[发明专利]旋转截齿

说明书

本申请是申请号为200680030762.X的国际申请的分案申请，该国际申请的申请日为2006年5月19日，题目为“旋转截齿以及使用旋转截齿采矿的方法”。

技术领域

本发明涉及一种用于采矿和挖掘目的的切削工具。本发明主要开发用于煤的开采并且在使用中通常用在地下煤炭采矿中。因此针对该应用描述本发明十分便利，但是很容易理解，本发明也可以用在它能够适当地发挥作用的任何采矿或挖掘操作中。

背景技术

多种不同形式的设备和机器可以用于采矿和挖掘操作中，并且通常进行采矿或挖掘的类型和正被开采或挖掘的土地的类型决定了适当的设备和机器的类型。本发明主要涉及地下煤矿开采以及与采矿形式相关的安全及维护问题。对于安全问题，地下煤矿开采的主要安全难题之一是涉及矿井中的火灾或爆炸。这种情况的发生是由于在采矿过程中会产生甲烷气体和煤尘(通常称为矿尘)，它们堵塞在矿井中并且易于点燃。不利地，用于煤矿开采的设备会生成易燃火花并因此导致火灾或爆炸。因此，非常重要的是采取所有适当的措施来将火花的生成减到最小或消除。

用于在硬地如煤面中采矿或挖掘的设备包括旋转刀具，其中安装有多个突出的切削刀头或截齿的滚筒与地面接合。截齿在它们随筒旋转时咬入地面，从而冲击泥土并且从表面去除或打碎泥土。截齿和地面之间的这种高度侵入的接合会导致在它们之间生成火花。

用于煤矿开采的截齿通常具有硬烧结碳化钨尖端，通常通过硬钎焊固定到钢柄上。在不同的现有技术中公开了这类截齿，例如US6,113,195，EP0274645以及DE4226976。截齿的尖端可以是刀片或罩盖型。DE4226976中显示了刀片型尖端，其中尖端的轴向长度上的比从孔中延伸出来的部分更大的部分锚定在柄的孔中。EP0274645中显示了罩盖型尖端，其中尖端具有比刀片型尖端更宽的底座并且底座设置且硬钎焊到柄前端中相对较浅的凹槽中。本发明适用于罩盖型截齿。

在上述类型的截齿中，可以在碳化钨尖端和地面之间以及在钢柄和地面之间生成火花，不过通常更可能在钢柄和地面之间生成火花。

截齿工作的高度严峻的环境也会导致截齿与所开采地面相接触的部分发生磨损。通常截齿的柄由比截齿尖端更软的材料形成，并且因此柄比尖端更容易磨损并且在靠近尖端的情况下尤为显著。

发明内容

已经提出了使用连接到截齿柄上并且邻近切削尖端的环形套筒用来减少火花，例如参见申请人的审理中的澳大利亚专利申请no.2004201284。本发明涉及一种类似形式的截齿，但是还提供了一种设置，用于减少采矿期间套筒与地面和/或被移除的土地碎片相接合的发生，从而延长套筒的寿命而防止失效。

根据本发明，提供了一种截齿，包括：

细长柄；

切削尖端，该切削尖端安装到所述柄的一端以从该一端伸出；切削尖端具有前端、尾端以及用于安装到柄上的安装部，该安装部设置成与尾端向邻近并且与前端相对，尖端具有在从前端到尾端的方向上向外发散直到最大直径部分的形状；环形套筒，该环形套筒具有内径并且连接在所述柄周围，且与所述切削尖端的尾端相邻并成不接触的关系，其中所述环形套筒是分离环，

其中

所述切削尖端的最大直径部分的直径大于所述环形套筒的内径的直径，并且其中所述柄限定出垂直于柄的纵向轴线的台肩，所述台肩在一大致锥形部分和一柱形部分之间延伸，所述锥形部分朝着所述柱形部分会聚，所述环形套筒绕着所述柱形部分被连接于所述柄并且被支撑于所述台肩上。

根据本发明的截齿能有利地减少环形套筒暴露为与开采或挖掘的地表相接合或者与被截齿去除的土地碎片相接合。这是因为切削尖端最大直径部分的直径大于环形套筒的内径，以使得该最大直径部分能至少在径向上覆盖在套筒上并且因此能够让土地碎片偏离以免与套筒相接合。在现有技术截齿中，切削尖端的最大直径小于套筒的内径，因此切削尖端并不能提供对套筒的叠加其上的保护，该保护防止套筒与地表相接合，或者与被截齿去除的土地碎片相接合。这种设置在一些采矿或开采环境中可以被接受，然而在更加严峻的环境中，套筒需要得到保护，以减小其破裂的可能性。即使套筒以这种方式受到保护，它仍会充分地表现出其磨损和/或减小火花的基本功能，但是破裂的可能性较小。

相应地，依靠套筒结构，套筒能够在截齿的整个使用寿命中更加可靠地提供磨损保护或火花保护，或者两者的结合。

环形套筒能够提供磨损保护或者火花保护或者两者的结合。如果需要磨损保护，则套筒可以是任意适合的材料，比如和柄相同的材料或者更硬的材料。例如，套筒可以与切削尖端的材料相同并且在这种设置下，套筒能够由碳化钨形成。