一種新型潛孔沖擊器的制造方法
【專利摘要】一種新型潛孔沖擊器，包括沖擊器主體，在沖擊器主體后部設(shè)有后接頭，前部設(shè)有前接頭，后接頭內(nèi)開設(shè)有中空孔道，鉆頭與前接頭連接，鉆頭內(nèi)開設(shè)有鉆頭中心孔，鉆頭中心孔與鉆頭的端面斜孔連通，在沖擊器主體內(nèi)的中空孔道出口處設(shè)有逆止閥，沖擊器主體內(nèi)的配氣桿和逆止閥閥座為一體式結(jié)構(gòu)，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作；活塞安裝在內(nèi)缸內(nèi)，在內(nèi)缸和外套管內(nèi)運動；活塞前部通過導(dǎo)向套導(dǎo)向，活塞前端與鉆頭相配合，活塞內(nèi)的中心氣孔與鉆頭中心孔相通。本裝置采用了創(chuàng)新的活塞結(jié)構(gòu)，配氣桿、內(nèi)缸、后接頭裝配設(shè)計合，創(chuàng)新的卡環(huán)與前接頭裝配結(jié)構(gòu)，使整個沖擊器結(jié)構(gòu)合理，工作效率高，同時也降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種新型潛孔沖擊器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于沖擊器制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型結(jié)構(gòu)的潛孔沖擊器。

【背景技術(shù)】
[0002]無閥潛孔沖擊器是一種典型的氣動沖擊設(shè)備，它是潛孔鉆機的鉆具，是鉆機實施鉆
[0003]孔的工作機構(gòu)。這種設(shè)備主要用于鉆鑿直徑65—305mm,孔深60m鑿巖爆破孔。潛孔鉆機的鉆孔效率在很大程度上取決于沖擊器的性能。目前，市場上使用的潛孔沖擊器是一種以國英格索蘭公司為代表的DHD系列無閥雙缸結(jié)構(gòu)潛孔沖擊器。其特點為活塞運動時大端沖擊鉆頭，活塞小端和內(nèi)缸相互作用進(jìn)行配氣和導(dǎo)向。這種無閥潛孔沖擊器有以下一些弊端:
[0004]1、病閥座與后接頭之間裝有橡膠圈，在沖擊器工作時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間后橡膠的老化變形，將會產(chǎn)生躥動而嚴(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。
[0005]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)鍵點之一。
[0006]3、外套管內(nèi)壁挖有多個環(huán)形槽，減少了外套管的耐磨性。
[0007]4、有較多的進(jìn)排氣路，因而造成較大的氣壓損失。
[0008]5、活塞上開有較多配氣孔道，氣道轉(zhuǎn)折且路程長，氣體壓力損失大，使其對熱處理反應(yīng)敏感，應(yīng)力集中，工作時常因工藝和結(jié)構(gòu)上的原因早期破壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有沖擊器存在的缺點，本實用新型提供一種故障率低，在氣壓5 — 30公斤/厘米2的范圍內(nèi)高效、穩(wěn)定、低能耗、可靠的運行的潛孔沖擊器。
[0010]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種新型潛孔沖擊器，包括沖擊器主體，在沖擊器主體后部設(shè)有后接頭，前部設(shè)有前接頭，后接頭內(nèi)開設(shè)有中空孔道，鉆頭與前接頭連接，鉆頭內(nèi)開設(shè)有鉆頭中心孔，鉆頭中心孔與鉆頭的端面斜孔連通，在沖擊器主體內(nèi)的中空孔道出口處設(shè)有逆止閥，沖擊器主體內(nèi)的配氣桿和逆止閥閥座為一體式結(jié)構(gòu)的，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作；活塞安裝在內(nèi)缸內(nèi)，在內(nèi)缸和外套管內(nèi)運動；活塞前部通過導(dǎo)向套導(dǎo)向，活塞前端與鉆頭相配合，活塞內(nèi)的中心氣孔與鉆頭中心孔相通。
[0011]活塞為開有孔道的圓柱結(jié)構(gòu)活塞，其外表面設(shè)有體表氣槽。
[0012]后接頭大頭端與逆止閥之間設(shè)有孔端隙縫，孔端隙縫、配氣桿側(cè)通道、內(nèi)缸外壁與外套管內(nèi)壁形成的環(huán)形通道、兩活塞體表氣槽以及汽缸前氣室和后氣室構(gòu)成沖擊器的氣流通道。
[0013]導(dǎo)向套導(dǎo)通過安裝在外套管內(nèi)壁上的擋圈定位。
[0014]活塞的最大外徑與總長之比值小于3.5。
[0015]活塞的大頭端面設(shè)有下陷式導(dǎo)流口。
[0016]卡環(huán)為階梯式卡環(huán),其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)臺階，外部設(shè)有外臺階，卡環(huán)的小端外圓與前接頭內(nèi)環(huán)形腔相配合定位，大頭端面與導(dǎo)向套端面貼合。
[0017]配氣桿與活塞孔相配合部位設(shè)有多個阻尼槽。
[0018]內(nèi)缸一端設(shè)有多個供氣孔，另一端設(shè)有多個傾斜氣孔，缸體內(nèi)部設(shè)有兩缸體環(huán)形腔。
[0019]本實用新型提供的潛孔沖擊器，具有以下有益效果:
[0020]1、創(chuàng)新的活塞結(jié)構(gòu)；
[0021]a.活塞最大外徑與總長之比值小于3.5的設(shè)計，經(jīng)實踐驗證此種設(shè)計活塞更有利于交變應(yīng)力波的快速傳遞，使得沖擊器有著更高的輸出功率。
[0022]b.活塞大頭端面設(shè)有下陷式導(dǎo)流口，有利高于后氣室氣體快速通過活塞及鉆頭中心氣孔進(jìn)入孔底實現(xiàn)高效排渣。
[0023]2、配氣桿、內(nèi)缸、后接頭裝配設(shè)計合理:
[0024]一方面，內(nèi)缸外圓設(shè)有定位錐面與外套管相配合，配氣桿中部設(shè)有支撐臺階裝在內(nèi)缸一端的臺階孔里的，另一面，后接頭大端面隨著螺紋的旋進(jìn)直接壓配氣桿的大端面上促使三部件構(gòu)成剛性連接，從而避免了配氣桿工作時的躥動，然而能長久的保持高精度的配合，保證了工作效率。
[0025]配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、可實現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能。工作時穩(wěn)定可靠。配氣桿與活塞孔配合部位設(shè)有多個阻尼槽(見A部)，能有效的減少高壓氣體的泄露。
[0026]3、創(chuàng)新卡環(huán)與前接頭裝配結(jié)構(gòu)，卡環(huán)采用階梯式設(shè)計(見圖2)，小端外圓與前接頭內(nèi)環(huán)形腔相配合定位(見C部)，大頭端面與導(dǎo)向套端面貼合，使得沖擊器裝卸更為方便，此種將卡環(huán)部分沉入前接頭式設(shè)計相對傳統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)更為緊湊合理，卡環(huán)沉入前接頭式設(shè)計使得潛孔鉆頭總長和質(zhì)量有了最大程度的縮小，導(dǎo)致了與之匹配的沖擊活塞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大創(chuàng)新即:從“細(xì)長”型活塞向“短粗”型活塞的轉(zhuǎn)變，使得成套設(shè)備有著高輸出功率，同時也降低了產(chǎn)品成本。
[0027]4、無尾管參與配氣動作故障率低:本沖擊器配用無尾管鉆頭，沖擊器采用導(dǎo)向套配合活塞完成配氣，工作過程中無鉆頭尾管參與，故障率低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0029]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是本實用新型的卡環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3是圖1中A處的放大圖。
[0032]圖4是圖1中B處的放大圖。
[0033]圖5是圖1中C處的放大圖。
[0034]圖6是本實用新型的活塞結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖7是本實用新型的內(nèi)缸結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0036]本實用新型的結(jié)構(gòu)如圖所示:一種新型潛孔沖擊器，包括沖擊器主體，在沖擊器主體后部設(shè)有后接頭1，前部設(shè)有前接頭12，后接頭I內(nèi)開設(shè)有中空孔道14，鉆頭13與前接頭12連接，鉆頭13內(nèi)開設(shè)有鉆頭中心孔22，鉆頭中心孔22與鉆頭的端面斜孔23連通，在沖擊器主體內(nèi)的中空孔道14出口處設(shè)有逆止閥2，沖擊器主體內(nèi)的配氣桿5和逆止閥閥座為一體式結(jié)構(gòu)的，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作；活塞7安裝在內(nèi)缸6內(nèi)，在內(nèi)缸6和外套管8內(nèi)運動；活塞7前部通過導(dǎo)向套10導(dǎo)向，活塞7前端與鉆頭13相配合，活塞7內(nèi)的中心氣孔24與鉆頭中心孔22相通。
[0037]本實用新型中，逆止閥2是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥。
[0038]本實用新型中，活塞7為開有孔道的圓柱結(jié)構(gòu)活塞，其外表面設(shè)有體表氣槽18，19 ;后接頭I大頭端與逆止閥2之間設(shè)有孔端隙縫15，孔端隙縫15、配氣桿側(cè)通道16、內(nèi)缸6外壁與外套管8內(nèi)壁形成的環(huán)形通道17、兩活塞體表氣槽18，19以及汽缸前氣室20和后氣室21構(gòu)成沖擊器的氣流通道?；钊?的最大外徑與總長之比值小于3.5 ;活塞7的大頭端面設(shè)有下陷式導(dǎo)流口 27?；钊?是直接將壓縮氣體的能量轉(zhuǎn)換為機械運動動能的一個零件，并由它把這種動能通過碰撞的方式傳遞給鉆頭13，活塞7始終是在內(nèi)缸6與外套管8中運動。
[0039]本實用新型中，導(dǎo)向套10導(dǎo)通過安裝在外套管8內(nèi)壁上的擋圈9定位。
[0040]本實用新型的卡環(huán)11為對開階梯式卡環(huán)，其作用是防止鉆頭13脫落，卡環(huán)11結(jié)構(gòu)如圖2所示，其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)臺階3，外部設(shè)有外臺階29，卡環(huán)的小端外圓與前接頭內(nèi)環(huán)形腔相配合定位，大頭端面與導(dǎo)向套10端面貼合?？ōh(huán)11裝配時，鉆頭13由小端穿過前接頭使得鉆頭花鍵與前接頭花鍵配合。卡環(huán)11為分體式結(jié)構(gòu)，由兩相沿垂直中心軸面對稱半卡環(huán)拼合而成，裝置時，將兩個半卡環(huán)(整個卡環(huán)一次是放不進(jìn)去的)逐個置入前接頭端面臺階孔中，使之小端外圓與前接頭臺階孔相配合定位(見C部)，卡環(huán)大頭端面隨著螺紋的旋進(jìn)與導(dǎo)向套端面貼合壓緊。當(dāng)沖擊器為提桿吹渣狀態(tài)時，鉆頭下移其小端臺階與卡環(huán)內(nèi)臺階相配合。
[0041]本實用新型的配氣桿5與活塞孔相配合部位設(shè)有多個阻尼槽26，阻尼槽為配氣桿小端設(shè)有的兩個或多個環(huán)形圓弧槽，高壓氣流經(jīng)過此處時能形成局部環(huán)流，從而能阻礙高壓氣體從配合間隙通過。
[0042]本實用新型的內(nèi)缸一端設(shè)有多個供氣孔30，另一端設(shè)有多個傾斜氣孔31，其中缸體內(nèi)部設(shè)有兩缸體環(huán)形腔32，33。
[0043]本實用新型的工作原理如下:由后接頭中空孔道14引入的高壓氣體P，頂開逆止閥2，經(jīng)后接頭大孔端隙縫15、配氣桿側(cè)通道16、內(nèi)缸6外壁與外套管8內(nèi)壁形成的環(huán)形腔17到活塞體表氣槽18、19。高壓氣體由這里交替的進(jìn)入汽缸前氣室20和后氣室21。
[0044]返程開始時，活塞處于圖2所示位置，環(huán)形腔17中的高壓氣體經(jīng)活塞體表氣槽18、19、經(jīng)過活塞體表進(jìn)入前氣室20推動活塞7運動。在活塞7返程運動中，當(dāng)活塞體表氣槽19關(guān)閉時，前氣室20進(jìn)氣停止，活塞7靠前氣室中的高壓氣體膨脹繼續(xù)向上運動，當(dāng)活塞沖擊端與導(dǎo)向套脫開后，前氣室20氣體經(jīng)鉆頭中心孔22、端面斜孔23排至孔底。在活塞開始反程運動時，后氣室21的氣體P，經(jīng)活塞中心氣孔24、鉆頭中心孔22、鉆頭斜孔23逸至孔底，使活塞運動時所受到的背壓阻力很小；當(dāng)配氣桿5小頭開始進(jìn)入活塞構(gòu)成配合時，活塞7的返程運動使后氣室21的氣體受到壓縮；當(dāng)活塞7大端運動至與內(nèi)缸內(nèi)壁形成開口，高壓氣體經(jīng)環(huán)形腔17、活塞體表氣槽19進(jìn)入后氣室21。由于活塞運動慣性，活塞滑行一段距離，直到進(jìn)入后氣室21的高壓氣體產(chǎn)生壓力使活塞終止返程運動。
[0045]活塞沖程運動時，活塞在高壓氣體的推動下運動到活塞大端與內(nèi)缸內(nèi)環(huán)形腔25形成的開口關(guān)閉瞬間，高壓氣體進(jìn)入后氣室21的通道被堵死，活塞靠氣體膨脹向前運動，當(dāng)活塞中心孔與配氣桿下端脫離后，后氣室氣體經(jīng)塞中心氣孔24、鉆頭中心孔22和鉆頭斜孔23排至孔底。此時活塞7撞擊鉆頭尾部完成沖程運動。在活塞開始沖程運動時，前氣室20的氣體繼續(xù)經(jīng)導(dǎo)向套和鉆頭中心孔22、鉆頭斜孔23排到孔底；當(dāng)活塞與導(dǎo)向套形成配合時，前氣室的氣體開始壓縮，活塞一直運動到接通活塞體表氣槽19，高壓氣體進(jìn)入到前氣室20，完成了配氣過程。
【權(quán)利要求】
1.一種新型潛孔沖擊器，包括沖擊器主體，在沖擊器主體后部設(shè)有后接頭(1 )，前部設(shè)有前接頭(12)，后接頭(1)內(nèi)開設(shè)有中空孔道(14)，鉆頭(13)與前接頭(12)連接，其特征在于:鉆頭(13)內(nèi)開設(shè)有鉆頭中心孔(22)，鉆頭中心孔(22)與鉆頭的端面斜孔(23)連通，在沖擊器主體內(nèi)的中空孔道(14)出口處設(shè)有逆止閥(2)，沖擊器主體內(nèi)的配氣桿(5)和逆止閥閥座為一體式結(jié)構(gòu)的，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作；活塞(7)安裝在內(nèi)缸(6)內(nèi)，在內(nèi)缸(6)和外套管(8)內(nèi)運動；活塞(7)前部通過導(dǎo)向套(10)導(dǎo)向，活塞(7)前端與鉆頭(13)相配合，活塞(7)內(nèi)的中心氣孔(24)與鉆頭中心孔(22)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:活塞(7)為開有孔道的圓柱結(jié)構(gòu)活塞，其外表面設(shè)有體表氣槽(18,19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:后接頭(1)大頭端與逆止閥(2)之間設(shè)有孔端隙縫(15)，孔端隙縫(15)、配氣桿側(cè)通道(16)、內(nèi)缸(6)外壁與外套管(8)內(nèi)壁形成的環(huán)形通道(17)、兩活塞體表氣槽(18，19)以及汽缸前氣室(20)和后氣室(21)構(gòu)成沖擊器的氣流通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:導(dǎo)向套(10)導(dǎo)通過安裝在外套管(8)內(nèi)壁上的擋圈(9)定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:活塞(7)的最大外徑與總長之比值小于3.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:活塞(7)的大頭端面設(shè)有下陷式導(dǎo)流口(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:卡環(huán)(11)為階梯式卡環(huán)，其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)臺階(3)，外部設(shè)有外臺階(29)，卡環(huán)的小端外圓與前接頭內(nèi)環(huán)形腔相配合定位，大頭端面與導(dǎo)向套(10)端面貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:配氣桿(5)與活塞孔相配合部位設(shè)有多個阻尼槽(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種新型潛孔沖擊器，其特征在于:內(nèi)缸(6)—端設(shè)有多個供氣孔(30)，另一端設(shè)有多個傾斜氣孔31，缸體內(nèi)部設(shè)有兩缸體環(huán)形腔(32，33)。
【文檔編號】E21B1/30GK204060501SQ201420540115
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】龔康強, 孫超 申請人:宜昌市五環(huán)鉆機具有限責(zé)任公司