一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，主要包括高压水管、上部液压管、液压管高压旋转接头、高压水管旋转接头、齿条、偏心接管锁紧螺栓、偏心接管、直角接头、顶杆、水枪、水枪高压旋转接头、滑动板、齿轮、刹车片护板、下部液压管、液压缸和刹车片，在水力开采的过程中，可按所需水枪伸出角度，下放高压水管，当水枪达到设定伸出角度时，打开刹车系统控制阀，使刹车片制动齿轮，即可固定水枪的伸出角度，对岩石进行破碎。本发明专利技术水枪伸出角度调节自由，并且伸出收回方便，可根据设计控制水枪喷嘴与矿层的距离，避免淹没射流造成高压水能量急剧减弱的问题，从而达到提高高压水射流的能量利用率的目的，最终提高开采效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪
本专利技术涉及一种适用于钻孔水力开采的伸缩水枪，特别涉及一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪。
技术介绍
钻孔水力开采技术是先在目标区钻孔，然后将高压水枪放置在钻孔内目标矿层深度处，利用高压射出的高速流体携带的能量破碎岩石，最后破碎的岩石与钻井液形成固液混合物，由地表装置抽吸至地表，然后对矿浆进行分离提取矿物的开采方法。钻孔水力开采技术具有开采成本低、生产效率高、对周围环境影响小等优点。传统的水力开采钻具其高压水喷嘴固定在钻具外壁，喷嘴位置不可移动，在矿层破碎区的半径逐渐变大的过程中，高压水喷出后受到的破碎区内钻井液及矿渣的阻力也随之增大，导致高压水破碎岩石的能量急剧降低，极大地降低了水力开采的生产效率。为了解决上述问题，现有的专利文献“CN104018840A”公开了一种基于棘爪锁紧机构的伸缩水枪，但该水枪只能在水枪张开至最大角度时，才能通过解卡装置解卡，收回水枪。“CN104005767A”公开了一种用于钻孔水力开采的电控伸缩钻具，但该钻具远程控制技术还不完善，步进电机和减速器、控制器工作环境恶劣，密封环境不容易散热，伸缩部位处于矿浆环境下工作，密封要求高，易损坏。“CN203961980U”公开了一种基于弹簧卡头控制的伸缩水枪，但该水枪在有钻井液的条件下工作时，夹紧力不够，水枪固定不可靠，而且在水枪未伸出至最大角度时，水枪无法收回，因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术方问题是：本专利技术提供了一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，在水力开采的过程中，可按所需水枪伸出角度，下放高压水管，当水枪达到设定伸出角度时，打开刹车系统控制阀，使刹车片制动齿轮，即可固定水枪的伸出角度，对岩石进行破碎。本专利技术采用如下的技术方案：一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，其特征在于：包括保护管、高压水管、上部液压管、液压管高压旋转接头、高压水管旋转接头、排渣管、顶端盖、齿条、偏心接管锁紧螺栓、偏心接管、直角接头、下固定板锁紧螺栓、第一底端盖、第二底端盖、排渣管下导向套、顶杆、水枪、水枪高压旋转接头、滑动板、齿轮、刹车片护板、下部液压管、液压缸和刹车片，所述保护管的顶端与顶端盖连接，保护管的底端与第一底端盖连接，保护管的侧壁设有沿轴向贯穿的开口，保护管内部布置有齿条、偏心接管锁紧螺栓、偏心接管、直角接头、水枪高压旋转接头、滑动板、齿轮、刹车片护板、下部液压管、液压缸及刹车片；所述高压水管由第一高压水管和第二高压水管构成，第一高压水管的顶端与地表高压水源连接，底端与高压水管旋转接头的进液口连接，第二高压水管穿过顶端盖，且其顶端与高压水管旋转接头的排液口连接，底端通过偏心接管锁紧螺栓与偏心接管的连接；所述偏心接管、直角接头、水枪高压旋转接头及水枪顺次密封连接；沿保护管的轴向方向所述齿条焊接在顶端盖和第一底端盖之间，齿条数量为两个，两个齿条对称布置；所述滑动板焊接在偏心接管上，滑动板与保护管的侧壁呈垂直布置，在滑动板两侧开设有两个对称设置的齿轮槽；所述齿轮通过齿轮轴安装在齿轮槽内并与齿条啮合；所述水枪和第一底端盖上分别焊接有顶杆连接槽；所述顶杆通过顶杆连接槽安装在水枪和第一底端盖之间，并用销钉固定；所述刹车片护板位于齿轮两侧并焊接在滑动板上；所述刹车片安装在刹车片护板朝向齿轮的一侧上；所述液压缸的缸筒焊接在刹车片护板背向齿轮的一侧上，液压缸的活塞杆穿过刹车片护板，液压缸的活塞杆工作端与刹车片连接在一起；所述液压管高压旋转接头焊接在第一高压水管上；所述上部液压管顶端与地表液压系统连接，底端与液压管高压旋转接头的进液口连接；所述下部液压管的顶端与液压管高压旋转接头的排液口连接，底端与液压缸连接；所述第一底端盖通过下固定板锁紧螺栓与第二底端盖连接；所述排渣管下导向套依次贯穿第一底端盖和第二底端盖，并通过螺纹连接在第一底端盖上；所述排渣管下端与排渣管下导向套螺纹连接，排渣管上端穿过顶端盖上的通孔向外延伸。所述齿轮槽为U型槽，齿轮槽的开口侧朝向齿条。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术在水力开采的过程中，可按所需水枪伸出角度，下放高压水管，当水枪达到设定伸出角度时，打开刹车系统控制阀，使刹车片制动齿轮，即可固定水枪的伸出角度，对岩石进行破碎。本专利技术水枪伸出角度调节自由，并且伸出收回方便，可根据设计控制水枪喷嘴与矿层的距离，避免淹没射流造成高压水能量急剧减弱的问题，从而达到提高高压水射流的能量利用率的目的，最终提高开采效率。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步详细的说明。图1是本专利技术一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪的整体结构示意图。图2是本专利技术一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪的整体结构装配示意图。图3是本专利技术一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪的局部装配图。图4是图3中齿轮齿条部分的放大视图。图5是本专利技术一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪的内部结构示意图。图6是本专利技术一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪的剖面视图。图中各标记如下：1-保护管、2-高压水管、3-上部液压管、4-液压管高压旋转接头、5-高压水管旋转接头、6-排渣管、7-顶端盖、8-齿条、9-偏心接管锁紧螺栓、10-偏心接管、11-直角接头、12-下固定板锁紧螺栓、13-第一底端盖、14-第二底端盖、15-排渣管下导向套、16-顶杆、17-水枪、18-水枪高压旋转接头、19-滑动板、20-齿轮、21-刹车片护板、22-下部液压管、23-液压缸、24-刹车片。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术提出的一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，如图1至图6所示，该机械式伸缩水枪是由高压水输送系统、水枪伸缩系统、水枪刹车制动系统及排渣系统组成，高压水输送系统由高压水管2、高压水管旋转接头5、偏心接管10、直角接头11、水枪高压旋转接头18及水枪17组成，高压水管2由第一高压水管和第二高压水管构成，第一高压水管的顶端与地表高压水源连接，底端与高压水管旋转接头5的进液口连接，第二高压水管的顶端与高压水管旋转接头5的排液口连接，底端通过偏心接管锁紧螺栓9与偏心接管10的连接；所述偏心接管10、直角接头11、水枪高压旋转接头18及水枪17顺次密封连接，该机械式伸缩水枪工作时，地表高压水由高压水管2经过高压水管旋转接头5流入偏心接管10，再由偏心接管10经直角接头11、水枪高压旋转接头18流入水枪17，从水枪17的喷嘴高速喷出，实现对岩石的破碎。水枪伸缩系统由顶端盖7、高压水管2、偏心接管10、滑动板19、齿轮20、齿条8、水枪高压旋转接头18、直角接头11、水枪17、顶杆16、第一底端盖13及第二底端盖14组成，所述齿条8焊接在顶端盖7和第一底端盖13之间，齿条8数量为两个，两个齿条8对称布置；所述滑动板19焊接在偏心接管10上，滑动板19与保护管1的侧壁呈垂直布置，在滑动板19两侧对称开设有齿轮槽；所述齿轮20通过齿轮轴安装在齿轮槽内并与齿条8啮合；所述水枪17和第一底端盖13上分别焊接有顶杆连接槽；所述顶杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，其特征在于：包括保护管(1)、高压水管(2)、上部液压管(3)、液压管高压旋转接头(4)、高压水管旋转接头(5)、排渣管(6)、顶端盖(7)、齿条(8)、偏心接管锁紧螺栓(9)、偏心接管(10)、直角接头(11)、下固定板锁紧螺栓(12)、第一底端盖(13)、第二底端盖(14)、排渣管下导向套(15)、顶杆(16)、水枪(17)、水枪高压旋转接头(18)、滑动板(19)、齿轮(20)、刹车片护板(21)、下部液压管(22)、液压缸(23)和刹车片(24)，所述保护管(1)的顶端与顶端盖(7)连接，保护管(1)的底端与第一底端盖(13)连接，保护管(1)的侧壁设有沿轴向贯穿的开口，保护管(1)内部布置有齿条(8)、偏心接管锁紧螺栓(9)、偏心接管(10)、直角接头(11)、水枪高压旋转接头(18)、滑动板(19)、齿轮(20)、刹车片护板(21)、下部液压管(22)、液压缸(23)及刹车片(24)；所述高压水管(2)由第一高压水管和第二高压水管构成，第一高压水管的顶端与地表高压水源连接，底端与高压水管旋转接头(5)的进液口连接，第二高压水管穿过顶端盖(7)，且其顶端与高压水管旋转接头(5)的排液口连接，底端通过偏心接管锁紧螺栓(9)与偏心接管(10)的连接；所述偏心接管(10)、直角接头(11)、水枪高压旋转接头(18)及水枪(17)顺次密封连接；沿保护管(1)的轴向方向所述齿条(8)焊接在顶端盖(7)和第一底端盖(13)之间，齿条(8)数量为两个，两个齿条(8)对称布置；所述滑动板(19)焊接在偏心接管(10)上，滑动板(19)与保护管(1)的侧壁呈垂直布置，在滑动板(19)两侧开设有两个对称设置的齿轮槽；所述齿轮(20)通过齿轮轴安装在齿轮槽内并与齿条(8)啮合；所述水枪(17)和第一底端盖(13)上分别焊接有顶杆连接槽；所述顶杆(16)通过顶杆连接槽安装在水枪(17)和第一底端盖(13)之间，并用销钉固定；所述刹车片护板(21)位于齿轮(20)两侧并焊接在滑动板(19)上；所述刹车片(24)安装在刹车片护板(21)朝向齿轮(20)的一侧上；所述液压缸(23)的缸筒焊接在刹车片护板(21)背向齿轮(20)的一侧上，液压缸(23)的活塞杆穿过刹车片护板(21)，液压缸(23)的活塞杆工作端与刹车片(24)连接在一起；所述液压管高压旋转接头(4)焊接在第一高压水管上；所述上部液压管(3)顶端与地表液压系统连接，底端与液压管高压旋转接头(4)的进液口连接；所述下部液压管(22)的顶端与液压管高压旋转接头(4)的排液口连接，底端与液压缸(23)连接；所述第一底端盖(13)通过下固定板锁紧螺栓(12)与第二底端盖(14)连接；所述排渣管下导向套(15)依次贯穿第一底端盖(13)和第二底端盖(14)，并通过螺纹连接在第一底端盖(13)上；所述排渣管(6)下端与排渣管下导向套(15)螺纹连接，排渣管(6)上端穿过顶端盖(7)上的通孔向外延伸。...

【技术特征摘要】
1.一种基于齿轮齿条传动的机械式伸缩水枪，其特征在于：包括保护管(1)、高压水管(2)、上部液压管(3)、液压管高压旋转接头(4)、高压水管旋转接头(5)、排渣管(6)、顶端盖(7)、齿条(8)、偏心接管锁紧螺栓(9)、偏心接管(10)、直角接头(11)、下固定板锁紧螺栓(12)、第一底端盖(13)、第二底端盖(14)、排渣管下导向套(15)、顶杆(16)、水枪(17)、水枪高压旋转接头(18)、滑动板(19)、齿轮(20)、刹车片护板(21)、下部液压管(22)、液压缸(23)和刹车片(24)，所述保护管(1)的顶端与顶端盖(7)连接，保护管(1)的底端与第一底端盖(13)连接，保护管(1)的侧壁设有沿轴向贯穿的开口，保护管(1)内部布置有齿条(8)、偏心接管锁紧螺栓(9)、偏心接管(10)、直角接头(11)、水枪高压旋转接头(18)、滑动板(19)、齿轮(20)、刹车片护板(21)、下部液压管(22)、液压缸(23)及刹车片(24)；所述高压水管(2)由第一高压水管和第二高压水管构成，第一高压水管的顶端与地表高压水源连接，底端与高压水管旋转接头(5)的进液口连接，第二高压水管穿过顶端盖(7)，且其顶端与高压水管旋转接头(5)的排液口连接，底端通过偏心接管锁紧螺栓(9)与偏心接管(10)的连接；所述偏心接管(10)、直角接头(11)、水枪高压旋转接头(18)及水枪(17)顺次密封连接；沿保护管(1)的轴向方向所述齿条(8)焊接在顶端盖(7)和第一底端盖(13)之间，齿条(8)数量为两个，两个齿条(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，钟秀平，孙友宏，李刚，潘栋彬，翟梁皓，张颖，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22