CN103306599A

CN103306599A - 一种带有导流口的活塞及其制备的潜孔冲击器

Info

Publication number: CN103306599A
Application number: CN2013102661678A
Authority: CN
Inventors: 龚康强; 孙超
Original assignee: YICHANG WOOKE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YICHANG WOOKE SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种带有导流口的潜孔冲击器用活塞，包括活塞本体，活塞本体内设有活塞中心气孔，活塞本体靠后气室端设有导流口，所述导流口为扩径结构；所述扩径结构的导流口的小口一端的直径与活塞中心气孔的直径相同，大口一端的直径小于活塞本体的外径；所述活塞本体与导流口为一体式设计；所述导流口的轮廓形状为凹圆弧、凸起圆弧或由多段折线构成。本发明还公开了采用该结构的活塞制备的潜孔冲击器。本发明提供的一种带有导流口的活塞及其制备的潜孔冲击器，其结构简单，能够明显提升工作效率。

Description

一种带有导流口的活塞及其制备的潜孔冲击器

技术领域

本发明涉及一种气动冲击设备，具体为一种带有导流口的活塞及其制备的潜孔冲击器。

背景技术

潜孔冲击器是一种典型的气动冲击设备，它是潜孔钻机的钻具，是钻机实施钻孔的工作机构。活塞是潜孔冲击器的重要部件，通过活塞的反复冲程和返程运动将活塞的动能以应力波的形式经钻头传递给待冲击的岩石。

现有的活塞靠近后气室端为平面结构，这种活塞结构不利于后气室气体的快速通过，影响工作效率。

发明内容

本发明的目的提供一种带有导流口的活塞及其制备的潜孔冲击器，其结构简单，能够明显提高工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种带有导流口的潜孔冲击器用活塞，包括活塞本体，活塞本体内设有活塞中心气孔，特征在于：活塞本体靠后气室端设有导流口，所述导流口为扩径结构。

所述扩径结构的导流口的小口一端的直径与活塞中心气孔的直径相同，大口一端的直径小于活塞本体的外径。

所述活塞本体与导流口为一体式设计。

所述导流口的轮廓形状为凹圆弧、凸起圆弧或由多段折线构成。

采用上述带有导流口的活塞制备的潜孔冲击器，包括外套管，外套管内还设有配气杆和活塞本体，配气杆的一端可与活塞本体带导流口的一端形成配合并封堵活塞中心气孔，配气杆与活塞本体之间设有后气室。

本发明由于采用扩径结构的导流口设计，在使用冲击器时，使得后气室的高压气体能够爆发式的通过活塞中心气孔，一方面，瞬间爆炸式通过能确保有充足的高压气体通过活塞中心气孔、及钻头中心气孔直至孔底增强排渣效果；另一方面，后气室气体体积大大的减小活塞上行时阻力，促使活塞上行高度增加、势能大大的提高；从而最终冲击功大大提高。

本发明有利于提高工作效率。经实验室分析及现场使用效率能够提高10%以上。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是带有导流口的潜孔冲击器用活塞结构示意图。

图2是采用带有导流口的活塞制备的潜孔冲击器的结构示意图。

图3是实施例1所述的活塞导流口的结构示意图。

图4是实施例2所述的活塞导流口的结构示意图。

图5是实施例3所述的活塞导流口的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，图中的编号对应的部件名称为：

1-后接头，2-逆止阀，3-O型圈，4-塑料塞，5-复合碟簧，6-垫座，7-弹簧，8-O型圈，9-配气杆，10-内缸，11-活塞本体，12-外套管，13-O型圈，14-导向套，15-保持套，16/17-O型圈，18-卡环，19-前接头，20-钻头、31-导流口。

21-后接头中空孔道，22-配气杆旁侧通道，23-环形腔，24-活塞体表供气室，25-环形通道，26-前气室，27-后气室，28-活塞中心气孔，29-钻头中心气孔，30-供气通道。

实施例1：

如图1所示，为带有导流口的潜孔冲击器用活塞结构示意图，包括活塞本体11，活塞本体内设有活塞中心气孔28，活塞本体11靠后气室端设有导流口31；所述导流口为凹圆弧扩径结构，见图3，导流口的小口一端的直径与活塞中心气孔28的直径相同，大口一端的直径小于活塞本体的外径，且活塞本体与导流口为一体式设计。

实施例2：

该活塞的导流口为凸圆弧扩径结构，见图4，其余结构同实施例1。

实施例3：

该活塞的导流口为多段折线构成的扩径结构，见图5，其余结构同实施例1。该扩径结构的导流口相比于其他扩径结构的导流口效果更好。

本发明中仅列举了三种扩径结构的导流口，但所有的扩径结构的导流口及根据扩径结构的导流口进行的类似变形均应落入该发明的保护范围。

实施例4：

一种采用带有导流口的活塞制备的潜孔冲击器，如图2所示，包括外套管12，外套管内还设有配气杆9和活塞本体11，活塞本体11的一端设有扩径结构的导流口31，导流口的小口一端的直径与活塞中心气孔28的直径相同，大口一端的直径小于活塞本体的外径，且活塞本体与导流口为一体式设计；配气杆9的一端可与活塞本体11带导流口的一端形成配合并封堵活塞中心气孔28，配气杆9与活塞本体之间设有后气室27。

该潜孔冲击器由19个零件组成，其中包含五个O形圈，同时，为方便理解，图中也给出了钻头的安装位置。其具体结构为：包括外部依次连接的后接头1、外套管12、前接头19，所述前接头19连接钻头20，外套管内靠近后接头处设有逆止阀2和配气杆9，逆止阀2部分位于配气杆大头内，配气杆与后接头之间设有复合碟簧5及垫座6；外套管内还设有内缸10及活塞本体11，内缸内壁与活塞本体外壁之间可形成供气通道30，活塞本体11设有活塞大端及活塞小端，配气杆小头位于活塞大端的后气室27内，配气杆小头可与活塞中心气孔28配合形成封堵，外套管内侧与内缸外侧形成环形腔23，活塞本体与外套管12之间形成活塞体表供气室24及环形通道25，活塞小端可与钻头20接触，活塞小端与外套管12之间还设有导向套14，导向套14与外套管12及活塞本体11之间形成前气室26，钻头20设有钻头中心气孔29。

使用该潜孔冲击器时，为开动冲击器，须先下放冲击器。当钻头20与岩石接触并顶起活塞本体11处于图2所示位置时，启动准备工作即告结束。

由后接头中空孔道21引入的高压气体P0，顶开逆止阀2，经配气杆旁侧通道22、外套管内侧与内缸外侧形成环形腔23，高压气体由这里交替的进入前气室26和后气室27。

返程开始时，活塞本体11处于图2所示位置，环形腔23中的高压气体经活塞体表供气室24、经过活塞体表进入前气室26推动活塞本体运动。在活塞本体返程运动中，当环形通道25关闭时，前气室26进气停止，活塞靠前气室中的高压气体膨胀继续向上运动，当活塞小端与导向套14脱开后，前气室26的气体经钻头中心气孔29排至孔底。在活塞本体开始返程运动时，后气室27的气体，经导流口31、活塞中心气孔28、钻头中心气孔29逸至孔底，使活塞本体运动时所受到的背压阻力很小；当配气杆小头开始进入活塞大端中心孔构成配合时，活塞本体的返程运动使后气室27的气体受到压缩；当活塞大端运动至与内缸内壁形成开口，高压气体经环形腔23、供气通道30进入后气室27。由于活塞本体运动惯性，活塞本体滑行一段距离，直到进入后气室27的高压气体产生压力使活塞本体终止返程运动。

活塞本体冲程运动时，活塞本体11在高压气体的推动下运动到活塞大端与内缸10内壁形成的开口关闭瞬间，高压气体进入后气室27的通道被堵死，活塞本体靠气体膨胀及重力作用向下运动，当活塞中心气孔28与配气杆小端脱离后，后气室气体经导流口31、活塞中心气孔28、钻头中心气孔29排至孔底。此时活塞本体11撞击钻头20尾部完成冲程运动。在活塞本体开始冲程运动时，前气室26的气体继续经导向套14和钻头中心气孔29排到孔底；当活塞小端进入导向套时，前气室的气体开始压缩，活塞本体一直运动到接通环形通道25，高压气体进入到前气室26，完成配气过程。

导流口的设计有利于高压气体的快速通过。一方面，瞬间爆炸式通过能确保有充足的高压气通过活塞中心气孔、钻头中心气孔直至孔底增强排渣效果。另一方面，后气室气体体积大大的减小活塞上行时阻力，促使活塞上行高度增加、势能大大的提高；从而最终冲击功大大提高。

本实施例仅列举了一种采用带有导流口的活塞在潜孔冲击器中的应用，但本发明的保护范围不局限于该种结构的潜孔冲击器，其余采用带扩径结构的导流口的活塞制备的潜孔冲击器均应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种带有导流口的潜孔冲击器用活塞，包括活塞本体（11），活塞本体（11）内设有活塞中心气孔（28），特征在于：活塞本体（11）靠后气室端设有导流口（31），所述导流口为扩径结构。

2.根据权利要求1所述的带有导流口的潜孔冲击器用活塞，其特征在于：所述扩径结构的导流口的小口一端的直径与活塞中心气孔（28）的直径相同，大口一端的直径小于活塞本体（11）的外径。

3.根据权利要求1所述的带有导流口的潜孔冲击器用活塞，其特征在于：所述活塞本体（11）与导流口为一体式设计。

4.根据权利要求1所述的带有导流口的潜孔冲击器用活塞，其特征在于：所述导流口的轮廓形状为凹圆弧、凸起圆弧或由多段折线构成。

5.采用权利要求1-4之一所述的带有导流口的活塞制备的潜孔冲击器，其特征在于：包括外套管（12），外套管内还设有配气杆（9）和活塞本体（11），活塞本体（11）的一端设有扩径结构的导流口（31），配气杆（9）的一端可与活塞本体（11）带导流口的一端形成配合并封堵活塞中心气孔（28），配气杆（9）与活塞本体之间设有后气室（27）。