CN207278184U - 潜孔冲击器用活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种潜孔冲击器用活塞。所述潜孔冲击器用活塞包括第一端部、与所述第一端部连接且直径小于所述第一端部的第二端部、贯通所述第一端部和所述第二端部的通孔，其特征在于，所述活塞还包括贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔、设于所述第一端部侧壁且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，所述第一气流通道自所述进气纵向孔端面朝向所述第二端部方向延伸，所述第二气流通道自所述排气纵向孔端面朝向所述第一端部远离所述第二端部的端面方向延伸。本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，可省略内缸、并可提高冲击频率。

Description

潜孔冲击器用活塞

【技术领域】

本实用新型涉及工程钻机机械领域，具体涉及一种潜孔冲击器用活塞。

【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。目前市场上潜孔冲击器采用的配气方式有阀冲击器、无阀有尾管冲击器及无阀无尾管冲击器，有阀冲击器采用阀片来控制活塞的上下运动，适用于压力较低、频率变换不快的作业环境；无阀有尾管冲击器采用活塞内缸和配气座及尼龙尾管来配气，在特殊地层如高温及频繁使用的时候尼龙性尾管容易出现烧熔现象，导制冲击器早期损坏；无阀无尾管目前有二种配气，主要是采用内缸与活塞和外缸来配合，其中内缸比较薄，在作业过程中易于损坏，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配气结构解决上述技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是克服上述技术问题，提供一种可省略内缸、并可提高冲击频率的潜孔冲击器用活塞。

本实用新型的技术方案如下：

一种潜孔冲击器用活塞，包括第一端部、与所述第一端部连接且直径小于所述第一端部的第二端部、贯通所述第一端部和所述第二端部的通孔，所述活塞还包括贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔、设于所述第一端部侧壁且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，所述第一气流通道自所述进气纵向孔端面朝向所述第二端部方向延伸，所述第二气流通道自所述排气纵向孔端面朝向所述第一端部远离所述第二端部的端面方向延伸。

优选的，所述进气纵向孔与所述排气均倾斜设置。

优选的，所述第一气流通道和所述第二气流通道交错分布。

优选的，所述进气纵向孔和所述排气纵向孔的数量分别为四个，对应的，所述第一气流通道和所述第二气流通道的数量分别为四个。

优选的，所述第一端部与所述第二端部通过弧面过渡连接。

优选的，所述第一端部包括扩大段和缩小段，所述扩大段与所述第二端部连接，且所述第一气流通道和所述第二气流通道均设于所述扩大段。

优选的，所述扩大段与所述缩小段通过弧面过渡连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞有益效果在于：

一、本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，包括贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔，并通过在所述第一端部的侧壁设置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，使在潜孔冲击器内，气流依次从进气纵向孔、第一气流通道导入冲击器的前腔气室，并通过所述排气纵向孔、第二气流通道导入冲击器的后腔气室，实现活塞的往复运动。本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，通过改变活塞第一端部的形状，使进入活塞的气流主要从设于其侧壁的第一气流通道和第二气流通道流动至前腔气室和后腔气室，从而减少了活塞内部直接纵向开大孔的方法，提高了活塞的强度，进而提高了活塞的使用寿命，进一步降低配件消耗及成本。

二、本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，通过改变活塞的结构，可省略冲击器中的内缸配件，活塞直接与外缸内壁配合连接，使活塞相对于外缸内壁可滑动，通过活塞及外缸实现配气，提高了配气效率及冲击频率；因取消了内缸结构，进一步降低了其制作及维护成本。

【附图说明】

图1为本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞的立体图；

图2为图1所示潜孔冲击器用活塞沿A-A线的剖面结构示意图；

图3为图2所示潜孔冲击器用活塞沿B-B线的剖面结构示意图；

图4为图3所示潜孔冲击器用活塞沿C-C线的剖面结构示意图；

图5为使用本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞的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。

请结合参阅图1至图4，其中图1为本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞的立体图；图2为图1所示潜孔冲击器用活塞沿A-A线的剖面结构示意图；图3为图3所示潜孔冲击器用活塞沿B-B线的剖面结构示意图；图4为图2所示潜孔冲击器用活塞沿C-C线的剖面结构示意图。所述潜孔冲击器用活塞100包括第一端部11、第二端部12、贯通所述第一端部11和第二端部12的通孔13、贯穿所述第一端部11内、外侧壁的进气纵向孔14和排气纵向孔15、设于所述第一端部11侧壁且分别与所述进气纵向孔14和排气纵向孔15连通的第一气流通道16和第二气流通道17。

所述第一端部11包括扩大段111和缩小段112，所述扩大段111与所述第二端部12连接。所述扩大段111的直径大于所述缩小段112的直径，并大于所述第二端部12的直径。所述扩大段111与所述第二端部12通过弧面过渡连接，且所述扩大段111与所述缩小段112通过弧面过渡连接。

实际装配过程中，所述扩大段111与潜孔冲击器的外缸内壁配合连接，且所述缩小段112与所述第二端部12分别与所述外缸内壁之间留有环隙。且所述第二端部12的直径小于所述缩小段112的直径，使所述第二端部12与所述外缸内壁之间形成的环隙宽度大于所述缩小段112与所述外缸内壁之间形成的环隙宽度。

所述通孔13的设置，使所述第一端部11与所述第二端部12内部相通，实际装配时，所述通孔13与潜孔冲击器的配气杆配合。

所述进气纵向孔14和所述排气纵向孔15分别设于所述第一端部11的所述扩大段111，均为贯穿所述扩大段111的内、外侧壁设置，即所述进气纵向孔14和所述排气纵向孔15分别与所述通孔13连通。

优选的，所述进气纵向孔14与所述排气纵向孔15为倾斜设置，相较于水平设置，可提高气流进入所述第一气流通道16和第二气流通道17的流动速度。

所述第一气流通道16自所述进气纵向孔14端面朝向所述第二端部12方向延伸，所述第二气流通道17自所述排气纵向孔15端面朝向所述第一端部11远离所述第二端部12的端面方向延伸。本实施方式中，所述第二气流通道17的端面止于所述扩大段111，并未延伸至所述缩小段112。

所述第一气流通道16与所述第二气流通道17交错分布，使进气和排气过程中在所述外缸内的气流均匀，有利于提高气流的工作效率。

本实施方式中，所述进气纵向孔14和所述排气纵向孔15的数量分别为四个，对应的，所述第一气流通道16和所述第二气流通道17的数量分别为四个，使相邻两个所述第一气流通道16和第二气流通道17的轴线夹角为45°，进一步保证气流分布均匀性。

基于所述潜孔冲击器用活塞100的结构，以下将对应的潜孔冲击器结构及其配气原理、工作原理进行详细描述。

请参阅图5，为使用本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞的潜孔冲击器的结构示意图。所述潜孔冲击器200包括外缸21、接头22、逆止阀23、配气杆24、衬套25、钻头26、卡钎套27、卡环28及所述潜孔冲击器用活塞100。

所述外缸21呈中空筒状，其一端与所述接头22连接，另一端与所述钻头26连接；所述逆止阀23、所述配气杆24、所述潜孔冲击器用活塞100、所述衬套25、所述卡环28均设于所述外缸21内，所述卡钎套27用于将所述钻头26与所述外缸21固定。

所述接头22的一端卡设于所述外缸21内，并与所述外缸21固定连接，另一端与潜孔钻机的钻杆连接。所述接头22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23设于所述外缸21内，用于单向密封所述接头22的中心孔。所述逆止阀23包括阀体231、与所述阀体231连接的阀座232及设于所述阀体231与所述阀座232之间的弹簧233，所述弹簧233用于根据内外压力调整并控制所述外缸21内的压力平衡与气量大小。

所述配气杆24为具有气流通道的杆状物，其一端与所述阀座232连接，从所述接头22进入的气流，通过所述阀座232，进入所述配气杆24内。具体的，所述配气杆24包括设于其远离所述阀座232一端侧壁的配气孔241，本实用新型中，高压气流通过所述配气孔241导入所述潜孔冲击器用活塞100内。

优选的，所述配气杆24还包括设于其端部并与所述钻头26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242，在正常工作状态下，所述配气杆塞242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242，使强气流对岩层直接进行强吹，防止钻头堵塞等现象发生。

所述潜孔冲击器用活塞100设于所述外缸21内并套设于所述配气杆24外，所述潜孔冲击器用活塞100分别与所述配气杆24和所述外缸21内壁可滑动连接。

所述潜孔冲击器用活塞100参照上述结构描述。其中，所述第一端部11靠近所述接头22，所述第二端部12靠近所述钻头26并抵接于所述钻头26。

所述衬套25固定于所述外缸21内，并套设于所述潜孔冲击器用活塞100的所述第二端部12外。所述衬套25的设置，加大了所述外缸21靠近钻头26端的壁厚，提高了外缸21的强度。优选的，所述衬套25与所述外缸21过盈配合并通过所述挡丝固定，可保证所述潜孔冲击器用活塞100从所述外缸21的端部自由拆装。优选的，所述衬套25套设于钻头16抵接于所述潜孔冲击器用活塞100的一端，进一步保证所述外缸21的强度。

通过上述结构设计，将所述潜孔冲击器用活塞100、所述外缸21及所述衬套25围合形成的区域定义为前腔气室30；所述配气杆24、所述外缸21及所述潜孔冲击器用活塞100围合形成的区域定义为后腔气室40。进一步的。

在所述外缸21内，气流的流通路径为：进气时，所述配气孔241、进气纵向孔14、第一气流通道16与前腔气室30依次连通；排气时，所述配气孔241、排气纵向孔15、第二气流通道17与后腔气室40依次连通。在所述进气纵向孔14与所述排气纵向孔15内的气流呈反向。

所述钻头26、所述卡钎套27、所述卡环28的连接及位置关系与现有技术中相同，在此不做赘述。

根据上述结构，所述潜孔冲击器200的工作原理如下：

气体从所述接头22的中心孔进入，打开逆止阀23，并通过所述阀座232进入所述配气杆24内，并通过配气孔241、进气纵向孔14、第一气流通道16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，从而推动所述潜孔冲击器用活塞100向所述接头22方向移动，活塞移动一段距离后，所述配气孔241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241与所述排气纵向孔15导通，气体通过所述配气孔241、排气纵向孔15、第二气流通道17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26，使所述钻头26直接将作用力作用在岩石上，并将岩石打破；所述潜孔冲击器用活塞100与所述衬套25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，本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞有益效果在于：

一、本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，通过改变活塞第一端部的形状，使进入活塞的气流主要从设于其侧壁的第一气流通道和第二气流通道流动至前腔气室和后腔气室，从而减少了活塞内部直接纵向开大孔的方法，提高了活塞的强度，进而提高了活塞的使用寿命，进一步降低配件消耗及成本。

二、本实用新型提供的潜孔冲击器用活塞，通过改变活塞的结构，可省略冲击器中的内缸配件，活塞直接与外缸内壁配合连接，使活塞相对于外缸内壁可滑动，通过活塞及外缸实现配气，提高了配气效率及冲击频率；因取消了内缸结构，进一步降低了其制作及维护成本。

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 (7)

1.一种潜孔冲击器用活塞，包括第一端部、与所述第一端部连接且直径小于所述第一端部的第二端部、贯通所述第一端部和所述第二端部的通孔，其特征在于，所述活塞还包括贯穿所述第一端部内、外侧壁的进气纵向孔和排气纵向孔、设于所述第一端部侧壁且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，所述第一气流通道自所述进气纵向孔端面朝向所述第二端部方向延伸，所述第二气流通道自所述排气纵向孔端面朝向所述第一端部远离所述第二端部的端面方向延伸。

2.根据权利要求1所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述进气纵向孔与所述排气均倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述第一气流通道和所述第二气流通道交错分布。

4.根据权利要求3所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述进气纵向孔和所述排气纵向孔的数量分别为四个，对应的，所述第一气流通道和所述第二气流通道的数量分别为四个。

5.根据权利要求1所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述第一端部与所述第二端部通过弧面过渡连接。

6.根据权利要求1所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述第一端部包括扩大段和缩小段，所述扩大段与所述第二端部连接，且所述第一气流通道和所述第二气流通道均设于所述扩大段。

7.根据权利要求6所述的潜孔冲击器用活塞，其特征在于，所述扩大段与所述缩小段通过弧面过渡连接。