一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及膨胀方法
技术领域
本发明涉及瓦斯抽采封孔技术领域，具体为一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及膨胀方法。
背景技术
现在的煤矿瓦斯的开采均使用钻孔抽采的方式，在开采过程中需要进行钻孔和封孔，来保证瓦斯的安全开采，在对孔进行封闭的时候采用封孔剂进行封孔。
现有的封孔剂注射装置不能对钻出来的孔进行定向封堵，在使用时存在以下缺陷：1、不可根据孔的深度调整，对于不同深度的孔，封孔的时候需要采用对应的封孔剂注射装置，较为麻烦的同时提高了使用成本，2、无法准确在需要封闭的孔内注射封孔剂，无法保证对孔的封闭效果，同时在孔内注射封孔剂时，不能对钻出来的孔进行定向封堵，使其无法进行有效的定向膨胀，使用效果差。为此，我们提出一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及膨胀方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置及膨胀方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，包括承接座，所述承接座底部活动设置有转换机构，所述承接座顶部左右侧对称固定设置有把手，所述转换机构上左右侧均上下贯穿活动设置有结构相同的调控注胶管，所述转换机构上中部上下贯穿活动设置有调控气管，所述调控气管与调控注胶管结构相同，所述转换机构底部设置有与调控气管和两组调控注胶管配合的深度调控机构，所述调控气管底部和两组调控注胶管底部均与注气驱动机构顶部固定连接，所述注气驱动机构左右侧均设置有相配合的定位喷射机构，所述调控气管左右外壁底部均设置有相连通的连通胶管，且两组连通胶管相背一端分别与左右侧调控注胶管外壁底部相连通，两组所述连通胶管内均设置有电磁阀一。
进一步地，所述转换机构包括活动设置在承接座底部的底盘，所述承接座底部左右侧均固定设置有T形滑块，且底盘顶部开设有与T形滑块匹配的环形的T形滑槽，所述底盘顶部中央一体成型设置有环形凸边，所述承接座上中部上下贯穿开设有活动孔，且环形凸边外壁贴合活动孔内壁，所述环形凸边内壁环形阵列均匀设置有齿牙，活动孔前后侧内壁左侧纵向固定设置有支撑板，且支撑板位于环形凸边上方，支撑板顶部后侧固定设置有壳体，且壳体内固定设置有微型步进电机，所述微型步进电机输出端贯穿壳体底部和支撑板底部并设置有与齿牙啮合的齿轮，且调控气管与两组调控注胶管均位于环形凸边内侧，所述齿轮位于调控气管和两组调控注胶管的外侧。
进一步地，所述调控注胶管包括活动插接在底盘上的主管，所述主管与底盘的连接处设置有轴承，所述主管外壁底部活动套设有连接管，所述主管外壁底部一体成型设置有与连接管相匹配的环形块，且环形块与主管的连接处设置有轴承，所述连接管内且位于主管下方的位置滑动设置有活动管，所述主管内和活动管内相对一端均固定设置有支撑杆，且顶部支撑杆的底部固定设置有螺杆，所述螺杆底部贯穿底部支撑杆并延伸至活动管内腔下方，底部所述支撑杆上中部上下固定贯穿设置有与螺杆匹配的螺纹套筒，所述螺杆左右侧外壁底部均固定设置有限位凸块，所述活动管左右侧外壁顶部均固定设置有限位滑块，且连接管左右侧内壁均竖向开设有与限位滑块匹配的限位滑槽。
进一步地，所述深度调控机构包括固定在底盘底部外壁的外壳，所述连接管上下贯穿固定插接在外壳上，所述底盘底部外壁且位于左侧调控注胶管左方的位置开设有凹槽，且凹槽内固定设置有微型伺服电机，两组所述调控注胶管和调控气管中的主管外壁均固定套设有从动链轮，且微型伺服电机输出端设置有传动链轮，所述传动链轮与三组从动链轮之间通过链条传动连接。
进一步地，所述注气驱动机构包括承接座，所述承接座内中部开设有空腔一，所述承接座左右侧均开设有活塞槽，且两组定位喷射机构分别设置在左右侧活塞槽内，所述承接座顶部中部固定插接有与空腔一相连通的出气管，所述出气管顶部与调控气管中的活动管底部相连通，所述承接座顶部左右侧均固定插接有与活塞槽相连通的输胶软管，左右侧所述输胶软管顶部分别与左右侧调控注胶管中的活动管底部相连通，左右侧所述输胶软管底部分别与左右侧定位喷射机构顶部相连通，所述空腔一左右侧分别开设有与左右侧活塞槽相连通的连通通道，且两组连通通道底部均设置有相连通的排气通道，且排气通道底部贯穿承接座底部，两组所述连通通道内从内向外依次设置有单向阀和电磁阀二，且单向阀位于排气通道内侧，所述排气通道内设置有电磁阀三。
进一步地，所述定位喷射机构包括活动设置在活塞槽内的喷管，所述喷管靠近连通通道的一端固定设置有与活塞槽内腔相匹配的活塞，所述喷管远离活塞的一端设置相连通的喷嘴，所述喷管与输胶软管相连通，所述喷管外壁固定套设有定位圈，所述喷管外壁活动套设有限位盘，且限位盘与承接座外壁固定，所述喷管外壁套设有弹簧，且弹簧一端与限位盘固定，所述弹簧另一端与定位圈固定。
一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置的膨胀方法：
S1：使用时，根据需要封闭的孔的深度，调整调控注胶管和调控气管的使用长度，通过驱动微型伺服电机，微型伺服电机带动传动链轮，传动链轮和链条带动三组从动链轮转动，进而使三组主管同步同方向转动，三组主管带动螺杆转动，螺杆使底部的支撑杆向下，进而使活动管向下，待活动管向下至指定位置，进而使注气驱动机构至需要封闭的孔的附近，使左侧的定位喷射机构对应需要封闭的孔，关闭微型伺服电机；
S2：将外界输入A型胶的管道与左侧调控注胶管中的主管顶部连通，将外界输入B型胶的管道与右侧调控注胶管中的主管顶部连通，将外界气泵输出端的管道与调控气管中的主管顶部连通；
S3：通过打开左侧连通通道内的电磁阀二，右侧电磁阀二为关闭状态，关闭电磁阀一，通过外界的气泵输入气体至调控气管，进入的气体从调控气管中的主管进入连接管，再进入活动管，最后通过出气管进入空腔一，从空腔一内进入左侧的连通通道，推动左侧的活塞在活塞槽内向外侧滑动，活塞带动喷管，使左侧的喷嘴进入需要封闭的孔内部，定位圈紧贴需要封闭的孔的孔口处，外界的A型胶进入左侧调控注胶管中的主管再进入连接管和活动管，最后再通过输胶软管进入左侧的喷管，关闭左侧的电磁阀二，打开左侧的电磁阀一，气泵使外界的气体进入左侧的连通胶管再进入左侧的调控注胶管中的连接管内，再通过左侧输胶软管进入左侧的喷管，使A型胶通过喷嘴喷射至需要封闭的孔的内部；
S4：打开左侧排气通道内的电磁阀三，左侧活塞槽内的空气从左侧排气通道排出，进而弹簧使左侧的喷管和左侧活塞向左侧复位至左侧活塞槽内，此时左侧的喷嘴和左侧的定位圈脱离需要封闭的孔，驱动微型步进电机，微型步进电机带动齿轮转动，通过齿轮和齿牙的配合使底盘转动，进而通过调控气管和调控注胶管使注气驱动机构转动，直至右侧的定位喷射机构对应需要封闭的孔即可关闭微型步进电机；
S5：同理，根据步骤S3，在需要封闭的孔内注入B型胶，此时需要封闭的孔内部的A型胶和B型胶混合膨胀来将需要封闭的孔封闭，封闭后，使喷射B型胶的定位喷射机构复位，即可取出该装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明设置有深度调控机构，通过驱动微型伺服电机，微型伺服电机带动传动链轮，传动链轮和链条带动三组从动链轮转动，进而使三组主管同步同方向转动，三组主管带动螺杆转动，螺杆使底部的支撑杆向下，进而使活动管向下，待活动管向下至指定位置，进而使注气驱动机构至需要封闭的孔的附近，使定位喷射机构对应需要封闭的孔，方便根据孔的深度进行灵活调整使用，大大降低了使用成本，同时调整快捷方便，也不影响调控气管流通气体，调控注胶管连通液体；
2)本发明设置有注气驱动机构和定位喷射机构，在定位喷射机构对应需要封闭的孔时，通过气泵使气体进入调控气管，从空腔一内进入左侧的连通通道，推动的活塞在活塞槽内向外侧滑动，活塞带动喷管，使对应需要封闭的孔的喷嘴进入需要封闭的孔内部，保证准确的对孔的封闭效果，使A型胶和B型胶混合膨胀对钻出来的孔进行封堵，同时定位圈紧贴需要封闭的孔的孔口处使得A型胶和B型胶在孔内定向膨胀，使反应初期具有流动性的A型胶和B型胶不会渗出；
3)本发明设置转换机构，通过驱动微型步进电机，微型步进电机带动齿轮转动，通过齿轮和齿牙的配合使底盘转动，进而通过调控气管和调控注胶管使注气驱动机构转动，方便将A型胶和B型胶转换使用注射在需要封闭的孔的内部，提高工作效率的同时使A型胶和B型胶准确的喷射至需要封闭的孔内。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明承接座结构俯视图；
图3为本发明调控注胶管结构剖视图；
图4为本发明注气驱动机构结构剖视图。
图中：1、承接座；2、转换机构；21、底盘；22、齿牙；23、微型步进电机；24、齿轮；25、环形凸边；3、把手；4、调控注胶管；41、主管；42、连接管；43、支撑杆；44、螺杆；45、活动管；46、限位滑块；47、限位凸块；5、T形滑块；6、深度调控机构；61、外壳；62、微型伺服电机；63、传动链轮；64、链条；7、连通胶管；8、电磁阀一；9、注气驱动机构；91、承接座；92、空腔一；93、活塞槽；94、出气管；95、输胶软管；96、连通通道；97、电磁阀二；98、排气通道；99、电磁阀三；10、定位喷射机构；101、喷管；102、弹簧；103、定位圈；104、喷嘴；105、限位盘；106、活塞；11、调控气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置，请参阅图1，包括承接座1，承接座1底部活动设置有转换机构2，转换机构2实现A型胶和B型胶的使用转换，本发明中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备；
请参阅图1和图2，承接座1顶部左右侧对称固定设置有把手3，把手3方便使用人员手持进行操作；
请参阅图1，转换机构2上左右侧均上下贯穿活动设置有结构相同的调控注胶管4，调控注胶管4方便进行注入胶液，转换机构2上中部上下贯穿活动设置有调控气管11，调控气管11方便注入气体，调控气管11与调控注胶管4结构相同，调控气管11与两组调控注胶管4均位于同一水平线；
请参阅图1，转换机构2底部设置有与调控气管11和两组调控注胶管4配合的深度调控机构6，深度调控机构6用于根据孔的深度进行调整；
请参阅图1，调控气管11底部和两组调控注胶管4底部均与注气驱动机构9顶部固定连接，调控气管11和调控注胶管4带动注气驱动机构9进行升降移动或转动；
请参阅图1，注气驱动机构9左右侧均设置有相配合的定位喷射机构10，定位喷射机构10用于喷出胶液；
请参阅图1，调控气管11左右外壁底部均设置有相连通的连通胶管7，连通胶管7方便气体进入调控气管11，调控气管11中的连接管42外壁底部设置连通胶管7，连通胶管7另一端与调控注胶管4中的连接管42外壁底部连通，且两组连通胶管7相背一端分别与左右侧调控注胶管4外壁底部相连通，两组连通胶管7内均设置有电磁阀一8。
如图1和图2所示：转换机构2包括活动设置在承接座1底部的底盘21，底盘21起到支撑和安装结构的作用，承接座1底部左右侧均固定设置有T形滑块5，且底盘21顶部开设有与T形滑块5匹配的环形的T形滑槽，使底盘21不会脱离承接座1的同时保证底盘21稳定的转动，底盘21顶部中央一体成型设置有环形凸边25，承接座1上中部上下贯穿开设有活动孔，且环形凸边25外壁贴合活动孔内壁，使底盘21转动不影响承接座1，环形凸边25内壁环形阵列均匀设置有齿牙22，活动孔前后侧内壁左侧纵向固定设置有支撑板，支撑板起到支撑和安装结构的作用，且支撑板位于环形凸边25上方，支撑板顶部后侧固定设置有壳体，且壳体内固定设置有微型步进电机23，微型步进电机23输出端贯穿壳体底部和支撑板底部并设置有与齿牙22啮合的齿轮24，齿轮24位于环形凸边25内腔后侧左端，且调控气管11与两组调控注胶管4均位于环形凸边25内侧，调控气管11、两组调控注胶管4与环形凸边25的圆心均位于同一水平线，齿轮24位于调控气管11和两组调控注胶管4的外侧，使环形凸边25带动底盘21转动，进而带动调控气管11和两组调控注胶管4转动时不会干涉到齿轮24；
如图3所示：调控注胶管4包括活动插接在底盘21上的主管41，主管41外壁顶部固定设置有与外部管道连接的法兰，主管41与底盘21的连接处设置有轴承(图中未示出)，使主管41可转动的同时避免其上下移动，主管41外壁底部活动套设有连接管42，主管41外壁底部一体成型设置有与连接管42相匹配的环形块，环形块处于连接管42内腔上方，且环形块与主管41的连接处设置有轴承，使主管41转动不影响连接管42，为了提高密封性，该轴承处可设置轴承密封圈(图中未示出)，连接管42内且位于主管41下方的位置滑动设置有活动管45，活动管45顶部为开口设置，活动管45底部延伸至连接管42底部下方，活动管45与连接管42的连接处设置有密封圈，活动管45底部与承接座91顶部固定，主管41内和活动管45内相对一端均固定设置有支撑杆43，支撑杆43起到支撑和安装结构的作用，同时不影响胶液的流通，且顶部支撑杆43的底部固定设置有螺杆44，使主管41转动时能带动螺杆44转动，螺杆44底部贯穿底部支撑杆43并延伸至活动管45内腔下方，底部支撑杆43上中部上下固定贯穿设置有与螺杆44匹配的螺纹套筒，螺纹套筒螺纹套设在螺杆44外壁，螺杆44左右侧外壁底部均固定设置有限位凸块47，限位凸块47避免螺杆44脱离底部支撑杆43，活动管45左右侧外壁顶部均固定设置有限位滑块46，且连接管42左右侧内壁均竖向开设有与限位滑块46匹配的限位滑槽，限位滑块46和限位滑槽避免螺杆44带动活动管45转动，保证其稳定的上下移动；
如图1所示：深度调控机构6包括固定在底盘21底部外壁的外壳61，外壳61避免内部的链条64传动对使用人员造成影响，连接管42上下贯穿固定插接在外壳61上，连接管42与外壳61固定，使其不会被主管41带动旋转，底盘21底部外壁且位于左侧调控注胶管4左方的位置开设有凹槽，凹槽处于外壳61内，且凹槽内固定设置有微型伺服电机62，两组调控注胶管4和调控气管11中的主管41外壁均固定套设有从动链轮，且微型伺服电机62输出端设置有传动链轮63，传动链轮63与三组从动链轮之间通过链条64传动连接，微型伺服电机62带动传动链轮63，传动链轮63通过链条64带动三组从动链轮同步同方向转动，进而使三组主管41同步同方向转动；
如图4所示：注气驱动机构9包括承接座91，承接座91横截面可为圆形或矩形，承接座91内中部开设有空腔一92，承接座91左右侧均开设有活塞槽93，且两组定位喷射机构10分别设置在左右侧活塞槽93内，承接座91顶部中部固定插接有与空腔一92相连通的出气管94，出气管94顶部与调控气管11中的活动管45底部相连通，使从调控气管11底部喷出的气体通过出气管94进入空腔一92，承接座91顶部左右侧均固定插接有与活塞槽93相连通的输胶软管95，输胶软管95方便配合喷管101的移动，左右侧输胶软管95顶部分别与左右侧调控注胶管4中的活动管45底部相连通，使从调控注胶管4底部喷出的胶液进入输胶软管95，左右侧输胶软管95底部分别与左右侧定位喷射机构10顶部相连通，使从输胶软管95处喷出的胶液进入定位喷射机构10内的喷管101内，空腔一92左右侧分别开设有与左右侧活塞槽93相连通的连通通道96，连通通道96方便气体的流通，且两组连通通道96底部均设置有相连通的排气通道98，排气通道98用于活塞槽93内的气体排出，且排气通道98底部贯穿承接座91底部，两组连通通道96内从内向外依次设置有单向阀和电磁阀二97，单向阀为单向进气阀，使活塞槽93内的气体不会进入空腔一92，且单向阀位于排气通道98内侧，使活塞槽93内的气体可进入排气通道98排出，排气通道98内设置有电磁阀三99；
如图4所示：定位喷射机构10包括活动设置在活塞槽93内的喷管101，喷管101用于使胶液喷射出，喷管101与输胶软管95连通，喷管101靠近连通通道96的一端固定设置有与活塞槽93内腔相匹配的活塞106，气体进入活塞槽93使活塞106在活塞槽93内移动，喷管101远离活塞106的一端设置相连通的喷嘴104，喷嘴104使胶液均匀喷射出，喷管101与输胶软管95相连通，喷管101外壁固定套设有定位圈103，定位圈103用于与需要封闭的孔的空口接触，使内部的胶液不会流动出，喷管101外壁活动套设有限位盘105，限位盘105不会干涉喷管101的移动，且限位盘105与承接座91外壁固定，喷管101外壁套设有弹簧102，且弹簧102一端与限位盘105固定，弹簧102另一端与定位圈103固定，弹簧102方便活塞槽93内的气体排出后，带动活塞106使喷管101复位。
一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔剂定向膨胀装置的膨胀方法：
S1：使用时，根据需要封闭的孔的深度，调整调控注胶管4和调控气管11的使用长度，通过驱动微型伺服电机62，微型伺服电机62带动传动链轮63，传动链轮63和链条64带动三组从动链轮转动，进而使三组主管41同步同方向转动，三组主管41带动螺杆44转动，螺杆44使底部的支撑杆43向下，进而使活动管45向下，待活动管45向下至指定位置，进而使注气驱动机构9至需要封闭的孔的附近，使左侧的定位喷射机构10对应需要封闭的孔，关闭微型伺服电机62；
S2：将外界输入A型胶的管道与左侧调控注胶管4中的主管41顶部连通，将外界输入B型胶的管道与右侧调控注胶管4中的主管41顶部连通，将外界气泵输出端的管道与调控气管11中的主管41顶部连通；
S3：通过打开左侧连通通道96内的电磁阀二97，右侧电磁阀二97为关闭状态，关闭电磁阀一8，通过外界的气泵输入气体至调控气管11，进入的气体从调控气管11中的主管41进入连接管42，再进入活动管45，最后通过出气管94进入空腔一92，从空腔一92内进入左侧的连通通道96，推动左侧的活塞106在活塞槽93内向外侧滑动，活塞106带动喷管101，使左侧的喷嘴104进入需要封闭的孔内部，定位圈103紧贴需要封闭的孔的孔口处，外界的A型胶进入左侧调控注胶管4中的主管41再进入连接管42和活动管45，最后再通过输胶软管95进入左侧的喷管101，关闭左侧的电磁阀二97，打开左侧的电磁阀一8，气泵使外界的气体进入左侧的连通胶管7再进入左侧的调控注胶管4中的连接管42内，再通过左侧输胶软管95进入左侧的喷管101，使A型胶通过喷嘴104喷射至需要封闭的孔的内部；
S4：打开左侧排气通道98内的电磁阀三99，左侧活塞槽93内的空气从左侧排气通道98排出，进而弹簧102使左侧的喷管101和左侧活塞106向左侧复位至左侧活塞槽93内，此时左侧的喷嘴104和左侧的定位圈103脱离需要封闭的孔，驱动微型步进电机23，微型步进电机23带动齿轮24转动，通过齿轮24和齿牙22的配合使底盘21转动，进而通过调控气管11和调控注胶管4使注气驱动机构9转动，直至右侧的定位喷射机构10对应需要封闭的孔即可关闭微型步进电机23；
S5：同理，根据步骤S3，在需要封闭的孔内注入B型胶，此时需要封闭的孔内部的A型胶和B型胶混合膨胀来将需要封闭的孔封闭，封闭后，使喷射B型胶的定位喷射机构10复位，即可取出该装置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
