CN112517976B - 开孔机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种开孔机，管状本体的管腔内有钻杆，与进刀机构和旋转驱动机构相连的钻杆于管状本体的密封腔室内作周向转动、轴向位移运动，显露于管状本体下端的钻杆的端部有复合钻削刀具，复合钻削刀具包括刀具布置在盘缘处的钻孔刀盘，钻孔刀盘的中心处有定位孔钻削刀具，定位孔钻削刀具的切削刀凸出至钻孔刀盘下端的切削面的下方，定位孔钻削刀具、钻孔刀盘与钻杆同芯布置，待开孔管道A上密封连接有管卡或哈夫节B，管卡或哈夫节B上的管接头上密封连接球阀C，球阀C与管状本体下端密封连接。确保在线即保证待开孔管道A正常运行输送介质的情况下完成开孔加设支管的作业。
Description
技术领域
本发明涉及开孔设备，具体讲就是在安装与现场的管道等部件上开设通孔进而将介质输入或输出。
背景技术
现有技术中经常遇到管道等类似部件已经安装完毕，因多种原因需要在管道上开孔以接入支路，显然此时均需要在现场进行开孔作业，如何实现现场开孔则是急需解决的问题，大型或专业开孔设备难以抵达现场实施作业，尤其是现场安装的管道往往已处在正常输送介质的工作状态下，此时开孔则存在诸多因素的限制。由于待开孔管道A的管件有时较大，管径为300mm甚至更大也是十分常见的，对于较大管件的待开孔管道A有时也需要与其适配的支管管路，所开孔的孔径为200mm的情况极为普遍。由于所开孔孔径较大，一般钻头难以胜任，并且开孔时产生的切屑废料较多，将其遗留在待开孔管道A内显然不妥，因为这将会导致管道阻塞，严重的甚至会出现安全事故，如何将切屑废料取出便成为新的难题。
发明内容
本发明公开一种开孔机，方便携带并有利于现场操作实现开孔，并且能够准确实施定位。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案，一种开孔机，管状本体的管腔内有钻杆，与进刀机构和旋转驱动机构相连的钻杆于管状本体的密封腔室内作周向转动、轴向位移运动，显露于管状本体下端的钻杆的端部有复合钻削刀具，复合钻削刀具包括刀具布置在盘缘处的钻孔刀盘，钻孔刀盘的中心处有定位孔钻削刀具，定位孔钻削刀具的切
削刀凸出至钻孔刀盘下端的切削面的下方，定位孔钻削刀具、钻孔刀盘与钻杆同芯布置，待开孔管道A上密封连接有管卡或哈夫节B，管卡或哈夫节B上的管接头上密封连接球阀C或闸阀C，球阀或闸阀C与管状本体下端密封连接。
由上述方案可知，本发明利用复合钻削刀具确保了定位孔钻削刀具首先在待开孔管道A开出定位小孔，随后再由钻孔刀盘实施所需孔径的孔的开设，通过各部件之间的密封式连接，确保在线即保证待开孔管道A正常运行输送介质的情况下完成开孔加设支管的作业。
附图概述
图1是本发明的结构原理图；
图2是本图1的局部放大图；
图3、4是图1中的A-A位的两种实施方案的剖视图；
图5a、5b是另一种实施方案的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的开孔机中，管状本体10的管腔内有钻杆20，与进刀机构60和旋转驱动机构70相连的钻杆20于管状本体10的密封腔室内作周向转动、轴向位移运动，显露于管状本体10下端的钻杆20的端部有复合钻削刀具，复合钻削刀具包括刀具31布置在盘缘处的钻孔刀盘30，钻孔刀盘30的中心处有定位孔钻削刀具40，定位孔钻削刀具40的切削刀41凸出至钻孔刀盘30下端的切削面的下方，定位孔钻削刀具40、钻孔刀盘30与钻杆20同芯布置，待开孔管道A上密封连接有管卡或哈夫节B，管卡或哈夫节B上的管接头上密封连接球阀C，球阀C与管状本体10下端密封连接。
需要说明的是，本发明中有关上、下位置关系界定是基于图示所示状态进行描述的。
对于管径较大的场合，如待开孔管道A的管径为300mm甚至更大，管卡或哈夫节B上的管接头的管径可达200mm，利用本发明提供的复合钻削刀具，即首先由定位孔钻削刀具40开出定位孔，再由钻孔刀盘30开出所需孔径的孔洞，有效解决了开孔并加装支管管路的现实需求。管卡或哈夫节B可靠地固定连接在待开孔管道A上，并且在待孔区域周围建立了密封，再在管卡或哈夫节B上的管接头上密封连接球阀C，球阀C与管状本体10之间实施密封连接，这样就保证了复合钻削刀具处在完整的密封腔室内，打开球阀C使其阀内形成通路，刀具便可以通过球阀C直接抵达待开孔管道A上。
优选方案是所述的钻孔刀盘30为筒状，钻孔刀盘30的筒顶32中心部位、定位孔钻削刀具40的上端与钻杆20的下端相连。钻孔刀盘30选择筒形形状，不仅保证了开孔刀具的布置问题，同时保证了钻孔过程中受到巨大的反作用扭矩时具有足够的抗扭能力，另外还为定位孔钻削刀具40的固定预留了空间。
由于待开孔孔径较大，所以切屑废料也相应的较多，本发明旨在将切屑废料尽量取出，为此本发明提供以下优选方案，定位孔钻削刀具40的切削刀41上部的刀杆身上有单向止回爪42，单向止回爪42
随钻杆20下移时受径向约束呈径向收拢至与钻杆20杆身平齐位、径向约束解除时呈径向凸伸态，
这也是单向止回爪42相对于钻孔刀盘30所处的最高位置，低于上述位置均可以实现单向止回爪42抵达定位孔钻削刀具40所钻削的孔的底面上，此时钻孔刀盘30还未完全钻通管壁。也就是说，钻孔刀盘30完全钻通管壁时，单向止回爪42应当抵达定位孔钻削刀具40所钻削的孔的底面上。单向止回爪42低于钻孔刀盘30下端的切削面的高度也是可以的，但不应过低，避免定位孔钻削刀具40伤及下部管壁。采用本发明开孔时所切除的废料为环形的整体，此处暂且略去定位孔钻削刀具40钻削产生的些许废屑，通过单向止回爪42在钻杆20回程时自由径向凸伸展开的姿态，环形废料无法从定位孔钻削刀具40上脱落，随着钻杆20的进一步抬升，环形废料被整体吊抬至球阀C上方，关闭球阀C后，卸下开孔机，取出环形废料即可，由此可见本发明提供的复合刀具不仅有利准确的定位开孔，尤为重要的是能将废料切削一个环形整体的块状，然后又能将其顺利的取出。
本发明为止回爪42提供了三种简单且可靠的实施方案：
其一是所述的单向止回爪42一端铰接在定位孔钻削刀具40的杆身上、另一端呈自由态，自由态时单向止回爪42的自由端向定位孔钻削刀具40的杆身外部悬伸。
所述的单向止回爪42一端由铰接轴43铰接在定位孔钻削刀具40的杆身上，定位孔钻削刀具40的杆身上的凹缺部的上下部位构成限制单向止回爪42转动范围的上、下限位挡44、45。
上述凹缺部的设置，为单向止回爪42提供了收拢时的容纳空间，确保其收拢时靠向定位孔钻削刀具40的杆身上，以保证定位孔钻削刀具40的杆身在钻孔时避免对开孔作业形成干涉和阻碍，同时凹缺部的上、下凹壁面又自然形成了上、下限位挡44、45，上限位挡44在保证单向止回爪42收拢至杆身截面范围内的同时，又确保其重心位于铰接轴的外侧，在只有重力作用的自由态，其始终具有向外摆动的运动趋势以实现自由态时其自由端向定位孔钻削刀具40的杆身外部悬伸。
其二是所述的单向止回爪42为弹性片，所述的单向止回爪42位于定位孔钻削刀具40的杆身上的凹缺部且下端固定在定位孔钻削刀具40的杆身上，自由态的上端向定位孔钻削刀具40的杆身外部延伸。
其三是所述的单向止回爪42为U或L形杆，定位孔钻削刀具40的杆身上有径向通孔供单向止回爪42的底杆421穿置通过，单向止回爪42的臂杆422位于通孔外部并呈自由摆动态，定位孔钻削刀具40的杆身上有凹槽部，通孔开设在槽底上且下槽壁与通孔的下沿高度吻合。如图3所示，定位孔钻削刀具40的杆身上有径向通孔，构成单向止回爪42的U形杆的底杆421位于通孔内，臂杆422位于通孔的外部，定位孔钻削刀具40的杆身设置凹槽部位可以保证臂杆向上摆动时可以与槽底部位平齐且臂杆422全部位于槽腔内，所以可以顺利所开设的孔，通过后没在自重作用下，臂杆422落下并搭贴在下槽壁上的，所以回程时可以将环形废料一并抬起。对于L形杆的情况只需考虑底杆的一端设置防脱帽即可。
本实施例二的单向止回爪42的作用和效果与实施例一相同，只是具备弹性的单向止回爪42自由状态下呈现外凸的姿态，在开孔过程中，受到定位孔的约束单向止回爪42向定位孔钻削刀具40的杆身的凹缺部收拢回缩，穿过开好的定位孔后，又由其自身的弹性回复至凸伸的姿态，钻孔完毕后单向止回爪42将托撑在环形废料的定位孔的下孔沿处，确保环形废料在退刀时被一并取出。
作为实施例二的优选方案，自由态时的单向止回爪42的上端向定位孔钻削刀具40的杆身外部的斜上方延伸。上述斜向布置方案，可以确保单向止回爪42在钻孔时及时收拢的同时避免对钻削造成过大的阻力，并且止回状态下具有可靠的托撑能力。
为了保持环形废料被切下的姿态和位置基本保持以便被取出，所述的单向止回爪42在周向方位内间隔设置2～3个，这样可以保证环形废料以平稳的姿态被限定在单向止回爪42上部的定位孔钻削刀具40的杆身上。
所以本发明中的定位孔钻削刀具40的另外一方面的作用就是对环形废料施予定位，否则之后难以将其取出。
所述的定位孔钻削刀具40的上端有径向外延的凸缘盘46，钻杆20的下端有T形头21，T形头21、筒顶32及凸缘盘46自上而下依次贴合并由螺栓47连接。
所述的筒顶32中部有定位孔321，T形头21的下端凸柱211和凸缘盘46的上端的短凸柱461同芯插置于定位孔321中。上述方案不仅实现了三者的连接，同时以极为简单的结构实现了三者之间的同芯连接。
鉴于待开孔管道A的管径较大，为保证连接的可靠性，并且也适配于大规格球阀C的连接，本发明采用了以下优选的连接方案，管道管状本体10下端有连接环50，连接环50的上端面与管状本体10的下端面由螺栓构成拆卸式连接，连接环50下端有螺纹孔51与球阀C的法兰盘通过螺栓连接。上述连接环50其实是一个过渡件，并且只需要一种规格的本开孔机，即可适配加装多种规格的球阀C。
Claims (12)
1.一种开孔机，管状本体(10)的管腔内有钻杆(20)，与进刀机构(60)和旋转驱动机构(70)相连的钻杆(20)于管状本体(10)的密封腔室内作周向转动、轴向位移运动，其特征在于：显露于管状本体(10)下端的钻杆(20)的端部有复合钻削刀具，复合钻削刀具包括刀具(31)布置在盘缘处的钻孔刀盘(30)，钻孔刀盘(30)的中心处有定位孔钻削刀具(40)，定位孔钻削刀具(40)的切削刀(41)凸出至钻孔刀盘(30)下端的切削面的下方，定位孔钻削刀具(40)、钻孔刀盘(30)与钻杆(20)同芯布置，待开孔管道A上密封连接有管卡或哈夫节B，管卡或哈夫节B上的管接头上密封连接球阀C，球阀C与管状本体(10)下端密封连接。
2.根据权利要求1所述的开孔机，其特征在于：所述的钻孔刀盘(30)为筒状，钻孔刀盘(30)的筒顶(32)中心部位、定位孔钻削刀具(40)的上端与钻杆(20)的下端相连。
3.根据权利要求1或2所述的开孔机，其特征在于：定位孔钻削刀具(40)的切削刀(41)上部的刀杆身上有单向止回爪(42)，单向止回爪(42)随钻杆(20)下移时受径向约束呈径向收拢至与钻杆(20)杆身平齐位；单向止回爪(42)高于钻孔刀盘(30)下端的切削面的高度时，单向止回爪(42)与钻孔刀盘(30)下端的切削面的高度差小于所开孔的孔沿最高处与最低处的高度差。
4.根据权利要求3所述的开孔机，其特征在于：所述的单向止回爪(42)一端铰接在定位孔钻削刀具(40)的杆身上、另一端呈自由态，自由态时单向止回爪(42)的自由端向定位孔钻削刀具(40)的杆身外部悬伸。
5.根据权利要求3所述的开孔机，其特征在于：所述的单向止回爪(42)一端由铰接轴(43)铰接在定位孔钻削刀具(40)的杆身上，定位孔钻削刀具(40)的杆身上的凹缺部的上下部位构成限制单向止回爪(42)转动范围的上、下限位挡(44、45)。
6.根据权利要求3所述的开孔机，其特征在于：所述的单向止回爪(42)为弹性片，所述的单向止回爪(42)位于定位孔钻削刀具(40)的杆身上的凹缺部且下端固定在定位孔钻削刀具(40)的杆身上，自由态的上端向定位孔钻削刀具(40)的杆身外部延伸。
7.根据权利要求3所述的开孔机，其特征在于：所述的单向止回爪(42)为U或L形杆，定位孔钻削刀具(40)的杆身上有径向通孔供单向止回爪(42)的底杆(421)穿置通过，单向止回爪(42)的臂杆(422)位于通孔外部并呈自由摆动态，定位孔钻削刀具(40)的杆身上有凹槽部，通孔开设在槽底上且下槽壁与通孔的下沿高度吻合。
8.根据权利要求6所述的开孔机，其特征在于：自由态时的单向止回爪(42)的上端向定位孔钻削刀具(40)的杆身外部的斜上方延伸。
9.根据权利要求3所述的开孔机，其特征在于：所述的单向止回爪(42)在周向方位内间隔设置2～3个。
10.根据权利要求1或2所述的开孔机，其特征在于：所述的定位孔钻削刀具(40)的上端有径向外延的凸缘盘(46)，钻杆(20)的下端有T形头(21)，T形头(21)、筒顶(32)及凸缘盘(46)自上而下依次贴合并由螺栓(47)连接。
11.根据权利要求10所述的开孔机，其特征在于：所述的筒顶(32)中部有定位孔(321)，T形头(21)的下端凸柱(211)和凸缘盘(46)的上端的短凸柱(461)同芯插置于定位孔(321)中。
12.根据权利要求1所述的开孔机，其特征在于：管状本体(10)下端有连接环(50)，连接环(50)的上端面与管状本体(10)的下端面由螺栓构成拆卸式连接，连接环(50)下端有螺纹孔(51)与球阀C的法兰盘通过螺栓连接。
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