一種新型潛孔沖擊器的制造方法
【專(zhuān)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(kāi)設(shè)有中空孔道，鉆頭與前接頭連接，鉆頭內(nèi)開(kāi)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(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作；活塞安裝在內(nèi)缸內(nèi)，在內(nèi)缸和外套管內(nèi)運(yùn)動(dòng)；活塞前部通過(guò)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。本發(fā)明采用了創(chuàng)新的活塞結(jié)構(gòu)，配氣桿、內(nèi)缸、后接頭裝配設(shè)計(jì)合，創(chuàng)新的卡環(huán)與前接頭裝配結(jié)構(gòu)，使整個(gè)沖擊器結(jié)構(gòu)合理，工作效率高，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型潛孔沖擊器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于沖擊器制造【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(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。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)上使用的潛孔沖擊器是一種以國(guó)英格索蘭公司為代表的DHD系列無(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(wú)閥潛孔沖擊器有以下一些弊端:
1、病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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]4、有較多的進(jìn)排氣路，因而造成較大的氣壓損失。
[0006]5、活塞上開(kāi)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】

[0007]為了克服現(xiàn)有沖擊器存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種故障率低，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(yùn)行的潛孔沖擊器。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)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(kāi)設(shè)有中空孔道，鉆頭與前接頭連接，鉆頭內(nèi)開(kāi)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(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作；活塞安裝在內(nèi)缸內(nèi)，在內(nèi)缸和外套管內(nèi)運(yùn)動(dòng)；活塞前部通過(guò)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。
[0009]活塞為開(kāi)有孔道的圓柱結(jié)構(gòu)活塞，其外表面設(shè)有體表氣槽。
[0010]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。
[0011]導(dǎo)向套導(dǎo)通過(guò)安裝在外套管內(nèi)壁上的擋圈定位。
[0012]活塞的最大外徑與總長(zhǎng)之比值小于3.5。
[0013]活塞的大頭端面設(shè)有下陷式導(dǎo)流口。
[0014]卡環(huán)為階梯式卡環(huán),其內(nèi)部設(shè)有內(nèi)臺(tái)階，外部設(shè)有外臺(tái)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。
[0015]配氣桿與活塞孔相配合部位設(shè)有多個(gè)阻尼槽。
[0016]內(nèi)缸一端設(shè)有多個(gè)供氣孔，另一端設(shè)有多個(gè)傾斜氣孔，缸體內(nèi)部設(shè)有兩缸體環(huán)形腔。
[0017]本發(fā)明提供的潛孔沖擊器，具有以下有益效果:
1、創(chuàng)新的活塞結(jié)構(gòu)；
a.活塞最大外徑與總長(zhǎng)之比值小于3.5的設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證此種設(shè)計(jì)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。
[0018]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(guò)活塞及鉆頭中心氣孔進(jìn)入孔底實(shí)現(xiàn)高效排渣。
[0019]2、配氣桿、內(nèi)缸、后接頭裝配設(shè)計(jì)合理:
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(tái)階裝在內(nèi)缸一端的臺(tái)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(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。
[0020]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。配氣桿與活塞孔配合部位設(shè)有多個(gè)阻尼槽(見(jiàn)A部)，能有效的減少高壓氣體的泄露。
[0021]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(jì)(見(jiàn)圖2)，小端外圓與前接頭內(nèi)環(huán)形腔相配合定位(見(jiàn)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(jì)相對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更為緊湊合理，卡環(huán)沉入前接頭式設(shè)計(jì)使得潛孔鉆頭總長(zhǎng)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(zhǎng)”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(shí)也降低了產(chǎn)品成本。
[0022]4、無(wú)尾管參與配氣動(dòng)作故障率低:本沖擊器配用無(wú)尾管鉆頭，沖擊器采用導(dǎo)向套配合活塞完成配氣，工作過(guò)程中無(wú)鉆頭尾管參與，故障率低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]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。
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的卡環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是圖1中A處的放大圖。
[0027]圖4是圖1中B處的放大圖。
[0028]圖5是圖1中C處的放大圖。
[0029]圖6是本發(fā)明的活塞結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖7是本發(fā)明的內(nèi)缸結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的結(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(kāi)設(shè)有中空孔道14，鉆頭13與前接頭12連接，鉆頭13內(nèi)開(kāi)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(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)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(yùn)動(dòng)；活塞7前部通過(guò)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。
[0032]本發(fā)明中，逆止閥2是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥。
[0033]本發(fā)明中，活塞7為開(kāi)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(zhǎng)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。活塞7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7始終是在內(nèi)缸6與外套管8中運(yùn)動(dòng)。
[0034]本發(fā)明中，導(dǎo)向套10導(dǎo)通過(guò)安裝在外套管8內(nèi)壁上的擋圈9定位。
[0035]本發(fā)明的卡環(huán)11為對(duì)開(kāi)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(tái)階3，外部設(shè)有外臺(tái)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(shí),鉆頭13由小端穿過(guò)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(duì)稱(chēng)半卡環(huán)拼合而成，裝置時(shí)，將兩個(gè)半卡環(huán)(整個(gè)卡環(huán)一次是放不進(jìn)去的)逐個(gè)置入前接頭端面臺(tái)階孔中，使之小端外圓與前接頭臺(tái)階孔相配合定位(見(jiàn)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(shí)，鉆頭下移其小端臺(tái)階與卡環(huán)內(nèi)臺(tái)階相配合。
[0036]本發(fā)明的配氣桿5與活塞孔相配合部位設(shè)有多個(gè)阻尼槽26，阻尼槽為配氣桿小端設(shè)有的兩個(gè)或多個(gè)環(huán)形圓弧槽，高壓氣流經(jīng)過(guò)此處時(shí)能形成局部環(huán)流，從而能阻礙高壓氣體從配合間隙通過(guò)。
[0037]本發(fā)明的內(nèi)缸一端設(shè)有多個(gè)供氣孔30，另一端設(shè)有多個(gè)傾斜氣孔31，其中缸體內(nèi)部設(shè)有兩缸體環(huán)形腔32，33。
[0038]本發(fā)明的工作原理如下:由后接頭中空孔道14引入的高壓氣體P，頂開(kāi)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。
[0039]返程開(kāi)始時(shí)，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(guò)活塞體表進(jìn)入前氣室20推動(dòng)活塞7運(yùn)動(dòng)。在活塞7返程運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)活塞體表氣槽19關(guān)閉時(shí)，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(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞沖擊端與導(dǎo)向套脫開(kāi)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(kāi)始反程運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的背壓阻力很?。划?dāng)配氣桿5小頭開(kāi)始進(jìn)入活塞構(gòu)成配合時(shí)，活塞7的返程運(yùn)動(dòng)使后氣室21的氣體受到壓縮；當(dāng)活塞7大端運(yùn)動(dòng)至與內(nèi)缸內(nèi)壁形成開(kāi)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。
[0040]活塞沖程運(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)環(huán)形腔25形成的開(kāi)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(yùn)動(dòng)，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(shí)活塞7撞擊鉆頭尾部完成沖程運(yùn)動(dòng)。在活塞開(kāi)始沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)，前氣室的氣體開(kāi)始?jí)嚎s，活塞一直運(yùn)動(dòng)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(guò)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(I)，前部設(shè)有前接頭(12)，后接頭(I)內(nèi)開(kāi)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(kāi)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(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)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(yùn)動(dòng)；活塞(7)前部通過(guò)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(kāi)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(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。
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(guò)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(zhǎng)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(tái)階(3)，外部設(shè)有外臺(tái)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(gè)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(gè)供氣孔(30)，另一端設(shè)有多個(gè)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(hào)】E21B1/30GK104265154SQ201410480814
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)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(qiáng), 孫超 申請(qǐng)人:宜昌市五環(huán)鉆機(jī)具有限責(zé)任公司