分离装置的制作方法

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种分离装置。

背景技术：

掌面爆破是指开掘隧道时对隧道端面进行爆破以逐渐推进隧道深度，爆破后隧道拱形轮廓的平滑度是衡量掌面爆破质量好坏的重要指标之一，而掌面轮廓的平滑度主要是由周边眼的爆破质量决定的，现有技术中一般采用普通乳化炸药进行爆破，爆破时岩石受力较为分散，往往会在拱顶轮廓上产生内凹或外凸等缺陷，需要人工后期修整，劳动强度大、施工周期长；因此技术人员研发了一种新型爆破装置，该装置是将乳化炸药填充在一筒状壳体内，筒状壳体上设有内凹的v形聚能槽，该装置与穿甲弹原理类似，利用v形聚能槽对爆炸能量进行蓄积，能够在v形槽开口方向上产生较大冲击力，从而对岩层进行切割，如图1所示，该爆破装置用于掌面爆破时主要用于周边眼爆破，填药时需要将v形聚能槽对准其两侧相邻的两个周边眼，以实现对拱形轮廓的精准切割。然而与普通乳化炸药相比，这种新型爆破装置在填药时需要对每个炸药的角度进行性调节，另外炸药装填到位后还要保证其在炮眼内不发生偏转，操作难度大，施工周期长，影响施工进度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种分离装置,便于炸药单体在转运时的组装以及填药时的自动分离。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种分离装置，包括至少两端同轴设置的筒状壳体，所述筒状壳体的周面上对称设置有两条向筒状壳体中心凹陷的v形聚能槽，还包括两根沿v形聚能槽长度方向设置的引导杆，两引导杆分置于两v形聚能槽内，且两引导杆之间相对固定连接，所述引导杆沿自身轴线方向活动设置；相邻两筒状壳体之间通过插销和插孔构成插接配合，其中插孔所在的筒状壳体内设有锁紧机构，所述锁紧机构被装配为当引导杆置于插孔所在筒状壳体的v形聚能槽内时锁紧机构能够将插入插孔内的插销锁紧以阻止插销从插孔内抽出，且当引导杆从插孔所在筒状壳体的v形聚能槽内抽离时锁紧机构解锁以使插销能够从插孔内抽出。

所述筒状壳体的两端分别设有第一端座和第二端座，所述插销凸伸设置在第一端座的端面上，所述插孔开设在第二端座上，所述锁紧机构位于第二端座内；所述第一端座和第二端座上均设有与v形聚能槽相接的v形槽。

所述锁紧机构包括沿第二端座的两v形槽顶角连线方向滑动设置的两第二伸缩块，该v形槽的槽壁开设有供第二伸缩块穿过的通孔，所述第二端座内设有用于驱动第二伸缩块向v形槽外侧弹出的第三弹性单元；所述第二伸缩块上设有安装架，所述安装架上设有第二限位板，所述第二限位板沿插孔径向活动设置在安装架上，且第二限位板与安装架之间设有第六弹性单元，第六弹性单元被装配为其弹力能够驱使两第二限位板相互合拢；所述第二限位板的板面与所述插销的轴线方向垂直，所述第二限位板上设有第二u型限位槽，所述第二u型限位槽的开口方向与第二伸缩块的滑动方向平行，所述插销上设有第三环槽，所述第二u型限位槽的宽度小于插销的直径且大于第三环槽槽底环面的直径，所述插销的顶端设有倒角；当引导杆置于v形槽内时第二伸缩块被引导杆阻挡而处于收缩状态，此时第二u型限位槽卡设于第三环槽内以阻止插销从插孔内抽离，当引导杆从v形槽内抽离时第二伸缩块向v形槽外侧弹出，此时第二u型限位槽与第三环形槽脱离以使插销能够从插孔内自由抽离。

还包括次级锁紧机构，所述次级锁紧机构被装配常态下能够使处于锁止状态的锁紧机构保持在锁止状态无论引导杆是否置于v形槽内，且当筒状壳体端部受到挤压时该次级锁紧机构解锁，此时锁紧机构根据所述引导杆的状态执行所述锁止与解锁动作。

所述次级锁紧机构包括沿筒状壳体轴向滑动设置的顶杆，以及沿第二伸缩块滑动方向的垂向滑动设置的第二锁止架，所述第二锁止架上设有连通为一体的圆孔和条孔，所述条孔的长度方向与第二锁止架的滑动方向平行，所述顶杆上设有第四环槽，所述圆孔的直径与顶杆的外径一致或略大于顶杆外径，所述条孔的宽度小于顶杆直径且大于第四环槽的槽底环面直径；第二锁止架上还设有第三楔块，第二伸缩块上设有第四楔块；当第四环槽在顶杆轴向上与圆孔和条孔错开时顶杆周面与圆孔孔壁挡接以阻止第二锁止架滑动，此时第三楔块与第四楔块挡接以阻止第二伸缩块向外凸伸，当顶杆的第四环槽与圆孔和条孔平齐时条孔与第四环槽构成滑动配合以使第二锁止架能够自由滑动，此时第二锁止架解除对第二伸缩块的阻挡且当第二伸缩块向外凸伸时能够通过第三楔块和第四楔块的斜面将第二锁止架从第二伸缩块的凸伸路径上推离。

所述顶杆凸伸至第一端座的端面外侧。

所述筒状壳体内部设有供顶杆穿过的管道，所述管道沿平行于筒状壳体轴线的方向贯穿筒状壳体设置，所述各段筒状壳体的顶杆正对设置且各相邻顶杆端面之间相互抵触。

其中一端筒状壳体的端部设有一挡座，所述引导杆与挡座滑动配合。

一种爆破装置，包括所述的分离装置，所述各筒状壳体内填充乳化炸药。

一种用于掌面爆破的填药装置，包括所述的用于掌面爆破的炸药定位装置。

本发明取得的技术效果为：本发明将多个炸药单体可拆卸的装配在一起，便于炸药的转运和上料，各炸药单体之间设有分离装置，当炸药组件进入炮眼后，各单体依次分离，实现炸药的均匀布设。在装配各单体时，各单体之间需预留一定长度的炮线，该预留炮线的长度应当与炸药布设在炮眼中以后各相邻单体之间的间距一致。

附图说明

图1是掌面爆破周边眼分布图；

图2是本发明的实施例所提供的掌面爆破炸药布设系统的立体图；

图3是本发明的实施例所提供的掌面爆破炸药布设系统其中一个状态的剖视图；

图4是图3的i局部放大图；

图5是图3的ii局部放大图；

图6是本发明的实施例所提供的掌面爆破炸药布设系统另一状态的剖视图；

图7是图6的iii局部放大图；

图8是图6的iv局部放大图；

图9是本发明的实施例所提供的爆破装置的立体图；

图10是本发明的实施例所提供的爆破装置使用状态立体图；

图11是本发明的实施例所提供的爆破装置的剖视图；

图12是图11的v局部放大图；

图13是本发明的实施例所提供的爆破装置单体的立体图；

图14是本发明的实施例所提供的爆破装置单体另一视角的立体图；

图15是本发明的实施例所提供的定位装置的立体图；

图16是本发明的实施例所提供定位装置另一视角的立体图，图中隐去了定位块及其附属结构；

图17是本发明的实施例所提供的分离装置的立体图；

图18是本发明的实施例所提供的分离装置另一视角的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

如图2、3、6所示，一种掌面爆破炸药布设系统，所述炸药包括至少两根同轴设置的筒状壳体10，如图9、10、11所示，所述筒状壳体10的周面上对称设置有两条向筒状壳体10中心凹陷的v形聚能槽11，所述v形聚能槽11的长度方向与筒状壳体10的轴线方向平行；所述筒状壳体10内填充乳化炸药；如图12、13、14所示，所述筒状壳体10的两端分别设有第一端座12和第二端座13，所述第一端座12和第二端座13均设有与v形聚能槽11相接的v形槽，所述第一端座12上设有定位装置；定位装置包括沿筒状壳体10径向伸缩设置的定位块121，以及用于驱动所述定位块121沿筒状壳体10径向向外凸伸的第一弹性单元123；还包括锁止机构，所述锁止机构被装配为当定位块121处于收缩状态时能够使定位块121保持在该收缩状态以阻止定位块121在第一弹性单元123作用下向外凸伸，且当炸药被送入炮眼内的指定位置时锁止机构解锁以使第一弹性单元123能够驱动定位块121向外凸伸并抵紧炮眼内壁；本发明在现有聚能管基础上增设了自动定位装置，定位装置伸缩设置，填药时定位装置处于收缩状态以便于在炮眼内穿梭，当炸药到达炮眼指定位置时能够自动将定位装置弹出，定位装置将炸药压紧在炮眼内壁上，避免后续填药或整理炮线的过程中使炸药产生扭转，有效确保的聚能管爆破装置的爆破精度。所述第一端座12上设有插销120，第二端座13上设有插孔130，相邻两筒状壳体10通过插销120与插孔130构成可拆卸式连接，所述第二端座13内设有锁紧机构；本发明将多个炸药单体可拆卸的装配在一起，便于炸药的转运和上料，各炸药单体之间设有分离装置，当炸药组件进入炮眼后，各单体依次分离，实现炸药的均匀布设。在装配各单体时，各单体之间需预留一定长度的炮线，该预留炮线的长度应当与炸药布设在炮眼中以后各相邻单体之间的间距一致。还包括填药机械手，填药机械手包括挡座22以及两平行间隔设置的用于插入炸药v形聚能槽11内的引导杆21，所述两引导杆21沿自身轴线方向与挡座22滑动连接，且两引导杆21之间相对固接；还包括用于驱动两引导杆21和挡座22沿引导杆21轴线方向活动的驱动机构，所述驱动机构被装配为能够驱动引导杆21和挡座22向炮眼内连续穿插，并能够驱动引导杆21自炮眼内向外连续抽拉同时驱动挡座22自炮眼内向外间歇式抽拉；还包括用于驱动两引导杆21相对于彼此公转的回转驱动单元；所述锁止机构被装配为当引导杆21置于v形槽内时锁止机构将定位块121锁止，且当引导杆21从v形槽内抽离时锁止机构将定位块121解锁；所述锁紧机构被装配为当引导杆21置于插孔130所在筒状壳体10的v形聚能槽11内时锁紧机构能够将插入插孔130内的插销120锁紧以阻止插销120从插孔130内抽出，且当引导杆21从插孔130所在筒状壳体10的v形聚能槽11内抽离时锁紧机构解锁以使插销120能够从插孔130内抽出。本发明采用填药机械手代替人工操作，填药机械手能够通过两引导杆21紧缺控制炸药的v形聚能槽11朝向，通过设置挡座22实现炸药与引导杆21的脱离，同时本发明利用引导杆21与炸药之间的脱离动作来触发分离装置动作，当内端炸药单体与引导杆21脱离后，分离装置自动被触发，使该内端炸药单体与其余各单体分离，进而实现各单体之间的间隔布置。其具动作过程为：当引导杆21外拉而挡座22不动时最内端炸药单体与引导杆21及其余各炸药单体分离，当引导杆21与挡座22同步外拉时，引导杆21上的所有单体一起外移以此实现这些单体与内侧单体之间的间隔分布。

优选的，如图12、15、16所示，所述定位块121通过导柱122与第一端座12内的支架滑动连接，所述第一弹性单元123的弹力作用于定位块121与支架之间；所述锁止机构包括沿两v形槽顶角连线方向滑动设置的两第一伸缩块124，所述v形槽的槽壁开设有供第一伸缩块124穿过的通孔，所述第一端座12内设有用于驱动第一伸缩块124向v形槽外侧弹出的第二弹性单元126；所述第一伸缩块124上连有第一限位板125，所述第一限位板125的板面与所述导柱122的轴线方向垂直，所述第一限位板125上设有第一u型限位槽，所述第一u型限位槽的开口方向与第一伸缩块124的滑动方向平行，所述导柱122上设有第一环槽1221，所述第一u型限位槽的宽度小于导柱122的直径且大于第一环槽1221槽底环面的直径；当引导杆21置于v形槽内时第一伸缩块124被引导杆21阻挡而处于收缩状态，此时第一u型限位槽卡设于第一环槽1221内以阻止定位块121滑动，当引导杆21从v形槽内抽离时第一伸缩块124向v形槽外侧弹出，此时第一u型限位槽与第一环形槽脱离以使定位块121在第一弹性单元123的作用下向外弹出。本发明同样利用引导杆21与炸药之间的脱离动作来实现定位装置的触发，当引导杆21从最内端炸药的v形聚能槽11内抽离后，定位装置能够被自动触发，实现炸药单体的定位。

如图12、17、18所示，所述锁紧机构包括沿第二端座13的两v形槽顶角连线方向滑动设置的两第二伸缩块131，该v形槽的槽壁开设有供第二伸缩块131穿过的通孔，所述第二端座13内设有用于驱动第二伸缩块131向v形槽外侧弹出的第三弹性单元134；所述第二伸缩块131上设有安装架132，所述安装架132上设有第二限位板133，所述第二限位板133沿插孔130径向活动设置在安装架132上，且第二限位板133与安装架132之间设有第六弹性单元138，第六弹性单元138被装配为其弹力能够驱使两第二限位板133相互合拢；所述第二限位板133的板面与所述插销120的轴线方向垂直，所述第二限位板133上设有第二u型限位槽，所述第二u型限位槽的开口方向与第二伸缩块131的滑动方向平行，所述插销120上设有第三环槽1201，所述第二u型限位槽的宽度小于插销120的直径且大于第三环槽1201槽底环面的直径，所述插销120的顶端设有倒角；当引导杆21置于v形槽内时第二伸缩块131被引导杆21阻挡而处于收缩状态，此时第二u型限位槽卡设于第三环槽1201内以阻止插销120从插孔130内抽离，当引导杆21从v形槽内抽离时第二伸缩块131向v形槽外侧弹出，此时第二u型限位槽与第三环形槽脱离以使插销120能够从插孔130内自由抽离。锁紧机构采用与锁止机构类似的结构，不同的是锁紧机构执行锁紧动作的部件即第二限位板133与第二伸缩块131之间通过安装架132活动连接，且两者之间设有压簧，这是为了即使在锁紧机构没有解锁的情况下也能够将插销120插入插孔130内，以便于前期各单体之间的组装，插入时，插销120顶端倒角挤压第二限位板133，使第六弹性单元138压缩，两第二限位板133分离，当第二限位板133与第三环槽1201对齐时，两第二限位板133在第六弹性单元138的弹力所用下相互合拢，实现插销120的锁止。

进一步的，如图16所示，还包括次级锁止机构，所述次级锁止机构被装配常态下能够使处于锁止状态的锁止机构保持在锁止状态无论引导杆21是否置于v形槽内，且当炸药端部受到挤压时该次级锁止机构解锁，此时锁止机构根据所述引导杆21的状态执行所述锁止与解锁动作；所述次级锁止机构包括沿筒状壳体10轴向滑动设置的顶杆14，以及沿第一伸缩块124滑动方向的垂向滑动设置的第一锁止架127，所述第一锁止架127上设有连通为一体的圆孔和条孔，所述条孔的长度方向与第一锁止架127的滑动方向平行，所述顶杆14上设有第二环槽141，所述圆孔的直径与顶杆14的外径一致或略大于顶杆14外径，所述条孔的宽度小于顶杆14直径且大于第二环槽141的槽底环面直径；第一锁止架127上还设有第一楔块128，第一伸缩块124上设有第二楔块129；当第二环槽141在顶杆14轴向上与圆孔和条孔错开时顶杆14周面与圆孔孔壁挡接以阻止第一锁止架127滑动，此时第一楔块128与第二楔块129挡接以阻止第一伸缩块124向外凸伸，当顶杆14的第二环槽141与圆孔和条孔平齐时条孔与第二环槽141构成滑动配合以使第一锁止架127能够自由滑动，此时第一锁止架127解除对第一伸缩块124的阻挡且当第一伸缩块124向外凸伸时能够通过第一楔块128和第二楔块129的斜面将第一锁止架127从第一伸缩块124的凸伸路径上推离；所述顶杆14凸伸至第一端座12的端面外侧。

如图17、18所示，还包括次级锁紧机构，所述次级锁紧机构被装配常态下能够使处于锁止状态的锁紧机构保持在锁止状态无论引导杆21是否置于v形槽内，且当筒状壳体10端部受到挤压时该次级锁紧机构解锁，此时锁紧机构根据所述引导杆21的状态执行所述锁止与解锁动作；所述次级锁紧机构包括沿筒状壳体10轴向滑动设置的顶杆14，以及沿第二伸缩块131滑动方向的垂向滑动设置的第二锁止架135，所述第二锁止架135上设有连通为一体的圆孔和条孔，所述条孔的长度方向与第二锁止架135的滑动方向平行，所述顶杆14上设有第四环槽142，所述圆孔的直径与顶杆14的外径一致或略大于顶杆14外径，所述条孔的宽度小于顶杆14直径且大于第四环槽142的槽底环面直径；第二锁止架135上还设有第三楔块136，第二伸缩块131上设有第四楔块137；当第四环槽142在顶杆14轴向上与圆孔和条孔错开时顶杆14周面与圆孔孔壁挡接以阻止第二锁止架135滑动，此时第三楔块136与第四楔块137挡接以阻止第二伸缩块131向外凸伸，当顶杆14的第四环槽142与圆孔和条孔平齐时条孔与第四环槽142构成滑动配合以使第二锁止架135能够自由滑动，此时第二锁止架135解除对第二伸缩块131的阻挡且当第二伸缩块131向外凸伸时能够通过第三楔块136和第四楔块137的斜面将第二锁止架135从第二伸缩块131的凸伸路径上推离。

优选的，位于炮眼最内端的筒状壳体10上的顶杆14向炮眼内端面凸伸设置；挡座22与位于炮眼最外端的筒状壳体10的外侧挡接。所述筒状壳体10内部设有供顶杆14穿过的管道143，所述管道143沿平行于筒状壳体10轴线的方向贯穿筒状壳体10设置，所述各段炸药的顶杆14正对设置且各相邻顶杆14端面之间相互抵触。

由于本发明的爆破装置与填药机械手之间需要在施工时现场进行装配，此时若第一伸缩块124、第二伸缩块131处于不受约束的弹出状态时，则很难将引导杆21插入v形聚能槽11内，因此本发明的爆破装置再安装到引导杆21上之前最好其第一伸缩块124和第二伸缩块131是处于收缩状态的，为了实现这一功能，本发明增设了次级锁止机构，次级锁止机构能够在炸药安装到引导杆21上之前将第一伸缩块124和第二伸缩块131限制在收缩工位，以便于引导杆21的穿插，另外本发明巧妙利用最内端炸药与炮眼内端面之间的挤压动作实现次级锁止机构的解锁，当炸药组件被整体送入炮眼内端后，次级锁止机构解锁，解除对第一伸缩块124和第二伸缩块131的约束，进而实现上述引导杆21对锁止功能和锁紧功能的触发，同时第一伸缩块124和第二伸缩块131弹性压紧在引导杆21上也有助于引导杆21携带炸药向外输送。

优选的，如图4、7所示，所述两引导杆21与安装块211固接，所述安装块211上与引导杆21向背的一侧连有一平行于引导杆21的第一推拉杆212，所述挡座22与安装块211相对的一侧连有一平行于第一推拉杆212的第二推拉杆221，所述第二推拉杆221贯穿安装座设置且安装座上设有与第二推拉杆221滑动配合的单向阻尼轴套213，所述单向阻尼轴套213被装配为当安装座相对于第二推拉杆221向炮眼内侧运动时单向阻尼轴套213与第二推拉杆221之间为低阻尼滑动配合，而当安装座相对于第二托拉杆向炮眼外侧运动时单向阻尼轴套213与第二推拉杆221之间为高阻尼滑动配合；所述第一推拉杆212远离炮眼的一端设有与第二推拉杆221远离炮眼的一端挡接的挡块24；所述第一推拉杆212安装在一直线导轨23的滑块上，所述直线导轨23平行于第一推拉杆212设置用于驱动第一推拉杆212沿自身长度方向运动；所述直线导轨23上设有当安装块211带动第二推拉杆221向炮眼外侧运动时能够间歇式阻挡所述第二推拉杆221的阻挡机构。本发明通过挡块24实现引导杆21和挡座22向炮眼内的连续进给，通过单向阻尼轴套213使第一推拉杆212带动第二推拉杆221从炮眼内抽离，并通过阻挡机构实现对挡座22的间歇阻挡，使挡座22产生间歇式进给动作，整个机构只需要直线导轨23的一推一拉动作就能够实现各炸药单体的定位、分离、间隔排布等一些列动作，最大程度简化了设备结构，能够有效适应隧道内的复杂施工环境。

具体的，如图5、8所示，所述阻挡机构包括第二推拉杆221运动路径两侧设置的两楔形夹块251，两楔形夹块251的相对面上设有与第二推拉杆221的周面弧度一致的弧形槽，两楔形夹块251的向背面上设有斜面，两楔形夹块251沿垂直于第二推拉杆221轴线的方向滑动设置在一滑座252上，所述滑座252沿平行于第二推拉杆221轴线的方向滑动设置在一固定座253内，所述固定座253内设有与两楔形夹块251的斜面配合的斜壁，当滑座252向远离炮眼的方向滑动时两楔形夹块251在斜壁引导下相互靠拢并将第二推拉杆221夹紧，所述固定座253与直线导轨23固接；所述固定座253内还设有用于驱动滑座252向远离炮眼的方向滑动的第四弹性单元254；所述固定座253上开设有供第一推拉杆212穿过的导孔，所述导孔与滑座252之间设有驱动块255，所述驱动块255沿第一推拉杆212和的径向滑动设置在固定座253内所述驱动块255靠近滑座252的一端设有楔形驱动面，所述滑座252上设有与该楔形驱动面相配合的楔形面，当驱动块255自导孔所在侧向滑座252所在侧滑动时能够驱动滑座252向靠近炮眼的方向滑动，所述驱动块255与固定座253之间设有第五弹性单元256，所述第五弹性单元256被装配为其作用在驱动块255上的弹力朝向导孔所在的一侧，所述第一推拉杆212朝向驱动块255的一侧设有延长度方向布置的凹槽214，所述凹槽214内间隔设置有多个拱形凸条215，当拱形凸条215与驱动块255抵触时能够驱动所述驱动块255向滑座252一侧滑动。当内端炸药与引导杆21脱离时，阻挡机构如图5所示，此时第二推拉杆221被阻挡机构自锁式夹紧，而当引导杆21携带其上的炸药外移时，阻挡机构如图8所示，此时阻挡机构的两楔形夹块251与斜壁分离，进而失去自锁夹紧所用，使第二推拉杆221能够随第一推拉杆212同步向外抽离。

进一步的，如图2所示，所述直线导轨23靠近炮眼的一端还设有用于放置炸药的弧形置药槽；所述直线导轨23安装在隧道钻孔台车的六自由度机械臂上。

实施例2

一种采用实施例1所述系统的掌面爆破填药方法，包括如下步骤：

步骤1：将多段炸药对接成一整根，并将其v形聚能槽11穿插在两引导杆21上；

步骤2：利用回转驱动单元调整炸药的v形聚能槽11朝向，使两v形聚能槽11分别朝向待装填炮眼两侧的两个相邻炮眼；

步骤3：利用驱动机构将炸药整体推送至炮眼内端；

步骤4；驱动机构驱动引导杆21连续炮眼外抽拉，同时驱动挡座22间歇式向炮眼外抽拉，当挡座22与引导杆21产生相对运动时能够使引导杆21从最内端的炸药的v形聚能槽11内抽离，进而使最内端的炸药定位装置弹出，同时使最内端炸药与其外侧相邻炸药之间分离，随着引导杆21的继续抽离，各段炸药由内向外依次间隔滞留在炮眼内；

步骤5：重复上述步骤1至4完成掌面所有周边眼的炸药布设。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。