一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器.pdf

一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，包括外套管，外套管一端为后接头，另一端为钻头，逆止阀置于外套管内，逆止阀内设有柔性弹簧，配气杆一端设有径向孔，配气杆与活塞相配合，活塞内设有中心孔道，中心孔道上设有内环槽，活塞下部设有上气孔，上气孔通过斜孔与内环槽相通，活塞上部设有气槽，上斜孔一端与气槽相通，另一端与径向孔相配合，活塞与钻头和导向套相配合，阀座上设有定位装置。本发明扩大了缸体的有效工作直径，使活塞能获得较大的冲击能量；简化了配气气路，减少了气体压力损失；可在中低风压下使用，提高了潜孔凿岩效率；降低了能耗；定位装置解决了配气杆的定位和导向问题，使冲击器能高效稳定运行。

1、  一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，包括外套管(12)，外套管(12)一端为后接头(1)，另一端为钻头(18)，后接头(1)上设用于与钻杆连接的锥型螺纹(2)，逆止阀(3)置于外套管(12)内，逆止阀(3)内设有柔性弹簧(4)，其特征在于：配气杆(9)一端设有径向孔(5)，配气杆(9)与活塞(11)相配合，活塞(11)内设有中心孔道(8)，中心孔道(8)上设有内环槽(7)，活塞(11)下部设有上气孔(13)，上气孔(13)通过斜孔(6)与内环槽(7)相通，活塞(11)上部设有气槽(10)，上斜孔(14)一端与气槽(10)相通，另一端与径向孔(5)相配合，活塞(11)与钻头(18)和导向套(16)相配合，阀座(5)上设有定位装置。

2、  根据权利要求1所述的一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，其特征在于：所述的定位装置中，定位套(15)与阀座(5)和配气杆(9)通过挂销(17)连接。

3、  根据权利要求1所述的一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，其特征在于：所述的导向套(16)上设有至少一个泄气孔(19)。

一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器
技术领域
本发明涉及一种气动冲击钻孔设备，特别是一种用于矿山、工程钻凿爆破孔等的无阀单缸型中低风压潜孔冲击器。
背景技术
目前所使用的低风压潜孔冲击器为有阀双缸型，其外套管和气缸形成内外缸，配气机构带有阀片，经过钻杆送入冲击器的压缩空气通过阀片变位分别交替送至活塞前后气腔，使活塞作往复运动来冲击钻头，将冲击能量施于岩石爆破孔底，并随着钻机回转机构一起转动而成孔。此类潜孔冲击器存在一些弊病：一是由于结构复杂，需要做相互运动的部件多，耗气量大、能耗大、工作效率低；二是阀片动作频繁，容易损坏，从而造成故障；三是适用范围小，只能在低风压(压力5-8Kg/cm²)范围下使用。
发明内容
本发明的目的是要提供一种结构简单、气压损失小、工作效率高、冲击器能够长时间稳定工作的并适用于中低风压的无阀单缸型中低风压潜孔冲击器。
本发明的目的是这样实现的：一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，包括外套管，外套管一端为后接头，另一端为钻头，后接头上设用于与钻杆连接的锥型螺纹，逆止阀置于外套管内，逆止阀内设有柔性弹簧，配气杆一端设有径向孔，配气杆与活塞相配合，活塞内设有中心孔道，中心孔道上设有内环槽，活塞下部设有上气孔，上气孔通过斜孔与内环槽相通，活塞上部设有气槽，上斜孔一端与气槽相通，另一端与径向孔相配合，活塞与钻头和导向套相配合，阀座上设有定位装置。
所述的定位装置中，定位套与阀座和配气杆通过挂销连接。
所述的导向套上设有至少一个泄气孔。
本发明提供的一种无阀单缸型中低风压潜孔冲击器，取消了原配气机构的气缸和阀片，扩大了缸体的有效工作直径，使活塞能获得较大的冲击能量；配气杆与活塞相配合完成活塞运动的配气动作，简化了配气气路，减少了气体压力损失；整个冲击器结构中只有活塞可运动，能适应气体压力的大幅度变化，可在中低风压下使用，风压使用范围由5-8Kg/cm²增至5-12Kg/cm²，提高了潜孔凿岩效率；利用活塞两端的前气室和后气室的压力差推动活塞运动，利用气体膨胀做功，大大降低了能耗；阀座上的定位装置解决解决了配气杆的定位和导向问题，使冲击器能高效稳定运行；导向套上的泄气孔能减小活塞在冲程运动时前侧气垫反作用力，使活塞具有较大的冲击能量，从而提高了钻进速度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括外套管12，外套管12一端为后接头1，另一端为钻头18，后接头1上设用于与钻杆连接的锥型螺纹2，逆止阀3置于外套管12内，逆止阀3内设有柔性弹簧4，配气杆9一端设有径向孔5，配气杆9与活塞11相配合，活塞11内设有中心孔道8，中心孔道8上设有内环槽7，活塞11下部设有上气孔13，上气孔13通过斜孔6与内环槽7相通，活塞11上部设有气槽10，上斜孔14一端与气槽10相通，另一端与径向孔5相配合，活塞11与钻头18和导向套16相配合，阀座5上设有定位装置。
所述的定位装置中，定位套15与阀座5和配气杆9通过挂销17连接。
所述的导向套16上设有至少一个泄气孔19。
逆止阀3是防止岩浆流入冲击器内的单向阀。
本发明的工作原理如下：
为开动冲击器，先将钻头18与岩石接触并顶起活塞11，高压气体由后接头1进入配气杆中心孔道20，经配气杆9上的径向孔5、活塞11上的上斜孔14和气槽10到达由活塞11、外套管12和导向套16组成的前气室21，气体压力迫使活塞后退，活塞开始返程运动。此时，由活塞11、外套管12和配气杆9组成的后气室22内的废气经活塞11上的上气孔13、斜孔6进入活塞11的内环槽7，经中心孔道8和钻头中心孔23排出吹渣。
在返程运动中，活塞11因惯性，继续后退，直到进入后气室22的气体产生的压力迫使活塞11停止返程运动。此时，活塞11已脱开导向套16，配气杆9上的径向孔5与活塞11上的斜孔6相通，后气室22中气体膨胀，前气室21中的废气经导向套内孔、钻头中心孔23排出，使前气室21形成低压腔，活塞11在后气室22中气体膨胀的压力作用下开始冲程运动，高速撞击钻头尾柄完成一次钻孔动作。
如上所述，高压气体由配气杆9上的径向孔5交替进入前气室21和后气室22进行活塞11的返程和冲程运动，从而带动钻头18工作。
前气室21上增加了气槽空间，可使此发明在低风压区间运行时冲渣畅通。