專利名稱：氣動穿孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于打孔機(jī)械，特別是一種在地表土層下打水平孔或淺井及樁孔用的沖擊型氣動穿孔器。
目前，我國在地下鋪設(shè)管道、電纜等施工作業(yè)時，傳統(tǒng)方法是沿管線挖掘深溝，其缺點是施工量大，費工費時，速度慢。近年來，世界上的一些發(fā)達(dá)國家研制了為上述施工用的穿孔機(jī)械裝置，如美國專利US4221157的穿孔器就屬其中的一種。它包括有錐體頭部、外殼、往復(fù)式?jīng)_擊活塞、后座、內(nèi)外套管、尾部進(jìn)氣軟管及與之配合的氣體分配系統(tǒng)組成。其缺點是當(dāng)需要穿孔器換向后退時，必須在停氣后采用人工用手直接轉(zhuǎn)動軟管，帶動內(nèi)套管旋轉(zhuǎn)到規(guī)定的要求位置，才能調(diào)整氣體分配系統(tǒng)，改變沖擊活塞的前后行程，使其只沖擊后座，以達(dá)到后退的目的。多數(shù)情況下是靠操作者的感覺或結(jié)合開氣試驗進(jìn)行，準(zhǔn)確性、可靠性差，一次調(diào)整到位率低，費工費時且麻煩。特別是在長距離打孔后或土質(zhì)條件差時，使其后退的難度更大。
本實用新型的目的是通過增設(shè)的自動控制機(jī)構(gòu)，結(jié)合控制壓縮空氣開關(guān)，就可實現(xiàn)穿孔器方便順利換向的目的，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點。
本實用新型的技術(shù)方案是由前端砧頭與之螺紋連接的護(hù)套和后端與尾座螺紋連接的尾罩及外殼構(gòu)成內(nèi)腔，內(nèi)部有與之同軸線的沖擊活塞、外套管、內(nèi)套管及與尾座螺紋連接的后端蓋。內(nèi)部還設(shè)置有與尾部進(jìn)氣軟管和排氣口相連通的氣體分配系統(tǒng)。自動控制機(jī)構(gòu)裝在尾座與后端蓋之間的腔體內(nèi)。后端蓋的中心孔與進(jìn)氣軟管連通。沖擊活塞壁上的徑向孔上口與沖擊活塞和外殼之間的氣路相通，其下口可與內(nèi)套管上及外套管上的徑向孔分別連通。內(nèi)套管為中央氣路，并可向同一方向作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其前端與沖擊活塞內(nèi)壁之間構(gòu)成后氣室。沖擊活塞前端與砧頭之間構(gòu)成前氣室。
自動控制機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱、控制活塞及其之間的小氣室、旋轉(zhuǎn)套、彈簧和具有滑輪的滑銷組成。在靠近導(dǎo)柱外緣的同一園截面上有軸向穿孔分別和兩邊的后端蓋中心孔及小氣室連通。彈簧裝在控制活塞與尾座之間。具有滑輪的滑銷與控制活塞前部內(nèi)壁固定連接。中空的旋轉(zhuǎn)套前端與內(nèi)套管固緊連接，在其同一外園表面上設(shè)置有與滑輪、滑銷相配合的連續(xù)“Z”形滑槽。
上述的自動控制機(jī)構(gòu)也可以是由導(dǎo)柱、控制活塞、前端面為棘輪的旋軸套、分別裝在導(dǎo)柱與旋轉(zhuǎn)套之間(即小氣室中)和控制活塞與尾座之間的彈簧、與內(nèi)套管固緊連接的前棘輪、以及裝在控制活塞內(nèi)壁上的帶滑輪的滑銷組成。導(dǎo)柱與旋轉(zhuǎn)套的對應(yīng)面上分別設(shè)有與彈簧配合的凹槽。旋轉(zhuǎn)套的外園面上有與滑輪、滑銷配合且其兩端之間為90°弧的斜滑槽。在前棘輪可與尾座接觸的同一園端面上還布設(shè)有相間90°弧的半園孔，與之相對應(yīng)在尾座內(nèi)表面上至少有一個軸向孔，內(nèi)裝有彈簧和鋼珠。
與進(jìn)氣軟管、排氣口相連通的氣體分配系統(tǒng)由后端蓋的中心孔、導(dǎo)柱的軸向孔、小氣室、內(nèi)套管和旋轉(zhuǎn)套構(gòu)成的中央氣路、沖擊活塞與內(nèi)外套管上的徑向孔、沖擊活塞與外殼之間的氣路、前氣室、后氣室以及尾座與尾罩上的軸向孔組成。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有結(jié)構(gòu)合理，加工和組裝方便，換向(前進(jìn)與后退的互換)速度快，操作簡單、可靠和省工省時的優(yōu)點。
本實用新型的附圖圖面說明如下


圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)視圖圖2
圖1中的A－A剖視圖圖3
圖1中的B－B剖視圖圖4
圖1中件11上具有連續(xù)“Z”形滑槽的放大展開視圖圖5本實用新型具有另一種自動控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)視圖圖6圖5中件11、件26的部分放大展開的結(jié)構(gòu)視圖。
下面結(jié)合實施例(附圖)對本實用新型作進(jìn)一步描述由
圖1－圖4所示，外殼20的前端裝有砧頭21和與之螺紋連接的護(hù)套22，后端有螺紋連接的尾座14、后端蓋3、尾罩2和進(jìn)氣軟管1。在外殼20、砧頭21和尾座14構(gòu)成的內(nèi)腔中套裝有沖擊活塞17、外套管15和內(nèi)套管16，外套管15與尾座14固定連接。自動控制機(jī)構(gòu)裝在尾座14和后端蓋3構(gòu)成的腔體內(nèi)，由導(dǎo)柱4、控制活塞6及其之間的小氣室L、彈簧7、旋轉(zhuǎn)套11和具有滑輪10的滑銷9組成。內(nèi)套管16與旋轉(zhuǎn)套11由銷釘13固緊連接?；N9固定連在控制活塞6的內(nèi)壁上，與之相配合在旋轉(zhuǎn)套11的外園面上設(shè)置有連續(xù)的“Z”形滑槽(圖4)。5、8、12、18、19是分別設(shè)在不同部位的密封。設(shè)在內(nèi)部的氣體分配系統(tǒng)由與進(jìn)氣軟管1連通的后端蓋3的中心孔，依次連通的導(dǎo)柱4的軸向孔、小氣室L、旋轉(zhuǎn)套11和內(nèi)套管16構(gòu)成的中央氣路、后氣室G、前氣室H、沖擊活塞17上的徑向孔K、D及凹孔M和與之配合分別設(shè)在內(nèi)外套管16、15上的徑向孔E和F、外殼20與沖擊活塞17之間的氣路、以及尾座14的軸向孔和尾罩2上的排氣口23組成。
本實用新型的工作原理及過程是當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入小氣室L時，就推動控制活塞6前移帶動旋轉(zhuǎn)套11轉(zhuǎn)動45°，內(nèi)套管16也隨之旋轉(zhuǎn)45°，關(guān)閉E孔，使F孔和K孔處于可連通位置，這時中央氣路打開，氣體進(jìn)入內(nèi)套管并經(jīng)其前端側(cè)壁上的氣窗C進(jìn)入后氣室G，推動沖擊活塞17前沖。前氣室H的氣體經(jīng)F孔、K孔向后排出。沖擊活塞17前進(jìn)到一定距離后，切斷F孔，使K孔與后氣室G連通的同時，壓縮空氣也隨之進(jìn)入前氣室H，對沖擊活塞17產(chǎn)生后推力。但因慣性作用，沖擊活塞17繼續(xù)前進(jìn)，直至沖擊到砧頭21，帶動穿孔器前進(jìn)打孔。隨著氣體不斷進(jìn)入前氣室H，又因其截面遠(yuǎn)大于后氣室G，對沖擊活塞17的后推力大于其前推力而使之后退。由于沖擊活塞17的后移，K孔與后氣室G斷開而與F孔接通，又重復(fù)前述過程，從而前進(jìn)打孔。
如需要使穿孔器換向后退時，首先關(guān)閉進(jìn)氣閥門，小氣室L的壓力消失，在彈簧7的作用下，控制活塞6后移，迫使旋轉(zhuǎn)套11和內(nèi)套管16向上述的旋轉(zhuǎn)方向再轉(zhuǎn)動45°，切斷F孔，使E孔和K孔接通。經(jīng)調(diào)整后的氣體分配系統(tǒng)，其工作原理及過程與上述基本相同，其區(qū)別是改變了沖擊活塞17的前后行程，使之只撞擊尾座14而不沖擊砧頭21，從而實現(xiàn)穿孔器后退的目的。這里需指出的是氣體分配系統(tǒng)雖為現(xiàn)有技術(shù)，但K孔與E孔、F孔的距離設(shè)置，必須經(jīng)過精確計算。
圖5－圖6所表明的是另一種結(jié)構(gòu)的自動控制機(jī)構(gòu)，由導(dǎo)柱4、彈簧27、小氣室L、控制活塞6、彈簧7、前端面為棘輪的旋轉(zhuǎn)套11和與之配合的前棘輪26組成。導(dǎo)柱4和旋轉(zhuǎn)套11的對應(yīng)面上有與彈簧27配合的凹槽。控制活塞6的前端內(nèi)壁上固定裝有帶滑輪10的滑銷9。與之相配合在旋轉(zhuǎn)套11的外園面上設(shè)有其兩端之間為90°弧的斜滑槽。前棘輪26與內(nèi)套管16固緊連接，且在其端頭同一園截面上設(shè)有相間90°弧的4個半園孔，與之對應(yīng)在尾座14的內(nèi)表面上有內(nèi)裝彈簧24和鋼珠25的孔。具有該種自動控制機(jī)構(gòu)的穿孔器，其工程過程的不同點是旋轉(zhuǎn)套11轉(zhuǎn)動時，通過前棘輪26帶動內(nèi)套管16旋轉(zhuǎn)，且一次轉(zhuǎn)動為90°。
權(quán)利要求1.一種氣動穿孔器，包括有前端砧頭和與之緊固連接的護(hù)套，后端尾座和與之緊固連接的尾罩和外殼及其構(gòu)成的內(nèi)腔，內(nèi)裝有同軸線的沖擊活塞、外套管、內(nèi)套管和與尾座固緊連接的后端蓋，以及設(shè)在內(nèi)部分別與進(jìn)氣軟管和排氣口連通的氣體分配系統(tǒng)，其特征是在尾座與后端蓋構(gòu)成的內(nèi)腔中設(shè)置有和氣體分配系統(tǒng)相配合的自動控制機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動穿孔器，其特征在于自動控制機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)柱、控制活塞及其之間的氣室、旋轉(zhuǎn)套、彈簧和控制活塞前部內(nèi)壁上固定連接的具有滑輪的滑銷組成，在旋轉(zhuǎn)套的同一外園環(huán)面上設(shè)有與滑輪、滑銷相配合的連續(xù)“Z”形滑槽，導(dǎo)柱的后端面與后端蓋的前部外緣環(huán)狀端面可壓緊連接，導(dǎo)柱同一園周上的軸向穿孔與后端蓋的中心孔連通，旋轉(zhuǎn)套前部與內(nèi)套管后端固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動穿孔器，其持征在于自動控制機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)柱、控制活塞、前端面為棘輪的旋轉(zhuǎn)套、分別裝在導(dǎo)柱與旋轉(zhuǎn)套之間和控制活塞與尾座之間的彈簧、前棘輪及固定裝在控制活塞內(nèi)壁上的帶滑輪的滑銷組成，在導(dǎo)柱與旋轉(zhuǎn)套的對應(yīng)面上有與彈簧相配合的凹槽，在旋轉(zhuǎn)套外園壁上設(shè)有與滑輪、滑銷配合的且其兩端之間為90°弧的斜滑槽，在前棘輪前端面的同一園上有相間90°弧的4個半園孔，與之對應(yīng)的尾座內(nèi)面上至少有一個孔，并在其中裝有彈簧和鋼珠，在導(dǎo)柱與控制活塞之間可構(gòu)成氣室。
專利摘要本實用新型提供了一種在地表土層下打水平孔及淺井或樁孔用的氣動穿孔器。它由前端砧頭與其緊固連接的護(hù)套，后端尾座、尾罩和外殼及其構(gòu)成的內(nèi)腔中設(shè)置的沖擊活塞、外套管、內(nèi)套管和氣體分配系統(tǒng)，以及尾座與后端蓋構(gòu)成的內(nèi)腔中的自動控制機(jī)構(gòu)所組成。通過控制外部壓縮空氣閥門的通、斷即可實現(xiàn)其前進(jìn)打孔或換向后退，具有制造和組裝方便，換向快速、準(zhǔn)確、可靠、一次到位，操作簡便和省工省時的優(yōu)點。
文檔編號E21B7/00GK2188645SQ9323955
公開日1995年2月1日 申請日期1993年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月17日
發(fā)明者韋興承, 劉學(xué)斌, 樊強(qiáng) 申請人:韋興承, 劉學(xué)斌, 樊強(qiáng)