CN109296311A - 一种高压气体潜孔冲击器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压气体潜孔冲击器，包括：外缸、活塞、接头、控制阀和钻头，所述活塞套设在所述外缸内，所述接头和所述钻头分别安装于所述外缸的两端上，所述控制阀安装在所述接头内，且所述控制阀与所述接头活塞相连，所述高压气体潜孔冲击器还包括配气杆，所述配气杆的第一端固定嵌装在所述接头的第一端内，所述配气杆的第二端套设在所述活塞内；所述接头、所述控制阀、所述配气杆和所述活塞上设置有可操控地相互贯通的配气通道。通过设置配气杆以及可操控地相互贯通的配气通道，外部高压气体被输送到该高压气体潜孔冲击器后，经过配气通道进入到冲击器内部，在活塞的两端区域交替形成高低压环境，从而驱动活塞往复运动以打击钻头，打击力通过钻头传递给岩石，以实现破岩。

Description

一种高压气体潜孔冲击器

技术领域

本发明涉及工程钻机机械技术领域，特别涉及一种高压气体潜孔冲击器。

背景技术

潜孔冲击器被广泛地应用于矿山、水电站、港口、道路以及隧道等工程建设中的爆破项目，用于开凿爆破钻孔等。潜孔冲击器是通过压缩机提供高压水或者压缩空气进入冲击器内，驱动位于冲击器内部的活塞产生高速的往复运动，活塞的往复运动而一次次打击钻头，通过钻头前端的合金齿实现破岩，在破岩过程中所产生岩渣通过该冲击器的排渣通道被高压水或者高压气体排出孔底。

目前，主要使用的是高风压潜孔冲击器，在冲击凿孔过程中输送高压风，将钻头冲击产生的碎岩石以及粉尘等排出钻孔。随着工程实施速度要求加快、钻孔效率要求增高，现有的高风压潜孔冲击器存在一些明显的缺陷：直接由外缸与活塞围城风压通道，高压气体的利用率不高；对高风压的输送管道要求非常严格，一旦出现风管断裂或者裂开，冲击器需要立刻停止工作。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷，发明一种配气效果好、冲击效率高的潜孔冲击器，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压气体潜孔冲击器，能够极大地提高配气效果、提高高压气体的利用效率。为了解决上述问题，本发明提供的一种高压气体潜孔冲击器，其技术方案如下：

本发明的一种高压气体潜孔冲击器，包括：外缸、活塞、接头、控制阀和钻头，所述活塞套设在所述外缸内，所述接头和所述钻头分别安装于所述外缸的两端上，所述控制阀安装在所述接头内，且所述控制阀与所述接头活塞相连。

所述高压气体潜孔冲击器还包括配气杆，所述配气杆的第一端固定嵌装在所述接头的第一端内，所述配气杆的第二端套设在所述活塞内；所述接头、所述控制阀、所述配气杆和所述活塞上设置有可操控地相互贯通的配气通道。

本发明的高压气体潜孔冲击器，与现有技术中的潜孔冲击器相比，通过设置配气杆以及可操控地相互贯通的配气通道，外部高压气体被输送到该高压气体潜孔冲击器后，经过配气通道进入到冲击器内部，在活塞的两端区域交替形成高低压环境，从而驱动活塞往复运动以打击钻头，打击力通过钻头传递给岩石，以实现破岩；另一方面，通过配气杆直接与活塞配气，配气通道管径较大，不易被堵塞而发生停车故障。

本发明通过设置配气杆，还实现通过配气杆的设置取代了常规冲击器需要内缸加衬套或者内缸加尼龙管的配套结构，配气杆的设置使整个气流更加简单顺畅，同时，配气杆与活塞以及钻头形成第二配气腔，取消了传统钻头中心孔的设计，钻头强度大大提升，使用寿命也大幅提升，配气杆采用前后减震的弹性形式，保证了活塞在上下运动过程中与配气杆的配合更加顺畅。

作为本发明上述高压气体潜孔冲击器的改进，所述控制阀包括控制阀芯、控制阀座和控制弹簧，所述控制阀座固定安装在所述接头内，所述控制阀芯的第一端与所述接头上的高压气体入口活塞相连，所述控制阀芯的第二端套装在所述控制阀座内，所述控制弹簧设置在所述控制阀芯和所述控制阀座内，且所述控制弹簧的两端分别顶抵所述控制阀芯和所述控制阀座的内端。

这样，通过控制弹簧压缩或者弹伸，使得接头处的配气通道打开或者关闭，当接头处的配气通道打开时，外部高压气体被输送到高压气体潜孔冲击器内，使冲击器内的活塞前端气压增大而将活塞顶升至靠近接头的第一端，当气压增大到一定值时，控制弹簧将控制阀芯顶升至关闭配气通道；同时，活塞完全抵靠接头的第一端，冲击器内压力释放而使活塞落下。这样，循环操控而使活塞一次次打击钻头。

作为本发明上述高压气体潜孔冲击器的进一步改进，所述配气杆的第一端上设置有安装座耳，在所述安装座耳的两侧设置有配气杆减震垫，两侧的所述配气杆减震垫夹持住所述安装座耳将所述配气杆固定安装在所述接头的第一端内。所述接头的第一端内还设置有调整垫和挡圈，所述挡圈嵌固在所述接头的第一端内，所述调整垫设置在所述配气杆减震垫与所述挡圈之间。

这样，配气杆能够稳固地安装在接头的第一端内，使得气体输送更加通畅，且由于配气通道的通畅和稳定，使得该冲击器在工作过程中的稳定性和平衡性均有极大的提高。

作为本发明上述高压气体潜孔冲击器的再进一步改进，所述高压气体潜孔冲击器还包括隔套和衔接头，所述隔套套设在所述外缸内部，所述衔接头设置在所述外缸端部，所述衔接头的一部分嵌装在所述外缸内，所述隔套与所述衔接头之间设置有挡环；所述钻头通过花键安装在所述衔接头上。这样，通过设置隔套，使得活塞在上下运行以及钻头在冲击岩石的时候导向性更好，从而提高了钻岩的稳定性。

进一步地，所述控制阀座设置有至少二个控制阀气体通孔，所述配气杆的中段开设有至少二个配气通孔，所述配气杆的第二端与所述活塞内壁之间设置有配气槽。所述高压气体入口、所述控制阀气体通孔、所述配气通孔和配气槽相互连通形成所述配气通道。这样，配气通道无需经过外缸与控制阀座等之间的缝隙，配气通道的孔径增大了，从而配气更加通畅，使得冲击器的工作效率大大提高。

进一步地，所述外缸、所述活塞、所述接头和所述配气杆围成第一配气腔，所述外缸、所述活塞、所述钻头、所述配气杆和所述隔套围成第二配气腔。外部输送的高压气体通过所述配气通道交替地充满所述第二配气腔和压缩所述第一配气腔而驱使所述活塞在所述外缸内往复运动。

进一步地，所述钻头为实心钻头，所述钻头上开设有贯通钻头侧壁的排渣通孔。

进一步地，所述接头的肩部设置有耐磨合金块。

进一步地，所述控制阀芯的头部包覆有耐磨弹性垫；或者，所述控制阀芯的肩部设置有耐磨垫圈。

本发明高压气体潜孔冲击器的工作原理是：

外部高压气源提供的高压气体通过接头的高压气体入口被输送到本潜孔冲击器内，高压气体冲开控制阀并且迅速地沿着配气通道到达第二配气腔内，在第二配气腔迅速积聚；随着第二配气腔内气体增多、气压增大，从而推动活塞上升，即使活塞不断地靠近控制阀座，活塞上升的过程中不断地压缩第一配气腔，第一配气腔的气压会不断的增大，当活塞上升到预定值时，活塞与隔套脱离使得第二配气腔压力释放，活塞在自身重力和第一配气腔强大气压的作用下迅速落下而打击钻头。

当活塞落下后外部高压气体继续被输送到潜孔冲击器内，重复着前面所述的过程，这样活塞连续地循环运动，连续地打击着钻头，实现破岩钻孔。

本发明提供的高压气体潜孔冲击器的有益效果是：

通过设置配气杆以及可操控地相互贯通的配气通道，外部高压气体被输送到该高压气体潜孔冲击器后，经过配气通道进入到冲击器内部，在活塞的两端区域交替形成高低压环境，从而驱动活塞往复运动以打击钻头，打击力通过钻头传递给岩石，以实现破岩。另一方面，通过配气杆直接与活塞配气，配气通道管径较大，不易被堵塞而发生停车故障。

通过设置配气杆，取消了传统冲击器必须要设置的内缸加衬套结构，使得结构进一步简化，降低了冲击器工作过程中卡机的几率，从而提供了其工作效率。

通过控制弹簧压缩或者弹伸，使得接头处的配气通道打开或者关闭，当接头处的配气通道打开时，外部高压气体被输送到高压气体潜孔冲击器内，使冲击器内的活塞前端气压增大而将活塞顶升至靠近接头的第一端，当气压增大到一定值时，控制弹簧将控制阀芯顶升至关闭配气通道；同时，活塞完全抵靠接头的第一端，冲击器内压力释放而使活塞落下。这样，循环操控而使活塞一次次打击钻头。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高压气体潜孔冲击器实施例的结构示意图；

图2是本发明高压气体潜孔冲击器接头部分的局部示意图；

图3是本发明高压气体潜孔冲击器中间部分体现配气槽的局部示意图；

图4是本发明高压气体潜孔冲击器实施例另一状态的结构示意图。

图中标记如下：

1-外缸；2-活塞；3-接头；31-接头的第一端；32-高压气体入口；33-耐磨合金块；4-控制阀；41-控制阀芯；42-控制阀座；43-控制弹簧；411-耐磨弹性垫；412-耐磨垫圈；420-控制阀气体通孔；5-钻头；51-排渣通孔；6-配气杆；61-配气杆的第一端；62-配气杆的第二端；63-安装座耳；64-配气通孔；65-配气槽；7-配气通道；8-配气杆减震垫；9-调整垫；10-挡圈；11-隔套；12-衔接头；13-挡环；101-第一配气腔；102-第二配气腔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1至图4，本实施例的一种高压气体潜孔冲击器，包括：外缸1、活塞2、接头3、控制阀4和钻头5，活塞2套设在外缸1内，接头3和钻头5分别安装于外缸1的两端上，控制阀4安装在接头3内，且控制阀4与接头3活塞相连。

该高压气体潜孔冲击器还包括配气杆6，配气杆6的第一端61固定嵌装在接头3的第一端31内，配气杆6的第二端62套设在活塞2内；接头3、控制阀4、配气杆6和活塞2上设置有可操控地相互贯通的配气通道7。

优选地，控制阀4包括控制阀芯41、控制阀座42和控制弹簧43，控制阀座42固定安装在接头3内，控制阀芯41的第一端与接头3上的高压气体入口32活塞相连，控制阀芯41的第二端套装在控制阀座42内，控制弹簧43设置在控制阀芯41和控制阀座42内，且控制弹簧43的两端分别顶抵控制阀芯41和控制阀座42的内端。

优选地，配气杆6的第一端上设置有安装座耳63，在安装座耳63的两侧设置有配气杆减震垫8，两侧的配气杆减震垫8夹持住安装座耳63将配气杆6固定安装在接头3的第一端31内；接头3的第一端31内还设置有调整垫9和挡圈10，挡圈10嵌固在接头3的第一端31内，调整垫9设置在配气杆减震垫8与挡圈10之间。

作为进一步优选的实施方式，高压气体潜孔冲击器还包括隔套11和衔接头12，隔套11套设在外缸1内部，衔接头12设置在外缸1端部，衔接头12的一部分嵌装在外缸1内，隔套11与衔接头12之间设置有挡环13；钻头5通过花键安装在衔接头12上。

优选地，控制阀座42设置有至少二个控制阀气体通孔420，配气杆6的中段开设有至少二个配气通孔64，配气杆6的第二端62与活塞2内壁之间设置有配气槽65；高压气体入口32、控制阀气体通孔420、配气通孔64和配气槽65相互连通形成配气通道7。

优选地，外缸1、活塞2、接头3和配气杆6围成第一配气腔101，外缸1、活塞2、钻头5、配气杆6和隔套11围成第二配气腔102；外部输送的高压气体通过配气通道7交替地充满第二配气腔102和压缩第一配气腔101而驱使活塞2在外缸1内往复运动。

优选地，钻头5为实心钻头，钻头5上开设有贯通钻头侧壁的排渣通孔51。

优选地，接头3的肩部设置有耐磨合金块33。

优选地，控制阀芯41的头部包覆有耐磨弹性垫411；或者，控制阀芯41的肩部设置有耐磨垫圈412。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压气体潜孔冲击器，包括：外缸(1)、活塞(2)、接头(3)、控制阀(4)和钻头(5)，所述活塞(2)套设在所述外缸(1)内，所述接头(3)和所述钻头(5)分别安装于所述外缸(1)的两端上，所述控制阀(4)安装在所述接头(3)内，且所述控制阀(4)与所述接头(3)活塞相连，其特征在于，

所述高压气体潜孔冲击器还包括配气杆(6)，所述配气杆(6)的第一端(61)固定嵌装在所述接头(3)的第一端(31)内，所述配气杆(6)的第二端(62)套设在所述活塞(2)内；

所述接头(3)、所述控制阀(4)、所述配气杆(6)和所述活塞(2)上设置有可操控地相互贯通的配气通道(7)。

2.根据权利要求1所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述控制阀(4)包括控制阀芯(41)、控制阀座(42)和控制弹簧(43)，所述控制阀座(42)固定安装在所述接头(3)内，所述控制阀芯(41)的第一端与所述接头(3)上的高压气体入口(32)活塞相连，所述控制阀芯(41)的第二端套装在所述控制阀座(42)内，所述控制弹簧(43)设置在所述控制阀芯(41)和所述控制阀座(42)内，且所述控制弹簧(43)的两端分别顶抵所述控制阀芯(41)和所述控制阀座(42)的内端。

3.根据权利要求1所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述配气杆(6)的第一端上设置有安装座耳(63)，在所述安装座耳(63)的两侧设置有配气杆减震垫(8)，两侧的所述配气杆减震垫(8)夹持住所述安装座耳(63)将所述配气杆(6)固定安装在所述接头(3)的第一端(31)内；

所述接头(3)的第一端(31)内还设置有调整垫(9)和挡圈(10)，所述挡圈(10)嵌固在所述接头(3)的第一端(31)内，所述调整垫(9)设置在所述配气杆减震垫(8)与所述挡圈(10)之间。

4.根据权利要求1所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述高压气体潜孔冲击器还包括隔套(11)和衔接头(12)，所述隔套(11)套设在所述外缸(1)内部，所述衔接头(12)设置在所述外缸(1)端部，所述衔接头(12)的一部分嵌装在所述外缸(1)内，所述隔套(11)与所述衔接头(12)之间设置有挡环(13)；

所述钻头(5)通过花键安装在所述衔接头(12)上。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述控制阀座(42)设置有至少二个控制阀气体通孔(420)，所述配气杆(6)的中段开设有至少二个配气通孔(64)，所述配气杆(6)的第二端(62)与所述活塞(2)内壁之间设置有配气槽(65)；

所述高压气体入口(32)、所述控制阀气体通孔(420)、所述配气通孔(64)和配气槽(65)相互连通形成所述配气通道(7)。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述外缸(1)、所述活塞(2)、所述接头(3)和所述配气杆(6)围成第一配气腔(101)，所述外缸(1)、所述活塞(2)、所述钻头(5)、所述配气杆(6)和所述隔套(11)围成第二配气腔(102)；

外部输送的高压气体通过所述配气通道(7)交替地充满所述第二配气腔(102)和压缩所述第一配气腔(101)而驱使所述活塞(2)在所述外缸(1)内往复运动。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述钻头(5)为实心钻头，所述钻头(5)上开设有贯通钻头侧壁的排渣通孔(51)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述接头(3)的肩部设置有耐磨合金块(33)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的高压气体潜孔冲击器，其特征在于，所述控制阀芯(41)的头部包覆有耐磨弹性垫(411)；或者，所述控制阀芯(41)的肩部设置有耐磨垫圈(412)。