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1、(10)申请公布号 CN 104343402 A (43)申请公布日 2015.02.11 C N 1 0 4 3 4 3 4 0 2 A (21)申请号 201410371454.X (22)申请日 2014.07.30 13/955,323 2013.07.31 US E21B 21/015(2006.01) E21D 20/00(2006.01) (71)申请人卡特彼勒全球矿业美国有限责任公 司 地址美国宾夕法尼亚州 (72)发明人 BP泰勒 JW小科 (74)专利代理机构北京市中咨律师事务所 11247 代理人吴鹏 马江立 (54) 发明名称 用于机器的粉尘收集系统 (57) 摘要 本。
2、发明提供一种粉尘收集管装置。管装置包 括外管和内管。所述外管和内管具有中空结构。 所述内管的直径小于所述外管的直径。所述内管 相对于所述外管纵向地移动。所述外管和内管提 供用于粉尘和气流的通道以及管装置的基于所述 内管相对于所述外管的位置的可调节长度。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图6页 (10)申请公布号 CN 104343402 A CN 104343402 A 1/2页 2 1.一种粉尘收集管装置，所述管装置包括: 具有中空结构的外管；和 具有中。
3、空结构的内管，所述内管的直径小于所述外管的直径，所述内管配置成相对于 所述外管纵向地移动； 其中所述外管和所述内管配置成提供用于粉尘和气流的通道，使得所述管装置的长度 基于该内管相对于该外管的位置是可调节的。 2.根据权利要求1所述的管装置，其中，还包括设置在所述内管和所述外管的交界处 的密封机构。 3.根据权利要求2所述的管装置，其中，所述外管和所述内管由第一材料制成，所述密 封机构由第二材料制成，所述第二材料与所述第一材料不相同。 4.根据权利要求1所述的管装置，其中，所述内管和所述外管中的每一个的一端分别 包括用于与粉尘入口软管和粉尘出口软管相连接的管嘴。 5.根据权利要求1所述的管装置。
4、，其中，所述管装置与锚杆机的钻臂区段相关联，所述 外管附接到主钻臂并且所述内管附接到可伸展部。 6.根据权利要求5所述的管装置，其中，所述内管在所述外管内的移动是基于所述主 钻臂的移动。 7.根据权利要求1所述的管装置，其中，所述管装置与锚杆机的钻桅相关联，所述外管 附接到所述钻桅并且所述内管附接到可伸展部。 8.根据权利要求7所述的管装置，其中，所述内管在所述外管内的移动是基于所述钻 桅的移动。 9.根据权利要求1所述的管装置，其中，所述内管的长度等于或大于所述外管的长度。 10.一种粉尘收集系统，其包括： 具有中空结构的内管； 具有中空结构的外管，所述外管的直径大于所述内管的直径；和 布置。
5、在所述外管和所述内管的交界处的密封机构，所述密封机构设置成使所述内管能 在所述外管内滑动； 其中所述内管和外管的组合提供了用于粉尘和气流的、具有可变长度的连续通道。 11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述外管和所述内管由第一材料制成，所述密 封机构由第二材料制成，所述第二材料和所述第一材料不相同。 12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述内管和所述外管中的每一个的一端分别 包括用于与粉尘入口软管和粉尘出口软管相连接的管嘴。 13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述粉尘收集系统与锚杆机的钻臂区段相关 联，所述外管附接到主钻臂并且所述内管附接到可伸展部。 14.根据权利要求13所述的。
6、系统，其中，所述内管在所述外管内的滑动是基于所述主 钻臂的移动。 15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述粉尘收集系统与锚杆机的钻桅相关联，所 述外管附接到所述钻桅并且所述内管附接到可伸展部。 16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述内管在所述外管内的滑动是基于所述钻 桅的移动。 权 利 要 求 书CN 104343402 A 2/2页 3 17.根据权利要求10所述的系统，其中，所述内管的长度等于或大于所述外管的长度。 18.一种用于锚杆机的粉尘收集系统，所述系统包括: 粉尘入口软管； 粉尘出口软管；和 粉尘收集装置，该粉尘收集装置连接到该粉尘入口软管和该粉尘出口软管，所述粉尘 收集。
7、装置包括： 具有中空结构的内管；和 固定到所述锚杆机的框架的外管，所述外管的直径大于所述内管的直径； 其中所述内管配置成相对于所述外管纵向地移动以提供具有可变长度的粉尘和气流 通道。 19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述粉尘收集装置与所述锚杆机的钻臂区段 相关联。 20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述粉尘收集装置与所述锚杆机的钻桅相关 联。 权 利 要 求 书CN 104343402 A 1/4页 4 用于机器的粉尘收集系统 技术领域 0001 本发明涉及一种粉尘收集系统，更具体地涉及用于采矿机中的粉尘收集系统。 背景技术 0002 在采矿机例如锚杆机运行期间，由于执行钻进和锚。
8、杆支护作业而产生粉尘。收集 粉尘且将其从临近锚杆机的钻桅的粉尘产生区传送到位于锚杆机后侧的粉尘输送区。因 此，沿锚杆机的长度设置有管道或软管用于传送和提供用于粉尘和气流的、从粉尘产生区 到锚杆机上的粉尘输送区的通道。 0003 已知的软管设计包括提供与锚杆机的一些区段如机器的钻臂相关联的环状配置 的软管。然而，所述设计的软管具有大体积配置。在有限的矿井空间中，这些软管在锚杆机 运行期间容易遭受切割、磨损或过早损坏。这可能导致锚杆机无法按照政府法规运行，从而 由于时间的损失还影响机器的生产率。 0004 公开的美国专利申请2012/0024607涉及一种粉尘收集装置，其周向环绕顶板工 具布置且与。
9、顶板钻头相关联并且可在其上滑动用以收集和移除在干钻作业期间所产生的 粉尘。粉尘收集装置包括气缸构件、衬套、以及包括顶部垫圈，橡胶垫和底部垫圈的安装组 件。 发明内容 0005 在本发明的一个方案中，提供一种粉尘收集管装置。该管装置包括外管和内管。外 管和内管具有中空结构。内管的直径小于外管的直径。内管配置成能相对于外管纵向地移 动。此外，外管和内管提供用于粉尘和气流的通道，使得管装置的长度基于内管相对于外管 的位置是可调节的。 0006 在另一方案中，提供一种粉尘收集系统。粉尘收集系统包括内管和外管。外管和 内管具有中空结构。外管的直径大于内管的直径。粉尘收集系统还包括密封机构。密封机 构设置。
10、在内管和外管交界处。密封机构提供内管在外管内的滑动。内管和外管的组合提供 用于粉尘和气流的、具有可变长度的连续通道。 0007 在又一方案中，提供一种用于锚杆机的粉尘收集系统。粉尘收集系统包括粉尘入 口软管和粉尘出口软管。粉尘收集系统还包括粉尘收集装置。粉尘收集装置连接到粉尘入 口软管和粉尘出口软管。粉尘收集装置还包括内管和外管。外管和内管具有中空结构。外 管固定到锚杆机的框架上且其直径大于内管的直径。内管配置成相对于外管纵向地移动以 提供具有可变长度的粉尘和气流通道。 附图说明 0008 图1是根据本发明的一个实施例的示例性采矿机的透视图； 0009 图2是处于缩进位置的管装置的透视图，管装。
11、置设置在机器的钻臂区段上； 0010 图3是图2中所示的管装置的截面图，管装置处于缩进位置； 说 明 书CN 104343402 A 2/4页 5 0011 图4是在机器的钻臂区段上的处于伸出位置的管装置的透视图； 0012 图5是图4中所示的管装置的截面图，管装置处于伸出位置；和 0013 图6是设置在机器的钻桅上的管装置的透视图。 具体实施方式 0014 在任何可能的情况下，整个附图中将使用相同的附图标记指示相同或相似的零部 件。参照图1，示出了示例性采矿机100。更具体地，机器100为锚杆机。机器100可配置 成用于在顶板锚杆支护作业期间支承矿井和/或隧道的一部分顶部。机器100还可配置。
12、成 用于利用合适的岩石钻进和锚杆支护工具来执行顶板锚杆支护作业。应该指出的是，机器 100可包括具有与机器100相关联的粉尘收集系统的任何其它机器。 0015 机器100包括底盘或框架102。在框架102上可设置有封罩104。封罩104容纳 动力源(未示出)。该动力源可以是任何常规或非常规的动力源，包括但不限于内燃机、蓄 电装置如电池、电动机等。该动力源可配置成向机器100提供用于移动和/或其它运转需 求的动力。封罩104还可容纳机器100的运转控制所需的多种其它元件，包括但不限于电 气和/或电子元件、液压和/或气动元件等。 0016 此外，出于移动的目的，在机器100上可设置有诸如车轮或履带。
13、的地面接合件 106。传动系统(未示出)联接到动力源和地面接合件106。该传动系统可包括但不限于齿 轮传动装置、差速器、传动轴和包括阀、管路、分配歧管等的液压和/或气动回路中的任何 一者或组合。该传动系统可配置成将动力从动力源传递到地面接合件106。 0017 机器100包括钻臂区段108。钻臂区段108可枢转地联接到机器100的框架102。 钻臂区段108可包括可伸展臂110以将钻臂区段108可枢转地联接到机器100的框架102。 钻臂区段108可包括钻桅112。钻桅112构造成利用合适的岩石钻进和锚杆支护工具来执 行顶板锚杆支护作业。钻臂区段108还包括操作员平台114。操作员平台114可。
14、设置有可 被操作员用于控制钻臂区段108的各种控制装置。 0018 钻桅112可包括钻头(未示出)。粉尘收集器(未示出)可被用在钻头周围区域。 粉尘收集器构造成收集由于执行钻进作业而产生的粉尘。粉尘可被吸入粉尘收集器的至少 一部分中以产生具有悬浮在空气中的粉尘颗粒的气流。此外，粉尘收集器连接到与机器100 的粉尘收集和输送系统相关联的管装置116。 0019 本文中所用的术语“粉尘收集和输送系统”是指多个软管118或管，以及本发明中 提供的管装置116。粉尘收集和输送系统提供用于将粉尘和气流从粉尘产生区(即机器100 的钻桅112)传送到粉尘输送区(即机器100的后区段120)的连续通道。沿机。
15、器100的长 度设置的软管118可由任何合适的材料制成。在一个实施例中，可利用聚合物例如聚氨酯、 聚乙烯、合成或天然橡胶等来形成软管118。这些软管118为中空形状以允许粉尘和气流通 过。软管118的相关参数，例如长度、位置、形状、直径、大小、材料等根据系统要求可变。 0020 在本发明的一个实施例中，如图1、2和4所示，管装置116可设置与机器100的钻 臂区段108相连。在另一个实施例中，如图6所示，管装置116可与机器100的钻桅112相 关联。管装置的工作方式将结合图2到6详细描述。 0021 参照图1，设置在机器100上的管装置116连接到软管118。粉尘和气流可通过管 装置116且。
16、还可经由软管118连接到预除尘器(未示出)。预除尘器构造成将相对较大的 说 明 书CN 104343402 A 3/4页 6 粉尘颗粒从粉尘和气流中分离出来。在一个实施例中，预除尘器使用旋风气流以执行这种 分离。分离出的粉尘中的至少一部分可从机器100的底部区段124释放到大气中。 0022 剩余部分的粉尘和气流可允许通过软管118和其它相关部件如软管接头流到位 于机器100上的集尘箱126。由于集尘箱126所提供的大量的空间，粉尘可从气流中分离 出且沉积在集尘箱126的底部。在一个实施例中，集尘箱126可包括一系列过滤器(未示 出)，使得粉尘由过滤器捕集。 0023 此外，在粉尘被分离出且收。
17、集在集尘箱126内后，干净的空气可从集尘箱126经软 管118被吸引到鼓风机(未示出)内。由于吸引或抽吸效应可以在粉尘收集和输送系统中 产生真空压力。消声器(未示出)连接到鼓风机。来自鼓风机的空气可流到消声器。此外， 气体可经消声器离开机器100。 0024 图2示出了与机器100的钻臂区段108相关联的管装置116。管装置116包括内 管202和外管204。内管202和外管204具有中空结构。管装置116的中空结构提供了用 于粉尘和气流通过管装置116的连续通道。更具体地，外管204以至少部分地围绕内管202 的方式定位。 0025 图3示出图2中所示的管装置116的截面图。如图所示，内管2。
18、02的直径基本小 于外管204的直径，允许内管202至少部分地定位在外管204内。内管202配置成相对于 外管204纵向地移动。因此，管装置116提供了基于内管202相对于外管204的位置具有 可变长度的通道。 0026 参照图2，外管204固定地附接到机器100的框架102上。在示出的实施例中，管 装置116被固定到钻臂区段108。外管204利用任何已知的方法例如焊接，铆接，螺栓连接 或利用已知的外部支承结构如支架或夹具来固定。内管202附接到到可伸展部，即钻臂区 段108的可伸展臂110。或者，在另一个实施例中，根据系统的需求，管装置116的构型可颠 倒过来，使得内管202被固定到框架10。
19、2和外管204被附接到可伸展部。 0027 在本发明中，内管202配置成相对于外管204纵向地移动。基于内管202相对于 外管204的位置，管装置116的长度可变化。图2和3示出管装置116处在缩进位置，在该 位置内管202完全位于外管204内部。图4和5示出了在伸出位置的管装置116，在该伸出 位置，内管202的大部分长度位于外管204的长度之外。 0028 此外，内管202在外管204内部的运动是基于钻臂的可伸展臂110的移动。例如， 在这个例子中，内管202在与钻臂区段108相关联的管装置116内的移动为沿水平方向，使 得当钻臂区段118相对于机器100的框架102向外移动时，内管202。
20、从外管204抽出以从 缩进位置变为伸出位置。内管202和外管204可由任何合适的金属制成，该金属提供特定 结构所需的刚度。 0029 如附图中所示，管嘴302可设置在内管202的一端和外管204的相应的另一端，以 将管装置116分别与粉尘收集和输送系统的粉尘入口软管206和粉尘出口软管208相连 接。而且，还可利用任何其它管接头或连接件。 0030 此外，可采用保持机构210诸如压接接头、推入接头或卡箍接头用以将粉尘入口 软管206和粉尘出口软管208分别连接到内管202和外管204。此外，可在内管202和外管 204的交界处设置密封机构。密封机构可包括O形密封圈304。密封机构可由不同于用以。
21、 形成内管202和外管204的材料制成。 说 明 书CN 104343402 A 4/4页 7 0031 此外，在一个实施例中，可靠近O形密封圈304设置衬套306。衬套306设置用于 允许内管202相对于外管204滑动，而不会使内管202的外表面干涉或摩擦外管204的内 表面。此外，保持环或卡环308可靠近衬套306设置。这可以防止衬套306从管装置116 滑出。在另一个实施例中，轴滑动部(shaft wiper)310可靠近内管202的一端设置，用以 引导内管202在外管204内的运动。另外，用于阻止或防止内管202从外管204中滑出的 机构设置在外管204的另一端。例如，如图3和5所示，。
22、具有漏斗形腔室的止动机构312定 位在外管204的另一端和管嘴302处。腔室的形状可有助于从内管202到外管204的直径 的平滑过渡。 0032 图4和5示出了处于伸出位置的管装置116，其中管装置116的长度比如2和3中 所示出的管装置要相对长。应该指出的是，管装置116的长度可基于相关联的钻臂区段108 的运动在内管202相对于外管204的伸出位置和缩进位置之间改变。 0033 如图6所示，管装置116可与机器100的钻桅112相关联，使得外管204固定到钻 桅112。内管202连接到钻桅112的可伸展部。如前面所述，内管202配置成基于钻桅112 的运动相对于外管204纵向移动。在这种情。
23、况下，在管装置116的长度上的伸出和缩回为 沿纵向方向。在所示出的实施例中，分别地，粉尘入口软管206连接到内管202且粉尘出口 软管208连接到外管204。应该指出的是，这些连接可基于系统需求而变化。而且，本文中 所述的管装置116的定位、位置和取向仅仅是基于示例性的而不会限制本发明的范围。 0034 工业适用性 0035 粉尘通过粉尘传送软管从机器的一部分传送到另一部分。已知的设计包括提供用 于粉尘传送软管的环状结构。这种配置占用了非常大的空间。同时，粉尘传送软管容易受 到切割和磨损。这可能导致粉尘传送软管的过早破坏。 0036 在本发明提供的管装置116提供了一种结实的结构，其具有用于粉。
24、尘和气流通过 的可变长度的通道。通道的长度基于内管202相对于外管204的位置。 0037 粉尘和气流可进入管装置116中。基于钻臂区段108和/或钻桅112的位置，内 管202相对于外管204的位置可变化。因此，管装置116的长度可基于内管202相对于外 管204的移动而改变。粉尘和气流可离开管装置116并且流入粉尘收集和输送系统的相关 联的软管118。 0038 虽然已参考以上实施例特别示出和描述了本发明的方面，但本领域的技术人员将 理解的是，通过对所公开的机器、系统和方法的修改，可设想多种其它实施例而不脱离所公 开的精神和范围。此类实施例应该理解为落入基于权利要求及其任何等同确定的本发明的 范围内。 说 明 书CN 104343402 A 1/6页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104343402 A 2/6页 9 图2 说 明 书 附 图CN 104343402 A 3/6页 10 图3 说 明 书 附 图CN 104343402 A 10 4/6页 11 图4 说 明 书 附 图CN 104343402 A 11 5/6页 12 图5 说 明 书 附 图CN 104343402 A 12 6/6页 13 图6 说 明 书 附 图CN 104343402 A 13 。