一种中低风压潜孔冲击器.pdf

1、10申请公布号CN103174378A43申请公布日20130626CN103174378ACN103174378A21申请号201310077611122申请日20130312E21B4/0620060171申请人宜昌市五环钻机具有限责任公司地址443000湖北省宜昌市伍家岗工业园72发明人龚康强孙超74专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人成钢54发明名称一种中低风压潜孔冲击器57摘要一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头、逆止阀、配气杆、活塞、内缸、外套管、卡圈、导向套、堵塞、第一弹簧、橡胶棒、横销、挂销式钻头和挂销式前接头，所述逆止阀为单向阀，其具有阀座和第二弹簧，所述的活塞为

2、开有孔道的细长形活塞，所述的配气杆和逆止阀后端的进气座为一体结构，内缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合端始终处于内缸内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。本发明配气杆和逆止阀座合为一体，结构简单、可实现定位、减振、进气的功能，工作时稳定可靠；活塞与内缸接触部位减少，内缸更耐磨，冲击器工作压力范围广。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103174378ACN103174378A1/1页21一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头（1）、逆止阀

3、（2）、配气杆（4）、活塞（6）、内缸（5）、外套管（7）、卡圈（8）、导向套（9）、堵塞（16）、第一弹簧（17）、橡胶棒（18）、横销（19）、挂销式钻头（20）和挂销式前接头（21），所述逆止阀为单向阀，其具有阀座和第二弹簧（3），所述的活塞为开有孔道的细长形活塞，其特征在于所述的配气杆和逆止阀后端的进气座（22）为一体结构，内缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合端始终处于内缸内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。2根据权利要求1所述的中低风压潜孔冲击器，其特征在于所述的进气座外侧设有配合支撑盘（23），配合支撑盘与内缸相配合，配合支撑盘和

4、内缸配合面上设有第一O型密封圈（12）。3根据权利要求2所述的中低风压潜孔冲击器，其特征在于在导向套和外套管配合面上设有第二O型密封圈（10）；在后接头和外套管配合面上设有橡胶密封圈（34）。4一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头（1）、逆止阀（2）、配气杆（4）、活塞（6）、内缸（5）、外套管（7）、卡圈（8）、导向套（9），其特征在于它还设有卡环（11）、卡环式前接头（14）和挂销式钻头（15），所述逆止阀为单向阀，其具有阀座和第二弹簧（3），所述的活塞为开有孔道的细长形活塞，所述的配气杆和逆止阀后端的进气座（22）为一体结构，内缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合

5、端始终处于内缸内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。权利要求书CN103174378A1/3页3一种中低风压潜孔冲击器技术领域0001本发明涉及一种气动冲击设备，尤其涉及一种挂销式中低风压潜孔冲击器。背景技术0002潜孔冲击器是一种典型的气动冲击设备，它是潜孔钻机的钻具，是钻机实施钻孔的工作机构。这种设备主要用于钻凿直径65305MM，孔深60M凿岩爆破孔。其中孔径为65105MM左右钻孔作业一般都由中低压潜孔钻具完成的。0003目前，市场上使用的低风压潜孔冲击器特点为内设有阀片，通过阀片的换向来实现压缩空气交替的进入冲击器的前、后气室完成配气动作，最终使活塞行成往复的

6、运动。见图1所示，其由18个零件组成，1后接头、2逆止阀、弹簧、4橡胶圈、5阀盖、6阀片、7导向管、8配气杆、9内缸、10活塞、11外套管、12导向套、3堵塞、14弹簧、15橡胶棒、16横销、17前接头、18钻头，带有矩形螺纹的后接头1是冲击器与钻杆连接的机件。逆止阀2是防止岩浆水流入冲击器及钻杆的单向阀，弹簧3是装在逆止阀盖5中的。阀盖与后接头1间设有减振橡胶圈，外套管11连同内缸9、配气杆8、导向套17、活塞10一起实现活塞运动的配气动作。设有中心孔道细长形活塞是直接将压缩空气的能量转换为机械运动动能的一个零件，并由它把这种动能通过碰撞的方式传递给钻头18，所以活塞是一个很关键的零件。横销

7、16则为防止钻头18脱落。堵塞13、弹簧14、橡胶棒15、横销16一起构成横销止动装置，前接头17是带动钻头转动及在上滑动的前接头，导向套12用于配合活塞进行配气。0004上述无阀双缸型潜孔冲击器有以下一些弊病1、阀座与后接头之间装有橡胶圈，在冲击器工作时自身就能吸收一定的能量，更突出的是在冲击器工作一段时间后橡胶的老化变形，将会产生蹿动而严重的影响各部件之间的配合精度，从而降低了工作效率，并缩短了冲击器的工作寿命。2、内缸薄而长的结构使其加工比较复杂，制作成本高；且内缸两端始终处于受力状态。因其为易损件所以是影响冲击器使用寿命和稳定性的关键点之一。3、活塞始终在内缸里往复运动，加巨了内缸的磨

8、损。4、有较多的进排气路，因而造成较大的气压损失。5、内设有阀片故障率高。6、受内缸为薄壁长件且受力影响，其适用风压范围较小（0512MPA）。发明内容0005本发明要解决的技术问题是提供一种中低风压潜孔冲击器，配气杆和逆止阀座合为一体，结构简单、可实现定位、减振、进气的功能，工作时稳定可靠；活塞与内缸接触部位减少，内缸更耐磨，冲击器工作压力范围广，可在514公斤/厘米2范围内工作。0006本发明的目的是这样实现的0007一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头、逆止阀、配气杆、活塞、内缸、外套管、卡圈、导向套、堵塞、第一弹簧、橡胶棒、横销、挂销式钻头和挂销式前接头，所述逆止阀为单向阀，其具有阀座

9、和第二弹簧，所述的活塞为开有孔道的细长形活塞，所述的配气杆和逆止阀说明书CN103174378A2/3页4后端的进气座为一体结构，内缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合端始终处于内缸内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。0008上述的进气座外侧设有配合支撑盘，配合支撑盘与内缸相配合，配合支撑盘和内缸配合面上设有第一O型密封圈。0009上述在导向套和外套管配合面上设有第二O型密封圈；在后接头和外套管配合面上设有橡胶密封圈。0010本发明的另一技术方案为一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头、逆止阀、配气杆、活塞、内缸、外套管、卡圈、导向套，它还设有卡

10、环、卡环式前接头和挂销式钻头，所述逆止阀为单向阀，其具有阀座和第二弹簧（3），所述的活塞为开有孔道的细长形活塞，所述的配气杆和逆止阀后端的进气座（22）为一体结构，内缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合端始终处于内缸内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。0011本发明取得了以下的技术效果00121、配气杆、内缸装配设计合理，配气杆大端装在内缸一端的台阶孔里的，后接头直接压在内缸及配气杆的大端面上构成刚性连接，从而避免了配气杆工作时的蹿动，然而能长久的保持高精度的配合，保证了工作效率。00132、配气杆结构合理配气杆与阀座为一体式结构，且配气杆缩小

11、了轴径比，易于加工，在工作时不易变形和断裂。配气通道简洁通畅，从而减少了能量的损失。00143、系统气路设计合理，系统配气为无阀式结构，气路通畅、无折返式气路，大大提高气动效率，减小气压损失。无阀式结构配气动作更为稳定可靠，无误动作。00154、冲击器工作效率高，冲击器合理的调整了活塞的质量和工作行程，提高了冲击器的冲击频率与单次冲击能，从而能在各种岩层实现“高频、高能”的工作，提高了工作效率（相比之下效率提高了2030）。00165、零部件个数较少，方便拆卸。00176、冲击器工作压力范围广，可在514公斤/厘米2范围内工作。附图说明0018下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。0019

12、图1是现有技术的结构示意图；0020图2是本发明的实施例1的结构示意图；0021图3是本发明的实施例2的结构示意图。具体实施方式0022实施例10023如图2所示，一种中低风压潜孔冲击器，它包括后接头1、逆止阀2、配气杆4、活塞6、内缸5、外套管7、卡圈8、导向套9、堵塞16、第一弹簧17、橡胶棒18、横销19、挂销式钻头20和挂销式前接头21，所述逆止阀为单向阀，其具有阀座和第二弹簧3，所述的活塞为开有孔道的细长形活塞，其特征在于所述的配气杆和逆止阀后端的进气座22为一体结构，内说明书CN103174378A3/3页5缸位于配气杆、活塞的外部，在活塞运动过程中，活塞与配气杆配合端始终处于内缸

13、内部，活塞的部分和外套管之间形成空腔，活塞其余部分与内缸配合。所述的进气座外侧设有配合支撑盘23，配合支撑盘与内缸相配合，配合支撑盘和内缸配合面上设有第一O型密封圈12。在导向套和外套管配合面上设有第二O型密封圈10；在后接头和外套管配合面上设有橡胶密封圈24。0024带有矩形螺纹的后接头1是连接冲击器与钻杆的机件。逆止阀2是防止岩浆水流入冲击器及钻杆的单向阀，配气杆4和进气座22是合为一体的，除了将压缩空气引入缸体外，还同缸体、活塞一起实现活塞运动的配气动作。活塞6为开有孔道的细长形活塞，它是直接将压缩气体的能量转换为机械运动动能的一个零件，并由它把这种动能通过碰撞的方式传递给钻头20，活塞

14、6始终是在内缸5内缸与外套管7外套管里运动的。导向套9是与活塞起配气作用的导向套。中低风压在本新型中一般指514公斤/厘米2。0025实施例20026如图3，其与实施例1区别在于，防止钻头脱落的装置不同，实施例1中通过堵塞16、第一弹簧17、橡胶棒18、横销19来保证钻头不脱落，而在实施例2中采用对开形卡环11来保证钻头15不脱落，前接头14是用于带动钻头15转动和滑动。此时要在卡环11和前接头之间设置第三O型密封圈13。0027本发明的工作原理如下0028为开动冲击器，须先下放冲击器。当钻头与岩石接触并顶起活塞处于图2所示位置时，启动准备工作即告结束。0029由后接头中空孔道24引入的高压气

15、体P，顶开逆止阀2，经后接头大孔端隙缝25、配气杆外侧通道26、内缸5外壁与外套管7内壁形成的环形通道27到活塞供气室28、29。高压气体由这里交替的进入汽缸前气室30和后气室31。0030返程开始时，活塞处于图3所示位置，环形腔27中的高压气体经活塞体表气槽28、29、经过活塞体表进入前气室30推动活塞运动。在活塞返程运动中，当环形通道29关闭时，前气室30进气停止，活塞靠前气室中的高压气体膨胀继续向上运动，当活塞冲击端与导向套脱开后，前气室30气体经钻头中心孔33排至孔底。在活塞开始反程运动时，后室31的气体P，经活塞中心气孔32、钻头中心气孔33逸至孔底，使活塞运动时所受到的背压阻力很小

16、；当配气杆小头开始进入活塞构成配合时，活塞的返程运动使后气室31的气体受到压缩；当活塞大端运动至与内缸内壁形成开口，高压气体经环形通道27、活塞供气室28进入后气室31。由于活塞运动惯性，活塞滑行一段距离，直到进入后室31的高压气体产生压力使活塞终止返程运动。0031活塞冲程运动时，活塞在高压气体的推动下运动到活塞大端与内缸内壁形成的开口关闭瞬间，高压气体进入后气室的通道被堵死，活塞靠气体膨胀向前运动，当活塞中心孔与配气杆下端脱离后，后气室气体经32、33排至孔底。此时活塞撞击钻头尾部完成冲程运动。在活塞开始冲程运动时，前气室30的气体继续经钻头中心气孔33排到孔底；当活塞与导向套形成配合时，前气室的气体开始压缩，活塞一直运动到接通圆弧槽29，高压气体进入到前气室30，完成了配气过程。说明书CN103174378A1/1页6图1图2图3说明书附图CN103174378A