一种隧道围岩爆破炮孔清渣器

技术领域

本发明属于隧道围岩爆破施工装置技术领域，具体涉及一种隧道围岩爆破炮孔清渣器。

背景技术

在隧道的爆破施工过程中，炮孔布设是首要工序，其工作好坏直接影响围岩的爆破、采装和运输。由于地质条件及矿岩的多样性的影响，已经钻好的炮孔有时会被孔口或孔壁周围掉落的岩粉、岩块堵塞，影响炸药的装入，造成堵孔或废孔，导致炮孔无法正常使用，需要重新打孔，但每个炮孔的位置都是经过计算确认的最优，重新打孔会影响爆破的效果，因此需要对原炮孔的废渣进行清理。

经检所查询到一篇公开号为 “CN109211044B”的中国专利文献，该专利公开了一种用于隧道围岩爆破的负压式炮孔清渣装置，该装置利用负压抽吸的原理对炮孔内异物进行抽吸抽吸，在插入炮孔进行负压抽吸时利用固定块的伸张对装置进行支撑，将装置固定，使其适用于不同直径的炮孔，具有设计合理的优点；但上述专利所公开的负压式炮孔清渣装置在实际使用时，依靠负压仅能够将爆破炮孔内的岩粉及细小的岩块颗粒从爆破炮孔内抽吸出，无法直接将质量较重的岩块抽吸出，从而还需要人工使用其它工具将爆破炮孔内的岩块取出，不仅存在爆破炮孔内废渣清理不彻底、清理效果差的问题，还存在需要多次对炮孔进行清理，导致清理过程繁琐，清理效率低的问题。

发明内容

针对现有爆破炮孔清渣存在的缺陷和问题，本发明提供一种隧道围岩爆破炮孔清渣器，该爆破炮孔清渣器结构独特，设计巧妙，不仅能够有效解决现有炮孔清渣器清渣不彻底、效果差的问题，还能够有效解决现有炮孔清渣器清理过程繁琐，清理效率低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种隧道围岩爆破炮孔清渣器，包括带轮锁功能的清理车，所述清理车上设有负压抽吸存储装置、引导定位装置、振捣破碎装置和控制器，控制器连接有电源；所述引导定位装置包括引导插管和升降驱动机构，所述引导插管沿竖向滑动安装在清理车上，并与升降驱动机构传动连接，通过升降驱动机构能够驱使引导插管底端向下伸出清理车插入爆破炮孔内；所述振捣破碎装置包括机架、升降座、电镐安装座、弹性缓冲组件和电镐本体，所述机架设置在引导定位装置的上方，并与机架固定连接；所述升降座沿竖向滑动安装在机架内，且升降座内匹配设有与控制器连接的升降控制机构，控制器通过升降控制机构能够驱使升降座沿竖向升降，并固定高度；所述电镐安装座平行间隔设置在升降座下方的机架内，并通过弹性缓冲组件与上方升降座连接；所述电镐本体匹配固定安装在电镐安装座的底面，并与控制器连接，所述电镐本体的夹头向下设置，并匹配夹装有电镐头，电镐钻头与引导插管同轴心设置，并能够匹配插入引导插管内；所述电镐钻头内沿轴向设有向下贯穿电镐钻头一侧底端斜面的抽吸通道，抽吸通道的顶端沿径向延伸出电镐钻头，并与负压抽吸存储装置的抽吸端连接。

所述清理车上从上至下沿竖向同心间隔设有两个导向套，两个导向套均与清理车固定连接；所述引导插管沿竖向滑动插套在两导向套内，并能够沿两导向套内壁上下滑动；升降驱动机构包括支撑杆和驱动杆，支撑杆的一端铰接在上侧导向套上，另一端向外延伸出清理车，驱动杆的一端与两个导向套之间的引导插管外环面铰接，另一端与支撑杆铰接，

所述升降座包括沿竖向平行间隔设置的顶板与底板，顶板与底板之件设有多根连接杆，连接杆的上下两端分别于顶板和底板垂直连接，从而构成一能够在机架内沿机架内端面上下滑动的升降座主体，所述升降控制机构安装在底板上。

所述升降控制机构包括沿纵向转动安装在底板上的驱动轴，驱动轴的两端向外延伸出升降座，并固定安装有升降齿轮，每个升降齿轮相邻侧的机架立柱上均沿竖向匹配设有齿条，齿条与相邻侧升降齿轮啮合；所述驱动轴的中部固定套装有驱动蜗轮，驱动蜗轮啮合有蜗杆，蜗杆转动安装在升降座上，并传动连接有与控制器连接的升降电机。

所述弹性缓冲组件包括沿竖向垂直固定在电镐安装座上端面的多个弹簧减震杆，弹簧减震杆的另一端与上方升降座底面垂直连接。

所述机架的前后两侧均设设有加强筋，加强筋的一端与机架连接，另一端向下倾斜设置并与清理车连接。

所述负压抽吸存储装置包括与控制器连接的负压抽吸扇和废渣过滤箱，废渣过滤向间隔安装在机架前侧的清理车上，废渣过滤箱的中部匹配安装有废渣过滤网，废渣过滤网将废渣过滤箱内部从简从上之间分割为上下两腔室，下腔室通过抽吸管与电镐钻头的抽吸通道连通，负压抽吸扇的抽端与废渣过滤箱上腔室连通。

所述电镐钻头的抽吸通道内匹配设有防堵组件。

本发明的有益效果：本发明提供的隧道围岩爆破炮孔清渣器结构独特，设计巧妙，包括设置在清理车上的负压抽吸存储装置、引导定位装置、振捣破碎装置和控制器，振捣破碎装置包括与负压抽吸存储装置连接诶的电镐钻头，利用负压抽吸存储装置通过振捣破碎装置的电镐钻头对爆炸炮孔内的废渣进行抽吸清理时，能够同步利用电镐钻头的破碎端对爆破炮孔内无法直接抽吸排出的岩块进行破碎，使其能够被清理抽出爆破炮孔，从而不仅有效解决现有炮孔清渣器清渣不彻底、效果差的问题，而且还有效解决现有炮孔清渣器清理过程繁琐，清理效率低的问题，并且在使用时利用引导定位装置中的引导插管对振捣破碎装置的电镐钻头进行导向约束，能够避免振捣破碎装置的电镐钻头直接与爆炸炮孔的孔壁接触对爆炸炮孔造成损坏；

而且本发明所提供的隧道围岩爆破炮孔清渣器还包括设置在电镐钻头抽吸通道内的防堵组件，防堵组件在电镐钻头抽吸通道发生堵塞时能够利用负压自动疏通堵塞，进一步提高了爆破炮孔的清理效率。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图。

图2是本发明侧视结构示意图。

图3是本发明升降驱动机构结构示意图。

图4是本发明振捣破碎装置立体结构示意图。

图5是本发明电镐钻头结构示意图。

图6是本发明升降控制机构结构示意图。

图7是本发明废渣过滤箱内部结构示意图。

图8是本发明防堵组件结构示意图。

图9是本发明引导插管结构示意图。

图中标号：1为清理车，11为车板，12为安装槽，2为引导定位装置，21为引导插管，211为外管，212为检测气囊，213为气囊腔，214为芯管，215为气管，216为气压传感器，22为升降驱动机构，221为支撑杆，222为驱动杆，23为导向套，24为安装台，3为振捣破碎装置，31为机架，311为加强筋，32为升降座，321为顶板，322为底板，323为连接杆，33为电镐安装座，34为弹性缓冲组件，341为导向柱，342减震弹簧，343为防脱台，35为电镐本体，351为快速安装夹头，36为升降控制机构，361为驱动轴，362为升降齿轮，363为齿条，364为驱动蜗轮，365为蜗杆，366为升降电机，37为电镐钻头，371为抽吸通道，4为废渣过滤箱，41为废渣过滤网，42为抽吸管。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例

针对上述背景技术中的提出的问题，本实施例提供一种设计巧妙、结构独特的隧道围岩爆破炮孔清渣器，如图1-7所示，包括带轮锁功能的清理车1，清理车1上设有负压抽吸装置、引导定位装置2、振捣破碎装置3和控制器；清理车1为现有手推车，包括底部设有车轮的车板11，用于承载负压抽吸装置、引导定位装置、振捣破碎装置和控制器，车板后端设有推拉把手，用于推移清理车，车板底部的车轮为现有带轮锁功能的车轮，能够根据作业需求将车轮锁止，防止其转动，车轮的结构及锁止原理此处不再详述。

控制器连接有电源，电源的种类有多种，本实施例电源为安装在清理车上的蓄电池，用于向控制器及与控制器所连接的各部件提供工作所需电能。引导定位装置2包括引导插管21和升降驱动机构22，引导插管21沿竖向滑动安装在清理车上，并与升降驱动机构22传动连接，通过升降驱动机构能够驱使引导插管底端向下伸出清理车插入爆破炮孔内，具体地：

如图3所示，清理车上沿竖向同轴心间隔设有两个导向套23，两个导向套23与清理车固定连接，且位于下方的导向套23向下贯穿清理车；进一步的，两导向套的固定方式有多种，例如：上侧导向套的右侧的设有与清理车连接的安装台24，上侧导向套通过螺栓或直接焊固在安装台上，下侧导向套直接固定清理车的车板上，并向下贯穿车板。

引导插管21沿竖向滑动插套在两导向套23内，并能够沿两导向套内壁上下滑动；升降驱动机构22包括支撑杆221和驱动杆222，支撑杆221的一端铰接在上侧导向套上，另一端向外延伸出清理车，驱动杆22的一端与两个导向套之间的引导插管外环面铰接，另一端与支撑杆铰接，当支撑杆绕上侧导向套上下翻转时，会通过驱动杆推拉引导插管沿两导向套同步上下移动，插入或退出爆破炮孔，在清理爆破炮孔内废渣时，将引导插管插入爆破插孔内能够有效的对爆破炮孔的孔壁进行保护，防止清理部件与爆破炮孔的孔壁接触对跑破炮孔造成破坏。

进一步的，清理车1的车板弯折设有向下凹陷的安装槽12，用于安装引导定位装置，两个导向套沿竖向同轴心间隔设置在安装槽内，上侧导向套的右侧的设有与清理车连接的安装台24，上侧导向套通过螺栓或直接焊固在安装台上，下侧导向套直接固定在安装槽的槽底，并向下贯穿清理车，从而能够有效降低装置总体高度。

如图1-2所示，振捣破碎装置3包括机架31、升降座32、电镐安装座33、弹性缓冲组件34和电镐本体35，机架1设置在引导定位装置2的上方，并与机架固定连接，具体地：机架为长方体形框架，安装槽的左右两侧对称设有固定台，机架通过螺栓固定安装在固定台上；升降座32沿竖向滑动安装在机架内，且升降座32内匹配设有与控制器连接的升降控制机构36，控制器通过升降控制机构能够驱使升降座沿竖向升降，并固定高度，具体地：

升降座32包括沿竖向平行间隔设置的顶板321与底板322，顶板与底板之件设有多根连接杆323，连接杆的上下两端分别于顶板和底板垂直连接，从而构成一能够在机架内沿机架内端面上下滑动的升降座主体，升降控制机构安装在底板322上。进一步的，升降座在机架内沿竖向滑动的方式有多种，例如：机架的四根立柱均为角钢状直角支撑柱，升降座的横截面形状尺寸与四根直角支撑柱之间所围区域的横截面形状尺寸相对应。

升降控制机构36包括沿纵向转动安装在升降座底板上的驱动轴361，驱动轴361转动安装在底板上的方式有多种，例如：驱动:361通过多个轴承座及轴承转动安装在底板上；驱动轴361的两端向外延伸出升降座32，并固定安装有升降齿轮362，每个升降齿轮相邻侧的机架立柱上均沿竖向固定有齿条363，齿条与相邻侧升降齿轮啮合；驱动轴361的中部固定套装有驱动蜗轮364，驱动蜗轮啮合有蜗杆365，蜗杆转动安装在升降座上，并传动连接有与控制器连接的升降电机366，当控制器控制升降电机驱使蜗杆转动时，转动的蜗杆会同步驱使蜗轮通过驱动轴带动两侧升降齿轮同步转动，从而给驱使升降座沿左右两侧齿条上下升降，并受蜗轮蜗杆啮合连接的特殊项，当升降电机停止转动时，蜗杆会自锁，蜗轮无法驱使蜗杆转动，从而给将升降座的位置固定。

电镐安装座33平行间隔设置在升降座下方的机架内，并通过弹性缓冲组件34与上方升降座的底板连接，弹性缓冲组件34包括沿竖向垂直固定在电镐安装座上端面的多个弹簧减震杆，弹簧减震杆的另一端与上方升降座底面垂直连接；电镐本体匹配固定安装在电镐安装座的底面，并与控制器连接，通过控制器能够控制电镐本体的启闭，电镐本体35的快速安装夹头351向下设置，并匹配夹装有电镐钻头37，电镐钻头37与引导插管同轴心设置，并能够匹配插入引导插管内，电镐本体为现有电镐结构，用于驱动安装在夹头上的电镐头对岩块进行破碎，此处垫高本体结构与工作原理不在详述；如图5所示，电镐钻头内沿轴向设有向下贯穿电镐钻头一侧底端斜面的抽吸通道371，抽吸通道的顶端沿径向延伸出电镐钻头，并与负压抽吸存储装置的抽吸端连接，用于抽吸爆炸炮孔内的废渣，并进行存储。

负压抽吸存储装置的种类有多种，例如：本实施例所采用的负压抽吸存储装置包括与控制器连接的负压抽吸扇和废渣过滤箱4，废渣过滤箱4间隔安装在机架前侧的清理车上，废渣过滤箱的中部匹配安装有废渣过滤网41，废渣过滤网将废渣过滤箱内部从简从上之间分割为上下两腔室，下腔室通过抽吸管42与电镐钻头的抽吸通道连通，负压抽吸扇的抽端与废渣过滤箱上腔室连通，当开启负压抽吸扇后，废渣过滤箱会产生负压，从而通过电镐钻头的抽吸通道对爆破炮孔内的废渣进行抽吸；在使用时，通过升降控制机构驱使升降座下移，能够驱使电镐钻头穿过底端插入爆破炮孔的引导插管，进入爆破炮孔内，启动负压抽吸存储装置后，电镐钻头的抽吸通道内会产生负压，从而能够直接对爆破炮孔内的废渣进行抽吸排入废渣过滤箱内进行存储，此过程中通过控制器启动电镐本体，电镐本体会带动电镐钻头对爆破炮孔无法直接抽吸排出的岩块进行破碎，降低其质量使爆破炮孔内废渣全部能够直接被抽出炮孔。

与现有爆破炮孔清渣装置上相比，本实施例所提供的隧道围岩爆破炮孔清渣器在利用负压抽吸存储装置通过振捣破碎装置的电镐钻头对爆炸炮孔内的废渣进行抽吸清理时，能够同步利用电镐钻头的破碎端对爆破炮孔内无法直接抽吸排出的岩块进行破碎，使其能够被清理抽出爆破炮孔，从而不仅有效解决现有炮孔清渣器清渣不彻底、效果差的问题，而且还有效解决现有炮孔清渣器清理过程繁琐，清理效率低的问题，并且在使用时利用引导定位装置中的引导插管对振捣破碎装置的电镐钻头进行导向约束，能够避免振捣破碎装置的电镐钻头直接与爆炸炮孔的孔壁接触对爆炸炮孔造成损坏。

进一步的，两导向套内均匹配设有阻尼件，用于增加导向插管与导向套的阻力，使导向套不能自由下滑。

实施例

实施例2与实施例1的区别在于，如图2所示，机架的前后两侧均设设有加强筋311，加强筋的一端与机架连接，另一端向下倾斜设置并与清理车连接，构成三角支撑结构，从而能够进一步提高机架的稳定性。

实施例

实施例3与实施例2的区别在于，如图8所示，电镐钻头的抽吸通道内匹配设有防堵组件，防堵组件包括防堵套管51、复位顶簧52、插杆53和安装架54，电镐钻头的抽吸通道内壁上内沿轴向设有环状安装槽，防堵套管沿轴向安装在环状安装槽内，并能够沿环状安装槽内壁上下滑动，且防堵套管的内环面与电镐钻头的抽吸通道内环面齐平，插杆通过安装座安装在防堵套管上方的环状安装槽内，且插杆向下设置并能够插入防堵套管内，插杆的长度尺寸大于防堵套管的长度尺寸，且插杆的直径尺寸小于防堵套管内环直径尺寸。

安装架上设有通渣口55，吸入电镐钻头内的废渣能够依次穿过防堵套管、安装架上的通渣口排入废渣过滤箱内；复位顶簧匹配设置在防堵套管与安装架之间的环状安装槽内，且复位顶簧在自然状态下会向下推顶防堵套管与环状安装槽的槽底抵触在一起，本实施例所提供的隧道围岩爆破炮孔清渣器在使用时，当废渣经过防堵套管发生堵塞时，防堵套管上方抽吸通道内的负压会逐渐变大，当负压作用在防堵套管上的力大于复位顶簧的支撑力时，被堵塞的防堵套管会在负压的作用下会沿环状安装槽向上滑动，使插杆逐渐插入被堵塞的防堵套管内，此过程中插杆会向下推顶堵塞在防堵套管内的废渣，使其松散，将其疏通，使大块废渣掉落出防堵套管继续破碎，小块废渣继续在负压的作用下被抽吸至废渣过滤箱内。

实施例

实施例4与实施例3的区别在于，如图9所示，引导插管包括沿竖向滑动安装在清理车上的外管211，外管与升降驱动机构传动连接，外观内同轴心套装有环状检测气囊212，检测气囊内套装有芯管214，电镐钻头能够匹配插入芯管内，检测气囊内沿圆周均匀分隔有偶数个气囊腔213，本实施检测气囊内沿圆周均匀分隔有4个气囊腔，位置相对的两气囊腔通过一根气管相互连通，且用于连通两气囊腔的气管215上匹配设有气压传感器216，气压传感器匹配连接有监测控制器，当气囊腔内气压发生变化时，监测控制器会发出警示信号，便于操控人员掌控爆破炮孔清渣器的状态，在使用时当电镐钻头发生晃动时，电镐钻头会通过芯管挤压检测气囊使与其振动方向相对应侧的气囊腔气压产生变化，从而监测控制器会直接发出警示信号提醒操作人员对爆破炮孔清渣器停机进行检查。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。