CN115917113A - 用于处理用于钻机的消耗品的处理装置 - Google Patents

Abstract

一种用于处理用于钻机(2)的消耗品(1)的处理系统，适合于对所述消耗品(1)进行自动处理。

Description

用于处理用于钻机的消耗品的处理装置

技术领域

本公开涉及与用于钻机的消耗品(诸如钻杆)的自动处理相关的改进。

背景技术

在地下采矿和建筑中，地下钻机用于执行不同类型的钻凿操作。地下钻机的一个常见应用领域是用加固材料(诸如钢筋锚杆)来加固坑顶和/或坑壁部分。为了执行钻凿操作，地下钻机需要供应钻凿消耗品。当使用消耗品时，典型的钻凿操作是延伸钻凿，诸如在硬岩石或软岩石中的延伸钻凿。尽管尽一切努力创造安全的工作环境，但是地下采矿有时仍然造成危险的工作条件。当手动进行供应时，向钻机供应钻凿消耗品存在潜在的安全风险。此外，地下钻机在越来越狭窄的空间限制内被操作。

因此，期望的是通过提供以部分或完全机械化的方式提供钻凿消耗品的操纵器来用机械化的工作代替用于将钻凿消耗品供应到钻机的手工工作。然而，考虑到地下采矿情况下的狭窄的空间限制，该行业中的以前的尝试尚不能充分满足安全并同时节省空间的解决方案的需求。

EP3247867B1通过提出一种用于处理用于钻机的消耗品(诸如钻钢、钢筋锚杆和树脂筒)的自动化解决方案来解决这些挑战。

然而，EP3247867B1的解决方案对于需要通过添加更多的钻杆来重复延伸钻柱的深孔钻凿操作的效果不佳。实验表明，特殊的挑战是将新钻杆拧到钻孔中的先前一个钻杆的尾部上，从而使螺纹对准并装配在一起。

因此，本发明的目的是提供一种改进的用于向地下采矿延伸钻凿钻机提供消耗品的自动系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，上述目的通过如所附独立权利要求1中所述的一种用于处理用于地下采矿延伸钻凿钻机的消耗品的处理系统来实现。该处理系统包括拾取机构，该拾取机构被构造用以在用于消耗品的料仓与钻机内的装载位置之间来回移动消耗品。用于消耗品的料仓不是权利要求1的所要求保护的对象的一部分，而是被包括在钻机中。消耗品在装载位置中与钻机的纵向钻凿轴线对准，使得钻机的钻头能够接合消耗品的尾部，从而将消耗品沿着纵向钻凿轴线朝向消耗品的外部极限外部位置移动。处理系统还包括第一外部引导装置，该第一外部引导装置沿着纵向钻凿轴线进一步向外定位。第一外部引导装置被构造用以在由钻头将所述消耗品向外馈送时，在横向于纵向钻凿轴线的平面中接纳并引导消耗品，并且被构造用以当消耗品处于其外部极限位置时，可选地夹紧并保持消耗品的尾部。此外，处理系统还包括第二外部引导装置，该第二外部引导装置以与第一外部引导装置相邻的方式被设置在第一外部引导装置和内部引导装置之间，其中，第二外部引导装置被构造用以在横向于纵向钻凿轴线的平面中引导消耗品，被构造用以能够与消耗品侧向脱离，并且被构造成，一旦第二外部引导装置与消耗品脱离，就能够旋转或能够以其它方式移动离开钻头的路线。

拾取机构从消耗品料仓中拾取消耗品(诸如钻杆)，并将该消耗品移动到钻机中的装载位置。钻头接合消耗品并将该消耗品向外移动，用于钻出孔或用于插入已经钻出的孔中。一旦消耗品已经到达其外部极限位置，则第一外部引导装置就被操作以夹紧并保持消耗品，其中钻头被操作以脱离消耗品并移动回到其内部位置。然后，拾取机构拾取另一个消耗品，并将其带到装载位置。钻头接合在装载位置中的消耗品，然后将该消耗品向上移动，使之与第一个消耗品的尾部接合，并且使第二个消耗品旋转，使得第二个消耗品联接到第一个消耗品。此后，第一外部引导装置释放其对第一个消耗品的夹紧，从而允许这两个消耗品都进一步向外移动。简单地重复该过程，以添加更多的消耗品，并且反过来进行该过程，以一个一个地移除消耗品。因此，本处理系统为钻机提供消耗品的自动供应和处理。第二外部引导件被定位在第一外部引导装置和内部引导装置之间，使得要连接到由第一外部引导装置夹紧的在先一个消耗品的后续消耗品首先移动通过第二外部引导装置，这给予后续消耗品的外部相对于由第一外部引导装置保持的在先一个消耗品的明确限定的位置。第一外部引导装置和第二外部引导装置在消耗品彼此连接之前一起将消耗品对准。与第一外部引导装置相邻设置第二外部引导装置增加了消耗品的相对定位的精度。因此，减轻了由于消耗品未对准造成的损坏。然后，第二外部引导装置被移出钻头的路线，从而即使提供了这种用于消耗品的自动供应系统，也允许钻机的全长操作。

该处理系统还可以包括内部引导装置，该内部引导装置被定位用以在装载位置中接纳消耗品的前部，并且被构造用以可选地保持消耗品，使得消耗品在横向于纵向钻凿轴线的平面中被引导，同时允许消耗品在由钻头驱动时沿着纵向钻凿轴线移动。

当钻头接合消耗品时，内部引导装置保持并引导消耗品，从而降低消耗品不与第一外部引导装置和/或第二外部引导装置对准的风险。

第一外部引导装置可以包括第一引导屏，该第一引导屏被构造用以当消耗品的前部接近第一外部引导装置时，将消耗品的前部引导到第一外部引导装置中。当消耗品的前端在沿着钻凿轴线向外移动时接近第一外部引导装置时，第一引导屏抓住消耗品的前部并将其引导进入并通过所述引导装置。

第一引导屏可以是截头圆锥形的。

第一引导屏的截头圆锥形状是有利的，因为这在屏中没有硬折痕的情况下提供了屏的逐渐扩展的形状，使得即使消耗品的形状由于与先前的使用而有任何偏差(诸如稍微弯曲的消耗品)，消耗品也被平稳地引导到其在第一外部引导装置内的预定位置中。

此外，第一外部引导装置和/或第二外部引导装置可以包括用于接纳消耗品的相应的贯通凹部，其中，每一个贯通凹部相对于纵向钻凿轴线侧向开口，使得消耗品能够通过侧向开口移入和移出贯通凹部。

侧向开口使得第二引导装置能够借助于消耗品穿过侧向开口的侧向移动而从消耗品脱离。

第一外部引导装置和第二外部引导装置可以包括相应的引导构件以及致动器，该引导构件能够侧向移入和移出贯通凹部，该致动器用于控制引导构件的位置。引导构件进一步进入贯通凹部中的移动限制了消耗品在贯通凹部内的移动，从而提高了第二外部引导装置对于不同尺寸消耗品的引导精度。然后，引导构件能够被往回移出中央贯通凹部，以允许消耗品穿过侧向开口自由移动，使得第二外部引导装置能够与消耗品脱离，并且被移出钻头的路线。

第二外部引导装置可以包括第二引导屏，该第二引导屏被构造用以当消耗品的前部接近第二外部引导装置时，将消耗品的前部引导到第二外部引导装置中。当消耗品的前端接近第一外部引导装置时，第二引导屏抓住消耗品的前部，并引导其进入并且通过所述引导装置。

第二引导屏可以是截头圆锥形的，并且设置有侧向开口。

根据本发明的第二方面，上述目的通过一种钻机系统来实现，该钻机系统包括如上所述的处理系统并且还包括所述钻机。

根据本发明的第三方面，上述目的通过一种钻凿车辆来实现，该钻凿车辆包括如上所述的钻机系统，该钻凿车辆诸如为设置有打锚杆机、移动式打锚杆机、打锚杆机车、掘锚机或掘进机的切割机器。

附图说明

图1示出了包括钻机和用于钻机的消耗品的处理系统的钻机系统。

图2示出了也在图1中示出的钻机系统的上部，其中放大部分示出了大约将要连接的两个钻杆。

具体实施方式

在下文中将参照附图描述用于处理用于钻机2的消耗品1的处理系统的第一实施例。图1至图2示出了被安装到钻机2的处理系统，该钻机2设置有用于消耗品的料仓3。处理系统可以作为用于安装到现有钻机的改装解决方案被出售，或者处理系统可以作为包括钻机2和消耗品处理系统两者的钻机系统被出售。此外，该技术可以以包括钻机系统的采矿车辆的形式来提供。以下描述集中于描述消耗品处理系统本身，而不是钻机2或运载车辆。

如图1至图2所示，处理系统包括拾取机构4，该拾取机构4被构造用以在用于消耗品的料仓3与钻机2内的装载位置之间来回移动消耗品1。消耗品1在装载位置中与钻机2的纵向钻凿轴线A对准，使得钻机2的钻头5能够接合消耗品1的尾部，从而将消耗品1沿着纵向钻凿轴线A朝向如图2所示的消耗品1的外部极限外部位置P1移动。处理系统还包括第一外部引导装置7，该第一外部引导装置7沿着纵向钻凿轴线A进一步向外定位。第一外部引导装置7被构造用以在由钻头5将所述消耗品1向外馈送时，在横向于纵向钻凿轴线A的平面中接纳并引导消耗品1，并且被构造用以当消耗品1处于其外部极限位置P1时，可选地夹紧并保持消耗品1的尾部。此外，第一外部引导装置7包括第一引导屏8，该第一引导屏8被构造用以当消耗品1的前部接近第一外部引导装置7时，将消耗品1的前部引导到第一外部引导装置7中。

处理系统包括内部引导装置6，该内部引导装置6被定位用以接纳在装载位置中的消耗品1的前部，并且被构造用以可选地保持消耗品1，使得消耗品1在横向于纵向钻凿轴线A的平面中被引导，同时允许消耗品1在由钻头5驱动时沿着纵向钻凿轴线移动。在其它实施例中，可替代地是，内部引导装置6可以被省略，或者内部引导装置6可以已经作为钻机2的一部分被提供。

第一引导屏8是截头圆锥形的，但是在其它实施例中，可替代地是，其可以具有任何其它合适的形状，诸如具有平面或曲线部段的大致向外扩展的形状。

处理系统还包括第二外部引导装置9，该第二外部引导装置9以与第一外部引导装置7相邻的方式被设置在第一外部引导装置7和内部引导装置6之间，其中第二外部引导装置9被构造用以在横向于纵向钻凿轴线A的平面中引导消耗品1，被构造用以能够从消耗品1侧向脱离，并且被构造成，一旦钻头5从消耗品1脱离，就能够旋转或能够以其它方式移动离开钻头5的路线。

此外，第一外部引导装置7和第二外部引导装置9中的每一个外部引导装置包括用于接纳消耗品1的相应的贯通凹部10、11，其中每一个贯通凹部10、11相对于纵向钻凿轴线A侧向开口，使得消耗品1能够通过侧向开口12、13移入和移出贯通凹部10、11。

第一外部引导装置7和第二外部引导装置9均包括相应的引导构件15和相应的致动器，该引导构件15能够侧向移入和移出贯通凹部10、11，以适应于消耗品的尺寸，该致动器在图中不可见，该致动器用于控制相应的引导构件15的位置。

第一引导装置7和第二引导装置8中的每一个引导装置能够围绕枢转轴线A1旋转，并且该旋转由如图1所示的相应的旋转致动器16控制。

第二外部引导装置9包括第二引导屏14，该第二引导屏14被构造用以当消耗品1的前部接近第二外部引导装置9时，将消耗品1的前部引导到第二外部引导装置9中。在其它实施例中，可替代地是，第二引导屏14可以被省略。

第二引导屏14是截头圆锥形的，并且设置有侧向开口，但是在其它实施例中，可替代地，其可以具有某种其它合适的形状。

Claims (10)

1.一种用于处理用于地下采矿延伸钻凿钻机(2)的消耗品(1)的处理系统，其中，所述处理系统包括拾取机构(4)，所述拾取机构(4)被构造用以在所述钻机(2)的用于消耗品的料仓(3)与所述钻机(2)内的装载位置之间来回移动消耗品(1)，其中，所述消耗品(1)在所述装载位置中与所述钻机(2)的纵向钻凿轴线(A)对准，使得所述钻机(2)的钻头(5)能够接合所述消耗品(1)的尾部，从而将所述消耗品(1)沿着所述纵向钻凿轴线(A)朝向所述消耗品(1)的外部极限外部位置(P1)移动，并且

其中，所述处理系统还包括第一外部引导装置(7)，所述第一外部引导装置(7)沿着所述纵向钻凿轴线(A)进一步向外定位，其中，所述第一外部引导装置(7)被构造用以在由所述钻头(5)将所述消耗品(1)向外馈送时在横向于所述纵向钻凿轴线(A)的平面中接纳并引导所述消耗品(1)，并且所述第一外部引导装置(7)被构造用以当所述消耗品(1)处于其外部极限位置(P1)时可选地夹紧并保持所述消耗品(1)的所述尾部，

其特征在于，所述处理系统还包括第二外部引导装置(9)，所述第二外部引导装置(9)以与所述第一外部引导装置(7)相邻的方式被设置在所述第一外部引导装置(7)和内部引导装置(6)之间，其中，所述第二外部引导装置(9)被构造用以在横向于所述纵向钻凿轴线(A)的平面中引导所述消耗品(1)，被构造用以能够从所述消耗品(1)侧向脱离，并且被构造成，一旦所述第二外部引导装置(9)从所述消耗品(1)脱离，就能够旋转或能够以其它方式移动离开所述钻头(5)的路线。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，所述处理系统还包括内部引导装置(6)，所述内部引导装置(6)被定位用以在所述装载位置中接纳消耗品(1)的前部，并且所述内部引导装置(6)被构造用以可选地保持所述消耗品(1)，使得所述消耗品(1)在横向于所述纵向钻凿轴线(A)的平面中被引导，同时允许所述消耗品(1)在由所述钻头(5)驱动时沿着所述纵向钻凿轴线移动。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的处理系统，其中，所述第一外部引导装置(7)包括第一引导屏(8)，所述第一引导屏(8)被构造用以当所述消耗品(1)的前部接近所述第一外部引导装置(7)时，将所述消耗品(1)的所述前部引导到所述第一外部引导装置(7)中。

4.根据权利要求3所述的处理系统，其中，所述第一引导屏(8)是截头圆锥形的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中，所述第一外部引导装置(7)和所述第二外部引导装置(9)中的每一个外部引导装置包括用于接纳消耗品(1)的相应的贯通凹部(10，11)，其中，每一个贯通凹部(10，11)相对于所述纵向钻凿轴线(A)侧向开口，使得消耗品(1)能够通过所述侧向开口(12，13)移入和移出所述贯通凹部(10，11)。

6.根据权利要求5所述的处理系统，其中，所述第一外部引导装置(7)和所述第二外部引导装置(9)包括相应的引导构件(15)以及致动器，所述引导构件(15)能够侧向移入和移出所述贯通凹部(10，11)，所述致动器用于控制所述引导构件(15)的位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中，所述第二外部引导装置(9)包括第二引导屏(14)，所述第二引导屏(14)被构造用以当所述消耗品(1)的前部接近所述第二外部引导装置(9)时，将所述消耗品(1)的所述前部引导到所述第二外部引导装置(9)中。

8.根据权利要求7所述的处理系统，其中，所述第二引导屏(14)是截头圆锥形的，并且设置有侧向开口。

9.一种钻机系统，包括根据权利要求1至8中任一项所述的处理系统以及所述钻机(2)。

10.一种钻凿车辆，所述钻凿车辆诸如为设置有打锚杆机、移动式打锚杆机、打锚杆机车、掘锚机或掘进机的切割机器，所述钻凿车辆包括根据权利要求9所述的钻机系统。

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