CN221299056U - 一种新防脱结构组件及冲击器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及冲击器设备技术领域，具体为一种新防脱结构组件及冲击器，该防脱结构组件包括：钻头、卡钎套和防脱套；将防脱套具有的防脱活动行程设置于卡钎套，改变现有防脱活动行程设置于钻头的结构设置，致使新防脱结构组件中的钻头肩部长度有效缩短，节省材料成本，降低了加工难度，钻头长度短，减小了钻进时孔底岩石、泥土、砂粒反作用钻头的偏载轴向力矩，从而减小了钻头尾部断裂的风险；在冲击器凿岩开孔过程中，若发生钻头尾部断裂，冲击器卡环和钻头尾部的挂台不能起到钻头的防脱作用，当钻头断体部分向下掉落一段防脱活动行程的距离后，防脱套、卡钎套及钻头肩部的挂台能有效配合挂住钻头断体部分，起到防止钻头断体部分脱落孔底的作用。

Description

一种新防脱结构组件及冲击器

技术领域

本申请涉及冲击器技术领域，特别是涉及一种新防脱结构组件及冲击器。

背景技术

冲击器广泛应用于扩孔和钻孔作业领域；冲击器的钻头在凿岩开孔过程中，需要承受活塞高频的冲击力、卡钎套花键传递给钻头花键的旋转扭力，以及所凿孔底岩石、泥土、砂砾反作用于钻头的轴向力；同时，冲击器通常应用在地下作业，工况复杂，地下存在裂缝、夹杂、熔洞等各种情况，使得凿岩开孔作业时钻头受力更加复杂、恶劣，在各种力的作用下，现有冲击器作业时钻头易发生断裂，特别是经常会在钻头尾部发生断裂，断裂后的钻头头部脱落在孔洞内很难取出来，严重时造成孔洞报废；如果是矿山爆破，断体的冲击器钻头混在爆破后的矿石内，在后续破碎矿石时则易造成破碎机损坏，带来巨大的损失。因此，如何减轻钻头断裂的风险，以及钻头断裂后防止钻头头部脱落在凿岩的孔洞内成为研发的重点。

实用新型内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种新防脱结构组件及冲击器，本实用新型提供的技术方案如下：

一种新防脱结构组件，包括：钻头、卡钎套和防脱套；

所述钻头包括沿轴向依次设置的钻头头部、钻头肩部、钻头键槽连接部和钻头尾部；

所述卡钎套包括第一卡钎套部和第二卡钎套部；第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶；第一卡钎套部用于与冲击器的外缸连接，第二卡钎套部用于与钻头连接；

所述钻头肩部设有第一挂台，钻头尾部设有第二挂台；所述第二卡钎套部设有第三挂台；

所述防脱套套设于卡钎套与钻头之间，防脱套的两头内孔均设有第四挂台，防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台，防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。

进一步地，第一挂台、第三挂台以及靠近第一挂台端防脱套的第四挂台均设有防脱螺纹。

进一步地，所述第一卡钎套部的外周壁设有连接用的螺纹，第一卡钎套部螺纹旋入冲击器的外缸，并锁紧固定于外缸端面；

所述卡钎套的内孔周壁设有连接用的花键结构，钻头插设于卡钎套内孔，卡钎套内孔与钻头键槽连接部花键配合连接。

进一步地，所述防脱套的外径大于冲击器外缸的外径，防脱套的外表面进行硬化处理。

进一步地，本申请的新防脱结构组件还包括卡环；所述卡环设置于冲击器外缸的内部，且位于所述第一卡钎套部的端面侧；所述钻头尾部的第二挂台穿过卡环设置。优选的，所述卡环为两块半圆形块结构组成，两块半圆形卡环套设于钻头尾部，位于第二挂台的内侧部。

进一步地，钻头尾部第二挂台至卡环间的活动行程A小于防脱套挂台至卡钎套挂台间的活动行程B。

本申请还提供一种冲击器，包括上述的新防脱结构组件；还包括：冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、内缸、衬套和活塞；

所述外缸一端安装所述冲击器接头，外缸的另一端安装所述钻头；

所述活塞活动安装于外缸体内，活塞在其前端与所述外缸、衬套形成有前腔，活塞在其后端与内缸、配气座形成有后腔；

所述冲击器接头与配气座之间设置有逆止阀，逆止阀的一端抵接封堵于冲击器接头的进气通道；

所述配气座的一端安装于内缸，配气座的另一端向活塞轴向延伸，与活塞内孔间隙活动配合；所述配气座和内缸设置有相互连通的配气通道，逆止阀用作控制冲击器接头进气通道的导通和关闭；

所述内缸布置于所述后腔，且内缸与外缸之间形成有连通所述配气通道的过渡气道；

所述内缸、外缸和活塞之间形成有活塞运动所用压缩气体的进气通道，活塞往复冲击运动时，所述进气通道交替连通所述前腔和所述后腔。

进一步地，配气座包括大径端连接杆段和小径端直杆段；大径端连接杆段安装于内缸；小径端直杆段与活塞内孔的轴向通道滑动套入；活塞往复冲击运动时，活塞后端的内孔与直杆段形成连接和脱开状态，以使得后腔通道处于关闭与打开状态。

进一步地，靠近所述钻头尾部一端的外缸内设有衬套，且钻头尾部插入至外缸内的所述衬套中；优选钻头尾端外圆小间隙配合插入至外缸内的所述衬套中。在活塞冲击钻头尾端进行凿岩时，能扶住钻头尾部，使尾部不会产生左右偏摆，保证钻孔的直线度，同时避免钻头受冲击时产生过大的偏载力，减轻钻头尾部断裂的风险。

有益效果：

本申请提供的一种新防脱结构组件，包括：钻头、卡钎套和防脱套；所述钻头包括沿轴向依次设置的钻头头部、钻头肩部、钻头键槽连接部和钻头尾部；所述卡钎套包括第一卡钎套部和第二卡钎套部；第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶；第一卡钎套部用于与冲击器的外缸连接，第二卡钎套部用于与钻头连接；所述钻头肩部设有第一挂台，钻头尾部设有第二挂台；所述第二卡钎套部设有第三挂台；所述防脱套套设于卡钎套与钻头之间，防脱套的两头内孔均设有第四挂台，防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台，防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。本申请的新防脱结构组件，将防脱套具有的防脱活动行程设置于卡钎套，改变现有防脱活动行程设置于钻头的结构设置，致使新防脱结构组件中的钻头肩部长度有效缩短，节省了材料成本，降低了加工难度，同时钻头长度短，减小了钻进时孔底岩石、泥土、砂粒反作用钻头的偏载轴向力矩，从而减小了钻头尾部断裂的风险。另外，在冲击器凿岩扩孔过程中，冲击器提钻离开孔底时，钻头由于自身重力向孔底掉落，掉落到活动行程A的距离，钻头尾部的挂台将挂住卡环，保证钻头不与冲击器脱开；若发生钻头尾部断裂，冲击器卡环和钻头尾部的挂台将不能起到钻头的防脱作用，当钻头断体部分向下掉落至活动行程B的距离后，防脱套、卡钎套及钻头肩部的挂台能有效配合挂住钻头断体部分，从而起到防止钻头断体部分脱落孔底的作用。

在冲击器凿岩过程中，从孔底不断高速吹出的岩渣会磨蚀冲击器外缸，致使外缸变薄后损坏，从而降低冲击器的使用寿命；本申请具有新防脱结构组件的冲击器，由于在卡钎套外圆设置有防脱套，防脱套外径大于冲击器外径，且防脱套外表面进行了硬化处理，孔底吹出的岩渣先吹击防脱套后减缓冲击力，显著减小孔底吹出的岩渣对冲击器外缸的磨损，从而提高外缸的使用寿命。另外，防脱套内孔中靠近钻头头部一头的挂台设置防脱螺纹，另一头不设置防脱螺纹，卡钎套靠钻头端设置挂台，且挂台设置防脱螺纹；在新防脱结构组件装配中，先将卡钎套套入钻头尾部，再将防脱套套入卡钎套，当防脱套下端挂台与卡钎套挂台接触时，旋转防脱套，将挂台螺纹旋入卡钎套和钻头肩部挂台螺纹，直至防脱套挂台通过钻头肩部挂台，接着将卡环套入钻头尾部挂台处，最后将卡环、卡钎套、防脱套和钻头一起插入冲击器的外缸；各部件装配简单方便，同时防脱套只要一头挂台车螺纹，加工成本低且简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请冲击器的结构示意图；

图2为图1中本申请新防脱结构组件的示意图；

图3为图2中钻头的结构示意图；

图4为钻头冲击的简易受力示意图；

图5为现有防脱结构的冲击器结构示意图；

附图标记：1、冲击器接头，2、外缸，3、逆止阀，4、配气座，5、小径直杆段，6、活塞，7、内缸，8、衬套，9、卡环，10、卡钎套，11、后腔，12、前腔，13、防脱套，14、钻头，141、钻头头部，142、钻头肩部，143、钻头键槽连接部，144、钻头尾部，15、第一挂台，16、第二挂台，17、第三挂台，18、第四挂台。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

参照图2至图4所示，一种新防脱结构组件，包括：钻头14、卡钎套10和防脱套13；

所述钻头14包括沿轴向依次设置的钻头头部141、钻头肩部142、钻头键槽连接部143和钻头尾部144；

所述卡钎套10包括第一卡钎套部和第二卡钎套部；第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶101；第一卡钎套部用于与冲击器的外缸2连接，第二卡钎套部用于与钻头连接；

所述钻头肩部142设有第一挂台15，钻头尾部144设有第二挂台16；所述第二卡钎套部设有第三挂台17；

所述防脱套13套设于卡钎套10与钻头14之间，防脱套的两头内孔均设有第四挂台18，防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台，防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。

需说明的是，图5为现有防脱结构的冲击器结构示意图；本申请的新防脱结构组件方案，将防脱套具有的防脱活动行程设置于卡钎套，改变现有防脱活动行程设置于钻头的结构设置，致使新防脱结构组件中的钻头肩部长度有效缩短，节省了材料成本，降低了加工难度，同时钻头长度短，减小了钻进时孔底岩石、泥土、砂粒反作用钻头的偏载轴向力矩，从而减小了钻头尾部断裂的风险；另外，在冲击器凿岩扩孔过程中，冲击器提钻离开孔底时，钻头由于自身重力向孔底掉落，掉落到活动行程A的距离时，钻头尾部的挂台将挂住卡环，保证钻头不与冲击器脱开；若发生钻头尾部断裂，冲击器卡环和钻头尾部的挂台将不能起到钻头的防脱作用，当钻头断体部分向下掉落活动行程B的距离后，防脱套、卡钎套及钻头肩部的挂台能有效配合挂住钻头断体部分，从而起到防止钻头断体部分脱落孔底的作用。

作为一种优选实施方案，第一挂台、第三挂台以及靠近第一挂台端防脱套的第四挂台均设有防脱螺纹。在新防脱结构组件装配中，先将卡钎套套入钻头尾部，再将防脱套套入卡钎套，当防脱套下端挂台与卡钎套挂台接触时，旋转防脱套，将挂台螺纹旋入卡钎套和钻头肩部挂台螺纹，直至防脱套挂台通过钻头肩部挂台，接着将卡环套入钻头尾部挂台处，最后将卡环、卡钎套、防脱套和钻头一起插入冲击器的外缸；各部件装配简单方便，同时防脱套只要一头挂台车螺纹，加工成本低且简单。

作为一种优选实施例，所述第一卡钎套部的外周壁设有连接用的螺纹，第一卡钎套部螺纹旋入冲击器的外缸，并锁紧固定于外缸端面；所述卡钎套的内孔周壁设有连接用的花键结构，钻头插设于卡钎套内孔，卡钎套内孔与钻头键槽连接部花键配合连接。

进一步地，所述防脱套的外径大于冲击器外缸的外径，防脱套的外表面进行硬化处理。本申请具有新防脱结构组件的冲击器由于在卡钎套外圆设置有防脱套，防脱套外径大于冲击器外径，且防脱套外表面进行了硬化处理，孔底吹出的岩渣先吹击防脱套后减缓冲击力，显著减小孔底吹出的岩渣对冲击器外缸的磨损，从而提高外缸的使用寿命。

进一步地，本申请的新防脱结构组件还包括卡环9；所述卡环设置于冲击器外缸的内部，且位于所述第一卡钎套部的端面侧；所述钻头尾部的第二挂台穿过卡环设置。钻头尾部第二挂台至卡环间的活动行程A小于防脱套挂台至卡钎套挂台间的活动行程B。由于钻头尾部挂台与卡环之间的活动行程A小于防脱套挂台与卡钎套挂台之间的活动行程B，冲击器正常提钻时，当钻头尾部挂台挂住卡环时，钻头肩部挂台与防脱套挂台之间不会起防脱作用，但当钻头尾部出现断裂时，冲击器卡环和钻头尾部的挂台将不能起到钻头的防脱作用，断体的钻头头部将向孔底掉落，掉落一段活动行程B的距离后，钻头肩部挂台将与防脱套挂台接触并挂住断体部分，同时，防脱套的上部挂台将挂住卡钎套挂台，从而保证断裂后的钻头头部不会掉入孔洞内，实现防脱。

参见图1，本申请还提供一种冲击器，包括上述的新防脱结构组件，还包括：冲击器接头1、外缸2、逆止阀3、配气座4、内缸7、衬套8和活塞6；

所述外缸一端安装所述冲击器接头，外缸的另一端安装所述钻头；

所述活塞活动安装于外缸体内，活塞在其前端与所述外缸、衬套形成有前腔12，活塞在其后端与内缸、配气座形成有后腔11；

所述冲击器接头与配气座之间设置有逆止阀，逆止阀的一端抵接封堵于冲击器接头的进气通道；

所述配气座的一端安装于内缸，配气座的另一端向活塞轴向延伸，与活塞内孔间隙活动配合；所述配气座和内缸设置有相互连通的配气通道，逆止阀用作控制冲击器接头进气通道的导通和关闭；

所述内缸布置于所述后腔，且内缸与外缸之间形成有连通所述配气通道的过渡气道；

所述内缸、外缸和活塞之间形成有活塞运动所用压缩气体的进气通道，活塞往复冲击运动时，所述进气通道交替连通所述前腔和所述后腔。

进一步地，配气座4包括大径端连接杆段和小径端直杆段5；大径端连接杆段安装于内缸；小径端直杆段与活塞内孔的轴向通道滑动套入；活塞往复冲击运动时，活塞后端的内孔与直杆段形成连接和脱开状态，以使得后腔通道处于关闭与打开状态。

进一步地，靠近所述钻头尾部一端的外缸内设有衬套，且钻头尾部插入至外缸内的所述衬套中，优选钻头尾端外圆小间隙配合插入至外缸内的所述衬套中。在活塞冲击钻头尾端进行凿岩时，能扶住钻头尾部，使尾部不会产生左右偏摆，保证钻孔的直线度，同时避免钻头受冲击时产生过大的偏载力，减轻钻头尾部断裂的风险。

优选逆止阀为现有带弹簧的逆止阀，弹簧起逆止阀复位作用，提供弹簧力使得逆止阀抵接于冲击器接头的进气通道，保证进气通道的密封性。

本申请的冲击器还包括连接于冲击器接头端的扶正器，所述扶正器用以稳定外缸及钻头的钻进方向。

压缩气体通过与扶正器相连的气管，进入扶正器的芯轴中的轴向气道，的配气通道，压缩气体推开安装在配气座的逆止阀和弹簧进入冲击器的外缸内，通过配气座的配气孔通道、内缸和外缸间的过渡气道、外缸、活塞和形成的冲击气道进入活塞与外缸形成的前、后腔体，驱动活塞做轴向方向的高速往复运动，冲击钻头尾部，继而通过钻头头部的合金破碎岩石，实现凿岩成孔。

本申请的冲击器具备的有益效果中也具备本申请新防脱结构组件所取得的有益效果，不再重复赘述。

以上未详细描述部分参照现有技术，同时对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种新防脱结构组件，其特征在于，包括：钻头、卡钎套和防脱套；

所述钻头包括沿轴向依次设置的钻头头部、钻头肩部、钻头键槽连接部和钻头尾部；

所述卡钎套包括第一卡钎套部和第二卡钎套部；第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶；第一卡钎套部用于与冲击器的外缸连接，第二卡钎套部用于与钻头连接；

所述钻头肩部设有第一挂台，钻头尾部设有第二挂台；所述第二卡钎套部设有第三挂台；

所述防脱套套设于卡钎套与钻头之间，防脱套的两头内孔均设有第四挂台，防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台，防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。

2.如权利要求1所述的新防脱结构组件，其特征在于，第一挂台、第三挂台以及靠近第一挂台端防脱套的第四挂台均设有防脱螺纹。

3.如权利要求1所述的新防脱结构组件，其特征在于，所述第一卡钎套部的外周壁设有连接用的螺纹，第一卡钎套部螺纹旋入冲击器的外缸，并锁紧固定于外缸端面；

所述卡钎套的内孔周壁设有连接用的花键结构，钻头插设于卡钎套内孔，卡钎套内孔与钻头键槽连接部花键配合连接。

4.如权利要求1所述的新防脱结构组件，其特征在于，所述防脱套的外径大于冲击器外缸的外径，防脱套的外表面进行硬化处理。

5.如权利要求1-4任意一项所述的新防脱结构组件，其特征在于，还包括卡环；所述卡环设置于冲击器外缸的内部，且位于所述第一卡钎套部的端面侧；所述钻头尾部的第二挂台穿过卡环设置。

6.如权利要求5所述的新防脱结构组件，其特征在于，钻头尾部第二挂台至卡环间的活动行程A小于防脱套挂台至卡钎套挂台间的活动行程B。

7.一种冲击器，其特征在于，包括如权利要求6所述的新防脱结构组件；还包括：冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、内缸、衬套和活塞；

所述外缸一端安装所述冲击器接头，外缸的另一端安装所述钻头；

所述活塞活动安装于外缸体内，活塞在其前端与所述外缸、衬套形成有前腔，活塞在其后端与内缸、配气座形成有后腔；

所述冲击器接头与配气座之间设置有逆止阀，逆止阀的一端抵接封堵于冲击器接头的进气通道；

所述配气座的一端安装于内缸，配气座的另一端向活塞轴向延伸，与活塞内孔间隙活动配合；所述配气座和内缸设置有相互连通的配气通道，逆止阀用作控制冲击器接头进气通道的导通和关闭；

所述内缸布置于所述后腔，且内缸与外缸之间形成有连通所述配气通道的过渡气道；

所述内缸、外缸和活塞之间形成有活塞运动所用压缩气体的进气通道，活塞在往复冲击运动时，所述进气通道交替连通所述前腔和所述后腔。

8.如权利要求7所述的冲击器，其特征在于，配气座包括大径端连接杆段和小径端直杆段；大径端连接杆段安装于内缸；小径端直杆段与活塞内孔的轴向通道滑动套入，活塞往复冲击运动时，活塞后端的内孔与直杆段形成连接和脱开状态，以使得后腔通道处于关闭与打开状态。

9.如权利要求8所述的冲击器，其特征在于，靠近所述钻头尾部一端的外缸内设有衬套，且钻头尾端外圆间隙配合插入至外缸内的所述衬套中。