一种防溢浆自胀自封套及柔性注浆锚杆的制作方法

1.本实用新型涉及矿山用锚杆支护产品技术领域，具体涉及一种防溢浆自胀自封套及柔性注浆锚杆。


背景技术：

2.目前，由于钢绞线是由多股细钢丝缠绕而成，与钢筋锚杆相比虽然增加了杆体的柔韧性，但整体性稍差，尤其当钢绞线加工时缠绕松紧控制不好就会造成有的钢绞线较松，当采用锚具锁紧这样的钢绞线时大多会出现抽芯现象，不能完全达到整体受力，造成杆体支护强度达不到设计要求，井下巷道使用锚索支护会经常出现提前破断情况，其中有许多锚索因钢绞线整体受力不均衡并没有达到设计支护强度就发生了破坏，这既极大浪费材料又严重影响巷道支护安全性；还有现在使用的锚杆锚索均为端锚支护，自身不能注浆做到全长锚固，造成大部分杆体裸露在潮湿空气中，特别钻孔中有水时杆体锈蚀很快，使杆体强度快速降低，大大降低锚索使用寿命；有些能注浆的锚杆锚索但封孔效果较差，漏浆严重，也造成材料浪费影响使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种防溢浆自胀自封套及柔性注浆锚杆，其能够防止在对钻孔中的锚杆注浆过程中溢出浆液，同时能够增强钢绞线的整体性，保证杆体的承载力。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
5.第一方面，一种防溢浆自胀自封套，包括限流部和能够受力产生形变膨胀的自胀部，自胀部内设有自胀部空腔，自胀部一端开口，自胀部另一端与限流部相连接，限流部内设有限流部空腔，限流部空腔与自胀部空腔相连通，自胀部的内径大于限流部的内径。其作用为，限流部空腔用于减小柔性杆体与限流部之间的缝隙，起到限流增压作用；当进行注浆时，浆液沿柔性杆体外壁纹路或者柔性杆体与套筒之间的缝隙流入自胀部，当自胀部与柔性杆体之间注满浆液时，由于自胀部端面及限流部与柔性杆体之间的配合，还有通过固定部或自胀部自身孔径对另一端的封闭作用，使自胀部内的液压升高，引起自胀部受力膨胀，自胀部膨胀后与钻孔内壁贴合，避免在对钻孔中的锚杆注浆过程中浆液从自封套处溢出，同时浆液还能从限流部与柔性杆体的缝隙中流出到钻孔中进行正常注浆。
6.进一步的，所述自胀部采用nbr材质。其作用为，使自胀部能够受力产生形变后膨胀。
7.进一步的，所述自胀部内壁远离限流部处设有固定部。其作用为，用于进一步防止自封套脱落及起到封闭作用。
8.进一步的，所述固定部呈环形台阶状，固定部的内径小于自胀部的内径且大于限流部的内径。其作用为，用于在柔性锚杆与自封套之间设置套筒。
9.进一步的，所述固定部与限流部之间的距离与自胀部内径的比例在1:1与20:1之
间。其作用为，使自胀部的距离足够长，方便产生形变进行膨胀封孔。
10.第二方面，一种柔性注浆锚杆，包括柔性杆体，所述柔性杆体上套设有上述的一种防溢浆自胀自封套，柔性杆体的外径与限流部的内径相匹配。柔性杆体优选为钢绞线。其作用为，使限流部限制与柔性杆体之间的缝隙流出的浆液，使自胀部能有足够的液压差产生膨胀封孔。
11.进一步的，所述柔性杆体上套设有套管，套管一端套设在固定部内，套管的外径与固定部的内径过盈配合或者焊接或者螺纹连接或者键槽连接。其作用为，为了方便注浆，在柔性杆体与自胀部之间设置套管。也可在套管上设置有与固定部相匹配环状凹槽，当自胀部受力膨胀时，固定部朝向限流部的一端受力上升，固定部上升端的下侧顶在凹槽内壁上，防止自胀部承压过大，浆液从固定部处溢出甚至造成自封套脱落。
12.进一步的，所述套管在远离上述的一种防溢浆自胀自封套的区段上套设有圆台状的止浆塞，止浆塞外径较小一端朝向自胀部。其作用为，用于对锚杆钻孔外孔进行密封。
13.进一步的，所述柔性杆体上在沿限流部朝向自胀部的方向上远离上述的一种防溢浆自胀自封套的一端设有用于径向挤压的增强环。其作用为，采用径向挤压机把增强环压紧在柔性杆体上，用于进一步提高柔性杆体的整体性能，保证杆体的承载力。
14.进一步的，所述柔性杆体上在增强环朝向自胀部一端设有外侧壁设有螺纹的螺纹锁紧套，螺纹锁紧套在柔性杆体上配合图中未显示的挤压簧采用挤压的方法将螺纹锁紧套固定在柔性杆体上，在螺纹锁紧套外套设有减磨环，通过设置在螺母与让压托盘之间的减磨环，当上紧螺母时能减少摩擦阻力提高杆体轴向拉力，同时当锚杆受力过大时可进行让压保护；螺纹锁紧套临近增强环的一端设有螺母，螺母优选球冠螺母，这样通过螺纹锁紧套外侧配套的球冠螺母，能够更好的适应不同角度钻孔，以减少柔性杆体的应力集中；柔性杆体上在螺纹锁紧套远离增强环的一端依次设有让压托盘、防转盘，密封圈、接头、套管，所述的让压托盘套设在螺纹锁紧套上，让压托盘中部为半球拱形并且两边设有拱形槽，拱形槽的拱高与注浆弯管的外径相适配，拱形槽不仅可以为注浆弯管提供注浆通道，同时能够提高托盘的抗变形强度，让压托盘的边角设有小孔，方便用铁丝把托盘悬挂的巷道顶板上，防止托盘掉落伤人；上述的一种防溢浆自胀自封套套设在套管远离增强环的一端，套管在临近接头处设有止浆塞，接头侧壁螺纹孔连接有注浆弯管，注浆弯管末端设有自闭阀，通过自闭阀的设置可防止注浆后浆液回流出钻孔造成材料浪费；防转盘和密封圈内设有与柔性杆体外壁相匹配的梅花状通孔，防转盘通过与柔性杆体外壁配合的梅花状通孔，与让压托盘配合，能够有效的防止拧紧螺母时柔性杆体旋转无法达到设计扭矩力的情况；接头内两端分别设有孔径不同的大口端和小口端，密封圈的大端与防转盘接触，密封圈的小端与接头的小口端配合密封，接头的大口端与套管相连接，止浆塞和密封圈采用nbr材质。
15.本实用新型具有的有益效果：
16.1、通过自封套的设置，在对钻孔中的锚杆的注浆过程中，能够防止浆液溢出，减少材料浪费及避免影响施工质量；
17.2、通过增强环的设置，能够进一步提高钢绞线的整体性能，保证杆体的整体承载力；
18.3、通过止浆塞的设置，用于对锚杆钻孔外孔进行密封，和自封套共同组成双重密封，密封效果好。
附图说明
19.图1为一种防溢浆自胀自封套的剖面结构示意图；
20.图2为一种柔性注浆锚杆的立体结构装配示意图；
21.图3为一种柔性注浆锚杆的立体结构爆炸示意图；
22.图4为一种防溢浆自胀自封套安装后未注浆时的剖面示意图；
23.图5为一种防溢浆自胀自封套安装后注浆时的剖面示意图。
24.附图标记说明如下：1、限流部；2、自胀部；3、自胀部空腔；4、限流部空腔；5、固定部；6、柔性杆体；7、套管；8、止浆塞；9、增强环；10、螺纹锁紧套；11、减磨环；12、螺母；13、让压托盘；14、防转盘；15、密封圈；16、接头；17、注浆弯管；18、自闭阀；19、钻孔。
具体实施方式
25.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“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实用新型中的具体含义。
28.实施例1
29.第一方面，如图1所示，一种防溢浆自胀自封套，包括限流部1和能够受力产生形变膨胀的自胀部2，自胀部2内设有自胀部空腔3，自胀部2一端开口，自胀部2另一端与限流部1相连接，限流部1内设有限流部空腔4，限流部空腔4与自胀部空腔3相连通，自胀部2的内径大于限流部1的内径。其作用为，未注浆时如图4所示，限流部空腔4用于减小柔性杆体6与限流部1之间的缝隙，起到限流增压作用；当进行注浆时，如图5所示，浆液沿着柔性杆体的外壁纹路进入自胀部2，当自胀部2与柔性杆体6之间注满浆液时，由于自胀部2端面及限流部1与柔性杆体6之间的配合，还有通过自胀部2自身孔径对另一端的封闭作用，使自胀部2内的液压升高，引起自胀部2受力膨胀，自胀部2膨胀后与钻孔19内壁贴合，避免在对钻孔19中的锚杆注浆过程中浆液从自封套处溢出，同时浆液还能从限流部与柔性杆体的缝隙中流出到钻孔中进行正常注浆。
30.具体的，所述自胀部2采用nbr材质。其作用为，使自胀部2能够受力产生形变后膨胀。
31.具体的，如图1所示，所述自胀部2内壁远离限流部1处设有固定部5。其作用为，用于进一步防止自封套脱落及起到封闭作用。
32.具体的，如图1所示，所述固定部5呈环形台阶状，固定部5的内径小于自胀部2的内
径且大于限流部1的内径。其作用为，用于在柔性锚杆与自封套之间设置套筒。
33.具体的，如图1所示，所述固定部5与限流部1之间的距离与自胀部2内径的比例在1:1与20:1之间。其作用为，使自胀部2的距离足够长，方便产生形变进行膨胀封孔。
34.第二方面，如图2、图3所示，一种柔性注浆锚杆，包括柔性杆体6，所述柔性杆体6上套设有上述的一种防溢浆自胀自封套，柔性杆体6的外径与限流部1的内径相匹配。柔性杆体6优选为钢绞线。其作用为，使限流部1限制与柔性杆体6之间的缝隙流出的浆液，使自胀部2能够有足够的液压差产生膨胀封孔。
35.具体的，如图2、图3所示，所述柔性杆体6上套设有套管7，套管7一端套设在固定部5内，套管7的外径与固定部5的内径过盈配合。其作用为，为了方便注浆，在柔性杆体6与自胀部2之间设置套管7。所述套管7在远离上述的一种防溢浆自胀自封套的区段上套设有圆台状的止浆塞8，止浆塞8外径较小一端朝向自胀部2。其作用为，用于对锚杆钻孔19的外孔进行密封。
36.具体的，如图2、图3所示，所述柔性杆体6上在沿限流部1朝向自胀部2的方向上远离上述的一种防溢浆自胀自封套的一端设有用于径向挤压的增强环9。其作用为，采用径向挤压机把增强环9压紧在柔性杆体6上，用于进一步提高柔性杆体6的整体性能，保证杆体的承载力。
37.具体的，如图2、图3所示，所述柔性杆体6上在增强环9朝向自胀部2一端设有外侧壁设有螺纹的螺纹锁紧套10，螺纹锁紧套10在柔性杆体6上配合图中未显示的挤压簧采用挤压的方法将螺纹锁紧套10固定在柔性杆体6上，在螺纹锁紧套10外套设有减磨环11，通过设置在螺母12与让压托盘13之间的减磨环11，当上紧螺母12时能减少摩擦阻力提高杆体轴向拉力，同时当锚杆受力过大时可进行让压保护；螺纹锁紧套10临近增强环9的一端设有螺母12，螺母12优选为球冠螺母12，这样通过螺纹锁紧套10外侧配套的螺母12，能够更好的适应不同角度钻孔19，以减少柔性杆体6的应力集中；柔性杆体6上在螺纹锁紧套10远离增强环9的一端依次设有让压托盘13、防转盘14，密封圈15、接头16、套管7，让压托盘13套设在螺纹锁紧套10上，让压托盘13中部为半球拱形并且两边设有拱形槽，拱形槽的拱高与注浆弯管17的外径相适配，拱形槽不仅可以为注浆弯管17提供注浆通道，同时能够提高托盘的抗变形强度，让压托盘13的边角设有小孔，可方便用铁丝把托盘悬挂的巷道顶板上，防止托盘掉落伤人；上述的一种防溢浆自胀自封套套设在套管7远离增强环9的一端，套管7在临近接头16处设有止浆塞8，接头16侧壁螺纹孔连接有注浆弯管17，注浆弯管17末端设有自闭阀18，通过自闭阀18的设置可防止注浆后浆液回流出钻孔19造成材料浪费；防转盘14和密封圈15内设有与柔性杆体6外壁相匹配的梅花状通孔，防转盘14通过与柔性杆体6外壁配合的梅花状通孔，与让压托盘13配合，能够有效的防止拧紧螺母12时柔性杆体6旋转无法达到设计扭矩力的情况；接头16内两端分别设有孔径不同的大口端和小口端，密封圈15的大端与防转盘14接触，密封圈15的小端与接头16的小口端配合密封，接头16的大口端与套管7相连接，止浆塞8和密封圈15采用nbr材质。
38.本实施例的具体工作原理说明如下：
39.在使用柔性注浆锚杆对矿井巷道或隧道等进行施工支护时，现场施工人员先按图2把柔性注浆锚杆组装好备用，然后再根据钢绞线杆体的直径、长度，用锚杆钻机打出相匹配的锚杆钻孔19，把锚固剂放入钻孔19，并用钢绞线杆体把锚固剂顶进钻孔19底部，然后用
安装套筒把锚杆钻机与该锚杆外露端的钢绞线连接起来，开动锚杆钻机带动钢绞线杆体旋转搅拌锚固剂，并且让套管7及自封套完全塞入钻孔19中，锚杆钻机顶紧柔性杆体6待锚固剂固化后，再用螺母12套筒拧紧螺母12达到设定扭矩力。当螺母12拧紧时通过减磨环11对让压托盘13进行压紧，而让压托盘13又挤压防转盘14，防转盘14又挤压密封圈15及接头16，对接头16外口进行密封，让压托盘13压紧岩面，随着压力越大阻力也越大，这样可阻止钢绞线杆体旋转，从而保证螺母12拧紧达到设定扭矩力。另外安装时必须把注浆弯管17从托盘的注浆槽内穿过，防止压坏注浆弯管17影响后期注浆使用，为防止后期压力过大锚杆崩断托盘掉落伤人，可用铁丝穿过托盘边角小孔把铁丝固定在顶板固定点上。当注浆时，把注浆接头16与注浆弯管17上的自闭阀18连接，开动注浆泵即可进注浆施工。
40.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。