CN212027651U - 一种气动潜孔冲击锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气动潜孔冲击锤，属凿岩器械技术领域。它由外缸、活塞、配气杆、前接头、后接头和钎头构成，外缸的一端安装有后接头，外缸的另一端装有钎头；后接头的变径孔内通过装配座固装有逆止阀，逆止阀一侧装有配气杆，配气杆上滑动安装有活塞。该冲击锤工作时，活塞完成撞击钎头复位的过程中，后接头端面可对活塞的轴向运动进行限位，由此避免了现有冲击器易在活塞尾部发生因复位撞击导致的断裂问题；同时，后气室内的气体经气道可进入排渣通道；直接用于吹扫井底岩粉，从而提高了井底的清洁效果和工作效率；具有结构简单，方便零部件更换的特点；大大提高了钻进效率和对坚硬及复杂底层的适应性。

Description

一种气动潜孔冲击锤

技术领域

本实用新型涉及一种气动潜孔冲击锤，属凿岩器械技术领域。

背景技术

岩土钻凿工程在当前我国经济建设中已占有愈来愈重要的地方，其应用领域已不仅涉及矿产的勘探与开发，而愈来愈多地涉及建筑、供水、市政、交通、环境等方面。随着经济全球化的建设步伐加快，这类工程在国际国内市场越来越大，要求也越来越高。目前，中国经济将保持在经济和工业的建设高潮，新一轮的快速发展和矿产资源开发，市场需求将在冲击器是更大的和持续的增长。气动冲击器钻进工艺的诞生及发展是世界钻探技术的一次重大革命，它改变了传统的切削和研磨碎岩方式，使岩石成体积破碎，大大提高了钻进效率和对坚硬及复杂底层的适应性。

气动冲击器20世纪60年代引入我国，随着冲击器结构的改进，工作性能的优化，使人们越来越认识到冲击器在复杂地层、矿产勘探及工程地质勘探中应用，具有良好的前景。随着对冲击器需求量的快速上升，市场上产品种类和数量也越来越多，产品的质量参差不齐。但大部分生产厂家都是参考、沿袭借用国外或国内已有的结构参数。

从冲击器发展情况来看，我国冲击器技术远远落后于发达国家。我国对气动冲击锤的研究起步较晚，冲击器依靠其内部往复运动的活塞获得能量，如何优化冲击器结构参数来提高其性能，在冲击锤的设计中，可借鉴的设计经验很少。在实际工程应用的过程中，传统冲击器经常在活塞尾部发生断裂，这个问题给工程应用造成了巨大的损失，因此有必要对其进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种可有效提高钎头碎岩效率，且结构简单，方便零部件的更换，解决现有冲击器易在活塞尾部发生断裂问题的气动潜孔冲击锤。

本实用新型的技术方案是：

一种气动潜孔冲击锤，它由外缸、活塞、配气杆、前接头、后接头和钎头构成，其特征在于：外缸的一端螺纹安装有后接头，外缸的另一端通过前接头和限位环活动安装有钎头；后接头的变径孔内通过装配座固装有逆止阀，逆止阀一侧的后接头上通过安装座耳固装有配气杆，配气杆上滑动安装有活塞，活塞一端与钎头间歇接触连接；所述的配气杆为管状体，配气杆与后接头的变径孔连通。

所述的装配座圆周上均布有连通孔，配气杆通过连通孔与后接头的变径孔连通。

所述的前接头和后接头之间的外缸内设置有装配活塞形成的前气室和后气室。

所述的外缸内壁上设置有分割内凸台A、分割内凸台B和分割内凸台C；活塞分别与分割内凸台A、分割内凸台B和分割内凸台C滑动密封连接。

所述的分割内凸台A、分割内凸台B和分割内凸台C外围的外缸上设置有气道，气道一端与前气室连通，气道另一端与后气室连通。

所述的活塞为变径体，活塞的中心部位设置有配气凹孔，活塞通过配气凹孔与配气杆滑动连接。

所述的活塞圆周上径向均布有配气通孔A，配气通孔A与配气凹孔连通；配气通孔A一侧的活塞圆周上设置有配气通孔B；配气通孔B一端与后气室连通。

所述的前接头与外缸螺纹连接；限位环与前接头螺纹连接；所述的钎头为变径体，钎头的中心部位设置有排渣通道，钎头分别与前接头和限位环滑动密封连接。

所述的限位环由两个半圆环相互扣合形成，限位环的圆周外表面设置有外螺纹。

所述的逆止阀由阀套、弹簧和阀头构成，阀套内通过弹簧装有阀头，阀头为T形体，阀头一端与后接头的变径孔端口密封接触连接。

本实用新型的有益效果在于：

该气动潜孔冲击锤工作时，空压机提供的高压气体经逆止阀、配气杆进入活塞内并推动活塞往复运动；其中，活塞完成撞击钎头复位的过程中，后接头端面可对活塞的轴向运动进行限位，由此避免了现有冲击器易在活塞尾部发生因复位撞击导致的断裂问题；同时，由于气道与前气室和后气室连通；活塞往复运动过程中，后气室内的气体经气道可进入排渣通道；直接用于吹扫井底岩粉，从而提高了井底的清洁效果，辅助钎头的钻凿，进而提高了工作效率；该气动潜孔冲击锤具有结构简单，方便零部件更换的特点；大大提高了钻进效率和对坚硬及复杂底层的适应性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的初始工作状态示意图；

图3为本实用新型的活塞撞击钎头的示意图；

图4为本实用新型的活塞复位过程示意图。

图中：1、外缸，2、活塞，3、配气杆，4、前接头，5、后接头，6、钎头，7、阀套，8、弹簧，9、阀头，10、连通孔，11、安装座耳，12、限位环，13、排渣通道，14、配气凹孔，15、前气室，16、后气室，17、分割内凸台A，18、分割内凸台B，19、分割内凸台C，20、气道，21、配气通孔A，22、配气通孔B。

具体实施方式

该气动潜孔冲击锤由外缸1、活塞2、配气杆3、前接头4、后接头5和钎头6构成，外缸1的一端螺纹安装有后接头5，后接头5的中心通孔为变径孔，后接头5的变径孔内通过装配座固装有逆止阀，装配座圆周上均布有连通孔10，逆止阀由阀套7、弹簧8和阀头9构成，阀套7内通过弹簧8装有阀头9，阀头9为T形体，阀头9一端与后接头5的变径孔端口密封接触连接。

逆止阀一侧的后接头5上通过安装座耳11、挡圈和调整垫片固装有配气杆3，配气杆3为管状体，配气杆通过连通孔10与后接头5的变径孔连通。

外缸1的另一端通过前接头4和限位环12活动安装有钎头6；前接头4为管状体，前接头4与外缸1之间螺纹连接，限位环12由两个半圆环相互扣合形成，限位环12的圆周外表面设置有外螺纹；限位环12与前接头4之间螺纹连接；钎头6为变径体，钎头6的中心部位设置有排渣通道13，钎头6分别与前接头4和限位环12滑动密封连接。

活塞2为变径体，活塞2的中心部位设置有配气凹孔14，活塞2通过配气凹孔14与配气杆3滑动插入连接。活塞2一端与钎头6间歇接触连接；

前接头4和后接头5之间的外缸1内设置有活塞2装配形成的前气室15和后气室16。外缸1内壁上设置有分割内凸台A17、分割内凸台B18和分割内凸台C19；活塞2的大径段与分割内凸台A17和分割内凸台B18滑动密封连接；活塞2的小径段与分割内凸台C19滑动密封连接。

分割内凸台A17、分割内凸台B18和分割内凸台C19外围的外缸1上设置有气道20，气道20一端与前气室15连通，气道20另一端与后气室16连通。

该气动潜孔冲击锤的活塞2圆周上径向均布有配气通孔A21，配气通孔A与配气凹孔14连通；配气通孔A21一侧的活塞2圆周上设置有配气通孔B22；配气通孔22B一端延伸至活塞2的后端面与后气室16连通（参见图1）。

该气动潜孔冲击锤工作时，该气动潜孔冲击锤通过后接头5实现在空压机上的安装；处时状态下，配气杆3对配气通孔A21形成封堵，活塞2对气道20形成封堵，分割内凸台A17对配气通孔B22形成封堵（参见图2）。工作中，空压机提供的高压气体经后接头5中心通孔，推动逆止阀的阀头9并压缩弹簧8，使其解除与后接头5的变径孔密封状态，从而进入工具内部；进入工具内部的高压气体经连通孔10进入的配气杆3的中心孔，从而推动活塞2沿配气杆滑动前行并撞击钎头6。这一过程中，配气杆3对配气通孔A21形成的封堵，活塞2对气道20形成的封堵，分割内凸台A17对配气通孔B22形成的封堵解除。活塞2前行并撞击钎头6的过程中，分割内凸台C19配合活塞2的变径台肩对活塞2进行轴向限位，活塞2并在撞击钎头6的过程中，可压缩前气室15内的气体使其加速由排渣通道13排出，以吹扫井底岩粉，从而提高井底的清洁效果，辅助钎头的钻凿，由此提高工作效率，同时，前气室15内多余的气体经气道20进入后气室16，以保证前气室15和后气室16的压力平衡。

活塞2撞击钎头6后，配气杆3内的高压气体经配气凹孔14、配气通孔A21进入至分割内凸台C19与分割内凸台B18之间形成的密封腔室内，并作用在活塞2的变径台肩处；随着高压气体在分割内凸台C19与活塞2的变径台肩之间形成的密封腔室内的汇集，从而推动活塞2沿配气杆3向后滑动（复位）。

活塞2沿配气杆3向后滑动过程中，在惯性作用下，配气通孔A21进入至分割内凸台B18与分割内凸台A17之间形成的密封腔室内，此时，在惯性作用下，活塞2继续复位，同时，进入至分割内凸台B18与分割内凸台A17之间形成的密封腔室内的高压气体，经配气通孔B22进入后气室16；以为活塞2再次撞击钎头6做好准备。当活塞2复位过程中，配气通孔B22被分割内凸台A17再次形成封堵时，分割内凸台B18与分割内凸台A17之间，形成的密封腔室内的高压气体无法排出，进入配气杆3中心孔的气体即可作用在配气凹孔14上，从而推动活塞2沿配气杆滑动前行并再次撞击钎头6。由此，一个工作循环完成。如此循环，形成活塞2对钎头6的连续撞击，使其进行加速运动，实现破岩。该气动潜孔冲击锤结构简单，实用性好，活塞2完成撞击钎头6复位的过程中，后接头5端面可对活塞2的轴向运动进行限位，由此避免了现有冲击器易在活塞尾部发生因复位撞击导致的断裂问题；同时，由于气道与前气室15和后气室16连通；保证了前气室15和后气室16的压力平衡。活塞2往复运动过程中，后气室16内的气体经气道20可进入排渣通道13；直接用于吹扫井底岩粉，从而提高了井底的清洁效果，辅助钎头6的钻凿，进而提高了工作效率；该气动潜孔冲击锤具有结构简单，方便零部件更换的特点；大大提高了钻进效率和对坚硬及复杂底层的适应性。

Claims (10)

1.一种气动潜孔冲击锤，它由外缸（1）、活塞（2）、配气杆（3）、前接头（4）、后接头（5）和钎头（6）构成，其特征在于：外缸（1）的一端螺纹安装有后接头（5），外缸（1）的另一端通过前接头（4）和限位环（12）活动安装有钎头（6）；后接头（5）的变径孔内通过装配座固装有逆止阀，逆止阀一侧的后接头（5）上通过安装座耳（11）固装有配气杆（3），配气杆（3）上滑动安装有活塞（2），活塞（2）一端与钎头（6）间歇接触连接；所述的配气杆（3）为管状体，配气杆（3）与后接头（5）的变径孔连通。

2.根据权利要求1所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的装配座圆周上均布有连通孔（10），配气杆（3）通过连通孔（10）与后接头（5）的变径孔连通。

3.根据权利要求1所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的前接头（4）和后接头（5）之间的外缸（1）内设置有装配活塞（2）形成的前气室（15）和后气室（16）。

4.根据权利要求3所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的外缸（1）内壁上设置有分割内凸台A（17）、分割内凸台B（18）和分割内凸台C（19）；活塞（2）分别与分割内凸台A（17）、分割内凸台B（18）和分割内凸台C（19）滑动密封连接。

5.根据权利要求4所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的分割内凸台A（17）、分割内凸台B（18）和分割内凸台C（19）外围的外缸（1）上设置有气道（20），气道（20）一端与前气室（15）连通，气道（20）另一端与后气室（16）连通。

6.根据权利要求1所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的活塞（2）为变径体，活塞的中心部位设置有配气凹孔（14），活塞（2）通过配气凹孔（14）与配气杆（3）滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的活塞（2）圆周上径向均布有配气通孔A（21），配气通孔A（21）与配气凹孔（14）连通；配气通孔A（21）一侧的活塞（2）圆周上设置有配气通孔B（22）；配气通孔B（22）一端与后气室（16）连通。

8.根据权利要求1所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的前接头（4）与外缸（1）螺纹连接；限位环（12）与前接头（4）螺纹连接；所述的钎头（6）为变径体，钎头（6）的中心部位设置有排渣通道（13），钎头（6）分别与前接头（4）和限位环（12）滑动密封连接。

9.根据权利要求8所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的限位环（12）由两个半圆环相互扣合形成，限位环（12）的圆周外表面设置有外螺纹。

10.根据权利要求1所述的一种气动潜孔冲击锤，其特征在于：所述的逆止阀由阀套（7）、弹簧（8）和阀头（9）构成，阀套（7）内通过弹簧（8）装有阀头（9），阀头（9）为T形体，阀头（9）一端与后接头（5）的变径孔端口密封接触连接。

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