一种隧道施工爆破用钻孔填药装置的制作方法

1.本发明为道路桥梁工程施工领域，具体涉及到的是一种隧道施工爆破用钻孔填药装置。


背景技术：

2.隧道是公路、铁路等建设的重点和关键工程。随着铁路建设的发展和科技的进步，隧道开挖方法得到了迅猛发展。隧道施工时需要将隧道挖掘截面的泥土和石块清除，为了提高清除作业的效率需要采用炸药进行爆破。为了避免炸药对不需要清理的区域产生破坏，因此爆破时主要采用在隧道截面上合理地布置多组小当量炸药，传统的布置手段主要是采用手工打孔和装药，缺乏相应的专业机器，从而导致打孔和装药过程需要占用大量的时间和劳动力，进而影响了工程进度。并且在隧道高度较大时，上层手动装药困难，人工难以操作，若是直接采用推杆挤压的方式将炸药压入钻孔内，可能会使得炸药受压爆炸，极其危险，从而增加了施工难度，所以急需一种隧道施工爆破用钻孔填药装置来解决上述问题。
3.本发明提供了一种隧道施工爆破用钻孔填药装置，本发明能够自动进行钻孔并填药，本发明在钻孔完成后打开钻头，并利用钻头离开钻孔的回收动作，使钻孔内形成负压，将位于中空转动轴内的炸药吸入钻孔内，避免炸药在装药过程中因刚性挤压以及孔壁的摩擦造成损坏，避免了人工操作，保护了炸药，节省了经济成本和钻孔填药的时间成本，提高了生产效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种隧道施工爆破用钻孔填药装置，以解决上述背景技术中提出了现有技术缺点的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道施工爆破用钻孔填药装置，包括滑动设置在机架上的安装座和转动安装在安装座上的转动轴，所述转动轴呈中空贯穿状，转动轴的一端为进药口，另一端为出药口；在转动轴靠近进药口的一端固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮与驱动电机相连；在转动轴靠近出药口的一端设置有用于钻孔的钻头；所述钻头具有a1、a2两种工作状态；a1：钻头合拢，封闭出药口，钻头用于钻孔；a2：钻头打开，打开出药口。
6.作为本发明的进一步方案，所述转动轴按固定安装在套壳内，所述套壳转动安装在安装座上，转动轴靠近出药口的一端还设置有膨胀组件，套壳靠近出药口的一端开有缺口，所述膨胀组件滑动安装在套壳内，膨胀组件在钻头处于a1状态时从缺口伸出，密封钻孔。
7.作为本发明的进一步方案，所述膨胀组件包括滑动条，转动轴的周面上间隔开有第一滑动槽，所述第一滑动槽沿转动轴的轴长方向设置，滑动条滑动安装在第一滑动槽内；所述滑动条上通过连接杆铰接有膨胀环，所述连接杆的一端铰接在滑动条上，另一端铰接在膨胀环上，所述膨胀环滑动安装在套壳内；所述滑动条靠近进药口的一端固定连接有驱
动环，驱动环与固定安装在安装座上的驱动机构相连；所述驱动环包括高位驱动环和低位驱动环，所述高位驱动环比低位驱动环靠近进药口，高位驱动环所连接的滑动条与低位驱动环所连接的驱动环间隔排列，滑动条向靠近转动轴出药口一侧滑动时，膨胀件从缺口伸出，密封钻孔。
8.作为本发明的进一步方案，所述膨胀环由橡胶制成。
9.作为本发明的进一步方案，所述钻头包括转动安装在转动轴靠近出药口一端的扇形部，所述扇形部沿转动轴的周向环形排列，扇形部靠近转动轴轴线的一侧侧面上开有第二滑动槽，所述滑动条靠近出药口的一端固定安装有滑动柱，所述滑动柱滑动安装在第二滑动槽内；滑动条向靠近转动轴出药口一侧滑动时，钻头处于a1状态；滑动条向远离转动轴出药口一侧滑动时，钻头处于a2状态。
10.作为本发明的进一步方案，机架包括承载台，所述承载台上设置有竖直升降机构，所述升降机构包括固定安装在承载台上四周的竖直丝杠，竖直丝杆上螺纹连接有第一滑动螺套，相邻的两个所述第一滑动螺套之间连接有第一水平丝杠，所述第一水平丝杠沿着转动轴的轴长方向设置，第一水平丝杠上螺纹连接有第二滑动螺套，两第二滑动螺套上连接有第二水平丝杆，所述第二水平丝杠与第一水平丝杆相垂直，第二水平丝杠上螺纹连接有安装座。
11.作为本发明的进一步方案，承载台的下方设置有行走轮。
12.作为本发明的进一步方案，承载台的下方四周固定设置有固定脚。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1.本发明能够自动进行钻孔并填药，本发明在钻孔完成后打开钻头，并利用钻头离开钻孔的回收动作，使钻孔内形成负压，将位于中空转动轴内的炸药吸入钻孔内，避免炸药在装药过程中因刚性挤压以及孔壁的摩擦造成损坏，避免了人工操作，保护了炸药，节省了经济成本和钻孔填药的时间成本，提高了生产效率。
15.2.本发明在钻孔后将炸药通过转动轴的光滑内壁进入钻孔的根部，炸药在填药的过程中无需与钻孔的侧面摩擦，保护了炸药，且使得炸药离开出药口后恰好位于钻孔的根部，填药位置准确。该方式既节省了钻孔填药的时间，提高了效率，又使得填药的位置准确，保证了爆破的效果。
16.3.本发明利用驱动机构驱动滑动条在转动轴上移动，不仅驱动膨胀环从套壳的缺口顶出，密封钻孔；还驱动滑动柱在扇形部上的第二滑动槽滑动，顶起扇形部，打开钻头，打开转动轴上的出药口。该方式结构简单，密封钻孔与打开出药口同步完成，节省时间，提高效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一种隧道施工爆破用钻孔填药装置的整体结构示意图；
19.图2为本发明去除承载台和升降机构的结构示意图；
20.图3为本发明图2另一视角的结构示意图；
21.图4为本发明图2的剖视图；
22.图5为本发明图4中a部分的局部放大图；
23.图6为本发明工作部去除转动轴和钻头的结构示意图；
24.图7为本发明转动轴和钻头的结构示意图；
25.图8为本发明钻头的结构示意图；
26.图9为本发明滑动条和驱动环的结构示意图。
27.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
28.1-安装座、2-转动轴、21-进药口、22-出药口、3-驱动齿轮、4-驱动电机、5-钻头、51-扇形部、52-第二滑动槽、53-滑动柱、61-套壳、62-缺口、63-滑动条、64-第一滑动槽、65-连接杆、66-膨胀环、67-驱动机构、68-高位驱动环、69-低位驱动环、71-承载台、72-竖直丝杠、73-第一滑动螺套、74-第一水平丝杠、75-第二滑动螺套、76-第二水平丝杠、8-行走轮、9-固定脚。
具体实施方式
29.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1-9，一种隧道施工爆破用钻孔填药装置，包括滑动设置在机架上的安装座1和转动安装在安装座1上的转动轴2，所述转动轴2呈中空贯穿状，转动轴2的一端为进药口21，另一端为出药口22；在转动轴2靠近进药口21的一端固定安装有驱动齿轮3，所述驱动齿轮3与驱动电机4相连；在转动轴2靠近出药口22的一端设置有用于钻孔的钻头5；所述钻头5具有a1、a2两种工作状态；a1：钻头5合拢，封闭出药口22，钻头5用于钻孔；a2：钻头5打开，打开出药口22。
31.如图2、图5所示，本发明的驱动电机4驱动驱动齿轮3转动，驱动齿轮3带动转动轴2转动，转动轴2的一端安装有钻头5，钻头5开始钻孔，此时钻头5合拢，转动轴2上的出药口22封闭。如图1所示，本发明在钻孔的过程中，安装座1在机架上滑动控制钻头5的钻孔深度，安装座1整体滑动带动钻头5整体移动控制钻头5的进给、回退。如图2所示，当钻孔完毕后，向中空管状的转动轴2的紧要口一端塞入炸药，然后打开钻头5，打开转动轴2上的出药口22，炸药在重力(竖直方向钻孔)、外力(水平方向钻孔)作用下穿过转动轴2到达出药口22处，最后安装座1整体回收控制钻头5离开钻孔，炸药留在钻孔根部。在隧道施工打孔时钻孔的内壁必然不光滑，钻头5离开钻孔后钻孔内可能残留有碎石等杂物，这样在填药过程中，炸药可能与钻孔内部摩擦而磨损，还可能因为杂物堆积在底部使得炸药无法防放置在钻孔的根部影响爆破的效果，本发明在钻孔后将炸药通过转动轴2的光滑内壁进入钻孔的根部，炸药在填药的过程中无需与钻孔的侧面摩擦，保护了炸药，且使得炸药离开出药口22后恰好位于钻孔的根部，填药位置准确。该方式既节省了钻孔填药的时间，提高了效率，又使得填药的位置准确，保证了爆破的效果。
32.作为本发明的进一步方案，所述转动轴2按固定安装在套壳61内，所述套壳61转动
安装在安装座1上，转动轴2靠近出药口22的一端还设置有膨胀组件，套壳61靠近出药口22的一端开有缺口62，所述膨胀组件滑动安装在套壳61内，膨胀组件在钻头5处于a1状态时从缺口62伸出，密封钻孔。
33.作为本发明的进一步方案，所述膨胀组件包括滑动条63，转动轴2的周面上间隔开有第一滑动槽64，所述第一滑动槽64沿转动轴2的轴长方向设置，滑动条63滑动安装在第一滑动槽64内；所述滑动条63上通过连接杆65铰接有膨胀环66，所述连接杆65的一端铰接在滑动条63上，另一端铰接在膨胀环66上，所述膨胀环66滑动安装在套壳61内；所述滑动条63靠近进药口21的一端固定连接有驱动环，驱动环与固定安装在安装座1上的驱动机构67相连；所述驱动环包括高位驱动环68和低位驱动环69，所述高位驱动环68比低位驱动环69靠近进药口21，高位驱动环68所连接的滑动条63与低位驱动环69所连接的驱动环间隔排列，滑动条63向靠近转动轴2出药口22一侧滑动时，膨胀件从缺口62伸出，密封钻孔。
34.作为本发明的进一步方案，所述膨胀环66由橡胶制成。
35.本发明在实际使用过程中，尤其是在水平打孔时，填药需要采用外力将炸药压至转动轴2的出药口22附近，但是炸药属于易燃易爆件，除了防火、防水外还不能过分挤压，否则可能导致炸药失效甚至是爆炸，出现安全事故。所以如图3、图6所示，本发明的转动轴2固定安装在套壳61内，钻孔时套壳61随着转动轴2一起转动，转动轴2的轴身上还滑动安装有滑动条63。如图4、图6所示，当钻孔结束后，固定安装在安装座1上的驱动机构67先驱动低位驱动环69向靠近转动轴2出药口22的一端移动，低位驱动环69推动滑动条63在转动轴2的轴身上移动将铰接在滑动条63的膨胀环66驱动至套壳61上的缺口62处，然后滑动条63继续移动，因为膨胀环66卡在缺口62处，所以此时连接杆65转动将膨胀环66从套壳61的缺口62顶出至钻孔的内壁上；同理，低位驱动环69移动完毕后，驱动机构67驱动高位驱动环68移动，将滑动条63上的膨胀件从套壳61的缺口62处顶出，此时膨胀环66与套壳61密封钻孔，此时钻头5、转动轴2上的出药口22处于打开状态。本实施例提供了一种钻头5、出药口22的打开方式，如图4、图5、图6所示，因为滑动条63在转动轴2身上向出药口22一侧移动，所以位于转动轴2出药口22处的滑动柱53会被滑动条63推动顶起扇形部51，滑动柱53在顶起扇形部51的同时在扇形部51上的第二滑动槽52内滑动。因为扇形部51转动安装在转动轴2出药口22的一端，当扇形部51被顶起时，扇形部51打开出药口22，允许炸药离开转动轴2。接着安装座1带动转动轴2和钻头5开始后撤离开钻孔。如图3所示，因为此时膨胀环66与套壳61密封钻孔，所以随着安装座1的后撤，膨胀环66和套壳61后撤使得钻孔内形成负压，这样位于转动轴2进药口21处的炸药就会在外界空气压力的作用下被空气压入转动轴2的出药口22端；随着转动轴2和钻头5离开钻孔，炸药会离开转动轴2后留在钻孔的根部，完成填药。本发明在钻孔完成后打开钻头5，并利用钻头5离开钻孔的回收动作，使钻孔内形成负压，将位于中空转动轴2内的炸药吸入钻孔内，避免炸药在装药过程中因刚性挤压以及孔壁的摩擦造成损坏，避免了人工操作，保护了炸药，节省了经济成本和钻孔填药的时间成本，提高了生产效率。
36.如图6所示，本发明设置高位驱动环68、低位驱动环69因为在膨胀环66从缺口62内收缩时，膨胀环66在转动轴2的径向方位缩小，这样原先组成环状的两组膨胀环66不能位于转动轴2的同一高度，否则相互干涉，随意本发明将两组膨胀环66的高度相互错开，避免干涉。
37.为了保证空气压力能够将炸药推至转动轴2的出药口22处，在填放炸药是可以在炸药上放置一个垫圈，垫圈的端面尺寸与转动轴2的中空通道的横截面积一致，所述垫圈滑动安装在转动轴2的中空通道内。这样在转动轴2和钻头5离开钻孔时，外界空气不会从炸药和转动轴2的中空通道内通过，保证气压对炸药的推力；同时该垫圈在填药结束后可以防止外界杂物落入钻孔内，保护炸药，保证爆破效果。
38.值得注意的是本发明的膨胀环由橡胶制成。在转动轴和钻头后撤拉动膨胀环时，橡胶制成的膨胀环不仅可以密封钻孔，使得钻孔形成负压吸入炸药，还能够对钻孔内进行清理，将打孔时残留在钻孔内的作为本发明的进一步方案，所述钻头5包括转动安装在转动轴2靠近出药口22一端的扇形部51，所述扇形部51沿转动轴2的周向环形排列，扇形部51靠近转动轴2轴线的一侧侧面上开有第二滑动槽52，所述滑动条63靠近出药口22的一端固定安装有滑动柱53，所述滑动柱53滑动安装在第二滑动槽52内；滑动条63向靠近转动轴2出药口22一侧滑动时，钻头5处于a1状态；滑动条63向远离转动轴2出药口22一侧滑动时，钻头5处于a2状态。
39.本发明在钻孔时，钻头5处于合拢状态，封闭转动轴2上的出药口22，在填药时，钻头5处于打开状态，打开转动轴2上的出药口22。如图4、图5、图6所示，钻孔时钻头5处于合拢状态，封闭转动轴2上的出药口22。当钻孔完毕后，因为驱动机构67驱动滑动条63在转动轴2身上向出药口22一侧移动，所以位于转动轴2出药口22处的滑动柱53会被滑动条63推动顶起扇形部51，滑动柱53在顶起扇形部51的同时在扇形部51上的第二滑动槽52内滑动。因为扇形部51转动安装在转动轴2出药口22的一端，当扇形部51被顶起时，扇形部51打开出药口22，允许炸药离开转动轴2。本发明利用驱动机构67驱动滑动条63在转动轴2上移动，不仅驱动膨胀环66从套壳61的缺口62顶出，密封钻孔；还驱动滑动柱53在扇形部51上的第二滑动槽52滑动，顶起扇形部51，打开钻头5，打开转动轴2上的出药口22。该方式结构简单，密封钻孔与打开出药口22同步完成，节省时间，提高效率。
40.作为本发明的进一步方案，机架包括承载台71，所述承载台71上设置有竖直升降机构，所述升降机构包括固定安装在承载台71上四周的竖直丝杠72，竖直丝杆上螺纹连接有第一滑动螺套73，相邻的两个所述第一滑动螺套73之间连接有第一水平丝杠74，所述第一水平丝杠74沿着转动轴2的轴长方向设置，第一水平丝杠74上螺纹连接有第二滑动螺套75，两第二滑动螺套75上连接有第二水平丝杆，所述第二水平丝杠76与第一水平丝杆相垂直，第二水平丝杠76上螺纹连接有安装座1。
41.在实际隧道施工的过程中，往往需要在高位进行钻孔填药，人工难以操作，极其不便。所以本发明设置了升降机构，如图1所示，本发明的安装座1设置在承载台71上，承载台71上四周的竖直丝杠72，竖直丝杠72转动调整第一滑动螺套73的竖直位置；相邻的两个所述第一滑动螺套73之间连接有第一水平丝杠74，所述第一水平丝杠74沿着转动轴2的轴长方向设置，这样第一水平丝杠74转动调节第二滑动螺套75的水平位置，所述的安装座1通过第二水平丝杆安装在第二滑动螺套75上，所以此时的安装座1可以根据需求调整自身的上下左右方位，以适应不同施工状况，提高了产品的适用性，方便了工人。
42.作为本发明的进一步方案，承载台71的下方设置有行走轮8。本发明需要在野外施工，地形复杂，所以在承载台71的下方设置了行走轮8，方便运输。
43.作为本发明的进一步方案，承载台71的下方四周固定设置有固定脚9。本发明在钻
孔时需要承受反作用力，为了保持钻孔的稳定，本发明在承载台71的下方四周固定设置了固定脚9，在钻孔前先将固定脚9与地面固定，使得承载台71稳定，方便钻孔。