CN204827221U - 一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，它包括外缸及其前端螺纹连接固定的前接头和后端螺纹连接固定的后接头；所述前接头套接有钻头，所述前接头、后接头与外缸之间均设置有密封圈；所述前接头与衬套之间设置有卡环；所述衬套上端与钻头尾部套接，下端与活塞的活塞头套接；所述活塞的活塞中心孔套接有配气座；所述配气座下端设置有逆止阀；所述逆止阀与配气座之间设置有逆止阀弹簧；所述逆止阀下端顶住后接头通气孔；所述活塞、外套管与衬套构成前腔；所述内缸、配气座与活塞之间的环形空间构成后腔。其穿孔速度快、耗气量小、结构简单、可靠性强、钻头拆卸简单方便、使用寿命长。

Description

一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器

技术领域

本实用新型属于冲击器制造技术领域,具体为一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器。

背景技术

气动潜孔冲击器又称气动潜孔锤，是一种利用压缩空气为动力，推动冲锤(活塞)撞击钻头实施碎石成孔的工程用气动机械钻具；冲击器和钻头在凿岩过程中，通过钻杆连接同时潜入孔内破碎岩石，工作效率不受孔深的影响；潜孔冲击器因此而得名。气动潜孔锤钻进技术广泛应用于爆破孔施工，水文水井钻凿，地质岩芯勘探，水库坝基帷幕灌浆，工程地质勘查，非开挖管线铺设建筑基础及岩土工程等几乎所有钻孔施工领域。

气动潜孔冲击器是一种活塞高频往复运动(20次/秒以上)冲击钻头(钎头)破碎岩石的凿岩工具，传统的潜孔冲击器如图1所示，通过活塞与内缸、外缸、配气座的配气杆以及尼龙管15的相对位置从而改变进排气方向，实现活塞在气缸内的往复运动，因活塞与钻头的撞击及活塞的高速运动，尼龙管15所在的工作位置温度比较高(200度以上)，尼龙管因受温度的影响而膨胀尺寸会发生很大的变化，尼龙管的材质也会因高温变软,从面大大地影响了冲击器的工作性能,冲击器常常因尼龙管的断裂及尼龙管的胀大卡住活塞等原因而失效。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，以解决冲击器常常因尼龙管的断裂及尼龙管的胀大卡住活塞等原因而失效的问题，从而降低潜孔冲击器的故障率，同时其穿孔速度快、耗气量小、结构简单、可靠性强、钻头拆卸简单方便、使用寿命长。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，它包括外缸(8)及其前端螺纹连接固定的前接头(11)和后端螺纹连接固定的后接头(1)；所述前接头(11)套接有钻头(12)，所述前接头(11)、后接头(1)与外缸(8)之间均设置有密封圈(2)；所述前接头(11)与衬套(9)之间设置有卡环(10)；所述衬套(9)上端与钻头(12)尾部套接，下端与活塞(7)的活塞头(71)套接；所述活塞(7)的活塞中心孔(79)套接有配气座(5)；所述配气座(5)下端设置有逆止阀(3)；所述逆止阀(3)与配气座(5)之间设置有逆止阀弹簧(4)；所述逆止阀(3)下端顶住后接头(1)通气孔；所述活塞(8)、外套管(7)与衬套(9)构成前腔(13)；所述内缸(6)、配气座(5)与活塞(7)之间的环形空间构成后腔(14)。

进一步的，所述活塞(7)包括活塞大头(75)；所述活塞大头(75)一端连接有活塞小颈(73)，另一端连接有活塞尾颈(77)；所述活塞小颈(73)上端设置有活塞头(71)；所述活塞头(71)一段为光滑圆柱体，另一段均匀设置有小颈过气槽(72)；所述活塞大头(73)为光滑圆柱体，其两端对称均匀设置有前过气槽(74)和后过气槽(76)；所述活塞尾颈(77)连接有活塞尾端(79)；所述活塞尾端(79)末端为光滑圆柱体，另一段均匀设置有尾过气槽(78)。

进一步的，所述活塞尾端(79)与活塞大头(75)上均匀设置有环形集油槽(70)。

进一步的，所述内缸(6)内部中间段设置有内缸内腔(62)；所述内缸(6)上端处于同一圆周面上均匀设置有内缸供气孔(61)，下端处于同一圆周面上均匀设置有内缸出气孔(63)；所述内缸(6)底端设置有沉孔段(65)；所述内缸出气孔(63)与沉孔段(65)之间设置有环形的内缸卡位槽(64)。

进一步的，所述衬套(9)上端设置有衬套内腔(91)；下端设置有衬套颈腔(92)；所述衬套(9)底端设置有衬套内台阶(93)；所述衬套内腔(91)内颈大于衬套颈腔(92)。

进一步的，所述卡环(10)为半圆环形状，两个卡环(10)组成一个整圆环；其外圆周上中心设置有环形凹槽；所述环形凹槽内设置有橡胶圈(102)；所述卡环(10)内圆周横截面为梯形结构(101)；所述卡环(10)两端面与内圆周交接处设有圆弧过气凹槽(103)。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型改变传统的由尼龙管和活塞配气为钢质衬套和活塞)配气，运动配合间隙更易控制,受外部温度环境的影响更小，可以节省压缩空气消耗量近35％，没有压缩空气短路现象所造成的无功排气，可大幅度降低能耗；没有阀片损坏所引起的工作故障；有穿孔速度快、耗气量小、结构简单、可靠性强、钻头拆卸简单方便、使用寿命长等特点，故障率低，工作效率高。

2.本实用新型中活塞、内缸采用了更优化的结构设计,使得过气更顺畅，耗气量更小，使用寿命更长。

附图说明

图1为传统的气动潜孔冲击器结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型中活塞的结构示意图。

图4为本实用新型中衬套的结构示意图。

图5为本实用新型中内缸的结构示意图。

图6为本实用新型中卡环的剖视结构示意图。

图7为本实用新型中卡环的外部结构示意图。

图中所示数字标注表示为：1、后接头，2、密封圈，3、逆止阀，4、逆止阀弹簧，5、配气座，6、内缸，7、活塞，8、外缸，9、衬套，10、卡环，11、后接头，12、钻头，13、前腔，14、后腔，61、内缸供气孔，62、内缸内腔，63、内缸出气孔，64、内缸卡位槽，65、沉孔段，70、集油槽，71、活塞头，72、小颈过气槽，73、活塞小颈，74、前过气槽，75、活塞大头，76、后过气槽，77、活塞尾颈，78、尾过气槽，79、活塞尾端，91、衬套内腔，92、衬套颈腔，93、衬套内台阶，101、梯形结构，102、环形凹槽，103、过气凹槽。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图2-7所示，本实用新型的结构连接关系为：一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，它包括外缸8及其前端螺纹连接固定的前接头11和后端螺纹连接固定的后接头1；所述前接头11套接有钻头12，所述前接头11、后接头1与外缸8之间均设置有密封圈2；所述前接头11与衬套9之间设置有卡环10；所述衬套9上端与钻头12尾部套接，下端与活塞7的活塞头71套接；所述活塞7的活塞中心孔79套接有配气座5；所述配气座5下端设置有逆止阀3；所述逆止阀3与配气座5之间设置有逆止阀弹簧4；所述逆止阀3下端顶住后接头1通气孔；所述活塞8、外套管7与衬套9构成前腔13；所述内缸6、配气座5与活塞7之间的环形空间构成后腔14。

优选的，所述活塞7包括活塞大头75；所述活塞大头75一端连接有活塞小颈73，另一端连接有活塞尾颈77；所述活塞小颈73上端设置有活塞头71；所述活塞头71一段为光滑圆柱体，另一段均匀设置有小颈过气槽72；所述活塞大头73为光滑圆柱体，其两端对称均匀设置有前过气槽74和后过气槽76；所述活塞尾颈77连接有活塞尾端79；所述活塞尾端79末端为光滑圆柱体，另一段均匀设置有尾过气槽78。

优选的，所述活塞尾端79与活塞大头75上均匀设置有环形集油槽70。

优选的，所述内缸6内部中间段设置有内缸内腔62；所述内缸6上端处于同一圆周面上均匀设置有内缸供气孔61，下端处于同一圆周面上均匀设置有内缸出气孔63；所述内缸6底端设置有沉孔段65；所述内缸出气孔63与沉孔段65之间设置有环形的内缸卡位槽64。

优选的，所述衬套9上端设置有衬套内腔91；下端设置有衬套颈腔92；所述衬套9底端设置有衬套内台阶93；所述衬套内腔91内颈大于衬套颈腔92。

优选的，所述卡环10为半圆环形状，两个卡环10组成一个整圆环；其外圆周上中心设置有环形凹槽；所述环形凹槽内设置有橡胶圈102；所述卡环10内圆周横截面为梯形结构101；所述卡环10两端面与内圆周交接处设有圆弧过气凹槽103。

工作原理：

压缩空气通过后接头1中心孔顶开逆止阀3，再通过配气座5的轴向孔、内缸6的进气孔进入外缸7与内缸6之间的间隙；为了通气，外缸7内侧设计有通气用的环形槽；内缸6内外圆车有通气用槽，活塞8外圆铣有通气用圆弧凹槽；压缩空气通过这些圆弧凹槽进入由活塞8、衬套9、钻头12、外缸7共同形成的前腔。前腔内压缩空气推动活塞8向前运动；当活塞8运动到冲击端与衬套9脱离时，压缩空气通过钻头12中心孔到达孔底，完成吹渣的作用。由于活塞8回程运动关闭了回程进气通道，同时前气室内压缩空气的压力迅速下降，活塞8只有靠惯性继续回程运动；而与此同时，配气座5细长杆封住了活塞8中心孔，由内缸6、配气座5与活塞8之间的环形空间构成的后气室也开始进气，活塞8在后腔压缩空气的作用下到达下止点，活塞8才停止返程运动；回程结束时，由于配气座细长杆封住了活塞8中心孔，而衬套9与活塞8冲击端脱开.即后腔压力升高，前腔压力降低，压缩空气推动活塞8向右运动，活塞8进入冲程阶段，活塞8在冲程压力作用下进行冲程运动打击钻头12而做功，完成破岩工作。当冲程运动到快要接近钻头时，回程进气通道打开，开始了活塞8的回程准备工作。如此往复，完成冲击器的钻进工作。

排渣原理：当孔底内的岩渣积存较多时，钻机开始提钻，清理孔底岩渣。这时压缩空气通过吹

渣孔进入活塞中心孔，再沿着中心孔进入孔底。同时冲击器的循环系统运动通道被封闭，停止冲击工作。所有高压气体都用于排渣，做到使孔底清洁的目的。若要恢复冲击工作，只要操纵钻机进给系统，使钻头向下运动，顶住岩石，就能继续冲击破岩(钻机开始提钻，清理孔底岩渣时因5英寸高气压、高效率快冲新型潜孔冲击器在活塞与衬套之间设有缓冲区，提钻时可形成封闭气囊，可有效保护衬套、卡环等部件不损坏)。

本实用新型是利用活塞运动开启和关闭不同通道，从而控制压缩空气的切换，活塞在缸体内的配气过程有三个状态，即进气行程、膨胀(压缩)行程、排气行程；与有阀型潜孔冲击器相比较，使用无阀结构的潜孔冲击器经济性好，可以节省压缩空气消耗量近35％；在提高潜孔锤冲击能量方面，采用提高压缩空气压力的方法，设计工作压力为(1.2Mpa-4Mpa)，压力提高，减少了无功损耗，冲击能量也随着气体压力的升高而增大，对于相同规格直颈的潜孔锤，气压的提高增大了作用于活塞上的有效作用力，同时相应提高活塞的质量，实现了潜孔锤高压(最高压力4Mpa)、高能(单次冲击能量提高30％)、高频(冲击频率35次/秒以上)的工作特性.高气压型潜孔冲击器有凿岩进尺快，凿岩效率高、能耗低的特性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，它包括外缸（8）及其前端螺纹连接固定的前接头（11）和后端螺纹连接固定的后接头（1）；所述前接头（11）套接有钻头（12），其特征在于，所述前接头（11）、后接头（1）与外缸（8）之间均设置有密封圈（2）；所述前接头（11）与衬套（9）之间设置有卡环（10）；所述衬套（9）上端与钻头（12）尾部套接，下端与活塞（7）的活塞头（71）套接；所述活塞（7）的活塞中心孔（79）套接有配气座（5）；所述配气座（5）下端设置有逆止阀（3）；所述逆止阀（3）与配气座（5）之间设置有逆止阀弹簧（4）；所述逆止阀（3）下端顶住后接头（1）通气孔；所述活塞（8）、外套管（7）与衬套（9）构成前腔（13）；内缸（6）、配气座（5）与活塞（7）之间的环形空间构成后腔（14）。

2.根据权利要求1所述的一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，其特征在于，所述活塞（7）包括活塞大头（75）；所述活塞大头（75）一端连接有活塞小颈（73），另一端连接有活塞尾颈（77）；所述活塞小颈（73）上端设置有活塞头（71）；所述活塞头（71）一段为光滑圆柱体，另一段均匀设置有小颈过气槽（72）；所述活塞大头（73）为光滑圆柱体，其两端对称均匀设置有前过气槽（74）和后过气槽（76）；所述活塞尾颈（77）连接有活塞尾端（79）；所述活塞尾端（79）末端为光滑圆柱体，另一段均匀设置有尾过气槽（78）。

3.根据权利要求2所述的一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，其特征在于，所述活塞尾端（79）与活塞大头（75）上均匀设置有环形集油槽（70）。

4.根据权利要求1所述的一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，其特征在于，所述内缸（6）内部中间段设置有内缸内腔（62）；所述内缸（6）上端处于同一圆周面上均匀设置有内缸供气孔（61），下端处于同一圆周面上均匀设置有内缸出气孔（63）；所述内缸（6）底端设置有沉孔段（65）；所述内缸出气孔（63）与沉孔段（65）之间设置有环形的内缸卡位槽（64）。

5.根据权利要求1所述的一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，其特征在于，所述衬套（9）上端设置有衬套内腔（91）；下端设置有衬套颈腔（92）；所述衬套（9）底端设置有衬套内台阶（93）；所述衬套内腔（91）内颈大于衬套颈腔（92）。

6.根据权利要求1所述的一种新型无阀无尼龙尾管气动潜孔冲击器，其特征在于，所述卡环（10）为半圆环形状，两个卡环（10）组成一个整圆环；其外圆周上中心设置有环形凹槽；所述环形凹槽内设置有橡胶圈（102）；所述卡环（10）内圆周横截面为梯形结构（101）；所述卡环（10）两端面与内圆周交接处设有圆弧过气凹槽（103）。