或稳定架2的下方且与防滑块4固定连接，防滑块4的顶部连接有位于螺纹杆33侧面的定位杆34，定位杆34插接于支撑架1或稳定架2的内部；通过定位杆34可以在支撑架1或稳定架2的配合下限制防滑块4的转动，从而确保螺纹套杆31和螺纹杆33的配合可以改变防滑块4的高度，进而在地面的反作用力下使得支撑架1或稳定架2整体向上移动，使其能够达到支撑平衡的状态，同时也有助于提高支撑杆9整体的最大切割高度。
21.其中，支撑杆9的内部插接有升降杆11，升降杆11的顶部延伸至支撑杆9的上方且安装有连接架12，连接架12的内部设置有安装座13，安装座13的顶部与射流头10连接；通过升降杆11和支撑杆9的配合可以确保升降杆11带动射流头10稳定的上下移动，而在连接架12和安装座13的配合下可以确保对射流头10角度的调节。
22.其中，安装座13的内部固定套接有转轴14，支撑杆9的侧面设置有上下两个第一带轮15，两个第一带轮15之间传动连接有第一传动带16，位于上方的第一带轮15与转轴14固定连接，位于下方的第一带轮15通过螺杆安装于支撑杆9的表面，位于下方的第一带轮15的外侧连接有第一转盘17；通过螺杆可以调节第一带轮15的高度，使其适用于对处于不同高度的射流头10进
行角度调节，同时避免对支撑杆9和射流头10整体高度调节的影响。
23.其中，升降杆11的内部设置有驱动齿轮18，驱动齿轮18的一侧与升降杆11的内壁相互啮合，驱动齿轮18的内部固定套接有传动杆19，传动杆19的前端延伸至支撑杆9的前方，支撑杆9的正面设置有上下两个第二带轮20，两个第二带轮20之间传动连接有第二传动带21，位于上方的第二带轮20与传动杆19固定连接，位于下方的第二带轮20与支撑杆9活动连接，且正面设置有第二转盘23；通过驱动齿轮18可以在驱动齿轮18的传动下带动升降杆11上下移动，从而确保工作人员能够缓慢且稳定的改变射流头10的高度，达到稳定竖向切割的效果。
24.其中，位于下方的第一带轮15和第二带轮20的内部均设置有锁止机构22，锁止机构22的与第一转盘17或第二转盘23相啮合；通过锁止机构22可以自动锁止第一转盘17或第二转盘23，从而既可以方便工作人员随时转动第一转盘17或第二转盘23，同时可以随时自动锁止第一转盘17或第二转盘23，避免其移动运动而造成射流头10高度或角度随意改变的情况。
25.其中，锁止机构22包括有固定安装于支撑杆9和第一转盘17或支撑杆9和第二转盘23之间的锁止架221，锁止架221与第一转盘17或第二转盘23相互啮合，位于下方的第一带轮15或第二带轮20的内部均套接有定位板222，定位板222的侧面连接有矩形杆223，矩形杆223的另一端延伸至第一带轮15或第二带轮20的外部且与第一转盘17或第二转盘23固定连接，矩形杆223的外部设置有位于定位板222左侧的定位弹簧224；在矩形杆223的配合下既可以确保第二转盘23可以随时远离或靠近锁止架221，从而达到解锁或锁定的效果，同时也可以确保当工作人员转动第二转盘23或第一转盘17时能够通过矩形杆223带动第二带轮20或滑槽5旋转。
26.一种可用于煤矿井下的磨料高压水射流装置的切割方法包括如下步骤：首先，在铰链的配合下展开两个支撑架1和稳定架2，并通过对应的调节机构3调节其高度，确保支撑架1顶部呈水平状态，确保支撑杆9整体保持竖直稳定状态，通过铰链向上翻转支撑杆9使其达到竖直状态，再通过螺栓固定支撑架1、稳定架2和支撑杆9即可，然后在滑槽5、连接轴6和滚轮7的配合下便于工作人员对连接座8和支撑杆9整体进行平移至工位处进行切割作业。
27.本发明的工作原理：首先在滑槽5的限制下通过连接轴6和滚轮7可以便于工作人员对连接座8和支撑杆9进行平移，不仅达到将射流头10移动至工位处的目的，而且也可以在切割期间实现水平面内的横向切割工作；拉动第二转盘23或第一转盘17可以通过对应的定位板222带动定位板222移动，并分别在第二带轮20和第一带轮15的限制下挤压定位弹簧224使其弹力恢复性能增加，同时可以解除锁止架221对第二转盘23或第一转盘17的锁止，然后即可转动第二转盘23或第一转盘17，由于第二转盘23的转动可以在第二带轮20和第二传动带21的配合下通过传动杆19带动驱动齿轮18旋转，而驱动齿轮18的转动可以驱动升降杆11上下移动，进而可以改变射流头10的高度，以进行纵向切割；而第一转盘17的转动可以在第一带轮15和第一传动带16的配合下通过转轴14带动安装座13旋转，而安装座13的转动可以带动射流头10旋转，从而改变其角度，以适应狭窄的作业空间。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。