CN202441275U

CN202441275U - 一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头

Info

Publication number: CN202441275U
Application number: CN201220033631XU
Authority: CN
Inventors: 郭纳城; 郭振国; 支守根; 崔乘瑞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2022-01-18

Abstract

一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头，是直接在钻杆方头上镗制变径缸，在缸内中截面处设榫头使缸孔道分成对称两部分，缸内两变径活塞对称安装，榫头将两变径活塞隔开形成进气空间，在缸扩径端口密封盖上设销轴孔及小活塞套口并与小活塞形成密封滑动型组合，变径活塞在缸内的活动区域为脱销行程区域，方头内泄压区域呈台阶状，在台阶上横向镗缸，缸底设榫头使缸底和内部活塞形成进气空间，与钻杆体内导气管及变径活塞尾端进气空间呈管路连通，在台阶底级平面上设楔形凹槽，凹槽底面与台阶侧壁夹锐角，凹槽底面设孔道与脱销行程区域连通，凹槽底面与泄压区域顶壁间的弹力顶杆底座坐落在凹槽内封堵凹槽底面孔道，活塞推移弹力顶杆能开启该孔道。

Description

一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头

技术领域

本实用新型涉及一种旋挖机钻孔装置，特别涉及一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头。

背景技术

针对本人先前所呈报的“申请号为201120033010.7一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆，申请号为201120160621.8一种旋挖机用自动脱销新型内芯钻杆及申请号为201120544807.3”一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆外脱销方头的发明，其设计特点是：在方头内脱销活塞的脱销行程区域里，通常情况下是靠充入高压气控制和稳固活塞，保证活塞趋于稳定的工作状态，其缺点是：1、气流分配阀密封处理工艺难度较大；2、出现漏气不易被发现，需要经常认真检查，如果检查不到位，可能导致运用失败。

为解决这个问题，新的设计方案是：1、脱销行程区域里用液压油代替高压气体；2、取消脱销装置与真空区域(以下改称泄压区域)之间的气流分配阀；3、在泄压区域里用弹力顶杆封堵脱销行程区域与泄压区域的连接孔；4、直接在泄压区域里设置活塞系统用以推移弹力顶杆开启泄压区域与脱销行程区域的连接通道。

实用新型内容

一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头，方头内设脱销装置由变径缸、变径活塞及泄压区域组成，其特征是：直接在钻杆方头上沿水平方向镗制变径缸，缸的扩径端口与缸呈哑铃状，在缸内中截面处设榫头，使缸孔道分成左右对称两部分，缸内两个相同变径活塞之小活塞端头呈反方向对称安装，榫头将两活塞端面隔开形成变径活塞尾端进气空间，在缸两变径端口所安装的密封盖上设销轴孔及小活塞套口并与小活塞形成密封滑动型组合，销轴孔直径大于小活塞套口直径，销轴孔的内底面与小活塞顶面平齐，变径活塞在缸内活动区域为变径活塞推动销轴的脱销行程区域，方头内泄压区域空间剖面呈台阶状，以台阶侧壁为入口横向镗缸，缸底设榫头使内置活塞与缸底形成隔离空间，该空间与来自钻杆体内的导气管及变径活塞尾端进气空间呈管路连通，在台阶底级平面上设楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在台阶侧壁上，凹槽倾斜底面与台阶侧壁夹锐角，在凹槽倾斜底面上开孔道，与脱销行程区域连通，通过凹槽倾斜底面与泄压区域顶壁之间的弹力顶杆之底座封堵凹槽倾斜底面上的孔道口，弹力顶杆与泄压区域顶壁呈铰接状态，能转动但不能位移，弹力顶杆与其深入凹槽内的底座呈球形铰接状态，弹力顶杆长度可伸缩，弹力顶杆与缸内活塞接触，活塞受力向外位移时，推动弹力顶杆底座所在一端位移，使凹槽底孔道开启，泄压区域与脱销行程区域连通。

通过在销轴孔底端安置强磁片使销轴与方头连在一起。

附图说明，

图示1是本实用新型的结构示意及工作原理图；图2是弹力顶杆底座受力分析简化图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

1、如图示1示：本实用新型是直接以钻杆方头为基本体镗设变径缸，缸扩径端口与缸呈哑铃状，在缸的中截面处设居中分隔榫头13，变径活塞安装在缸内后，其小活塞为外指向，居中分隔榫头13将两变径活塞隔开形成进气空间，缸的两扩径端口安装密封盖9，在密封盖9上设销轴孔及小活塞套口，小活塞套口与小活塞形成密封滑动型组合，销轴孔直径大于小活塞套口直径，小活塞顶端与销轴孔底端平齐，变径活塞在缸内活动区域为脱销行程区域10和14。

2、方头内泄压区域1所在空间剖面呈台阶状，以台阶侧壁为入口横向镗缸，缸底设榫头并内置活塞6，榫头使活塞与缸底间形成隔离空间，该空间与来自钻杆体内的导气管15及变径活塞尾端进气空间呈管路连通，在与缸口对应位置的台阶底级平面上设楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在台阶侧壁上，凹槽倾斜底面与台阶侧壁夹锐角，凹槽楔形顶端面为弹力顶杆4的限位台阶5，凹槽倾斜底面开孔道，与脱销行程区域通过管路7和管路8连通，凹槽倾斜底面与泄压区域顶壁之间安装弹力顶杆4，用其底座封堵凹槽倾斜底面上的孔道口，弹力顶杆4与泄压区域顶壁铰接，可转动但不能位移，与其底座呈球形铰接以确保底座总与凹槽底面紧密接触，弹簧使弹力顶杆4的长度可伸缩，当活塞6受来自导气管15的高压气作用向外位移时，活塞6推动弹力顶杆4底座所在一端沿凹槽底面向上位移，弹力顶杆4之底座与限位台阶5接触时，凹槽底面孔道开启，泄压区域与脱销行程区域连通，脱销行程区域10和14内液压油向泄压区域1内排泄，同时由于限位台阶5的存在，活塞6的位移受限制，活塞6仍居于缸内，使导气管15所在管路(图1示该管路与管路7交叉但不连通)仍与泄压区域1呈隔绝状态，只有脱销装置之变径活塞被气压推移实现脱销。

3、设计泄压区域容积的理论依据：1、定义脱销行程区域容积用V1表示，2、定义泄压区域容积用V表示，气压按工作场地气压或标准大气压(0.10336MPa)计，用P表示，3、在相同温度状态下，按理想气态方程有：P×V＝定值，4、当方头处于脱销状态时，由于液压油具有不可压缩性，则泄压区域容积变为(V-V1)，最大气压也只能与钻杆杆体内气压(按近似等压传递，用P1表示)相同，则P×V＝P1×(V-V1)，从而V＝V1×P1/(P1-P)，假定P1为0.7MPa，则V＝1.173×V1。

由以上分析说明，在确定了钻杆杆体内预储高压气的气压后，当方头内泄压区域容积满足V＞V1×P1/(P1-P)条件下，再将泄压区域内空气抽之稀薄，就完全能满足方头自动脱销的条件，这是确定泄压区域容积大小的重要依据。

4、弹力顶杆4的底座受力分析如图示2示：假定弹力顶杆4之底座所在凹槽倾斜底面与活塞6所在台阶侧面夹角为75°，则凹槽倾斜底面倾斜坡度为15°，在忽略弹力顶杆4和其底座自重及弹力顶杆4绕泄压区域顶壁铰接点转动的情况，同时底座与凹槽坡面视为光滑无摩擦，泄压区域完全真空状态，从而底座受力可简化为垂直向下的弹力f、活塞水平推力F及与凹槽底面垂直的反力，显然，当底座处于稳定状态时，F与f在斜坡上的分力相等，即f×sin15°＝F×cos15°则F＝f×tan15°，假定活塞6的直径为3厘米，则活塞顶端面积为1.5×1.5×3.14＝7.06平方厘米，在正常工作状态下活塞6与缸底空间近似为常压，即0.10336MPa，也就是每平方厘米为1.0336公斤的力，活塞受力F＝7.3公斤，f＝27.24公斤，当要开启脱销系统，活塞6受来自钻杆杆体内的高压气体作用时，假定气压为0.7MPa，则F＝49.42公斤，f＝184.44公斤，这就说明只要在27.24公斤与184.44公斤范围之内选择运用弹力f适中的弹簧，就能保证泄压区域与脱销行程区域之间孔道的密封与开启，这种分析是本设计中确定弹簧弹力范围的重要力学依据。

5、本实用新型的使用方法：

1)首先将变径活塞系统及其扩径端口密封盖9安装好。

2)使钻杆在竖直状态下给脱销行程区域10和14里注液压油，直到液压油从脱销行程区域与泄压区域的连接孔向泄压区域溢出为液压油注满标志。

3)通过泄压区域侧口安装活塞6及弹力顶杆4，然后再安装泄压区域封堵盖2。

4)为更有利于泄压、脱销，可通过封堵盖2上的气芯3将泄压区域1内空气抽之稀薄，就可投入使用。

5)、脱销装置安装好以后，通过在销轴孔底端安置强磁片12使带柄销轴11与方头连在一起。

6)当出现卡钻、埋钻事故，需要自动脱销时，则迅即打开钻杆吊端气阀，高压气流进入方头内，活塞6推动弹力顶杆4转动，开启泄压区域1与脱销行程区域10、14通道，液压油向泄压区域排泄，同时高压气推动变径活塞位移从而实现脱销。

本实用新型的先进性：

1、在脱销行程区域内利用非弹性介质亦即液压油，使脱销装置内变径活塞更易稳固，同时解决了密封工艺上的难题，能使设备的运行更加安全可靠。

2、取消了方头内原设计方案中的气流分配阀，使方头更加简化、更方便制造。

Claims

1.一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头，方头内设脱销装置由变径缸、变径活塞及泄压区域组成，其特征是：直接在钻杆方头上沿水平方向镗制变径缸，缸的扩径端口与缸呈哑铃状，在缸内中截面处设榫头，使缸孔道分成左右对称两部分，缸内两个相同变径活塞之小活塞端头呈反方向对称安装，榫头将两活塞端面隔开形成变径活塞尾端进气空间，在缸两变径端口所安装的密封盖上设销轴孔及小活塞套口并与小活塞形成密封滑动型组合，销轴孔直径大于小活塞套口直径，销轴孔的内底面与小活塞顶面平齐，变径活塞在缸内活动区域为变径活塞推动销轴的脱销行程区域，方头内泄压区域空间剖面呈台阶状，以台阶侧壁为入口横向镗缸，缸底设榫头使内置活塞与缸底形成隔离空间，该空间与来自钻杆体内的导气管及变径活塞尾端进气空间呈管路连通，在台阶底级平面上设楔形凹槽，凹槽在缸口正下方，楔形尾端面在台阶侧壁上，凹槽倾斜底面与台阶侧壁夹锐角，在凹槽倾斜底面上开孔道，与脱销行程区域连通，通过凹槽倾斜底面与泄压区域顶壁之间的弹力顶杆之底座封堵凹槽倾斜底面上的孔道口，弹力顶杆与泄压区域顶壁呈铰接状态，能转动但不能位移，弹力顶杆与其深入凹槽内的底座呈球形铰接状态，弹力顶杆长度可伸缩，弹力顶杆与缸内活塞接触，活塞受力向外位移时，推动弹力顶杆底座所在一端位移，使凹槽底孔道开启，泄压区域与脱销行程区域连通。

2.根据权利要求1所述的一种旋挖机用自动脱销内芯钻杆脱销方头，其特征是：在销轴孔底端安置强磁片使销轴与方头呈连接状态。