一种用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统的制作方法

1.本实用新型涉及混凝土湿喷机技术领域，具体而言，涉及一种用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统。


背景技术：

2.煤矿巷道湿喷作业是锚喷支护的发展方向，湿喷作业能够节省材料，并大大减少粉尘对工作人员健康造成的伤害，减少职业病的发生概率，并提高锚喷支护的机械化程度，因此被广泛使用。
3.目前，湿喷机主要有以下几种形式：转子式、螺旋式、罐式、挤压式、螺杆式和活塞式。其中，转子式和活塞式的输送距离短、排量小、易损件寿命短、漏浆严重，且清洗时间长，而泵送式湿喷机由于以液压往复式混凝土缸喂料装置为核心，故有效克服了上述转子式和活塞式存在的缺陷，工作效率较之得以提高。
4.但泵送式湿喷机还存在以下问题：1、设备适应性。主要为设备笨重、操作不便；2、堵管事故。主要为堵管事故频发、处理费事。3、设备清洗。主要为清洗辅助时间长、清洗过程复杂。这些问题均大大阻碍了泵送式湿喷机的推广进程。
5.现有泵送式湿喷机输送系统均为密实流输送，受限于不同的井下条件，对原料的质量把控不高，使得骨料的直径偏大，同时存在异物进入输送系统的情形，造成管路阻力变大，当达到一定距离后便极易发生堵管现象，尤其在喷头附近有一定的缩颈现象，阻力变得更大，使得泵送式湿喷机工作效率大大降低。而且，因为密实流的缘故，还使得喷射头附近的管路重量变大，造成喷射手劳动强度较高。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统，以解决现有泵送式湿喷机存在的堵管现象较为严重的技术问题。
7.本实用新型提供的用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统，包括喷射管路以及设置于所述喷射管路的防堵管组件，所述防堵管组件包括内套管、外套管和输送管，其中，所述内套管的管腔与所述喷射管路连通，所述内套管的外壁设置有凹槽，所述内套管还具有连通所述凹槽与所述内套管的管腔的流道；所述外套管套接于所述内套管的外壁，所述外套管的内壁与所述凹槽共同形成缓冲腔；所述输送管与所述缓冲腔连通，所述输送管被配置为向所述内套管的管腔输送速凝剂和压风；所述内套管的管腔与喷枪的喷射腔共轴线设置。
8.进一步地，所述外套管的内壁与所述内套管的外壁密封连接。
9.进一步地，所述喷射管路包括沿流体的流动方向依次设置的第一管段和第二管段，所述内套管的两端分别与所述第一管段及所述第二管段密封连接；所述喷枪设置于所述第二管段的下游。
10.进一步地，所述内套管的两端分别通过卡箍式柔性肩型管接头与所述第一管段及所述第二管段密封连接。
11.进一步地，所述喷枪与所述第二管段之间还设置有二次风管，所述二次风管与所述喷枪的喷射腔连通，所述二次风管被配置为向所述喷枪的喷嘴补充压风。
12.进一步地，所述内套管的外壁沿其周向均设置有所述凹槽，且所述凹槽沿所述内套管的周向连续设置；所述流道的数量为多个，多个所述流道沿所述内套管的周向分散排布。
13.进一步地，所述流道为直线流道，且沿流体的流动方向，所述流道朝着所述内套管的管腔中心线的方向延伸倾斜。
14.进一步地，所述输送管设置有阀门，所述阀门被配置为控制所述输送管的通断。
15.进一步地，所述输送管为编织橡胶管路。
16.进一步地，所述输送管为钢管。
17.本实用新型用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统带来的有益效果是：
18.通过设置主要由喷射管路和防堵管组件组成的用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统，其中，防堵管组件包括管腔与喷射管路连通的内套管、套接于内套管的外壁的外套管，以及输送管，内套管的外壁开设有凹槽，内套管还具有流道，流道使凹槽与内套管的管腔连通，外套管的内壁与凹槽共同形成缓冲腔，输送管与缓冲腔连通，用于向内套管的管腔输送速凝剂和压风。
19.该用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统在工作时，由湿喷机泵送出的混凝土料通过喷射管路输送，与此同时，速凝剂和压风经输送管向内套管的管腔输送。当混凝土料输送至内套管的位置处时，将在该位置压风的作用下与内套管的管腔中的速凝剂混合，变成气液固三相流快速流动至喷枪的喷嘴处，并进一步由喷嘴喷出。该过程中，速凝剂将先通过输送管进入缓冲腔，进而被压风吹至内套管的管腔中，缓冲腔的设置，使得速凝剂能够被压风吹散进而流向内套管的管腔，有利于速凝剂与混凝土的充分混合，使得密实流状态的混凝土能够及时地变为气液固三相流而向喷嘴方向流动。并且，由于内套管的管腔与喷枪的喷射腔共轴线设置，还缩短了混凝土的喷射路径，并减小了混凝土的喷射阻力，使得混凝土能够以最快速度设置。
20.该用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统通过设置防堵管组件，使得喷射管路中的密实流变成了气液固三相流，提高了混凝土的流动性，有效地改善了喷嘴阻力较大的情形，从而解决了现有泵送式湿喷机存在的堵管现象较为严重的问题。而且，由于混凝土在由喷嘴喷出之前流动性提高，故使得管路减轻很多，既使得工作效率提高，还使得工作人员劳动强度变小。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统的结构剖视图；
23.图2为图1中a处的局部结构放大图。
24.附图标记说明：
25.100-喷射管路；200-防堵管组件；300-卡箍式柔性肩型管接头；400-二次风管；500-喷枪；
26.110-第一管段；120-第二管段；
27.210-内套管；220-外套管；230-输送管；240-缓冲腔；250-流道；260-阀门。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.图1为本实施例提供的用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统的结构剖视图，图2为图1中a处的局部结构放大图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统，包括喷射管路100以及设置于喷射管路100的防堵管组件200，防堵管组件200包括内套管210、外套管220和输送管230，具体地，内套管210的管腔与喷射管路100连通，内套管210的外壁设置有凹槽，内套管210还具有连通凹槽与内套管210的管腔的流道250；外套管220套接于内套管210的外壁，外套管220的内壁与凹槽共同形成缓冲腔240；输送管230与缓冲腔240连通，输送管230被配置为向内套管210的管腔输送速凝剂和压风；内套管210的管腔与喷枪500的喷射腔共轴线设置。
30.该用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统在工作时，由湿喷机泵送出的混凝土料通过喷射管路100输送，与此同时，速凝剂和压风经输送管230向内套管210的管腔输送。当混凝土料输送至内套管210的位置处时，将在该位置压风的作用下与内套管210的管腔中的速凝剂混合，变成气液固三相流快速流动至喷枪500的喷嘴处，并进一步由喷嘴喷出。该过程中，速凝剂将先通过输送管230进入缓冲腔240，进而被压风吹至内套管210的管腔中，缓冲腔240的设置，使得速凝剂能够被压风吹散进而流向内套管210的管腔，有利于速凝剂与混凝土的充分混合，使得密实流状态的混凝土能够及时地变为气液固三相流而向喷嘴方向流动。并且，由于内套管210的管腔与喷枪500的喷射腔共轴线设置，还缩短了混凝土的喷射路径，并减小了混凝土的喷射阻力，使得混凝土能够以最快速度设置。
31.该用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统通过设置防堵管组件200，使得喷射管路100中的密实流变成了气液固三相流，提高了混凝土的流动性，有效地改善了喷嘴阻力较大的情形，从而解决了现有泵送式湿喷机存在的堵管现象较为严重的问题。而且，由于混凝土在由喷嘴喷出之前流动性提高，故使得管路减轻很多，既使得工作效率提高，还使得工作人员劳动强度变小。
32.需要说明的是，“压风”指的是具有一定压力的气流。
33.请继续参照图2，本实施例中，外套管220的内壁与内套管210的外壁密封连接。
34.如此设置，能够避免外套管220与内套管210连接处的泄漏，一方面，使得经输送管230输送的速凝剂能够顺利地流动至内套管210的管腔中与混凝土混合，另一方面，还能够减少对周围环境造成的污染。
35.请继续参照图1和图2，本实施例中，喷射管路100包括沿流体的流动方向依次设置的第一管段110和第二管段120，具体地，内套管210的两端分别与第一管段110及第二管段
120密封连接；喷枪500设置于第二管段120的下游。也就是说，防堵管组件200设置于喷射管路100的中段。
36.通过将防堵管组件200设置于喷射管路100的中段，一方面，避免了因防堵管组件200距离喷枪500过远而导致的喷枪500处混凝土状态改变不明显的情形，另一方面，也避免了因防堵管组件200距离喷枪500过近而导致的速凝剂来不及与混凝土混合的情形。
37.需要说明的是，本实施例中，“流体的流动方向”指的是混凝土在喷射管路100内部的流动方向，也即混凝土的喷射方向。
38.请继续参照图1和图2，本实施例中，内套管210的两端分别通过卡箍式柔性肩型管接头300与第一管段110及第二管段120密封连接。
39.通过利用卡箍式柔性肩型管接头300实现内套管210与第一管段110及第二管段120的连接，不仅保证了内套管210与第一管段110及第二管段120之间的密封性能，在低压时，依靠密封圈的弹性形变，达到密封的目的；在压力增加时，通过介质作用在密封圈上，起到自密封的作用，并在中间留有间隙来补偿管路因热胀冷缩而产生的位移和挠曲变形，提高了本实施例用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统在恶劣环境下的适应能力，而且，还便于安装，能够提高内套管210与第一管段110及第二管段120之间的连接效率。
40.请继续参照图1，本实施例中，喷枪500与第二管段120之间还设置有二次风管400，具体地，二次风管400与喷枪500的喷射腔连通，二次风管400被配置为向喷枪500的喷嘴补充压风。
41.通过设置二次风管400，实现了压风向喷嘴处的补充，使得与速凝剂混合变为气液固三相流动至喷嘴处的混凝土的喷射压力进一步提高，在喷射口的速度加快，同时，还能够对回弹率进行调节，从而达到节省混凝土的目的。
42.请继续参照图1和图2，本实施例中，内套管210的外壁沿其周向均设置有凹槽，且凹槽沿内套管210的周向连续设置。也就是说，内套管210的外壁设置有一圈凹槽。流道250的数量为多个，多个流道250沿内套管210的周向分散排布。
43.如此设置，使得缓冲腔240环绕内套管210设置，同时，通过设置沿内套管210的周向分散排布的多个流道250，使得内套管210管腔的多个位置处均能够有速凝剂进入，一方面，能够提高单位时间内进入内套管210的速凝剂剂量，保证混凝土由密实流向气液固三相流的充分转化，另一方面，还能够保证速凝剂在内套管210管腔内的均匀性，使得内套管210中多个位置的混凝土均能够与速凝剂进行混合。
44.请继续参照图2，本实施例中，流道250为直线流道，且沿流体的流动方向，流道250朝着内套管210的管腔中心线的方向延伸倾斜。这种流道250的设置形式，路径较短，使得缓冲腔240中的速凝剂能够直接、快速地流动至内套管210的管腔中，流动阻力小。
45.本实施例中，沿流道250的延伸方向，流道250的横截面面积相等。如此设置，能够保证进入内套管210的速凝剂剂量。
46.请继续参照图2，本实施例中，输送管230设置有阀门260，其中，阀门260被配置为控制输送管230的通断。
47.当喷射管路100中的混凝土在喷射过程中存在堵管风险时，可以将设置于输送管230的阀门260打开，使输送管230保持畅通状态，以将速凝剂和压风输送至内套管210的管腔中与混凝土进行混合，使得混凝土由密实流转化为气液固三相流；当喷射管路100中的混
凝土在喷射过程中不存在堵管风险时，可以将设置于输送管230的阀门260关闭，使输送管230保持断路状态，切断流向内套管210的管腔的速凝剂及压风。
48.如此设置，使得工作人员可以根据该用于煤矿泵送式湿喷机的喷射系统的实际工作情况对输送管230的通断状态进行选择，提高了使用多样性。
49.可选地，本实施例中，输送管230为编织橡胶管路。如此设置，能够提高输送管230的耐高压性能，且密封性较好，能够有效减少速凝剂及压风的泄漏。
50.在其他实施例中，输送管230也可以为钢管。如此设置，不仅能够增加输送管230的结构强度，而且，还能够降低输送管230的成本。
51.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
52.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。