钻杆密封装置、矿用捕尘装置和矿用钻孔装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻杆密封装置、矿用捕尘装置和矿用钻孔装置，其中钻杆密封装置包括隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈具有用于与钻杆的外周面密封配合的内环面，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有进气口。在使用时，各个刷式密封圈在捕尘罩和钻杆之间形成了刷式密封结构，再通过进气口向密封腔内充入比捕尘罩内气压大的密封气体后，密封气体会在捕尘罩和大气之间形成气密封，起到补偿刷式密封密封效果的作用，从而加强了整个钻杆密封装置对钻杆的密封效果。
【专利说明】钻杆密封装置、矿用捕尘装置和矿用钻孔装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻杆密封装置及使用该钻杆密封装置的矿用捕尘装置和矿用钻孔装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着科技进步，我国地质勘探和开采逐步向深层地质探索。在煤矿开采或地质勘探过程中，需要大量钻孔探测或抽放，由于地质特征一般为岩或煤层，钻孔作业时时刻刻给煤矿带来粉尘危害和深层地质释放的瓦斯气体威胁。
[0003]近年来，钻孔作业向大功率钻机，千米钻孔发展。延伸一系列钻杆，以应对不同地质构造，按形状分类有:三棱、六棱、圆形、螺旋形、导液槽型等；按照旋转直径分类有:042、050、063、073.5、089、098、0105、0115等。由于各生产企业垄断市场，各自生产自己规格型号的钻杆，充斥在市场中钻杆型号无计其数。由此导致在钻杆轴向运动时，钻孔孔口密封性差，通用性不强，易漏气、漏尘。钻杆钻进过程旋转，对于不同形状钻杆，产生不规则得圆周表面，如何密封成为难点。目前钻杆密封的方式有:
方式一:机械密封、旋转密封、研磨密封、刀口密封、石墨密封、弹性密封圈密封等方式。无一例外为接触式密封方式。当钻杆旋转时，该密封方式与钻杆表面摩擦较大，产生局部高温，或引起火花。
[0004]方式二:气体密封、手动液控防喷孔等为非接触式密封，但在实际钻孔过程中，由于钻杆空心内部通高压压缩空气或高压水，气体密封不能克服高压空气压力和大量的气体，实际应用效果不理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种通用性和密封效果好的钻杆密封装置，同时还提供了一种钻使用该钻杆密封装置的矿用捕尘装置和矿用钻孔装置。
[0006]为了实现以上目的，本发明的钻杆密封装置的技术方案如下:
一种钻杆密封装置，包括用于空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈具有用于与钻杆的外周面密封配合的内环面，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有用于向密封腔内充入气压不小于捕尘罩内气压的密封气体的进气口。
[0007]所述刷式密封圈包括固定隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
[0008]所述刷式密封圈有两个，两个刷式密封圈分别固定在隔套的两端上。
[0009]本发明的矿用钻孔装置的技术方案如下:
一种矿用钻孔装置，包括钻杆及其外围空套的捕尘罩，捕尘罩上装配有钻杆密封装置，所述钻杆密封装置包括空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈的内环面与钻杆的外周面密封配合，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有与密封腔连通的进气口。
[0010]所述刷式密封圈包括固定在隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
[0011]所述钻杆密封装置处于捕尘罩的供钻杆穿入的钻进口位置处。
[0012]所述刷式密封圈有两个，两个刷式密封圈分别固定在隔套的两端上。
[0013]所述钻杆为中空钻杆，钻杆上开设有沿径向延伸的中心通孔。
[0014]本发明的矿用捕尘装置的技术方案如下:
一种矿用捕尘装置，包括用于罩设在钻杆外围的捕尘罩，捕尘罩上装配有钻杆密封装置，所述钻杆密封装置包括空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈的内环面与钻杆的外周面密封配合，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有与密封腔连通的进气口。
[0015]所述刷式密封圈包括固定隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
[0016]本发明的钻杆密封装置在隔套上固设有两个以上沿钻杆轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈的内环面与钻杆的外周面密封配合，在相邻两个刷式密封圈之间具有环形的密封腔，在隔套上开设有与密封腔连通的进气口，在使用时，各个刷式密封圈在捕尘罩和钻杆之间形成了刷式密封结构，再通过进气口向密封腔内充入气压不小于捕尘罩内气压的密封气体后，密封气体会在捕尘罩和大气之间形成气密封，起到补偿刷式密封密封效果的作用，尤其在密封气体的气压等于捕尘罩内气压时，密封气体会和捕尘罩内气压形成平衡，以保证刷式密封圈中刷丝不会摆动，从而加强了整个钻杆密封装置对钻杆的密封效果，同时，无论是刷式密封圈，还是密封腔内的密封气体，都能根据钻杆的不同形状而相应涨缩而保证良好的密封效果，以提高钻杆密封的通用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的矿用钻孔装置实施例的结构示意图；
图2是图1的左视图。
【具体实施方式】
[0018]本发明的矿用钻孔装置的实施例:如图1和图2所示，该矿用钻孔装置包括钻杆I和捕尘装置，捕尘装置又包括捕尘罩7和钻杆密封装置，其中，钻杆I为空心的三棱型钻杆，钻杆密封装置处于捕尘罩7的供钻杆I穿入的钻进口位置处。该钻杆密封装置包括空套在钻杆I外围的隔套3，隔套3上固设有两个沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈10，刷式密封圈10的内环面与钻杆I的外周面密封配合，在两个刷式密封圈10之间具有密封腔8，隔套3上开设有与密封腔8连通的进气口，进气口上固设有充气接头4。每个刷式密封圈10均包括固定在隔套3上的固定环5和固定环5内壁面上固设的环形的刷丝簇2。
[0019]在刷式密封圈10与隔套3连接的部位固设有密封圈，密封圈对尼龙丝簇的根处密封。对于不同的钻杆1，如螺旋、三棱和带导向槽钻杆I旋转时钻杆I上的各点形成不同的轨迹，尼龙丝根据接触点不同运动轨迹也跟随改变，形成有效密封。
[0020]刷丝簇2中各刷丝为尼龙丝，尼龙丝较为柔软具有弹性的特性，结合钻杆I的旋转特点和钻杆I的规格设计，隔套3固定在捕尘罩7的钻杆I进口处，钻杆I插入钻进口，旋转钻进时由尼龙丝弹性，各个尼龙丝与不规则钻杆I各个点接触相切，钻杆I圆周运动时尼龙丝跟随相切的点运动，达到极限后恢复到原位置，新的尼龙丝交替形成新接触相切，这样不停的运动，形成自补偿性质的动态密封。因此刷式密封圈10采用一种柔性、耐磨材质、回弹性强且不惧变形、具有高密度的刷丝簇2形成一道阻力，结合钻杆I旋转的规律，能够及时自补偿回填空缺，形成自动补偿密封。
[0021]在本实施例中单纯依靠自动补偿密封，仍不能完全有效起到密封效果，设计一种辅助密封装置，依靠两带气体压力之差，弥补自补偿密封器缺陷。两带压差是两道刷式密封圈10的密封过程中，由于捕尘罩7内的气压为负压，所以密封腔8内在充入0.4MPa?
0.7MPa密封气体后，密封腔内气压与捕尘罩内气压相等，密封气体能够在捕尘罩7的内腔和外界大气之间产生屏蔽作用，以减少两带压差对密封结构的影响。同时在通过钻杆I向钻头充入补充气体后，补充气体能够提高捕尘罩7内的气压，降低两带压差。
[0022]在上述实施例中，钻杆是三棱型的中空钻杆，在其他实施例中，钻杆也可以是六棱型、圆形、螺旋形、导液槽型等其他形状的钻杆，对应的，在不需要通过钻杆向钻头充入补充气体的话，钻杆也可以是实心的。
[0023]在上述实施例中，钻杆密封装置上设有两个刷式密封圈，在其他实施例中，钻杆密封圈的数量也可以多于两个。
[0024]本实施例的矿用捕尘装置的实施例:本实施例中矿用捕尘装置的结构与上述实施例中矿用捕尘装置的结构相同，因此不再赘述。
[0025]本实施例的钻杆密封装置的实施例:本实施例中钻杆密封装置的结构与上述实施例中钻杆密封装置的结构相同，因此不再赘述。
【权利要求】
1.一种钻杆密封装置，其特征在于，包括用于空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈具有用于与钻杆的外周面密封配合的内环面，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有用于向密封腔内充入气压不小于捕尘罩内气压的密封气体的进气口。
2.根据权利要求1所述的钻杆密封装置，其特征在于，所述刷式密封圈包括固定隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
3.根据权利要求1或2所述的钻杆密封装置，其特征在于，所述刷式密封圈有两个，两个刷式密封圈分别固定在隔套的两端上。
4.一种矿用钻孔装置，包括钻杆及其外围空套的捕尘罩，捕尘罩上装配有钻杆密封装置，其特征在于，所述钻杆密封装置包括空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈的内环面与钻杆的外周面密封配合，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有与密封腔连通的进气口。
5.根据权利要求4所述的矿用钻孔装置，其特征在于，所述刷式密封圈包括固定在隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
6.根据权利要求4所述的矿用钻孔装置，其特征在于，所述钻杆密封装置处于捕尘罩的供钻杆穿入的钻进口位置处。
7.根据权利要求4或5或6所述的矿用钻孔装置，其特征在于，所述刷式密封圈有两个，两个刷式密封圈分别固定在隔套的两端上。
8.根据权利要求4或5或6所述的矿用钻孔装置，其特征在于，所述钻杆为中空钻杆，钻杆上开设有沿径向延伸的中心通孔。
9.一种矿用捕尘装置，包括用于罩设在钻杆外围的捕尘罩，捕尘罩上装配有钻杆密封装置，其特征在于，所述钻杆密封装置包括空套在钻杆外围的隔套，隔套上固设有两个以上沿轴向间隔分布的环形的刷式密封圈，刷式密封圈的内环面与钻杆的外周面密封配合，在相邻两个刷式密封圈之间具有密封腔，隔套上开设有与密封腔连通的进气口。
10.根据权利要求9所述的矿用捕尘装置，其特征在于，所述刷式密封圈包括固定隔套上的固定环和固定环内壁面上固设的环形的刷丝簇。
【文档编号】E21B21/015GK103590775SQ201310543729
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】张光辉, 刘春峰, 张一新, 刘电龙, 司亚辉 申请人:郑州光力科技股份有限公司