專利名稱：一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)沖擊設(shè)備，尤其涉及一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器。
背景技術(shù)：
無(wú)閥潛孔沖擊器是一種典型的氣動(dòng)沖擊設(shè)備，它是潛孔鉆機(jī)的鉆具，是鉆機(jī)實(shí)施鉆孔的工作機(jī)構(gòu)。這種設(shè)備主要用于鉆鑿直徑65—305mm,孔深60m鑿巖爆破孔。一般來(lái)說(shuō)，一部潛孔鉆機(jī)的鉆孔效率在很大程度上取決于沖擊器的性能。目前，市場(chǎng)上使用的無(wú)閥潛孔沖擊器是一種以美國(guó)英格索蘭公司為代表的DHD系列活塞尾管式無(wú)閥雙缸結(jié)構(gòu)潛孔沖擊器。其特點(diǎn)為活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)大纟而沖擊鉆頭，活塞小纟而和內(nèi)缸相互作用進(jìn)行配氣和導(dǎo)向，見圖1所示，DHD系列無(wú)閥沖擊器由17個(gè)零件組成，具體包括:后接頭1、橡膠圈2、逆止閥3、彈簧4、閥座5、鋼墊圈6、橡膠圈7、O型圈8、配氣桿9、內(nèi)缸10、活塞11、外套管12、O型圈13、卡環(huán)14、鉆頭15、前接頭16、尾管17、O型圈18。帶有API螺紋的后接頭I是沖擊器與鉆桿連接的機(jī)件。逆止閥3是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥。逆止閥3是裝在逆止閥座5中的。逆止閥座還能將壓縮空氣引入配氣桿9內(nèi)，逆止閥座與后接頭I間設(shè)有減振橡膠圈，外套管12連同缸體10、配氣桿9、尾管17、活塞11 一起實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作。設(shè)有中心孔道及體表凹槽的細(xì)長(zhǎng)形活塞是直接將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的一個(gè)零件，并由它把這種動(dòng)能通過(guò)碰撞的方式傳遞給鉆頭15，所以活塞是一個(gè)很關(guān)鍵的零件?？ōh(huán)14則為防止鉆頭16脫落的對(duì)開形卡環(huán)。前接頭16是帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)及在上滑動(dòng)的前接頭?；钊?1是配合活塞進(jìn)行配氣的尼龍尾管。上述無(wú)閥雙缸型潛孔沖擊器有以下一些弊病:1、閥座與后接頭之間裝有橡膠圈，在沖擊器工作時(shí)自身就能吸收一定的能量，更突出的是在沖擊器工作一段時(shí)間后橡膠的老化變形，將會(huì)產(chǎn)生躥動(dòng)而嚴(yán)重的影響各部件之間的配合精度，從而降低了工作效率，并縮短了沖擊器的工作壽命。2、內(nèi)缸為薄壁結(jié)構(gòu)的零件加工復(fù)雜，制作成本高；因其為易損件所以是影響沖擊器使用壽命和穩(wěn)定性的關(guān)鍵點(diǎn)之一。3、外套管內(nèi)壁挖有多個(gè)環(huán)形槽，減少了外套管的耐磨性。4、有較多的進(jìn)排氣路，因而造成較大的氣壓損失。5、活塞上開有較多配氣孔道，氣道轉(zhuǎn)折且路程長(zhǎng)，氣體壓力損失大，使其對(duì)熱處理反應(yīng)敏感，應(yīng)力集中，工作時(shí)常因工藝和結(jié)構(gòu)上的原因早期破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能，工作時(shí)穩(wěn)定可靠；活塞與內(nèi)缸接觸部位減少，內(nèi)缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣，可在5—30公斤/厘米2范圍內(nèi)工作。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:—種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡環(huán)、前接頭和鉆頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和彈簧，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔內(nèi)設(shè)有鉆頭尾管，鉆頭尾管伸入鉆頭中心氣孔中，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設(shè)有錐形段用于限位鉆頭尾管。上述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合。上述在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈和第一 0型密封圈；卡環(huán)與外套管之間設(shè)有第二 0型密封圈。本發(fā)明取得了以下的技術(shù)效果:1、配氣桿、內(nèi)缸裝配設(shè)計(jì)合理，配氣桿大端裝在內(nèi)缸一端的臺(tái)階孔里的，后接頭直接壓在內(nèi)缸及配氣桿的大端面上構(gòu)成剛性連接。從而避免了配氣桿工作時(shí)的躥動(dòng)，然而能長(zhǎng)久的保持高精度的配合，保證了工作效率。2、配氣桿結(jié)構(gòu)合理，配氣桿與閥座為一體式結(jié)構(gòu)，且配氣桿縮小了軸徑比，易于加工，在工作時(shí)不易變形和斷裂。配氣通道簡(jiǎn)潔通暢，從而減少了能量的損失。3、活塞結(jié)構(gòu)合理，首先，活塞各部無(wú)顯著的直徑差且設(shè)有唯一的中心氣孔，有利于應(yīng)力波的傳遞，使用壽命提高了 ;第二，活塞上孔道少、無(wú)折返孔道、無(wú)細(xì)長(zhǎng)孔，加工方便，加工效率高，無(wú)需深孔磨削。4、系統(tǒng)氣路設(shè)計(jì)合理系統(tǒng)氣路通暢、無(wú)折返式氣路，大大提高氣動(dòng)效率，減小氣壓損失。5、沖擊器工作效率高，沖擊器合理的調(diào)整了活塞的質(zhì)量和工作行程，提高了沖擊器的沖擊頻率與單次沖擊能，從而能在各種巖層實(shí)現(xiàn)“高頻、高能”的工作，提高了工作效率(相比之下效率提高了 20% 30%)。6、零部件個(gè)數(shù)較少，方便拆卸。7、沖擊器工作壓力范圍廣可在5 — 25公斤/厘米2范圍內(nèi)工作。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭1、逆止閥3、配氣桿5、活塞8、內(nèi)缸6、外套管7、卡環(huán)9、前接頭11和鉆頭13，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和彈簧4，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔25內(nèi)設(shè)有鉆頭尾管12，鉆頭尾管伸入鉆頭中心氣孔27中，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座14為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設(shè)有錐形段28用于限位鉆頭尾管。所述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤15，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合。在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈16和第一 0型密封圈2 ；卡環(huán)與外套管之間設(shè)有第二 0型密封圈10。帶有API螺紋的后接頭I是連接沖擊器與鉆桿的機(jī)件。逆止閥3是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥，配氣桿5和進(jìn)氣座是合為一體的，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作?；钊?為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，它是直接將壓縮氣體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的一個(gè)零件，并由它把這種動(dòng)能通過(guò)碰撞的方式傳遞給鉆頭13，活塞8始終是在內(nèi)缸6與件外套管7里運(yùn)動(dòng)的。鉆頭尾管12與活塞起配氣作用，卡環(huán)9為防止鉆頭13脫落的對(duì)開形卡環(huán)。前接頭11帶動(dòng)鉆頭13轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)。高風(fēng)壓在本發(fā)明中一般指5—14公斤/厘米2。本發(fā)明的工作原理如下:為開動(dòng)沖擊器，須先下放沖擊器。當(dāng)鉆頭與巖石接觸并頂起活塞處于圖2所示位置時(shí)，啟動(dòng)準(zhǔn)備工作即告結(jié)束。由后接頭中空孔道17引入的高壓氣體P，頂開逆止閥3，經(jīng)后接頭大孔端隙縫18、配氣桿外側(cè)通道19、內(nèi)缸6外壁與外套管7內(nèi)壁形成的環(huán)形通道20到活塞供氣室21、22。高壓氣體由這里交替的進(jìn)入汽缸前氣室23和后氣室24。返程開始時(shí)，活塞處于圖2所示位置，環(huán)形腔20中的高壓氣體經(jīng)活塞體表氣槽21、22、經(jīng)過(guò)活塞體表進(jìn)入前氣室23推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。在活塞返程運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)環(huán)形通道22關(guān)閉時(shí)，前氣室23進(jìn)氣停止，活塞靠前氣室中的高壓氣體膨脹繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞沖擊端與尾管脫開后，前氣室23氣體經(jīng)尾管中心孔26、鉆頭中心孔27排至孔底。在活塞開始反程運(yùn)動(dòng)時(shí)，后室24的氣體P，經(jīng)活塞中心氣孔25、尾管中心孔26、鉆頭中心氣孔27逸至孔底，使活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的背壓阻力很?。划?dāng)配氣桿小頭開始進(jìn)入活塞構(gòu)成配合時(shí)，活塞的返程運(yùn)動(dòng)使后氣室24的氣體受到壓縮；當(dāng)活塞大端運(yùn)動(dòng)至與內(nèi)缸內(nèi)壁形成開口，高壓氣體環(huán)形通道20、活塞供氣室21進(jìn)入后氣室24。由于活塞運(yùn)動(dòng)慣性，活塞滑行一段距離，直到進(jìn)入后期室24的高壓氣體產(chǎn)生壓力使活塞終止返程運(yùn)動(dòng)?；钊麤_程運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞在高壓氣體的推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到活塞大端與內(nèi)缸內(nèi)壁形成的開口關(guān)閉瞬間，高壓氣體進(jìn)入后氣室的通道被堵死，活塞靠氣體膨脹向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞中心孔與配氣桿下端脫離后，后氣室經(jīng)過(guò)氣體活塞中心氣孔25、尾管中心孔26、鉆頭中心氣孔27。此時(shí)活塞撞擊鉆頭尾部完成沖程運(yùn)動(dòng)。在活塞開始沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，前氣室23的氣體繼續(xù)經(jīng)尾管中心孔26和鉆頭中心孔7排到孔底；當(dāng)活塞與尾管形成配合時(shí)，前氣室的氣體開始?jí)嚎s，活塞一直運(yùn)動(dòng)到接通圓弧槽22，高壓氣體進(jìn)入到前氣室23，完成了配氣過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭(I)、逆止閥(3)、配氣桿(5)、活塞(8)、內(nèi)缸(6)、外套管(7)、卡環(huán)(9)、前接頭(11)和鉆頭(13)，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和彈簧(4)，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔(25)內(nèi)設(shè)有鉆頭尾管(12)，鉆頭尾管伸入鉆頭中心氣孔(27)中，其特征在于:所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座(14)為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設(shè)有錐形段(28)用于限位鉆頭尾管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，其特征在于:所述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤(15)，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，其特征在于:在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈(16)和第一 O型密封圈(2);卡環(huán)與外套管之間設(shè)有第二 O型密封圈(10)。
全文摘要
一種旋風(fēng)帶尾管高風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡環(huán)、前接頭和鉆頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和彈簧，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔內(nèi)設(shè)有鉆頭尾管，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。本發(fā)明配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能，工作時(shí)穩(wěn)定可靠；活塞與內(nèi)缸接觸部位減少，內(nèi)缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣。
文檔編號(hào)E21B4/14GK103174379SQ20131007747
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者龔康強(qiáng), 孫超 申請(qǐng)人:宜昌市五環(huán)鉆機(jī)具有限責(zé)任公司