[发明专利]一种乳化液冲击破碎锤

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压冲击破碎锤，特别适合采用乳化液等高水基介质，用于煤矿综采工作面大块煤岩的破碎作业。

背景技术

硬度属中硬以上的煤层，大多具有结构致密的特点，整体性强。这类煤层随开采厚度和矿压的增加，工作面煤壁片帮频繁，甚至会产生连片的大块，阻碍采煤机的通过，严重时会压死输送机；大块煤经输送机拉至煤流转载点时，会卡在转载机入口或破碎机入料口处无法继续输送，并对经过的煤流形成阻滞，导致系统停机。

目前，对于大块的处理主要依赖人工抡锤或手持风镐处理，劳动量大、安全性差。专利“一种用于井下煤炭输送转载机的煤块破碎机”[201010225664.X]公开了一种锤头上带有截齿的拍击式破碎机,解决到达转载机入口处的大块破碎问题；专利“乳化液行走破碎装置”[201110071347.1]公开了一种工作面行走破碎机，采用挤压式破碎，仅能处理破碎机框架内大块。这些现有机械破碎机构在实际应用中灵活性较差，适应性不强，与工作面设备配套不便。

工程机械上广泛应用的液压破碎锤具有体积紧凑，比功率大的特点，可用于大块的破碎作业。但现有液压破碎锤采用矿物油作为工作介质，密封、锤体材料以及滑阀式控制阀结构对乳化液等高水基介质适应性差，如直接用于煤矿井下生产则需要专门的动力源；另外，现有液压破碎锤采用高频轻载方案，对密封元件要求高，寿命短；蓄能器，控制阀等和锤体集成一体，重量大，搬运安装不便，而且一体式安装的蓄能器体积小，单次冲击的能量小（活塞上下腔有效面积差小）。专利“分体式智能型液压锤”[200610040565.8]将控制器和冲击器相分离，但蓄能器与冲击器仍集中于一体，由蓄能器和泵共同提供动力；仍采用滑阀式结构，不适应高水基介质。

为解决上述问题，迫切需要一种结构轻便，便于在工作面安设的破碎锤；装置能够利用工作面乳化液做动力源，高效破碎大块煤。

发明内容

技术问题：本发明克服现有液压破碎锤对高水基介质适应性差、重量大的不足，开发一种轻便、高效的乳化液冲击破碎锤，用于煤矿工作面的大块煤破碎。

技术方案：一种乳化液冲击破碎锤，包括锤体和液压控制系统两部分。锤体为分体结构，包括上缸体、与上缸体以法兰方式联接的下缸体、设在上缸体内的冲击活塞、设在下缸体内与冲击活塞同轴安装的钎杆；所述上缸体顶部设有连接耳座，缸体外周表面靠近顶部的位置设有连通冲击活塞有杆腔的快速接头，上缸体下部外表面设有连通冲击活塞无杆腔的快速接头；所述下缸体内有与钎杆配套的耐磨导向套，导向套内设有润滑孔道；所述的冲击活塞有杆腔和无杆腔均设有缓冲台阶，采用多道密封，密封选用适应高水基、高速轴向运动的同轴密封件；所述的钎杆与活塞接触端留有弹簧座，下设螺旋式复位弹簧；所述下缸体外表面设有连接耳座。所述冲击活塞和上缸体选用不锈钢材料或者配合表面采用镀层处理。

本发明所述的液压控制系统包括二位三通换向阀、单向阀、液控单向阀、蓄能器、插装阀、溢流阀、截止阀等。从采煤工作面高压乳化液泵站引出的管路连接到换向阀进液口，换向阀工作口一路通过单向阀A连接到蓄能器，另一路通过单向阀B连接到冲击活塞有杆腔；所述蓄能器出口安装有截止阀，蓄能器通过插装阀A连接到冲击活塞无杆腔；有杆腔和无杆腔间通过插装阀B相连；有杆腔处通过液控单向阀和工作面回液管路连接；插装阀A、插装阀B和液控单向阀的控制端口均与换向阀工作口连接；在工作口连接溢流阀。所述阀件均适用于乳化液，如液控单向阀、截止阀、溢流阀等可直接选用现有综采工作面支架用阀。

本发明通过换向阀的操作，实现破碎锤活塞的冲击和复位动作。充液和复位过程：换向阀工作口与进液口相通时，插装阀A控制腔通高压液，阀芯关闭，蓄能器至锤体无杆腔的通路被切断，高压液打开单向阀A进入蓄能器，对蓄能器进行充液；插装阀B控制腔通高压液，阀芯关闭，冲击活塞有杆腔和无杆腔隔离；液控单向阀控制口接通，液控单向阀打开，上缸体无杆腔通回液管路，此时冲击活塞复位，钎杆在弹簧力作用下复位。冲击过程：换向阀工作口与回液口连通时，压力卸掉，单向阀A在蓄能器压力作用下关闭，插装阀A控制腔释压，阀芯迅速打开，蓄能器能液体进入活塞无杆腔；单向阀B关闭，液控单向阀主阀芯关闭，插装阀B控制腔释压，阀芯打开，有杆腔排出的液体从插装阀B返回无杆腔，形成差动连接，冲击活塞在压力差的作用下带动钎杆快速下移冲击大块煤目标。

蓄能器充液和打击过程反复进行，冲击完成后，锤头通过连接机构进行跟踪。由于采用高压高速冲击，加上大块煤本身具有一定的层理，通过少次作用即可完成大块的破碎（终块度满足破碎输送要求即可，而不需破碎成诸多小块）。