一种煤矿井下定点取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体为一种煤矿井下定点取样装置。


背景技术：

2.在开采煤矿的时候需要对煤层内部进行取样检测，尤其是煤层内空洞区域进行采样，从而对区域煤层进行开采评估，继而可以便于规划后续的开采方案，现有的取样方法大部分都是在钻杆的前端开设一个取样腔，将煤层钻开之后通过取样腔进行取样，但是现在的取样腔在取样完成之后，无法保证较好的密封效果，可能会发生如取样气体泄露，也有可能使外界的空气进入取样腔，从而导致取样不准确，为解决上述问题本实用新型提供了一种煤矿井下定点取样装置。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种煤矿井下定点取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤矿井下定点取样装置，包括钻杆和多根拼接杆，所述钻杆的前端内部开有用于容纳取样气体的储气腔，且储气腔的侧壁上分别设有取气管和可开合的进气口，所述进气口内安装有过滤板，且进气口由设在钻杆前端的连接头控制开合，取气管的内部安装有阀门，所述连接头通过螺栓连接有钻头。
5.优选的，所述连接头通过其上开有的圆槽套接在钻杆的前端，且圆槽和钻杆之间连接有第二弹簧，且圆槽的槽壁上对称设有限位轴，所述限位轴与钻杆上开有的限位槽滑动连接，所述圆槽通过其槽底上固定连接有的棱柱与转动连接在钻杆内部的连接转轴相互连接，所述拼接杆的内部也转动连接有与连接转轴相适配的拼接转轴；
6.所述限位槽由相互连通的竖槽、斜槽和卡槽组成，且斜槽的两端分别与竖槽的下端和卡槽的上端相通。
7.优选的，所述连接头上对称开有贯穿槽，所述贯穿槽的外端且位于连接头的外侧面开有沉头槽，所述沉头槽的内部啮合连接有螺板，所述限位轴与螺板固定连接。
8.优选的，所述阀门包括压盖、固定架和挡环，所述压盖啮合连接在取气管的外侧，固定架和挡环均固定连接在取气管的内侧壁上，所述固定架通过第一弹簧连接有挡板，所述挡板与挡环的内侧壁相互连接，且挡板上连接有固定杆，所述固定杆的外端贯穿固定架并与压盖内侧面上固定连接有的压板相适配，所述压盖上开有用于与外界相互连接的连接管。
9.优选的，所述取气管设在钻杆侧面上设有的保护槽的内部，且保护槽的槽口处通过螺栓连接有保护板。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过连接头、限位槽和限位轴之间的配合，实现当取样完成之后只需要逆时针转动钻杆，此时在限位轴和限位槽的作用下连接头就会将进气口堵住，同时第二弹簧可以使限位轴稳定的与卡槽相互卡接，从
而可以使连接头稳定的堵住进气口，保证取样的准确性，本装置在取样完成之后可以稳定的使储气腔保持密封，从而可以保证取样的稳定性。
附图说明
11.图1为本实用新型的整体结构示意图；
12.图2为本实用新型的剖视图；
13.图3为本实用新型图2的a处放大图；
14.图4为本实用新型图2的爆炸图；
15.图5为本实用新型连接头的剖视图；
16.图6为本实用新型保护板与保护槽的爆炸图；
17.图7为本实用新型过滤板与进气口的爆炸图；
18.图8为本实用新型压盖与取气管的爆炸图。
19.图中：1、钻杆，2、储气腔，3、进气口，4、取气管，5、过滤板，6、阀门，601、压盖，602、固定架，603、挡环，604、挡板，605、固定杆，606、压板，607、连接管，608、第一弹簧，7、连接头，8、钻头，9、圆槽，10、第二弹簧，11、限位轴，12、限位槽，121、竖槽，122、斜槽，123、卡槽，13、贯穿槽，14、沉头槽，15、螺板，16、棱柱，17、连接转轴，18、拼接杆，19、方杆，20、方槽，21、保护槽，22、保护板，23、拼接转轴，24、棱槽。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1
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8，本实用新型提供一种技术方案：一种煤矿井下定点取样装置，包括钻杆1和多根拼接杆18，多根拼接杆18可以依次通过螺栓拼接在一起，且拼接杆18也可以通过螺栓与钻杆1连接在一起，从而可以实现对不同深度进行取样(拼接杆18尾端与外部设备连接，如采用目前常见的中空驱动型的钻机连接，从而能够根据实际情景不断增加拼接杆18进行连接)，钻杆1和拼接杆18的外侧面设有螺纹，可以有利于钻孔产生的碎屑排出，所述钻杆1的前端内部开有用于容纳取样气体的储气腔2，钻杆1的前端啮合连接有端盖，将端盖拧下之后即可将储气腔2暴漏出来，此种设置可以方便进行生产加工，且储气腔2的侧壁上分别设有取气管4和可开合的进气口3，取样的时候气体会从进气口3进入储气腔2的内部，取样完成之后可以从取气管4将储气腔2内部的气体取出，取气管4与钻杆1固定连接并与储气腔2相通，进气口3开在钻杆1的外侧壁上与储气腔2相通，所述进气口3内安装有过滤板5，过滤板5 的设置可以防止外界的异物直接进入储气腔2的内部，从而导致取样不准确，且进气口3由设在钻杆1前端的连接头7控制开合，取气管4的内部安装有阀门6，阀门6的设置可以避免储气腔2内部的样本泄露，同时操作者也可通过阀门6将储气腔2内部的样本取出，所述连接头7通过螺栓连接有钻头8，钻杆1可以通过连接头7带动钻头8转动，完成钻孔。
22.连接头7可以通过下述形式与钻杆1相互连接在一起，具体而言，所述连接头7通过其上开有的圆槽9套接在钻杆1的前端，钻杆1啮合连接有端盖的一端插接在圆槽9的内部，
且圆槽9和钻杆1之间连接有第二弹簧10，第二弹簧10的一端与圆槽9的槽底固定连接，另一端与端盖上转动连接有的转环固定连接，第二弹簧10可以将连接头7向远离钻杆1的方向顶去，此种方式的设置可以使连接头7与钻杆1之间可以相互转动，安装的时候可以先将第二弹簧10 与圆槽9的槽底焊接在一起，然后将第二弹簧10从圆槽9的内部拉出，并使第二弹簧10与转环焊接在一起，最后将连接头7套接在钻杆1的外部即可，且圆槽9的槽壁上对称设有限位轴11，所述限位轴11与钻杆1上开有的限位槽12 滑动连接，所述圆槽9通过其槽底上固定连接有的棱柱16与转动连接在钻杆1 内部的连接转轴17相互连接，所述拼接杆18的内部也转动连接有与连接转轴 17相适配的拼接转轴23，连接转轴17的前端开有与棱柱16相适配的棱槽24，另一端开有与拼接转轴23上的方杆19相适配的方槽20，拼接转轴23上的一端固定连接有方杆19，另一端也开有方槽20；
23.当拼接杆18与钻杆1连接在一起的时候拼接转轴23和连接转轴17会在方杆19和连接转轴17上的方槽20的作用下相互连接，此时转动拼接转轴23会带动连接转轴17转动；
24.当多个拼接杆18拼接在一起的时候，多个拼接杆18内多个拼接转轴23 会在其上的方杆19和其上的方槽20的作用下相互连接(前一个的拼接转轴23 上的方杆19会插进下一个拼接转轴23上的方槽20的内部，这样转动一个拼接转轴23就会使所有连接在一起的拼接转轴23同步转动)；
25.当连接头7与钻杆1连接在一起的时候棱柱16会插入棱槽24的内部，此时连接转轴17转动会带动连接头7转动；
26.在拼接完成之后转动拼接杆18内部的拼接转轴23会带动钻杆1内部的连接转轴17同步转动，此时因为钻杆1和拼接杆18会与外界的钻机相互连接保持稳定不转，所以连接头7会单独转动；
27.所述限位槽12由相互连通的竖槽121、斜槽122和卡槽123组成，钻孔时顺时针转动钻杆1，在挤压力的作用下连接头7会克服第二弹簧10的弹力向钻杆1的方向运动，此时限位轴11会位于竖槽121如图5所示的上端内部，此时连接头7会将进气口3堵住，当将煤层钻通(遇到空洞区域，此处可能会聚集瓦斯，并且由于位于地层之下一般都会带有压力)之后此时因为前方没有阻碍，所以第二弹簧10会将连接头7弹出(此时限位轴11会为于竖槽121如图5所示的下端内部)，将进气口3会露出，而取样处的环境气就会通过进气口3进入储气腔2的内部，且斜槽122的两端分别与竖槽121的下端和卡槽123的上端相通，取样完成之后操作者即可逆时针转动位于最后端的拼接杆18内部的拼接转轴23(操作者可以在外界电机的电机轴上安装与方槽20相适配的插杆，将插杆插入方槽20的内部，然后启动电机，此时因为钻杆1和拼接杆18会与外界的钻机相互连接保持稳定，所以连接转轴17和拼接转轴23会在钻杆1和拼接杆18的内部单独转动)，从而使连接头7逆时针转动，此时限位轴11会沿着斜槽122从竖槽121的内部滑动到卡槽123的内部，并在第二弹簧10的作用下与卡槽123稳定的卡接在一起，此时连接头7会重新将进气口3堵住，之后即可将本装置从钻好的洞内退出即可。
28.为了方便安装，限位轴11可以采用下述形式安装，具体而言，所述连接头 7上对称开有贯穿槽13，所述贯穿槽13的外端且位于连接头7的外侧面开有沉头槽14，所述沉头槽14的内部啮合连接有螺板15，所述限位轴11与螺板15 固定连接，将连接头7套接在钻杆1的外部之后将贯穿槽13对准限位槽12，然后使限位轴11穿过贯穿槽13，并转动螺板15使其与沉头槽14啮合连接，即完成限位轴11的安装。
29.阀门6可采用下述形式，具体而言，所述阀门6包括压盖601、固定架602 和挡环603，所述压盖601啮合连接在取气管4的外侧，固定架602和挡环603 均固定连接在取气管4的内侧壁上，固定架602固定连接在取气管4的外端内部，挡环603固定连接在取气管4的内端内部，取气管4靠近储气腔2的一端为内端，所述固定架602通过第一弹簧608连接有挡板604，第一弹簧608的两端分别与固定架602、挡板604固定连接，所述挡板604与挡环603的内侧壁相互连接，挡环603远离固定架602的一侧面为内侧壁，第一弹簧608可以将挡板604向固定架602的方向拉去，从而可以使挡板604与挡环603紧密贴合，继而可以使阀门6保持闭合状态，防止储气腔2内部的样本泄露，且挡板 604上连接有固定杆605，所述固定杆605的外端贯穿固定架602并与压盖601 内侧面上固定连接有的压板606相适配，顺时针转动压盖601可以使其上的压板606挤压固定杆605，从而使挡板604与挡环603不在接触，此时阀门6处于打开状态，即可通过阀门6将储气腔2内部的样本取出，压板606通过另一个固定架602与压盖601相互连接，此种设置可以使压板606不会阻碍样本通过，也能使压板606与压盖601稳定的连接在一起，所述压盖601上开有用于与外界相互连接的连接管607，需要取出储气腔2内部的样本的时候可以将外界的容器通过外界的管路与连接管607相互连接，然后顺时针转动压盖601，此时储气腔2内部的样本即可通过阀门6进入容器的内部。
30.为了保护取气管4，设置了保护槽21，具体而言，所述取气管4设在钻杆 1侧面上设有的保护槽21的内部，且保护槽21的槽口处通过螺栓连接有保护板22，保护槽21和保护板22的设置，可以对取气管4进行保护，同时保证钻杆1外侧面的平整性，不会影响到钻工工作。
31.工作原理：使用前将钻杆1与一节拼接杆18连接在一起，然后与外部钻机连接钻孔(根据实际需求可不断增加拼接杆18的数量)，当碰到空洞区域，在第二弹簧10的作用下连接头7弹开，从而将进气口3漏出，此时在环境压力作用下，取样点位置的环境气会通过进气口3进入储气腔2的内部，之后操作者可以通过单独逆时针转动拼接转轴23(保持钻杆1和拼接杆18不动)，从而可以通过连接转轴17带动连接头7逆时针转动，在限位轴11和限位槽12的作用下连接头7会重新将进气口3堵住，之后即可将本装置从钻孔内取出；
32.需要取出样品的时候可以将保护板22拆下，然后通过外界的管道将连接管 607和外界的容器(也可采用负压的取样管等容器)连通，之后顺时针转动压盖601，此时储气腔2内部的样本就会进入容器的内部(因为储气腔2内部的压力大于容器内部的压力)，顺利的将储气腔2内部的样本取出。
33.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。