專利名稱：鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆桿，具體地，涉及一種用在鋼鐵制造業(yè)中的 出鐵出渣裝置的鉆桿。
背景技術(shù)：
過(guò)去的鼓風(fēng)爐、電弧爐及用于制造、運(yùn)輸或容納熔融材料的相 關(guān)容器，都通過(guò)稱作"出鐵出渣"的鉆井過(guò)程被打開(kāi)來(lái)釋放液態(tài)材 料。為實(shí)施出鐵出渣過(guò)程而提供了出鐵出渣裝置。這種出鐵出裝置 通常包括用于向鉆桿施力。沖擊力和旋轉(zhuǎn)力的電才幾，在鉆桿的端部處 設(shè)有鉆頭，用于伸入待打開(kāi)的容器中。鉆桿包括中空的、鋼制的鉆 軸，其尺寸和制造都足以向難熔材料傳遞旋轉(zhuǎn)力和沖擊力，從而在 容器或容納主體內(nèi)有效產(chǎn)生鉆孔。鉆桿的一^:i殳計(jì)包括中空鉆軸的從動(dòng)端，即，連4妄至電才幾的鉆 軸端部上的外螺紋。鉆軸的相對(duì)端，即鉆軸的鉆頭端包括用于4妄收 鉆頭的外螺紋。鉆頭包括與鉆軸鉆頭端的外螺紋配合的內(nèi)螺紋，這 樣就能將鉆頭連接到中空鉆軸上。鉆軸內(nèi)包括流體通道，其從所述 乂人動(dòng)端延伸至鉆頭端并使液體或氣體通過(guò)中空鉆軸一皮運(yùn)輸?shù)姐@頭。 向鉆頭供以液體或氣體允許鉆頭的冷卻和/人所鉆的孔中清除廢渣。 通過(guò)有效冷卻鉆頭和清除所鉆孔的廢渣，鉆頭的切削刃保持其刀刃 伸長(zhǎng)，并且由聚集的廢渣引起的粘結(jié)也最小化了。
鉆桿的尺寸很重要，尤其是考慮到鉆桿的重量和操作。根據(jù)重 量和，乘作的限制，相比螺紋連接的尺寸而將中空鉆軸的外徑確定為最小可能的尺寸。
一般說(shuō)來(lái)，鉆軸被改變成容納最小的單件重量， 同時(shí)不會(huì)損失其適當(dāng)?shù)貍鬏斈芰康哪芰Α＿@種改變稱為鍛造。通常， 鉆軸的每一端都^皮鍛造以實(shí)現(xiàn)其直徑的增加，同時(shí)又不會(huì)增加螺紋 端之間的重量。目前，鉆軸鉆頭端處的外螺紋由鉆頭的螺紋決定，即，由鉆頭 制造商決定。由此可見(jiàn)，來(lái)自不同制造商的鉆頭通常不能用在相同 的鉆軸上。目前制造鉆軸所使用的材料不是通用的且所需原材料也 4艮難得到。由此可見(jiàn)，這種鉆軸的成本也因而相對(duì)較高。除了材料 的直接采購(gòu)成本外，還必須考慮用于鍛造和車(chē)螺紋的其它成本。為了降低成本，已提出增加兩端之間的鉆軸外徑，由此省去鍛 造操作。為了不至于大幅度增加鉆軸的重量，鉆軸的內(nèi)徑也要增加。 增大的內(nèi)徑具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，即獲得了更大的流動(dòng)能力，導(dǎo)致更 好的,令卻和清除。但是，通過(guò)增加鉆軸的內(nèi)徑，減小了鉆頭端處鉆軸的材料厚度， 由此降低了鉆頭與鉆軸之間連接處的強(qiáng)度。在鉆頭與鉆軸之間連接 處的強(qiáng)度不夠的情況下，鉆頭就會(huì)在工作中從鉆軸上折斷并危害鉆 孔過(guò)程。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的鉆桿，其克服上述問(wèn)題。才艮據(jù)本發(fā)明， 一種鉆桿包括具有第一軸端和第二軸端的細(xì)長(zhǎng) 中空軸，第 一軸端具有用于將鉆桿連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第 一連接器， 第二軸端具有第一內(nèi)螺紋；具有第一適配器端和第二適配器端的適
配器，第 一適配器端具有與第二軸端的第 一 內(nèi)螺紋相配合的第 一外螺紋，第二適配器端具有用于將鉆頭連接于其上的第二連接器；其 中適配器被夾在中空軸與鉆頭之間。上述鉆桿結(jié)構(gòu)可以使多種鉆頭與單個(gè)中空軸結(jié)合使用。因此當(dāng) 不同的鉆頭被使用時(shí)不需要提供不同的中空軸。因此在使用多種鉆 頭的情況下，制造鉆桿的費(fèi)用也不必大幅增加。優(yōu)選地，鉆桿還包括鉆頭，所述鉆頭具有與第二適配器端的第 二連接器相配合的第三連接器。第二適配器端的第二連接器優(yōu)選地包括第二外螺紋，而鉆頭的 第三連接器優(yōu)選地包括與第二適配器端的第二連接器的第二外螺 紋相配合的第二內(nèi)螺紋。這使得可容易且快速地將鉆頭連接于適配器。優(yōu)選地，適配器包括一個(gè)流體管，其從第一適配器端向第二適 配器端延伸，用于將來(lái)自中空軸的流體通道的流體輸送到鉆頭以用 于其冷卻。優(yōu)選地，適配器還包括多個(gè)位于其圓周壁中的孔，所述孔流體 地連接至流體管。這樣的孔使流體在鉆桿與鉆孔之間被輸送，以進(jìn) 一步改進(jìn)鉆頭的冷卻以及改進(jìn)廢渣從鉆孔的排出。才艮據(jù)一個(gè)實(shí)施例，孑Li殳在第二適配器端中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，孔設(shè)在第 一適配器端的第 一外螺紋與第二適 配器端的第二連接器之間的軸環(huán)內(nèi)，軸環(huán)具有大于第一、第二適配 器端直徑的直徑。軸環(huán)可包括"纖切部，其直徑在第一適配器端方向 上逐漸減小，并且孔可i殳置在軸環(huán)的該斜切部?jī)?nèi)?？椎倪@種i殳置進(jìn) 一步提高了廢渣從鉆孔的排出。優(yōu)選地，適配器還包括設(shè)在流體管內(nèi)的止回閥以阻止材料(如 要打開(kāi)的容器內(nèi)所容納的加壓熔融材料)流過(guò)鉆桿的中空軸。


結(jié)合以下附圖，乂人對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下述描述中，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更明顯，其中圖1是穿過(guò)具有根據(jù)第一實(shí)施例的適配器的根據(jù)本發(fā)明鉆桿的 鉆端截取的縱向截面圖；圖2是圖1鉆桿鉆端的分解視圖；圖3 a是穿過(guò)根據(jù)第二實(shí)施例的適配器截取的縱向截面圖； 圖3b是穿過(guò)根據(jù)第三實(shí)施例的適配器截取的縱向截面圖； 圖3c是穿過(guò)沖艮據(jù)第四實(shí)施例的適配器截耳又的縱向截面圖； 圖3d是穿過(guò)才艮據(jù)第五實(shí)施例的適配器截耳又的縱向截面圖； 圖3e是穿過(guò)根據(jù)第六實(shí)施例的適配器截取的縱向截面圖； 圖3f是穿過(guò)才艮據(jù)第七實(shí)施例的適配器截耳又的縱向截面圖； 圖3g是穿過(guò)根據(jù)第八實(shí)施例的適配器截取的縱向截面圖；以及圖3h是穿過(guò)根據(jù)第九實(shí)施例的適配器截取的縱向截面圖。
具體實(shí)施方式
在圖1和圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明鉆桿的鉆端。鉆桿10包括 一個(gè)基本為圓柱形的細(xì)長(zhǎng)中空軸12,其具有外軸壁14和內(nèi)軸壁16， 內(nèi)軸壁16在中空軸12內(nèi)限定了從第一軸端(未示出)延伸至第二 軸端22的流體通道18。鉆桿10包括i殳置在第二軸端22的內(nèi)軸壁 16上的第一內(nèi)螺紋24。才是供一種具有第一適配器端32和第二適配器端34的適配器 30。適配器30具有外適配器壁36和內(nèi)適配器壁38，內(nèi)適配器壁 38在適配器30內(nèi)限定了從第一適配器端32延伸至第二適配器端 34的力t體管40。適配器30包4舌i殳置在第一適配器端32的外適配器壁36上的 第 一外螺紋42 。第 一適配器端32的第 一外螺紋42形成得與第二軸 端22的第一內(nèi)螺紋24相配合，以4吏得適配器30可#皮螺紋連4妻到 中空軸12的第二軸端22上。適配器30還包括用于將鉆頭46連接于其上的第二連接器。鉆 頭46包4舌鉆頭頭部48和第三連4妾器50，第三連4妻器50優(yōu)選地包 括第二內(nèi)螺紋52。適配器30包括第二適配器端34上的形成得與鉆 頭46的第二內(nèi)螺紋52配合的第二外螺紋54，以-使得鉆頭46可凈皮 螺紋連4妻到適配器30的第二適配器端34上。當(dāng)鉆頭46連沖妄到適配器30上時(shí)，鉆頭46優(yōu)選地這樣形成， 即，在適配器30與鉆頭46的鉆頭頭部48之間形成一個(gè)內(nèi)分配腔 室56。流道60可設(shè)置在鉆頭頭部48內(nèi)，以使得流體從內(nèi)分配腔室 56流向鉆頭頭部48與4寺鉆壁之間的空間。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，如圖1和圖2所示的，適配器30 一般為圓柱形中空體，在其外壁上具有從一端延伸至另 一端的單個(gè) 螺紋?？商鎿Q的適配器如圖3a至圖3h所示。這些適配器30包括位 于第一與第二外螺紋42、 54之間的軸環(huán)62。軸環(huán)62具有第一4妄觸 面64、第二^妄觸面66和側(cè)面68。軸環(huán)62的直徑比第一、第二適 配器端32、 34的直徑大。連接時(shí)，軸環(huán)62的第一接觸面64與中 空軸12的第二軸端22上的第三^妄觸面70 (見(jiàn)圖2)相4妾觸，而軸 環(huán)62的第二4妾觸面66與鉆頭46的連4妄端50上的第四4妻觸面72 (見(jiàn)圖2)相接觸。軸環(huán)62的長(zhǎng)度(即，沿軸向的長(zhǎng)度)沒(méi)有被限 定，而且可隨需要增大或減小。并且，幾何形狀也不限于圓柱形形 狀。也可以i殳想具有六角形截面的軸環(huán)。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的適配器如圖3a所示。該適配器包括 其直徑與中空軸12外徑相同或略小的軸環(huán)62。當(dāng)選用4交小直徑的 鉆頭46時(shí)，這樣的"細(xì)線軸環(huán)"可用于增加的環(huán)向間隙。才艮據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的適配器如圖3b所示。該適配器包括 其直徑與中空軸12的直徑基本相同的軸環(huán)62。這種軸環(huán)可用于標(biāo) 準(zhǔn)鉆頭46,其中適配器30的軸環(huán)62形成中空軸12的延續(xù)部分。根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的適配器如圖3c所示。該適配器包括 多個(gè)位于軸環(huán)62的側(cè)面68上的孑L 80。孑L 80 ^昔助于內(nèi)腔82流體地 連4妻至流體管40?？?0 4吏得一些流體由適配器30注射到鉆孔中， 從而提高廢渣從鉆孔的清除。流體管40包括狹窄部84，在狹窄部 84下游內(nèi)腔82與流體管40會(huì)合。軸環(huán)62的側(cè)面68包括斜切部 69，從而在第一適配器端32方向上逐漸減小軸環(huán)62的直徑。多個(gè) 孑L 80 i殳置在側(cè)面68的殺牛切部69內(nèi)，以引導(dǎo)從孔80注射的流體遠(yuǎn) 離鉆頭46, 從而而有助于廢渣從鉆孔的清除。
根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的適配器如圖3d所示。該適配器包括 具有增大直徑的第二適配器端34。這表示具有不同直徑螺紋的適配 器可被使用，從而使其他鉆頭可被連接。這使得鉆頭螺紋的變化和 操作者對(duì)幾何形狀的選擇變得容易。根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的適配器如圖3e所示。該適配器包括 具有"V"型螺紋的第一適配器端32，使得標(biāo)準(zhǔn)60度螺紋配置能 夠適用于鉆頭螺紋的選纟奪。所描述的60度"V"型螺紋也可以是英 制梯形螺紋或另一種"UNC" (4且牙螺紋)、"UNF"(細(xì)牙螺紋)或 米制螺距螺紋形狀。根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的適配器如圖3f所示。該適配器包括設(shè) 置在流體管40內(nèi)的止回閥90。這種止回閥90阻止力。壓的熔融初-泮+ 通過(guò)中空軸40回流。而且，該適配器包括位于第二適配器端34內(nèi) 的孔92、孑1> 92借助于內(nèi)腔94流體連接至流體管40上。根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的適配器如圖3g所示。該適配器包括 多個(gè)^f立于^由玉不62的煩'J面68中的孑L 80。孑L 80 4昔-力于內(nèi)月空82 ;虎體;也 連接至流體管40?？?0 ^吏得一些流體乂人適配器30注射到鉆孔中， 乂人而使得鉆頭冷卻和清除來(lái)自鉆孔的廢渣。流體管40包括狹窄部 84，在狹窄部84的下游內(nèi)腔82與流體管40會(huì)合。軸環(huán)62的側(cè)面 68基本平4于于適配器30的軸線。根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的適配器如圖3h所示。該適配器包括 圓螺紋型的第二外螺紋54,因此使圓螺紋鉆頭被連接到具有不同標(biāo) 準(zhǔn)的鉆頭螺紋配置的中空軸12。上述實(shí)施例 <又用于i兌明 一 些可能結(jié)構(gòu)。在理解i兌明書(shū)和附圖 后，本發(fā)明的各種變化、修改、變形、4吏用和應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域4支術(shù)
人員是顯而易見(jiàn)的。所有這些變化、》務(wù)改、變形、4吏用和應(yīng)用均不 脫離發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明僅由權(quán)利要求限定。
附圖才示i己10鉆4干12中空軸14夕卜4由，16內(nèi)軸壁18流體通道22第二壽由^24第一內(nèi)螺纟丈30適配器32第一適配器端34第二適配器端36外適配器壁38內(nèi)適配器壁40流體管42第一夕卜螺纟丈46鉆頭48鉆頭頭部 50第三適配器 52第二內(nèi)螺紋 54第二外螺紋 56內(nèi)分配月空室 60流道 62軸環(huán) 64第一4妄觸面 66第二4姿觸面 68側(cè)面 69斜切部 70第三接觸面 72第四4妄觸面 80孔 82內(nèi)腔 90止回閥 92孔
權(quán)利要求
1.一種鉆桿，包括具有第一軸端和第二軸端的細(xì)長(zhǎng)中空軸，所述第一軸端具有用于將所述鉆桿連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一連接器，所述第二軸端具有第一內(nèi)螺紋；和具有第一適配器端和第二適配器端的適配器，所述第一適配器端具有與所述第二軸端的所述第一內(nèi)螺紋相配合的第一外螺紋，所述第二適配器端具有用于將鉆頭連接于其上的第二連接器；其中，當(dāng)鉆頭被連接到所述鉆桿時(shí)，所述適配器被夾在所述中空軸與所述鉆頭之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其中，所述鉆桿還包括鉆頭，其 具有與所述第二適配器端的所述第二連接器相配合的第三連 接器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆桿，其中，所述第二適配器端的所述 第二連接器包括第二外螺紋，并且所述鉆頭的第三連接器包括 與所述第二適配器端的第二連接器的所述第二外螺紋相配合 的第二內(nèi)螺紋。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉆桿，其中，所述適配器包 括從所述第一適配器端延伸至所述第二適配器端的流體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆桿，其中，所述適配器在其圓周壁中 包括多個(gè)孔，所述孔流體地連接至所述流體管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆桿，其中所述孔設(shè)在所述第二適配器 端內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的鉆桿，其中，所述適配器 包括止回閥，其設(shè)在所述第 一適配器端與所述孔之間的所述流 體管內(nèi)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鉆桿，其中，所述適配器包 括位于所述第 一適配器端的第 一外螺紋與所述第二適配器端 的連接器之間的軸環(huán)，所述軸環(huán)的直徑大于所述第一、第二適 配器端的直徑，并且其中，所述孔設(shè)置在所述軸環(huán)內(nèi)。
9. 才艮據(jù);K利要求8所述的鉆桿，其中，所述軸環(huán)包^^牛切部，所 述斜切部具有在所述第一適配器端的方向上逐漸減小的直徑， 并且其中，所述孔"i殳置在所述軸環(huán)的所述殺牛切部?jī)?nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的鉆桿，其中，所述適配器 包括設(shè)在所述流體管內(nèi)的止回閥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鉆桿(10)，包括具有第一軸端和第二軸端(22)的細(xì)長(zhǎng)中空軸(12)，第一軸端具有用于將鉆桿(10)連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一連接器，第二軸端(22)具有第一內(nèi)螺紋(24)；和具有第一適配器端(32)和第二適配器端(34)的適配器(30)，第一適配器端(32)具有與第二軸端(22)的第一內(nèi)螺紋(24)相配合的第一外螺紋(42)，第二適配器端(34)具有用于將鉆頭(46)連接于其上的第二連接器。當(dāng)鉆頭(46)連接到鉆桿(10)時(shí)，適配器(12)被夾在中空軸(12)與鉆頭(46)之間。鉆桿的上述結(jié)構(gòu)可以使多種鉆頭與單個(gè)中空軸結(jié)合使用。因此當(dāng)不同的鉆頭被使用時(shí)不需要提供不同的中空軸。因此如果使用多種鉆頭，鉆桿的制造費(fèi)用也不會(huì)大幅增加。
文檔編號(hào)F27D3/00GK101166944SQ200680014339
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者柯勞德·博德萬(wàn)格, 馬丁·P·米勒 申請(qǐng)人:保爾伍斯股份有限公司