一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀制造技术

一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，包括外壁带有绞龙的阀体，阀体中具有供水流流通的中心通道，阀体沿冲孔方向的首端设有钻头连接头，阀体沿冲孔方向的尾端设有多个贯穿阀体侧壁并置于中心通道内的射流喷头，所述钻头连接头具有与中心通道相贯通的通孔，通孔尾端与中心通道相接处固定设置有供水流单向流入通孔内的单向阀，通孔首端设置有滤网，所述中心通道尾部处设置有环形限位凸起，阀体位于钻头连接头与环形限位凸起之间的中心通道内设置有高低压水流切换机构。本实用新型专利技术所述的切换阀，改变水流的压力可实现钻孔与冲孔功能间的转换，单向阀解决了打钻与冲孔过程中时常出现的煤水逆流问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及井下煤矿机械设备领域，具体为一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀。
技术介绍
随着煤层钻孔深度的增加，煤层之间的应力也逐渐增大，普通的小钻头打的瓦斯抽放孔很容易被煤层之间的应力挤压回去，大大降低了瓦斯抽放的效率。水力钻孔技术自上世纪80年代被发现以后直到现在才逐渐被应用到煤层开采中去。但是由于水力钻孔作业方式在冲孔时需要将钻杆拔出，换成冲孔设备，才能实现水力冲孔。这些设备大多比较笨重，附件较多，工序复杂且二次导入钻杆时会因塌孔等原因造成导入不顺利，严重影响瓦斯抽采工作，造成了钻进效率低下工人劳动强度增大，井下生产效率等各方面的不良影响。
技术实现思路
为了解决上述水力冲孔作业中存在的问题，本技术提出了一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，绞龙能够自动排粉，改变水流的压力可实现钻孔与冲孔功能间的转换，单向阀解决了打钻与冲孔过程中时常出现的煤水逆流问题。本技术为了解决上述问题所采取的技术方案为：一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，包括外壁带有绞龙的阀体，阀体中具有供水流流通的中心通道，阀体沿冲孔方向的首端设有钻头连接头，阀体沿冲孔方向的尾端设有多个贯穿阀体侧壁并置于中心通道内的射流喷头，所述钻头连接头具有与中心通道相贯通的通孔，通孔尾端与中心通道相接处固定设置有供水流单向流入通孔内的单向阀，通孔首端设置有滤网，所述中心通道尾部处设置有环形限位凸起，阀体位于钻头连接头与环形限位凸起之间的中心通道内设置有高低压水流切换机构；所述高低压水流切换机构包括活塞筒以及滑动插设在活塞筒内的活塞阀，活塞筒与活塞阀均为沿冲孔方向首端密封、尾端敞开的筒体，活塞筒尾部侧壁开设有与射流喷头相互贯通的高压射流孔；活塞筒的筒体与中心通道之间形成低压水流通道，活塞筒的侧壁开设有与低压水流通道连通的低压水流通孔Ⅰ，活塞阀的侧壁开设有低压水流通孔Ⅱ，活塞阀通过设置在活塞筒筒体内的弹性件与活塞筒密封端的底壁连接，且在弹性件自然状态下，低压水流通孔Ⅱ与低压水流通孔Ⅰ相互贯通，而活塞阀的阀壁末端密封高压射流孔，并在水压增大时，活塞阀前移压缩弹性件后封闭低压水流通孔Ⅱ，打开高压射流孔。作为优选的，所述单向阀由具有一梯形通腔的单向阀座和设置在梯形通腔中的钢球构成，梯形通腔的大口端朝向冲孔方向设置，且梯形通腔与通孔及中心通道相连通。作为优选的，所述通孔中位于单向阀首尾两端处设置有用于固定单向阀的且可通过水流的挡板和限位挡圈。作为优选的，所述钻头连接头尾端螺纹连接在阀体内，钻头连接头首端设置有用于连接钻头的公接头，且公接头的长度不大于35毫米。作为优选的，所述活塞筒首端通过丝堵密封。作为优选的，所述活塞筒的两端均具有与中心通道内径匹配的连接凸部，活塞筒位于两个连接凸部之间的筒体外径小于中心通道内径，低压水流通孔Ⅰ设置在活塞筒筒体上相邻活塞筒尾端连接凸部的位置处，高压射流孔设置在活塞筒尾端的连接凸部上。作为优选的，所述活塞筒的敞口端处设置有用于限制活塞阀位置的限位挡圈。作为优选的，所述滤网位于钻头连接头首端的一侧设置有用于固定滤网的限位挡圈。作为优选的，所述活塞筒两端与中心通道之间以及活塞阀两端与活塞筒之间均设置有密封圈。作为优选的，所述阀体沿冲孔方向的尾端设有用于连接钻杆的母接头。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：第一，本技术所述的一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，以水压作为动力的高低压水流切换机构可使切换阀集打钻、冲孔为一体，实现钻孔与冲孔一体化，解决了常规设备中打钻与冲孔转换更换零配件较多、工人劳动强度大、效率低下的问题，且结构简单，操作时仅需改变水流压力，操作极其方便。第二，本技术所述的一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，阀体外壁的绞龙在切换阀工作钻孔状态下能够将煤粉沿着绞龙的螺旋方向自动排出，避免煤粉在钻孔中的堆积。第三，本技术所述的一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，水流通过切换阀流向煤层钻孔中，水流与煤粉混合一起形成煤泥，单向阀可有效防止煤泥逆流进入到钻头连接头内，保证高低压水流切换机构的正常工作。第四，本技术所述的一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，钻头连接头首端的公接头相比现有的常规的用于连接钻头的公接头来说，钻头连接头首端的公接头的长度要明显比常规的公接头短，在制造相同扭矩且不丧失稳固性的情况下，长度较短的公接头更容易拆卸，提高钻孔作业效率。附图说明图1为本技术一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀的结构示意图；图2为本技术一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀中阀体的结构示意图；图3为本技术一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀中高低压水流切换机构的结构示意图；图4为本技术一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀中钻头连接头的结构示意图；图中标记：1、阀体，101、射流喷头，102、母接头，2、环形限位凸起，3、钻头连接头，301、通孔，302、挡板，303、公接头，4、活塞筒，401、高压射流孔，402、低压水流通孔Ⅰ，403、连接凸部，5、活塞阀，501、低压水流通孔Ⅱ，6、弹性件，7、低压水流通道，8、单向阀，801、单向阀座，802、钢球，9、滤网，10、丝堵，11、限位挡圈，12、密封圈。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作详细说明，本实施例以本技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。如图所示，本技术为一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，包括外壁带有绞龙的阀体1，阀体1中具有供水流流通的中心通道，阀体1沿冲孔方向的首端设有钻头连接头3，阀体1沿冲孔方向的尾端设有多个贯穿阀体1侧壁并置于中心通道内的射流喷头101，所述钻头连接头3具有与中心通道相贯通的通孔301，通孔301尾端与中心通道相接处固定设置有供水流单向流入通孔301内的单向阀8，通孔301首端设置有滤网9，所述中心通道尾部处设置有环形限位凸起2，环形限位凸起2实际上是环绕中心通道内壁的一圈凸部，阀体1位于钻头连接头3与环形限位凸起2之间的中心通道内设置有高低压水流切换机构；所述高低压水流切换机构包括活塞筒4以及滑动插设在活塞筒4内的活塞阀5，活塞筒4与活塞阀5均为沿冲孔方向首端密封、尾端敞开的筒体，活塞筒4尾部侧壁开设有与射流喷头101相互贯通的高压射流孔401；活塞筒4的筒体与中心通道之间形成低压水流通道7，活塞筒4的侧壁开设有与低压水流通道7连通的低压水流通孔Ⅰ402，活塞阀5的侧壁开设有低压水流通孔Ⅱ501，活塞阀5通过设置在活塞筒4筒体内的弹性件6与活塞筒4密封端的底壁连接，且在弹性件6自然状态下，低压水流通孔Ⅱ501与低压水流通孔Ⅰ402相互贯通，而活塞阀5的阀壁末端密封高压射流孔401，并在水压增大时，活塞阀5前移压缩弹性件6后封闭低压水流通孔Ⅱ501，打开高压射流孔401。以上为本技术的基本实施方式，可在以上基础上作进一步的改进、优化或限定。进一步的，所述单向阀8由具有一梯形通腔的单向阀座801和设置在梯形通腔中的钢球802构成，单向阀座801的外径大小与通孔301本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，包括外壁带有绞龙的阀体（1），阀体（1）中具有供水流流通的中心通道，阀体（1）沿冲孔方向的首端设有钻头连接头（3），阀体（1）沿冲孔方向的尾端设有多个贯穿阀体（1）侧壁并置于中心通道内的射流喷头（101），其特征在于：所述钻头连接头（3）具有与中心通道相贯通的通孔（301），通孔（301）尾端与中心通道相接处固定设置有供水流单向流入通孔（301）内的单向阀（8），通孔（301）首端设置有滤网（9），所述中心通道尾部处设置有环形限位凸起（2），阀体（1）位于钻头连接头（3）与环形限位凸起（2）之间的中心通道内设置有高低压水流切换机构；所述高低压水流切换机构包括活塞筒（4）以及滑动插设在活塞筒（4）内的活塞阀（5），活塞筒（4）与活塞阀（5）均为沿冲孔方向首端密封、尾端敞开的筒体，活塞筒（4）尾部侧壁开设有与射流喷头（101）相互贯通的高压射流孔（401）；活塞筒（4）的筒体与中心通道之间形成低压水流通道（7），活塞筒（4）的侧壁开设有与低压水流通道（7）连通的低压水流通孔Ⅰ（402），活塞阀（5）的侧壁开设有低压水流通孔Ⅱ（501），活塞阀（5）通过设置在活塞筒（4）筒体内的弹性件（6）与活塞筒（4）密封端的底壁连接，且在弹性件（6）自然状态下，低压水流通孔Ⅱ（501）与低压水流通孔Ⅰ（402）相互贯通，而活塞阀（5）的阀壁末端密封高压射流孔（401），并在水压增大时，活塞阀（5）前移压缩弹性件（6）后封闭低压水流通孔Ⅱ（501），打开高压射流孔（401）。...

【技术特征摘要】
1.一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，包括外壁带有绞龙的阀体（1），阀体（1）中具有供水流流通的中心通道，阀体（1）沿冲孔方向的首端设有钻头连接头（3），阀体（1）沿冲孔方向的尾端设有多个贯穿阀体（1）侧壁并置于中心通道内的射流喷头（101），其特征在于：所述钻头连接头（3）具有与中心通道相贯通的通孔（301），通孔（301）尾端与中心通道相接处固定设置有供水流单向流入通孔（301）内的单向阀（8），通孔（301）首端设置有滤网（9），所述中心通道尾部处设置有环形限位凸起（2），阀体（1）位于钻头连接头（3）与环形限位凸起（2）之间的中心通道内设置有高低压水流切换机构；所述高低压水流切换机构包括活塞筒（4）以及滑动插设在活塞筒（4）内的活塞阀（5），活塞筒（4）与活塞阀（5）均为沿冲孔方向首端密封、尾端敞开的筒体，活塞筒（4）尾部侧壁开设有与射流喷头（101）相互贯通的高压射流孔（401）；活塞筒（4）的筒体与中心通道之间形成低压水流通道（7），活塞筒（4）的侧壁开设有与低压水流通道（7）连通的低压水流通孔Ⅰ（402），活塞阀（5）的侧壁开设有低压水流通孔Ⅱ（501），活塞阀（5）通过设置在活塞筒（4）筒体内的弹性件（6）与活塞筒（4）密封端的底壁连接，且在弹性件（6）自然状态下，低压水流通孔Ⅱ（501）与低压水流通孔Ⅰ（402）相互贯通，而活塞阀（5）的阀壁末端密封高压射流孔（401），并在水压增大时，活塞阀（5）前移压缩弹性件（6）后封闭低压水流通孔Ⅱ（501），打开高压射流孔（401）。2.如权利要求1所述的一种水力扩孔造穴用单向过滤式自排粉高低压水流切换阀，其特征在于：所述单向阀（8）由具有一梯形通腔的单向阀座（801）和设置在梯形通腔中的钢球（802）构成，梯形通腔的大口端朝向冲孔方向设置，且梯形通腔与通孔（301）及中心通道相连通。3.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：武国胜，徐云辉，高彬彬，张肖峰，崔忠，
申请(专利权)人：河南铁福来装备制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41