專利名稱：一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣動沖擊設備，尤其涉及一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器。
背景技術：
無閥潛孔沖擊器是一種典型的氣動沖擊設備，它是潛孔鉆機的鉆具，是鉆機實施鉆孔的工作機構。這種設備主要用于鉆鑿直徑65—305mm,孔深60m鑿巖爆破孔。一般來說，一部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，市場上使用的無閥潛孔沖擊器是一種以美國英格索蘭公司為代表的DHD系列活塞尾管式無閥雙缸結構潛孔沖擊器。其特點為活塞運動時大纟而沖擊鉆頭，活塞小纟而和內缸相互作用進行配氣和導向，見


圖1所示，DHD系列無閥沖擊器由17個零件組成，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，逆止閥座與后接頭I間設有減振橡膠圈，外套管12連同缸體10、配氣桿9、尾管17、活塞11 一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作。設有中心孔道及體表凹槽的細長形活塞是直接將壓縮空氣的能量轉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15，所以活塞是一個很關鍵的零件?？ōh(huán)14則為防止鉆頭16脫落的對開形卡環(huán)。前接頭16是帶動鉆頭轉動及在上滑動的前接頭?；钊?1是配合活塞進行配氣的尼龍尾管。上述無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，將會產生 躥動而嚴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、內缸為薄壁結構的零件加工復雜，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)定性的關鍵點之一。3、外套管內壁挖有多個環(huán)形槽，減少了外套管的耐磨性。4、有較多的進排氣路，因而造成較大的氣壓損失。5、活塞上開有較多配氣孔道，氣道轉折且路程長，氣體壓力損失大，使其對熱處理反應敏感，應力集中，工作時常因工藝和結構上的原因早期破壞。
發(fā)明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，配氣桿和逆止閥座合為一體，結構簡單、可實現(xiàn)定位、減振、進氣的功能，工作時穩(wěn)定可靠；活塞與內缸接觸部位減少，內缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣，可在5 — 30公斤/厘米2范圍內工作。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:—種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內缸、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長形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔內設有鉆頭尾管，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氣座為一體結構，內缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運動過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內缸內部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設有錐形段用于限位鉆頭尾管。上述的進氣座外側設有配合支撐盤，配合支撐盤與內缸相配合。上述在后接頭和外套管配合面上設有橡膠密封圈和第一 O型密封圈；卡環(huán)與外套管之間設有第二 O型密封圈。本實用新型取得了以下的技術效果:1、配氣桿、內缸裝配設計合理，配氣桿大端裝在內缸一端的臺階孔里的，后接頭直接壓在內缸及配氣桿的大端面上構成剛性連接。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。2、配氣桿結構合理，配氣桿與閥座為一體式結構，且配氣桿縮小了軸徑比，易于加工，在工作時不易變形和斷裂。配氣通道簡潔通暢，從而減少了能量的損失。3、活塞結構合理，首先，活塞各部無顯著的直徑差且設有唯一的中心氣孔，有利于應力波的傳遞，使用壽命提高了 ；第二，活塞上孔道少、無折返孔道、無細長孔，加工方便，加工效率高，無需深孔磨削。4、系統(tǒng)氣路設計合理系統(tǒng)氣路通暢、無折返式氣路，大大提高氣動效率，減小氣壓損失。5、沖擊器工作效率高，沖擊器合理的調整了活塞的質量和工作行程，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范圍內工作。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是現(xiàn)有技術的結構示意圖；圖2是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，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長形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔25內設有鉆頭尾管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氣座14為一體結構，內缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運動過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內缸內部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設有錐形段28用于限位鉆頭尾管。所述的進氣座外側設有配合支撐盤15，配合支撐盤與內缸相配合。在后接頭和外套管配合面上設有橡膠密封圈16和第一 O型密封圈2 ；卡環(huán)與外套管之間設有第二 O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、活塞一起實現(xiàn)活塞運動的配氣動作。活塞8為開有孔道的細長形活塞，它是直接將壓縮氣體的能量轉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8始終是在內缸6與件外套管7里運動的。鉆頭尾管12與活塞起配氣作用，卡環(huán)9為防止鉆頭13脫落的對開形卡環(huán)。前接頭11帶動鉆頭13轉動和滑動。高風壓在本新型中一般指5 —14公斤/厘米2。本實用新型的工作原理如下:為開動沖擊器，須先下放沖擊器。當鉆頭與巖石接觸并頂起活塞處于圖2所示位置時，啟動準備工作即告結束。由后接頭中空孔道17引入的高壓氣體P，頂開逆止閥3，經后接頭大孔端隙縫18、配氣桿外側通道19、內缸6外壁與外套管7內壁形成的環(huán)形通道20到活塞供氣室21、22。高壓氣體由這里交替的進入汽缸前氣室23和后氣室24。返程開始時，活塞處于圖2所示位置，環(huán)形腔20中的高壓氣體經活塞體表氣槽21、22、經過活塞體表進入前氣室23推動活塞運動。在活塞返程運動中，當環(huán)形通道22關閉時，前氣室23進氣停止，活塞靠前氣室中的高壓氣體膨脹繼續(xù)向上運動，當活塞沖擊端與尾管脫開后，前氣室23氣體經尾管中心孔26、鉆頭中心孔27排至孔底。在活塞開始反程運動時，后室24的氣體P，經活塞中心氣孔25、尾管中心孔26、鉆頭中心氣孔27逸至孔底，使活塞運動時所受到的背壓阻力很小；當配氣桿小頭開始進入活塞構成配合時，活塞的返程運動使后氣室24的氣體受到壓縮；當活塞大端運動至與內缸內壁形成開口，高壓氣體環(huán)形通道20、活塞供氣室21進入后氣室24。由于活塞運動慣性，活塞滑行一段距離，直到進入后期室24的高壓氣體產生壓力使活塞終止返程運動?；钊麤_程運動時，活塞在高壓氣體的推動下運動到活塞大端與內缸內壁形成的開口關閉瞬間，高壓氣體進入后氣室的通道被堵死，活塞靠氣體膨脹向前運動，當活塞中心孔與配氣桿下端脫離后，后氣室經 過氣體活塞中心氣孔25、尾管中心孔26、鉆頭中心氣孔27。此時活塞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23的氣體繼續(xù)經尾管中心孔26和鉆頭中心孔7排到孔底；當活塞與尾管形成配合時，前氣室的氣體開始壓縮，活塞一直運動到接通圓弧槽22，高壓氣體進入到前氣室23，完成了配氣過程。
權利要求1.一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，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長形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔(25)內設有鉆頭尾管(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氣座(14)為一體結構，內缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運動過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內缸內部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內缸配合，鉆頭中心氣孔入口端設有錐形段(28)用于限位鉆頭尾管。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，其特征在于:所述的進氣座外側設有配合支撐盤(15)，配合支撐盤與內缸相配合。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，其特征在于:在后接頭和外套管配合面上設有橡膠密封圈(16)和第一 O型密封圈(2);卡環(huán)與外套管之間設有第二 O型密封圈(10) 。
專利摘要一種旋風帶尾管高風壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內缸、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長形活塞，活塞的末端位于活塞中心氣孔內設有鉆頭尾管，所述的配氣桿和逆止閥后端的進氣座為一體結構，內缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運動過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內缸內部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內缸配合。本實用新型配氣桿和逆止閥座合為一體，結構簡單、可實現(xiàn)定位、減振、進氣的功能，工作時穩(wěn)定可靠；活塞與內缸接觸部位減少，內缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣。
文檔編號E21B4/14GK203114165SQ201320109850
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權日2013年3月12日
發(fā)明者龔康強, 孫超 申請人:宜昌市五環(huán)鉆機具有限責任公司