KR20100007762A

KR20100007762A - Pneumatic drill

Info

Publication number: KR20100007762A
Application number: KR1020090062549A
Authority: KR
Inventors: 라이오넬 진 버나드
Original assignee: 라이오넬 진 버나드
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-01-22
Also published as: AU2009202750A9; AU2009202750A1; CA2670999A1; CN101676514A; AU2009202750A8; CL2009001562A1; ZA200904814B

Abstract

PURPOSE: A pneumatic drill is provided to make an exhaust gas path which helps the exhaust gas to be discharged out from a chamber according to the movement of a piston. CONSTITUTION: A pneumatic drill comprises a back head(32), a drill bit(39), an impact piston, a stem and an exhaust gas path. The back head is settled on a wear sleeve for the impact piston. The drill bit shuttles from the back head and is mounted on a handle of the wear sleeve. The stem in which diameter diminishes in order to add impact to the bit is included on the impact piston. The stem is guided by a piston stem bush. The exhaust gas path is form at the circumference of the piston stem in order to discharge the air from a chamber.

Description

Pneumatic Drills {PNEUMATIC DRILL}

본 발명은 공압식 드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 "다운더홀(down-the-hole)" 드릴로서 공지되어 있는 일종의 드릴에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to pneumatic drills, and more particularly to a type of drill known as a "down-the-hole" drill.

이러한 종류의 드릴은 일반적으로 드릴 비트에 충격을 가하기 위해 왕복운동을 하는 공압식 전동 피스톤을 포함한다. 상기 드릴 비트의 게이지(gauge)는 상기와 같은 작동 메커니즘으로 천공된 암석을 통과하기에 충분한 크기의 구멍을 구비해야만 한다. 이에, 상기 작동 메커니즘은 작업 표면에 위치할 수 있으며, 상기 작동 메커니즘을 구동하는 압축 공기는 드릴 스템(drill stem)을 통과한 상기 구멍을 스템서 작동 메커니즘에 전달될 수 있다. 이러한 압축 공기는 피스톤을 구동시킨 후에 동력 또는 충격 행정의 시작 시에 상기 피스톤을 특정 위치로 복귀시키기 위해 간헐적으로 작동하도록 해야만 한다. 또한 상기 압축 공기는 상기 작동 메커니즘으로부터 배기되는 것이 필수적이다. 바람직하게는, 이러한 공기는 작업 표면으로부터 천공된 암석을 제거하기 위해 사용되며, 특히 상기 비트가 상기 작업 표면으로부터 상승하거나, 비트 손잡이부(bit chuck)의 지지 링(retaining ring)들 상에 떨어지도록 한 경우에 사용된다.Drills of this kind generally include pneumatic powered pistons that reciprocate to impact the drill bit. The gauge of the drill bit must have a hole of sufficient size to pass through the perforated rock with the above operating mechanism. Thus, the actuation mechanism may be located on the work surface and compressed air driving the actuation mechanism may be delivered to the actuation mechanism by cutting the hole through the drill stem. This compressed air must be driven intermittently after driving the piston to return the piston to a specific position at the start of a power or impact stroke. It is also essential that the compressed air is exhausted from the actuation mechanism. Preferably, this air is used to remove the perforated rock from the work surface, in particular such that the bit rises from the work surface or falls on the retaining rings of the bit chuck. Used in one case.

널리 공지되고 광범위하게 사용되고 있는 이러한 메커니즘들은 간결한 것이 필수적이며, 상기 공기 통로들은 제한되어 있다. 현재의 과제는, 다운더홀 작업 조건 하에서 오작동과 심각한 마모율(wear rate)에 대해 상기 부분 성분들의 강도를 유지하면서도 상기 드릴에 공기를 공급하는 효율을 향상시키는 것이다.These mechanisms, which are well known and widely used, are essential to be concise and the air passages are limited. The current challenge is to improve the efficiency of supplying air to the drill while maintaining the strength of the partial components against malfunctions and severe wear rates under down-the-hole operating conditions.

상기에서 언급된 특정 종류의 다운더홀 드릴은 남아프리카 공화국 특허 제 2005/03406 호의 명세서에 개시되어 있으며, 이는 본원에서 전체가 참고로 인용된다.The particular kind of down the hole drill mentioned above is disclosed in the specification of South African patent 2005/03406, which is incorporated herein by reference in its entirety.

상기 특허 명세서에 개시된 드릴은 챔버 디바이더(chamber divider)를 이용하여 백헤드 단부로부터 상기 웨어 슬리브의 내벽 및 상기 피스톤의 둘레에 있는 이격된 절단면으로의 공기 공급을 유도한다. 상기 피스톤은 상기 드릴이 작동하는 도중에 공기압에 노출되는 적어도 하나의 숄더(shoulder)를 형성한다. 이는 상기 피스톤을 왕복 운동시키기 위해 공기 압력을 조정하는데 어려움이 있다. 더욱 상세하게는, 상기 피스톤의 상기 복귀 행정을 제공하기 위해 형성된 챔버로부터 적절한 확장이 달성되지 않으면, 상기 비트가 작업 표면으로부터 철회되었을 때에도 상기 피스톤은 계속해서 왕복운동 할 것이다. 이는 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 또한, 상기 실린더 벽의 절단면들은 최소 물질 두께를 갖는 부품에서 작동 스트레스를 견딜 수 있도록 필수적인 전체 벽 두께를 갖는다. 이는 특정한 크기의 구멍을 천공하기 위해 설계된 드릴에서 사용될 수 있는 피스톤의 치수를 제한한다. 상술한 기본적인 최소 요건에 대해 과도한 강도 특성을 갖는 벽두께 물질이 차지하고 있는 공간을 임으로 사용할 수 있어, 상기 드릴의 효율의 전반적인 향상을 달성케 한다.The drill disclosed in the patent specification uses a chamber divider to direct air supply from the backhead end to the spaced apart cut surface around the inner wall of the wear sleeve and the piston. The piston forms at least one shoulder that is exposed to air pressure while the drill is in operation. This is difficult to adjust the air pressure to reciprocate the piston. More specifically, the piston will continue to reciprocate even when the bit is withdrawn from the working surface unless proper expansion is achieved from the chamber formed to provide the return stroke of the piston. This is explained in more detail below. In addition, the cut surfaces of the cylinder wall have an overall wall thickness that is necessary to withstand operating stresses in parts with the minimum material thickness. This limits the dimensions of the piston that can be used in drills designed to drill holes of a particular size. The space occupied by the wall thickness material having excessive strength characteristics for the basic minimum requirements described above can be used at random, thereby achieving an overall improvement in the efficiency of the drill.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 제기하고 이러한 문제점이 상술한 다운더홀 해머드릴 조립체들의 전체 효율에 미치는 효과를 완화시키기 위한 것이다.It is an object of the present invention to address the above-mentioned problems and to mitigate the effects of such problems on the overall efficiency of the above-described down-hole hammer drill assemblies.

본 발명에 따르면, 다운더홀 공압 해머드릴 조립체(down-the-hole pneumatic hammer 드릴 조립체)에 있어서, 충격 피스톤(impact piston)용 웨어 슬리브(wear sleeve)에 안착된 백헤드(backhead); 상기 백헤드로부터 원거리에서 제한적으로 왕복운동을 하고 상기 피스톤에 모루(anvil)를 제공하기 위해 상기 웨어 슬리브의 손잡이부(chuck)에 장착된 드릴 비트; 상기 비트에 충격을 가하기 위해 직경이 감소하는 스템(stem)이 구비된 충격 피스톤; 피스톤 스템 부시에서 가이드되는 스템; 및 상기 피스톤 스템 부시가 상기 비트를 통과하여 보어(bore)에 전달되어, 작업 표면으로부터 상기 비트가 승강되는 경우에 상기 피스톤 스템 둘레에 있는 챔버로부터 공기를 배출하도록 구비되는 배기가스 유동 통로를 포함하는 다운더홀 공압 해머드릴 조립체가 제공된다.According to the invention, a down-the-hole pneumatic hammer drill assembly, comprising: a backhead seated in a wear sleeve for an impact piston; A drill bit mounted to a chuck of the wear sleeve for limited reciprocation at a distance from the back head and to provide anvil to the piston; An impact piston having a stem of decreasing diameter to impact the bit; A stem guided in the piston stem bush; And an exhaust gas flow passage through which the piston stem bush is passed through the bit to the bore to vent air from the chamber around the piston stem when the bit is elevated from the working surface. A down the hole pneumatic hammer drill assembly is provided.

본 발명에서는 상기 피스톤 스템 부시를 통해 구비된 배기가스 유동 통로가 제공하거나, 상기 피스톤 스템을 따라서 오목부(recess)에 의해 구비된 배기가스 유동 통로가 제공한다.In the present invention, an exhaust gas flow passage provided through the piston stem bush is provided, or an exhaust gas flow passage provided by a recess along the piston stem is provided.

본 발명의 일 측면의 추가의 특징부에서는 상기 피스톤의 벽면에서의 절단면, 및 상기 피스톤을 구동하도록 가압 유체를 제공하기 위해 상기 웨어 슬리브를 통과하는 종 방향 환상 통로가 구비된 상기 웨어 슬리브의 벽면에서 절단면으로 형성된 유체 경로들을 포함하되, 상기 환상 통로는 상기 조립체의 백헤드 단부로부터 확장되어 있으며, 일측에서 상기 백헤드를 통해 공기 공급 통로와 연통되고 타측면에서는 상기 웨어 슬리브의 내부와 연통되는 이격된 포트(spaced apart port)들을 갖는 다운더홀 공압 해머드릴 조립체가 제공된다.In a further feature of one aspect of the invention there is a cutting surface at the wall of the piston and at the wall of the wear sleeve with a longitudinal annular passage through the wear sleeve to provide pressurized fluid to drive the piston. A fluid path defined by a cut surface, the annular passage extending from the back head end of the assembly, spaced apart from one side in communication with the air supply passage through the back head and the other side in communication with the interior of the wear sleeve. A down the hole pneumatic hammer drill assembly with spaced apart ports is provided.

본 발명의 추가의 특징부들에서는 직경이 감소하는 상기 웨어 슬리브의 일부 외면과 상기 직경이 감소하는 표면에서 방사상으로 이격되고 상기 웨어 슬리브에 안착된 측판(shroud)의 내면 사이에서 확장되는 환상 통로가 제공되며, 상기 백헤드를 상기 웨어 슬리브의 단부에 부착시킴으로서 적절한 위치에 분리 가능하게 배치되는 측판이 제공된다.Further features of the present invention provide an annular passageway extending between a portion of the outer surface of the wear sleeve having a reduced diameter and an inner surface of the shroud radially spaced at the surface having a reduced diameter and seated in the wear sleeve. And a side plate detachably disposed at an appropriate position by attaching the back head to an end of the wear sleeve.

본 발명의 또 다른 추가의 특징부들에서는 직경이 증가하는 상기 웨어 슬리브 일부의 내면과 상기 백헤드에 매달려 있는 주변부의 외면 사이에 확장되어 있는 환상 통로가 제공되며, 상기 백헤드를 상기 웨어 슬리브에 부착시키기 위해 상기 웨어 슬리브의 단부에서 나사산과 연동되도록 나사 연결된 주변부가 제공된다.Still further features of the present invention provide an annular passage extending between an inner surface of the portion of the wear sleeve that increases in diameter and an outer surface of the periphery hanging on the back head, attaching the back head to the wear sleeve. A threaded periphery is provided to engage the thread at the end of the wear sleeve.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 피스톤의 벽면에서의 절단면, 및 상기 피스톤을 구동하도록 가압 유체를 제공하기 위해 상기 웨어 슬리브를 통과하는 종 방향 환상 통로가 구비된 상기 웨어 슬리브의 벽면에서 절단면으로 형성된 유체 경로들을 포함하되, 상기 환상 통로는 직경이 감소하는 상기 웨어 슬리브의 일부 외면과 상기 직경이 감소하는 표면에서 방사상으로 이격되고 상기 웨어 슬리브에 안착된 측판(shroud)의 내면 사이에서 상기 조립체의 백헤드 단부로부터 확장되어 있는 다운더홀 공압 해머드릴 조립체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is a cut surface at the wall surface of the piston, and a cut surface at the wall surface of the wear sleeve having a longitudinal annular passage through the wear sleeve for providing pressurized fluid to drive the piston. Wherein the annular passageway is formed between the outer surface of the wear sleeve having a reduced diameter and the inner surface of a shroud radially spaced at the surface having a reduced diameter and seated in the wear sleeve. A down the hole pneumatic hammer drill assembly is provided extending from the back head end.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 피스톤의 벽면에서의 절단면, 및 상기 피스톤을 구동하도록 가압 유체를 제공하기 위해 상기 웨어 슬리브를 통과하는 종 방향 환상 통로가 구비된 상기 웨어 슬리브의 벽면에서 절단면으로 형성된 유체 경로들을 포함하되, 상기 환상 통로는 직경이 증가하는 상기 웨어 슬리브의 일부 내면과 상기 백헤드에 매달려 있는 주변부의 외면 사이에서 상기 조립체의 백헤드 단부로부터 확장되어 있으며, 상기 주변부는 상기 백헤드를 상기 웨어 슬리브에 부착시키기 위해 상기 웨어 슬리브의 단부에서 나사산과 연동되도록 나사 연결되어 있는 다운더홀 공압 해머드릴 조립체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is a cut surface at the wall surface of the piston, and a cut surface at the wall surface of the wear sleeve having a longitudinal annular passage through the wear sleeve for providing pressurized fluid to drive the piston. Wherein the annular passageway extends from the backhead end of the assembly between a portion of the inner surface of the wear sleeve that increases in diameter and an outer surface of the periphery hanging on the backhead, the perimeter being the backhead. A down-the-hole pneumatic hammer drill assembly is provided that is threaded to engage a thread at an end of the wear sleeve to attach the to the wear sleeve.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다운더홀 드릴들은 언급된 상기 문제점들을 해소하며, 용이하게 제조되면서도 효과적인 제품을 제공하는데 유용하다.As mentioned above, the down-the-hole drills according to the present invention solve the above mentioned problems and are useful for providing a product that is easy to manufacture and effective.

도 1에 도시된 실시예에서 압축 공기는 상기 백헤드(backhead)(3)의 유입 통로(2)를 통해 드릴 조립체(1)에 도입된다. 이어, 상기 압축 공기는 분배 통로들(4)을 통과하여 상기 백헤드(3)의 주변 둘레에 있는 통로(5)에 전달된다.In the embodiment shown in FIG. 1, compressed air is introduced into the drill assembly 1 through the inlet passage 2 of the backhead 3. The compressed air then passes through the distribution passages 4 to the passage 5 around the periphery of the back head 3.

웨어 슬리브 또는 실린더(6)는 이의 작동 가능한 외측 상단에 벽 두께가 감소하는 환상 오목부를 갖는다. 종 방향으로 확장하는 환상 통로(7)는 상기 웨어 슬리브(6)에서 벽 두께가 감소하는 부분 위의 단부에 측판(8) 안착시킴으로써 형성된다. 이러한 안착은 밀봉부(9)를 포함할 것이며, 용접 등에 의해 수행될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 웨어 슬리브(6)에 대한 상기 백헤드(3)의 나사산 부착을 활용하여 적당한 위치에 상기 측판(8)을 안착시킨다.The wear sleeve or cylinder 6 has an annular recess in which the wall thickness is reduced on its operable outer top. An annular passage 7 extending in the longitudinal direction is formed by seating the side plate 8 at the end above the portion where the wall thickness is reduced in the wear sleeve 6. This seating will include a seal 9 and can be performed by welding or the like. In this embodiment, the side plate 8 is seated in a suitable position utilizing the threaded attachment of the back head 3 to the wear sleeve 6.

상기 백헤드는 체크 밸브(10)와 제어봉(control rod)(11)의 공지된 조립체를 포함한다.The backhead comprises a known assembly of a check valve 10 and a control rod 11.

도 1은 상기 웨어 슬리브(6)의 내벽에서의 필요한 절단면 및 피스톤(12)의 외벽에 따른 절단면의 위치를 나타낸다. 상기 절단면들에는 상기 조립체를 통과한 압축 공기가 상기 피스톤(12)을 왕복 운동시키기 위해 필요한 유동 경로들이 구비되어 있으며, 상기 피스톤(12)은 상기 비트(13)의 작동 가능한 상단에서 모루(anvil)에 충돌한다.1 shows the position of the cut surface along the required cut surface on the inner wall of the wear sleeve 6 and the outer wall of the piston 12. The cutting surfaces are provided with flow paths for the compressed air passing through the assembly to reciprocate the piston 12, the piston 12 anviling at the operable upper end of the bit 13. To crash.

상술한 조건 하에서 상기 체크 밸브(10)는 폐쇄되고, 상기 제어봉(11)은 상기 피스톤(12)로부터 철회된다. 압축 공기가 가해지는 경우, 상기 체크 밸브(10)는 스프링 바이어스(spring bias)에 대해 개방되어, 분배 통로들(4)을 통과하여 상기 백헤드(3)의 통로(5)에 전달되도록 하며, 이어 유입 포트(inlet port)(7A)들을 통과하여 상기 웨어 슬리브(6)에 있는 환상 통로(7)를 거쳐 유출 포트(outlet port)(7B)들에 도달한다.Under the above-described conditions, the check valve 10 is closed and the control rod 11 is withdrawn from the piston 12. When compressed air is applied, the check valve 10 is opened against a spring bias, allowing it to pass through the distribution passages 4 and into the passage 5 of the backhead 3, It then passes through inlet ports 7A and reaches outlet ports 7B via an annular passage 7 in the wear sleeve 6.

상기 환상 통로(7)를 통해 상기 웨어 슬리브(6)의 내부에 공기가 공급되고, 그 결과 유출 포트(7B)들을 통해 상기 피스톤(12)의 상부 절단면들과 웨어 슬리브(6) 사이에 형성된 상기 챔버(14)에 공기가 공급된다. 이러한 챔버(14)는 상기 체크 밸브(10)가 개방되어 있는 동안에 가압 상태로 유지되며, 후술한 바와 같이 동력 및 복귀 행정을 위해 상기 피스톤(12)의 양 단부에 압력을 교대로 제공한다.Air is supplied to the inside of the wear sleeve 6 through the annular passage 7, and as a result, between the upper cut surfaces of the piston 12 and the wear sleeve 6 through the outlet ports 7B. Air is supplied to the chamber 14. This chamber 14 remains pressurized while the check valve 10 is open, alternately providing pressure to both ends of the piston 12 for power and return strokes, as described below.

상기 드릴(1)이 작동하고 있는 동안에, 상기 피스톤(12)의 헤드 또는 작동 가능한 상단부는 하측으로 움직이지 않으며 상기 웨어 슬리브(6)는 상기 유출 포트(7B)를 통과한다. 상기 피스톤(12)은 챔버(14)의 하부에서 직경이 감소하며, 외부로 단차되어 숄더(shoulder)(15)를 형성한다. 상기 확장된 단차부(15)에서의 절단면(16)들은 도면에 도시된 바와 같이 제공된다. 상기 절단면(16)들의 바닥부와 함께 상기 숄더(15)는 상기 피스톤(12) 상에 단차 표면을 제공하며, 상기 피스톤(12)은 사용시 상기 챔버(14) 내의 가압 공기의 영향을 받을 것이다. 이러한 표면적은 숄더(15)로서 지칭될 것이다.While the drill 1 is in operation, the head or operable upper end of the piston 12 does not move downward and the wear sleeve 6 passes through the outlet port 7B. The piston 12 decreases in diameter at the bottom of the chamber 14 and is stepped outward to form a shoulder 15. The cut planes 16 in the expanded stepped section 15 are provided as shown in the figure. The shoulder 15 together with the bottom of the cutting surfaces 16 provide a stepped surface on the piston 12 which will be affected by pressurized air in the chamber 14 in use. This surface area will be referred to as shoulder 15.

상기 피스톤(12)을 통해 축공(axial bore)(17)이 제공되며, 피스톤은 이의 작동 가능한 하부 자유단에서 직경이 감소하는 스템(stem)(18)을 갖는다. 상기 스템(18)의 자유단은 상기 비트(13)의 모루 상에서 작동하는 타격면(striking face)을 형성한다.An axial bore 17 is provided through the piston 12, the piston having a stem 18 of decreasing diameter at its operable lower free end. The free end of the stem 18 forms a striking face operating on the anvil of the bit 13.

상기 웨어 슬리브(6)에 설비된 피스톤 스템 부시(20)는, 상기 드릴의 작동시 상기 비트(13)가 충격 구역에 있는 경우에 상기 피스톤(12)의 스템(18) 및 상기 비트(13)의 상단부를 위한 가이드로서 작용한다.The piston stem bush 20 provided in the wear sleeve 6 is provided with a stem 18 and the bit 13 of the piston 12 when the bit 13 is in the impact zone during operation of the drill. Acts as a guide for the upper end of the.

상기 피스톤 스템(18) 직경의 감소로 인해 상기 조립체(1)에 제 2 챔버(21)가 형성되며, 지지 링(retaining ring)(23)이 구비된 손잡이부(chuck)(22)의 일반적인 형태는 상기 웨어 슬리브(6)의 바닥부에 위치한다. 이는 상기 비트(13)가 작업 표면과 접촉하고 있지 않는 경우에 이의 자유로운 축방향 이동을 제한하게 된다.The reduction of the diameter of the piston stem 18 results in the formation of a second chamber 21 in the assembly 1 and a general form of a chuck 22 with a retaining ring 23. Is located at the bottom of the wear sleeve 6. This will limit its free axial movement if the bit 13 is not in contact with the working surface.

도 1에 도시된 본 발명의 상기 실시예에서, 배기가스 배출 포트(24, 25)들은 상기 피스톤 스템 부시(20)를 통해 상기 스템(18) 둘레의 상기 챔버(21)로부터 도시되어 있다. 피스톤 스템 부시(20) 배치의 대안이 도면에 도시된 삽입부에 나타나 있다. 이러한 후자의 배열에서, 슬롯(27)의 형태인 오목부들은, 상기 비트(13)가 확장된 위치에 있는 경우에 제 2 챔버(21)로부터 상기 배출 통로를 제공하기 위해 상기 피스톤 스템(18)을 따라서 구비된다.In this embodiment of the invention shown in FIG. 1, exhaust gas discharge ports 24, 25 are shown from the chamber 21 around the stem 18 via the piston stem bush 20. An alternative to the arrangement of the piston stem bush 20 is shown in the insert shown in the figure. In this latter arrangement, the recesses in the form of slots 27 are provided with the piston stem 18 to provide the discharge passage from the second chamber 21 when the bit 13 is in the extended position. It is provided along.

작동시에 상기 환상 통로(7)를 통해 공급되는 압축 공기는 상기 챔버(14)로 들어간 후, 상기 챔버(14)를 통과하여 상기 제 2 챔버(21)로 전달된다.In operation, the compressed air supplied through the annular passage 7 enters the chamber 14 and then passes through the chamber 14 to the second chamber 21.

상기 챔버(21) 내 압력은 피스톤(12)의 바닥부 표면 상에 작용하여 상기 피스톤(12)을 상부로 밀어 올린다. 이러한 이동에서 상기 피스톤(12) 상의 (a) 지점은 공기가 상기 챔버(21)로 들어가는 것을 막기 위해 웨어 슬리브(6)의 보어(bore)에 있는 (b) 지점을 지나간다. 상기 피스톤 스템(18)은 상기 피스톤 스템 부시(20)로부터 철회되고, 상기 챔버(21) 내 공기는 상기 비트(13) 내의 보어(28)를 통해 대기로 배출된다.Pressure in the chamber 21 acts on the bottom surface of the piston 12 to push the piston 12 upwards. In this movement point (a) on the piston 12 passes point (b) in the bore of the wear sleeve 6 to prevent air from entering the chamber 21. The piston stem 18 is withdrawn from the piston stem bush 20 and the air in the chamber 21 is vented to the atmosphere through the bore 28 in the bit 13.

상기 피스톤(12)의 보어(17)에 있는 (c) 지점은 제어봉(11) 상의 (d) 지점을 지나가고, 그 결과 상기 피스톤(12) 내의 보어(17)를 통해 배기되는 것을 막기 위해 상기 제어봉(11) 둘레에 형성된 상부 챔버(26)를 밀봉한다. 상기 피스톤 상의(e) 지점이 상기 웨어 슬리브(6)의 보어 내의 (f) 지점을 지나감에 따라, 상기 가압 챔버(14)로부터 압축 공기는 상부 챔버(26)로 들어간다. 이러한 챔버(26) 내의 공기압은 상기 피스톤(12)의 상부 단부에 작용하고, 상기 피스톤(12) 상의 상기 숄더(15)에 가해지는 압력과 결합하여, 상기 비트(13)의 모루에 충돌하도록 상기 피스톤의 추진력을 제공한다.Point (c) in the bore 17 of the piston 12 passes point (d) on the control rod 11 and consequently the control rod to prevent it from being exhausted through the bore 17 in the piston 12. (11) seal the upper chamber 26 formed around. As point (e) on the piston passes point (f) in the bore of the wear sleeve 6, compressed air from the pressurizing chamber 14 enters the upper chamber 26. The air pressure in this chamber 26 acts on the upper end of the piston 12 and in combination with the pressure exerted on the shoulder 15 on the piston 12 to impinge on the anvil of the bit 13. Provides thrust of the piston.

이 경우, 상기 피스톤(12)의 보어 내의 (c) 지점은 하방으로 이동하여, 상기 제어봉(11) 상의 (d) 지점을 통과하고, 챔버(26)는 상기 피스톤(12) 및 비트(13) 상의 보어들을 통해 대기로 배기될 수 있다.In this case, point (c) in the bore of the piston 12 moves downward, passes through point (d) on the control rod 11, and the chamber 26 is the piston 12 and the bit 13. It may be exhausted to the atmosphere through the bores on the top.

상기 드릴이 상기 보어 구멍 내에서 승강하는 경우에 상기 비트(13)는 상기 손잡이부(22)에서 하강하고, 상기 지지 링(23)들에 지지 한채로 하강한다. 그 결과, 상기 피스톤(12)은 상기 비트(13)를 뒤따르고, 상기 피스톤 상의 (g) 지점은 상기 웨어 슬리브(6) 내의 (h) 지점을 지나가, 챔버(14)로부터 챔버(21)를 밀봉하게 된다.When the drill is raised and lowered in the bore hole, the bit 13 descends from the handle 22 and descends while supporting the support rings 23. As a result, the piston 12 follows the bit 13, and the point (g) on the piston passes the point (h) in the wear sleeve 6 to remove the chamber 21 from the chamber 14. To seal.

동시에, 비트(13)가 하방으로 이동하면 상기 피스톤 스템 부시(20)를 통과하는 상기 포트(24, 25)들이 개방되어, 상기 챔버(21)로부터 압력을 해제하고, 상기 비트(13) 내 보어(28)를 통해 배출하게 된다. 상기 드릴(1)이 이러한 플러슁(flushing) 조건 하에 있는 경우에 챔버(21)로부터 압력을 해제하는 것이 중요하다. 반면에, 상기 피스톤(12)은 반송된 후에도 계속해서 왕복운동을 한다.At the same time, when the bit 13 moves downward, the ports 24, 25 passing through the piston stem bush 20 open, releasing pressure from the chamber 21, and the bore in the bit 13. Discharge through (28). It is important to release the pressure from the chamber 21 when the drill 1 is under such flushing conditions. On the other hand, the piston 12 continues to reciprocate even after being conveyed.

또한, 상기 피스톤(12) 상의 (i) 지점은 상기 웨어 슬리브(6)의 보어 내 (j) 지점을 지나가서, 챔버(26) 내로의 포트(7B)들을 개방하고, 따라서 압축 공기를 제공하여 상기 피스톤(12) 및 상기 비트(13)를 통해 대기로 흐르도록 하였으며, 상기 보어 구멍을 플러슁하게 한다. 상기 플러슁 모드(flushing mode)는, 상기 피스톤(12)이 불활성화되고 상기 포트(7B)들이 보어(17, 28)들을 통해 플러슁되는 경우 에 수행될 것이다.In addition, point (i) on the piston 12 passes point (j) in the bore of the wear sleeve 6 to open the ports 7B into the chamber 26, thus providing compressed air The piston 12 and the bit 13 were allowed to flow into the atmosphere and flushed the bore holes. The flushing mode will be performed when the piston 12 is deactivated and the ports 7B are flushed through the bores 17, 28.

도 1의 삽입부를 다시 참고하면, 상기 비트가 상기 드릴 구멍의 바닥부에서 작업 표면 위로 승강되는 경우에 상기 비트(19)가 하방으로 이동하면 상기 피스톤(12)이 하방으로 이동하게 되며, 이는 상기 스템 부시(20)를 가로지르는 상기 스템(18) 상의 슬롯(27)의 위치에 의해 달성되는 것으로 인식될 것이다. 이러한 방식으로, 상기 챔버(21)의 필수적인 배출도 달성된다.Referring again to the insert of FIG. 1, when the bit 19 moves downward when the bit is elevated above the working surface at the bottom of the drill hole, the piston 12 moves downward, which is It will be appreciated that this is achieved by the position of the slot 27 on the stem 18 across the stem bush 20. In this way, the necessary discharge of the chamber 21 is also achieved.

일단 상기 비트(13)가 상기 작업 표면 상으로 복원되어 상기 웨어 슬리브(6)로 다시 이동하면, 상기 피스톤의 왕복운동은 재개될 것이다.Once the bit 13 has been restored onto the working surface and moved back to the wear sleeve 6, the reciprocation of the piston will resume.

상술한 바와 같이, 상기 피스톤(12)이 왕복운동을 하는 동안에, 챔버(14)는 계속해서 가압된 상태를 유지하며, 상부 챔버(26) 및 하부 챔버(21)에 압축 공기를 교대로 제공한다. 상기 숄더(15) 상의 압축 공기는 상기 복귀 행정 도중에 계속해서 상기 피스톤(12)의 승강을 억제하는 작용을 한다. 상기 숄더(15)의 면적이 적으면 적을수록 상기 복귀 행정에 작용하는 힘이 적을 것이다. 이를 달성하기 위해, 현존하는 드릴 조립체와 비교된 바와 같이, 하나의 해결방안은 상술한 측판을 사용하는 것이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 이러한 결과가 달성되도록 하는 드릴 조립체(31) 구성의 대안은 하기에 도시되고 개시되어 있다.As described above, while the piston 12 is reciprocating, the chamber 14 remains pressurized and alternately provides compressed air to the upper chamber 26 and the lower chamber 21. . Compressed air on the shoulder 15 acts to restrain the lifting of the piston 12 continuously during the return stroke. The smaller the area of the shoulder 15 will be, the less force acting on the return stroke. To achieve this, as compared to existing drill assemblies, one solution is to use the side plates described above. Referring to Figures 2 and 3, an alternative to the drill assembly 31 configuration that allows these results to be achieved is shown and described below.

상기 드릴(31)은 일측에 작동 공기(operating air)용 축방향 유입구(33)이 구비된 백헤드(32)를 갖는다. 상기 백헤드(32)는 경사지고 축방향으로 확장된 분배 통로(34)들 및 통상의 스프링-바이어스된 유입구 제어 밸브 조립체(35)를 포함한다.The drill 31 has a back head 32 having an axial inlet 33 for operating air on one side. The backhead 32 includes inclined, axially extending distribution passageways 34 and a conventional spring-biased inlet control valve assembly 35.

제어봉(36)은 상기 작동 조립체에 있어서 상기 백헤드(32)에서부터 웨어 슬리브(37) 내로 확장되어 있다. 이러한 조립체는 드릴 비트(39)용 해머를 형성하는 공압식 피스톤(38)으로 구성되어 있다. 상기 드릴 비트(39)는 상기 백헤드(32)로부터 원거리에서 있는 상기 웨어 슬리브(37)의 단부에 장착된 널리 공지된 손잡이부 조립체(40)에서 유지된다.The control rod 36 extends from the back head 32 into the wear sleeve 37 in the actuating assembly. This assembly consists of a pneumatic piston 38 forming a hammer for the drill bit 39. The drill bit 39 is held in a well-known handle assembly 40 mounted at the end of the wear sleeve 37 remote from the back head 32.

피스톤 스템 부시(41)는 상기 비트 지지 링(42) 상부에 있는 상기 웨어 슬리브(37)에 장착된다. 이러한 링(42)은, 상기 비트(39)가 도 2에 도시된 작업 위치로부터 승강되는 경우 이의 제한적인 자유 낙하를 허용한다. 상기 스템 부시(41)는 종 방향으로 확장되어 방사상 유출 포트(44)와 만나는 환상 배기가스 통로(43)를 갖는다. 상기 비트(39)가 슬러슁을 달성하기 위해 일반적으로 방식으로 작업 표면으로부터 승강하고 상기 웨어 슬리브(37)로부터 하방으로 이동하는 경우, 작동 공기는 상기 비트(39)를 통과하는 상기 축방향 통로(45)를 거쳐 상기 조립체(31)로부터 배출될 것이다.A piston stem bush 41 is mounted to the wear sleeve 37 above the bit support ring 42. This ring 42 allows its limited free fall when the bit 39 is lifted from the working position shown in FIG. 2. The stem bush 41 has an annular exhaust gas passage 43 which extends in the longitudinal direction and meets the radial outlet port 44. When the bit 39 is elevated from the work surface in a general manner and moves downward from the wear sleeve 37 to achieve sludge, the working air is passed through the axial passageway through the bit 39. It will exit from the assembly 31 via 45.

상기 환상 배기가스 통로(43)는 도면에 도시된 상기 스템 부시(41)를 통해 확장되는 대신에, 직경이 감소하는 상기 스템 부시(41)의 상부 외측과 상기 웨어 슬리브(37) 사이에 교대로 구비될 수 있다.The annular exhaust gas passage 43 alternates between the upper outer side of the stem bush 41 and the wear sleeve 37 of decreasing diameter, instead of extending through the stem bush 41 shown in the drawing. It may be provided.

상기 웨어 슬리브(37) 및 피스톤(38)은 각각은 상기 비트(39) 상에서 상기 피스톤(38)을 공압식으로 작동시키기 위한 유동 통로를 제공하기 위해 절단면을 갖는다. 본 실시예는 또한 압축 공기가 상기 피스톤(38)의 숄더(47) 상에서 계속해서 작용하는 챔버(46)를 포함한다. 상기 조립체의 작동은 도 1에 도시된 제 1 실시예 에 대해 앞서 개시하였다.The wear sleeve 37 and the piston 38 each have a cut surface to provide a flow passage for pneumatically actuating the piston 38 on the bit 39. This embodiment also includes a chamber 46 where compressed air continues to act on the shoulder 47 of the piston 38. Operation of the assembly has been described above with respect to the first embodiment shown in FIG.

본 실시예에서 중요한 것은, 상기 유동 경로(51)가 상기 작동 조립체 내로 압축 공기를 유입하기 위해 구비되는 것이다.What is important in this embodiment is that the flow path 51 is provided for introducing compressed air into the working assembly.

상기 백헤드(32)는 상기 웨어 슬리브(37)의 단부에 나사 연결되어 연동되며, 이를 달성하기 위해서는 외부의 나사산 주변부(externally screw-threaded skir)(49)는 상기 백헤드(32)의 몸체로부터 상기 웨어 슬리브(37) 내로 확장되어 있다. 환상 통로(51)는 상기 웨어 슬리브(37)의 내면과 상기 주변부(49) 사이에 구비된다. 상기 분배 통로(34)들은 상기 환상 통로(51) 내부로 개방되어 있는 상기 주변부(49)의 상단에 인접한 유입 포트(51A)들을 구비한다. 상기 주변부(49)의 하단에 인접한 유출 포트(51B)들은 상기 통로(51)로부터 상기 웨어 슬리브(37)의 내부로 개방되어 있으며, 상기 피스톤(38)의 하단에 있는 절단면으로 개방되어 있다. 도 3에서는 이들 성분들을 보다 명확하게 나타낼 수 있다.The back head 32 is screwed to and interlocked with the end of the wear sleeve 37, in order to achieve this an externally screw-threaded skir 49 is removed from the body of the back head 32. It extends into the wear sleeve 37. An annular passage 51 is provided between the inner surface of the wear sleeve 37 and the peripheral portion 49. The distribution passages 34 have inlet ports 51A adjacent the top of the periphery 49 which are open into the annular passage 51. Outlet ports 51B adjacent the lower end of the periphery 49 are open from the passage 51 into the wear sleeve 37 and open to the cutting surface at the lower end of the piston 38. 3, these components can be shown more clearly.

상기 웨어 슬리브(37)에 대해 적절한 벽두께를 유지하기 위해, 상기 작동 가능한 상단은 내부 나사산을 제공하여 상기 주변부(49) 상의 외부 나사산의 수용을 조장하기 충분하도록 제조된다.In order to maintain an appropriate wall thickness with respect to the wear sleeve 37, the operable top is manufactured to provide an internal thread to facilitate receipt of an external thread on the periphery 49.

본 실시예에서 상기 주변부(49)의 외경은, 처음부터 상기 웨어 슬리브(37)의 상부에서 내부 사사산(37A)을 통해 일반적으로 설비될 수 있는 것 보다 큰 것이 제공된다. 이어, 상기 주변부(49)의 외부는 도면에 도시된 바와 같이 상기 웨어 슬리브(37)의 상부에서 연동되도록 나사 연결된다. 상기 부변부(49) 상의 나사산은 상기 부변부(49)의 벽에 두께를 추가하는 기능을 갖는다. 도면에 도시된 실시예에서 상기 나사산의 깊이는 3mm이다. 상기 나사산의 깊이가 주변부(49)의 벽 두께에 추가되어, 상기 주변부(49)를 더욱 강하게 만든다. 이로 인해 상기 주변부(49) 내의 보어가 보다 커지게 되고, 상기 피스톤(38) 상의 표면적 비율이 향상된다. 동시에, 숄더(47) 상의 보다 작은 표면적이 달성되며, 이는 상기 피스톤(38)의 승강 속도를 향상시켜 분당 왕복 횟수를 증가시키며, 따라서 성능이 보다 양호하게 된다.The outer diameter of the periphery 49 in the present embodiment is provided to be larger than what would normally be fitted through the internal thread 37A at the top of the wear sleeve 37 from the beginning. Subsequently, the outer portion of the peripheral portion 49 is screwed to interlock at the upper portion of the wear sleeve 37 as shown in the figure. The thread on the side portion 49 has a function of adding thickness to the wall of the side portion 49. In the embodiment shown in the figure the depth of the threads is 3 mm. The depth of the thread is added to the wall thickness of the perimeter 49 to make the perimeter 49 stronger. This results in a larger bore in the periphery 49 and an improved surface area ratio on the piston 38. At the same time, a smaller surface area on the shoulder 47 is achieved, which improves the lifting speed of the piston 38 to increase the number of reciprocations per minute, thus resulting in better performance.

본 발명의 상기 드릴 조립체는 상기 피스톤(38) 상의 표면비를 향상시켜, 상기 비트(39)가 비작동 위치로 이동하는 경우에 확실한 복귀 행정을 초래하며, 상기 피스톤(38)의 이동 정지를 확실케 한다. 또한 상기 구조물은, 상기 간결한 구조물을 여전히 유지하면서 상기 나사산 주변부(49)에 대한 만족스러운 벽 강도를 유지한다.The drill assembly of the present invention improves the surface ratio on the piston 38, resulting in a sure return stroke when the bit 39 moves to the non-operational position, assuring that the piston 38 stops moving. Make it. The structure also maintains satisfactory wall strength for the threaded periphery 49 while still maintaining the compact structure.

상술한 다운더홀 드릴들은 언급된 상기 문제점들을 해소하며, 용이하게 제조되면서도 효과적인 제품을 제공한다.The down-the-hole drills described above solve the above mentioned problems and provide an easy product that is easy to manufacture.

본 발명의 이들 및 기타 특징들은 하기 첨부된 도면을 참고하여 후술되는 본 발명의 실시예의 상세한 설명으로부터 자명하게 될 것이다:These and other features of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings in which:

도 1은 드릴 조립체를 보여주는 종단면이며, 여기서 삽입부는 변형된 부분을 나나타내고;1 is a longitudinal section showing a drill assembly, wherein the insert represents a deformed portion;

도 2는 드릴 조립체의 다른 실시예를 보여주는 종단면이고;2 is a longitudinal cross-section showing another embodiment of a drill assembly;

도 3은 도 2의 일부를 확장한 도면이다.3 is an enlarged view of a portion of FIG. 2.

Claims

In down-the-hole pneumatic hammer drill assembly,

A backhead seated in a wear sleeve for an impact piston;

A drill bit mounted to a chuck of the wear sleeve for limited reciprocation at a distance from the back head and to provide anvil to the piston;

An impact piston having a stem of decreasing diameter to impact the bit;

A stem guided in the piston stem bush; And

The piston stem bush is passed through the bit to the bore and includes an exhaust gas flow passage provided to exhaust air from the chamber around the piston stem when the bit is elevated from the working surface. A down the hole pneumatic hammer drill assembly.

The pneumatic hammer drill assembly of claim 1, wherein the exhaust gas flow passage is provided through the piston stem bush.

The pneumatic hammer drill assembly of claim 1, wherein the exhaust gas flow passage is provided by a recess along the piston stem.

2. The fluid path of claim 1 wherein a cut surface at the wall of the piston and a cut surface at the wall of the wear sleeve are provided with a longitudinal annular passage through the wear sleeve to provide pressurized fluid to drive the piston. Wherein the annular passage extends from the back head end of the assembly, the spaced apart port in communication with the air supply passage through the back head on one side and in communication with the interior of the wear sleeve on the other side. Down) the pneumatic hammer drill assembly.

5. The annular passageway of claim 4, wherein the annular passage extends between a portion of an outer surface of the wear sleeve having a diameter decrease and an inner surface of a shroud radially spaced at the surface having a diameter reduction and seated in the wear sleeve. Down-the-hole pneumatic hammer drill assembly.

6. The down-the-hole pneumatic hammer drill assembly of claim 5, wherein the side plate is detachably disposed in an appropriate position by attaching the back head to an end of the wear sleeve.

4. The annular passageway of claim 4, wherein the annular passage extends between an inner surface of the portion of the wear sleeve that increases in diameter and an outer surface of the periphery hanging on the back head, wherein the periphery is adapted to attach the back head to the wear sleeve. A down-the-hole pneumatic hammer drill assembly, characterized in that it is screwed to engage the thread at the end of the wear sleeve.

2. The fluid path of claim 1 wherein a cut surface at the wall of the piston and a cut surface at the wall of the wear sleeve are provided with a longitudinal annular passage through the wear sleeve to provide pressurized fluid to drive the piston. Wherein the annular passageway is between a portion of the outer surface of the wear sleeve having a reduced diameter and an inner surface of a shroud radially spaced from the surface having a reduced diameter and seated in the wear sleeve. Downhole drill pneumatic hammer drill assembly, characterized in that extending from.

2. The fluid path of claim 1 wherein a cut surface at the wall of the piston and a cut surface at the wall of the wear sleeve are provided with a longitudinal annular passage through the wear sleeve to provide pressurized fluid to drive the piston. Wherein the annular passage extends from the backhead end of the assembly between a portion of an inner surface of the wear sleeve that increases in diameter and an outer surface of the periphery hanging on the backhead, the periphery extending the backhead to the weir. Down-hole pneumatic hammer drill assembly characterized in that the threaded connection with the thread at the end of the wear sleeve to attach to the sleeve.