[发明专利]高温火焰辅助智能钻机

说明书

技术领域

本发明涉及钻探领域，具体为一种横向挖掘的岩石钻机。

背景技术

随着科技的不断发展和人们生活水平的日益提高，我国的城市化水平越来越快，而城市拥堵的交通越来越跟不上不断增长的城市人口的需求，越来越多的城市开始修建地下铁路来对地表交通进行缓解和分流。常用的地铁隧道的挖掘钻机多采用冷钻头硬摩擦来钻进，但是对于体积较大硬度较高的岩石往往会力不从心，这给钻头和钻齿都有着很大的负担。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种高温火焰辅助智能钻机，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

高温火焰辅助智能钻机，是一种在钻机钻进时对前方岩层进行炙烤，使岩石受热不均而崩裂，从而降低挖掘钻探难度的钻机，可大大降低隧道挖掘费用，提高施工速度。

高温火焰辅助智能钻机，由钻机机体、钻头台和主控系统三部分组成，钻机机体包括机身、履带前进系统、液压支撑系统，所述履带前进系统为四条履带，分别设置在钻机的上下左右四个位置，所述液压支撑系统包括四组液压泵，分别设置在四条履带的位置；所述钻头台包括套轴、钻头、钻头座、钻头电机、钻头台电机和火焰喷口，所述钻头为内设水冷通道和水喷孔的牙轮钻，有若干个，安装和固定在钻头座上，所述钻头座的内侧设置有钻头电机，钻头电机与钻头一一对应，带动钻头的旋转，所述钻头座的中心设置有钻头座电机，带动钻头座转动，所述套轴安装在钻头座的后面，为多个同轴空心管，空心管之间留有均匀的缝隙，所述火焰喷口为网格状喷口，包括若干火焰喷口单元，整体设置在钻头座的前方，钻头之间的位置，所述钻头座内设有连通钻头座前方的火焰喷口和钻头座后方套轴的管道；所述主控系统包括设置在钻机机体内的控制中心和设置在履带前进系统的位置传感器、设置在钻头附近的温度传感器、设置在钻头台的压力传感器，通过位置传感器来控制和调整钻机的作业方向和作业面，通过压力传感器来控制和调节钻头和钻头台的转速，保证钻头台的安全作业，通过温度传感器来控制和调节火焰喷射强度和水冷强度，保证岩石加热到适当温度又能节约燃料的消耗。

所述履带前进系统分别控制设置在钻机上下左右四个位置履带的前后和后退，能够实现钻机的前进、后退以及上下左右的倾斜和位移，进而扩大作业面，提高作业效率。

所述液压支撑系统能够支撑起四条履带，辅助履带前进系统能够扩大作业面，还能够适应作业面改变时隧道管径的变化，保证钻机的稳定作业。

所述钻机机体内设有燃料和水供应系统，包括燃料泵、水泵、气泵和管道，为钻头台保证燃料、水和气的连续不断的供应。

所述钻头座的后面设置有电刷，在钻头座转动的时候保证与移动着的钻头电机的触点接触，保证钻头电机的正常工作。

在每个所述火焰喷口内设置有点火器，在设备运行开始时通过高压电弧进行点火。

所述火焰喷口为驻涡燃烧室结构，包括第一燃烧室和第二燃烧室两个燃烧室，第一燃烧室位于第二燃烧室内部，氧气送来后，从第一燃烧室的底部送入部分，燃料气体从第一燃烧室的侧面送入，燃烧气体和氧气在第一燃烧室内混合，在点火器点燃后燃烧，从第一燃烧室的顶部进入第二燃烧室与氧气进行二次燃烧，不仅保证了燃料的燃烧完全，还通过预热和预混预燃节约燃料的消耗。

所述火焰喷口处设置有控制火焰喷射角度的隔板，隔板边缘处的孔格略带倾角，能扩大火焰喷射面，使火焰不伤到钻头的同时最大程度的加热作业面的岩石。

所述火焰喷口略高于钻头台，略低于钻头顶部，使其尽可能不受钻机掘进时岩石碎屑的影响。

所述主控系统的温度传感器包括设置在钻头内检测钻头温度的温度传感器、设置在火焰喷口出检测火焰温度的温度传感器和设置在钻头台检测岩石温度的温度传感器。

在所述钻机机体内部的下侧设置有碎石输送皮带，前端斜向设置有阿基米德螺旋结构，能够快速的将落入钻机机体内的碎石输送出钻机。

在所述钻头台的外侧设置有盾构机构，通过设置在钻头台的压力传感器来保证钻头台处的压力平衡，在不影响钻头工作的情况下对钻头座进行保护，还能有效的防止火焰喷口不被碎石堵塞，保证设备的正常工作。