CN207278182U - 高风压潜孔冲击器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高风压潜孔冲击器。所述高风压潜孔冲击器包括缸体、接头、钻头、逆止阀、配气杆、活塞及衬套；所述配气杆具有配气孔；所述活塞包括与所述配气孔连通的进气纵向孔和排气纵向孔；所述活塞与所述缸体之间形成有分别与所述进气纵向孔和所述排气纵向孔连通的第一气流通道和第二气流通道；所述活塞、所述缸体及所述衬套围合形成前腔气室，所述配气杆、所述缸体及所述活塞围合形成后腔气室；进气时，所述配气孔、进气纵向孔、第一气流通道与前腔气室依次连通；排气时，所述配气孔、排气纵向孔、第二气流通道与后腔气室依次连通。本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，具有耗风量少、冲击效速率快、成本低等优点。

Description

高风压潜孔冲击器

【技术领域】

本实用新型涉及工程钻机机械领域，具体涉及一种高风压潜孔冲击器。

【背景技术】

凿岩钻井一直是国家发展的基石，所有的建设都需要进行开采。其中潜孔钻机作为凿岩钻井的主要设备，被广泛应用于矿山、水电站、港口、道路以及隧道等工程建设中，用于开凿爆破钻孔。

潜孔冲击器作为潜孔钻机的主要部件，潜孔冲击器需消耗大量的能源来提供高压气体，传统的潜孔冲击器的钻井效率低从而会造成大量的能源浪费。同时，内缸作为冲击器内的一个主要易损件，容易在钻井时失效而影响工程的正常运行，且内缸的制造需要使用大量的优质钢，内缸的更换会导致大量优质钢浪费。

因此，有必要提供一种新的潜孔冲击器解决上述技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是克服上述技术问题，提供一种耗风量少、冲击效速率快、成本低的高风压潜孔冲击器。

本实用新型的技术方案如下：

一种高风压潜孔冲击器，包括

呈筒状的缸体；

接头，所述接头固定安装于所述缸体的一端；

钻头，所述钻头与所述缸体另一端固定连接；

用于单向密封所述接头中心孔的逆止阀；

配气杆，所述配气杆设于所述缸体内并与所述逆止阀连接；所述配气杆远离所述逆止阀的一端具有配气孔；

活塞，所述活塞设于所述缸体内并套设于所述配气杆外，所述活塞分别与所述配气杆和所述缸体内壁可滑动连接；所述活塞包括与所述缸体内壁配合连接的第一端部、与所述第一端部连接且另一端抵接所述钻头并且直径小于所述第一端部的第二端部及贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔；所述第一端部与所述缸体之间形成有分别与所述进气纵向孔和所述排气纵向孔连通的第一气流通道和第二气流通道；

衬套，所述衬套固定于所述缸体内，并套设于所述活塞的所述第二端部外；

所述活塞、所述缸体及所述衬套围合形成前腔气室，所述配气杆、所述缸体及所述活塞围合形成后腔气室；进气时，所述配气孔、进气纵向孔、第一气流通道与前腔气室依次连通；排气时，所述配气孔、排气纵向孔、第二气流通道与后腔气室依次连通。

优选的，所述配气孔设于所述配气杆的侧壁。

优选的，所述进气纵向孔与所述排气纵向孔均呈倾斜设置，且在所述进气纵向孔与所述排气纵向孔内的气流方向呈反向。

优选的，所述配气杆还包括设于其端部并与所述钻头中孔连通的连通孔及与所述连通孔密封连接的配气杆塞。

优选的，所述衬套通过挡丝固定与所述缸体。

优选的，所述高风压潜孔冲击器还包括与所述钻头通过花键连接的卡钎套，所述卡钎套包括主体部及自所述主体部端部弯折延伸形成的台阶部，所述主体部设于所述钻头外周壁与所述缸体内周壁之间，所述台阶部与所述第二端部抵接。

优选的，所述衬套套设于所述钻头抵接于所述活塞的一端，所述高风压潜孔冲击器还包括夹持于所述衬套与所述卡钎套之间的卡环，所述卡环套设于所述钻头外并与所述钻头配合连接。

优选的，所述逆止阀包括阀体、与所述阀体连接的阀座、设于所述阀体与所述阀座之间用于调节气压与气量的弹簧。

与现有技术相比，本实用新型提供的高风压潜孔冲击器有益效果在于：

一、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，取消了传统潜孔冲击器的内缸配气，气体直接从所述逆止阀进入所述配气杆，并通过所述配气杆上的配气孔导入所述活塞上设置的进气纵向孔或排气纵向孔，其中所述活塞与所述缸体之间形成分别与所述进气纵向孔和排气纵向孔连通的第一气流通道和第二气流通道，工作原理为：气体从所述接头的中心孔进入，打开逆止阀，并通过所述阀座进入所述配气杆内，并通过配气孔、进气纵向孔、第一气流通道进入前腔气室，气体不断引入所述前腔气室使所述前腔气室内的气压增大，从而推动所述活塞向所述接头方向移动，活塞移动一段距离后，所述配气孔封闭，使所述前腔气室停止进气，但由于前期惯性和压力推动活塞继续移动；当运动到一定距离时，所述配气孔与所述排气纵向孔导通，气体通过所述配气孔、排气纵向孔、第二气流通道进入所述后腔气室，当后腔气室压力足够大时，直接推动活塞向所述前腔气室方向移动，直接打击钻头，使所述钻头直接将作用力作用在岩石上，并将岩石打破；所述活塞与所述衬套脱离时，所述前腔气室积压的高压气体迅速喷出，将研磨的石粉吹离孔底，活塞在外界高压气体的作用下，往复运动，持续钻井。

本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，采用配气杆与活塞配气原理，大大提高了所述高风压潜孔冲击器的工作效率，提高了气源利用率；因取消了内缸结构，进一步降低了其制作及维护成本。

二、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，将所述衬套采用挡丝固定在所述缸体内，加大了所述缸体靠近钻头端的壁厚，一方面提高了缸体的强度，另一方面可采用挡丝固定可保证活塞从所述缸体的端部自由拆装。

三、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，在所述配气杆的端部设置与所述钻头中心孔连通的连通孔及与所述连通孔密封连接的配气杆塞，在正常工作室，所述配气杆塞将所述连通孔密封，当遇到软岩或特殊岩层时，可通过打开配气杆塞，使强气流对岩层直接进行强吹，防止钻头堵塞等现象发生。

四、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，改变了活塞的结构，将活塞上的气流孔由传统的二组同向孔改为逆流孔，提高了所述活塞的使用寿命，进一步降低配件消耗及成本。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的高风压潜孔冲击器的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1，为本实用新型提供的高风压潜孔冲击器的结构示意图。所述高风压潜孔冲击器100包括缸体11、接头12、逆止阀13、配气杆14、活塞15、衬套16、挡丝17、钻头18、卡钎套19、卡环20。

所述缸体11呈中空筒状，其一端与所述接头12连接，另一端与所述钻头18连接；所述逆止阀13、所述配气杆14、所述活塞15、所述衬套16、所述挡丝17、所述卡环20均设于所述缸体11内，所述卡钎套19用于将所述钻头18与所述缸体11固定。

所述接头12的一端卡设于所述缸体11内，并与所述缸体11固定连接，另一端与潜孔钻机的钻杆连接。优选的，通过NC32标准螺纹与钻杆连接，以保证产品的通用性。所述接头12同样呈中空状，用于从所述接头的中心孔内通入高压气体。

所述逆止阀13设于所述缸体11内，用于单向密封所述接头12的中心孔。所述逆止阀13包括阀体131、与所述阀体131连接的阀座132及设于所述阀体131与所述阀座132之间的弹簧133，所述弹簧133用于根据内外压力调整并控制所述缸体11内的压力平衡与气量大小。

所述配气杆14为具有气流通道的杆状物，其一端与所述阀座132连接，从所述接头12进入的气流，通过所述阀座132，进入所述配气杆14内。具体的，所述配气杆14包括设于其远离所述阀座132一端侧壁的配气孔141，本实用新型中，高压气流通过所述配气孔141导入所述活塞15内。

优选的，所述配气杆14还包括设于其端部并与所述钻头18中心孔连通的连通孔(未标号)及与所述连通孔密封连接的配气杆塞142，在正常工作状态下，所述配气杆塞142将所述连通孔密封；当遇到软岩或特殊岩层时，可通过打开所述配气杆塞142，使强气流对岩层直接进行强吹，防止钻头堵塞等现象发生。

所述活塞15设于所述缸体11内并套设于所述配气杆14外，所述活塞分别与所述配气杆14和所述缸体11内壁可滑动连接。

所述活塞15包括与所述缸体11内壁配合连接的第一端部151、与所述第一端部151连接且直径小于所述第一端部151的第二端部152、贯穿所述第一端部151内、外侧壁的进气纵向孔153和排气纵向孔154；所述第一端部151与所述缸体11之间形成有分别与所述进气纵向孔153和所述排气纵向孔154连通的第一气流通道155和第二气流通道156。其中，所述第一端部151靠近所述接头12，所述第二端部152靠近所述钻头18并抵接与所述钻头18。

所述衬套16固定于所述缸体11内，并套设于所述活塞15的所述第二端部152外。所述衬套16的设置，加大了所述缸体11靠近钻头18端的壁厚，提高了缸体11的强度。优选的，所述衬套16与所述缸体11过盈配合并通过所述挡丝17固定，可保证活塞15从所述缸体11的端部自由拆装。优选的，所述衬套16套设于钻头抵接于所述活塞15的一端，进一步保证所述缸体的强度。

通过上述结构设计，将所述活塞15、所述缸体11及所述衬套16围合形成的区域定义为前腔气室30；所述配气杆14、所述缸体11及所述活塞15围合形成的区域定义为后腔气室40。进一步的，所述活塞15的第二端部152、缸体11及衬套16围合形成前腔气室30；所述活塞15的第一端部151、缸体11及配气杆14围合形成后腔气室40。

在所述缸体11内，气流的流通路径为：进气时，所述配气孔141、进气纵向孔153、第一气流通道155与前腔气室30依次连通；排气时，所述配气孔141、排气纵向孔154、第二气流通道156与后腔气室40依次连通。所述进气纵向孔153与所述排气纵向孔154均呈倾斜设置，可提高所述活塞的强度；且在所述进气纵向孔153与所述排气纵向孔154内的气流呈反向。

所述钻头18的一端设于所述缸体11内，并与所述缸体11连接；另一端设于所述缸体11外。优选的，在所述钻头18与所述缸体11之间设置所述卡钎套19，并将所述钻头18与所述卡钎套19通过花键连接。通过花键连接传递来自钻机的扭力。

具体的，所述卡钎套19包括主体部191及自所述主体部191端部弯折延伸形成的台阶部192，所述主体部191设于所述钻头18外周壁与所述缸体11内周壁之间，所述台阶部192与所述第二端部152抵接。

所述卡钎套19与所述衬套16间隔设置，所述卡环20夹持于所述衬套16与所述卡钎套19之间；且所述卡环20套设于所述钻头18外并与所述钻头18配合连接，用于防止钻头自由脱落。

根据上述结构，所述高风压潜孔冲击器100的工作原理如下：

气体从所述接头12的中心孔进入，打开逆止阀13，并通过所述阀座132进入所述配气杆14内，并通过配气孔141、进气纵向孔153、第一气流通道155进入前腔气室30，气体不断引入所述前腔气室30使所述前腔气室内的气压增大，从而推动所述活塞15向所述接头12方向移动，活塞移动一段距离后，所述配气孔141封闭，使所述前腔气室30停止进气，但由于前期惯性和压力推动活塞继续移动；当运动到一定距离时，所述配气孔141与所述排气纵向孔154导通，气体通过所述配气孔141、排气纵向孔154、第二气流通道156进入所述后腔气室40，当后腔气室40压力足够大时，直接推动活塞向所述前腔气室30方向移动，直接打击钻头18，使所述钻头18直接将作用力作用在岩石上，并将岩石打破；所述活塞15与所述衬套16脱离时，所述前腔气室积压的高压气体迅速喷出，将研磨的石粉吹离孔底，活塞在外界高压气体的作用下，往复运动，持续钻井。

与现有技术相比，本实用新型提供的高风压潜孔冲击器有益效果在于：

一、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，采用配气杆与活塞配气原理，大大提高了所述高风压潜孔冲击器的工作效率，提高了气源利用率；因取消了内缸结构，进一步降低了其制作及维护成本。

二、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，将所述衬套采用挡丝固定在所述缸体内，加大了所述缸体靠近钻头端的壁厚，一方面提高了缸体的强度，另一方面可采用挡丝固定可保证活塞从所述缸体的端部自由拆装。

三、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，在所述配气杆的端部设置与所述钻头中心孔连通的连通孔及与所述连通孔密封连接的配气杆塞，在正常工作室，所述配气杆塞将所述连通孔密封，当遇到软岩或特殊岩层时，可通过打开配气杆塞，使强气流对岩层直接进行强吹，防止钻头堵塞等现象发生。

四、本实用新型提供的高风压潜孔冲击器，改变了活塞的结构，将活塞上的气流孔由传统的二组同向孔改为逆流孔，提高了所述活塞的使用寿命，进一步降低配件消耗及成本。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高风压潜孔冲击器，其特征在于，包括

呈筒状的缸体；

接头，所述接头固定安装于所述缸体的一端；

钻头，所述钻头与所述缸体另一端固定连接；

用于单向密封所述接头中心孔的逆止阀；

配气杆，所述配气杆设于所述缸体内并与所述逆止阀连接；所述配气杆远离所述逆止阀的一端具有配气孔；

活塞，所述活塞设于所述缸体内并套设于所述配气杆外，所述活塞分别与所述配气杆和所述缸体内壁可滑动连接；所述活塞包括与所述缸体内壁配合连接的第一端部、与所述第一端部连接且另一端抵接所述钻头并且直径小于所述第一端部的第二端部及贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔；所述第一端部与所述缸体之间形成有分别与所述进气纵向孔和所述排气纵向孔连通的第一气流通道和第二气流通道；

衬套，所述衬套固定于所述缸体内，并套设于所述活塞的所述第二端部外；

所述活塞、所述缸体及所述衬套围合形成前腔气室，所述配气杆、所述缸体及所述活塞围合形成后腔气室；进气时，所述配气孔、进气纵向孔、第一气流通道与前腔气室依次连通；排气时，所述配气孔、排气纵向孔、第二气流通道与后腔气室依次连通。

2.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述配气孔设于所述配气杆的侧壁。

3.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述进气纵向孔与所述排气纵向孔均呈倾斜设置，且在所述进气纵向孔与所述排气纵向孔内的气流方向呈反向。

4.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述配气杆还包括设于其端部并与所述钻头中孔连通的连通孔及与所述连通孔密封连接的配气杆塞。

5.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述衬套通过挡丝固定与所述缸体。

6.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述高风压潜孔冲击器还包括与所述钻头通过花键连接的卡钎套，所述卡钎套包括主体部及自所述主体部端部弯折延伸形成的台阶部，所述主体部设于所述钻头外周壁与所述缸体内周壁之间，所述台阶部与所述第二端部抵接。

7.根据权利要求6所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述衬套套设于所述钻头抵接于所述活塞的一端，所述高风压潜孔冲击器还包括夹持于所述衬套与所述卡钎套之间的卡环，所述卡环套设于所述钻头外并与所述钻头配合连接。

8.根据权利要求1所述的高风压潜孔冲击器，其特征在于，所述逆止阀包括阀体、与所述阀体连接的阀座、设于所述阀体与所述阀座之间用于调节气压与气量的弹簧。