專利名稱：一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)沖擊設(shè)備，尤其涉及一種掛銷式中低風(fēng)壓潛孔沖擊器。
背景技術(shù)：
潛孔沖擊器是一種典型的氣動(dòng)沖擊設(shè)備，它是潛孔鉆機(jī)的鉆具，是鉆機(jī)實(shí)施鉆孔的工作機(jī)構(gòu)。這種設(shè)備主要用于鉆鑿直徑65— 305mm，孔深60m鑿巖爆破孔。其中孔徑為65-105mm左右鉆孔作業(yè)一般都由中低壓潛孔鉆具完成的。目前，市場上使用的低風(fēng)壓潛孔沖擊器特點(diǎn)為內(nèi)設(shè)有閥片，通過閥片的換向來實(shí)現(xiàn)壓縮空氣交替的進(jìn)入沖擊器的前、后氣室完成配氣動(dòng)作，最終使活塞行成往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。見圖1所示，其由18個(gè)零件組成，1-后接頭、2-逆止閥、彈簧、4-橡膠圈、5-閥蓋、6-閥片、7-導(dǎo)向管、8-配氣桿、9-內(nèi)缸、10-活塞、11-外套管、12-導(dǎo)向套、3-堵塞、14-彈簧、15-橡膠棒、16-橫銷、17-前接頭、18-鉆頭，帶有矩形螺紋的后接頭I是沖擊器與鉆桿連接的機(jī)件。逆止閥2是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥，彈簧3是裝在逆止閥蓋5中的。閥蓋與后接頭I間設(shè)有減振橡膠圈，外套管11連同內(nèi)缸9、配氣桿8、導(dǎo)向套17、活塞10—起實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作。設(shè)有中心孔道細(xì)長形活塞是直接將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的一個(gè)零件，并由它把這種動(dòng)能通過碰撞的方式傳遞給鉆頭18，所以活塞是一個(gè)很關(guān)鍵的零件。橫銷16則為防止鉆頭18脫落。堵塞13、彈簧14、橡膠棒15、橫銷16 —起構(gòu)成橫銷止動(dòng)裝置，前接頭17是帶動(dòng)鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)及在上滑動(dòng)的前接頭，導(dǎo)向套12用于配合活塞進(jìn)行配氣。上述無閥雙缸型潛孔沖擊器有以下一些弊病:1、閥座與后接頭之間裝有橡膠圈，在沖擊器工作時(shí)自身就能吸收一定的能量，更突出的是在沖擊器工作一段時(shí)間后橡膠的老化變形，將會(huì)產(chǎn)生躥動(dòng)而嚴(yán)重的影響各部件之間的配合精度，從而降低了工作效率，并縮短了沖擊器的工作壽命。2、內(nèi)缸薄而長的結(jié)構(gòu)使其加工比較復(fù)雜，制作成本高；且內(nèi)缸兩端始終處于受力狀態(tài)。因其為易損件所以是影響沖擊器使用壽命和穩(wěn)定性的關(guān)鍵點(diǎn)之一。3、活塞始終在內(nèi)缸里往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加巨了內(nèi)缸的磨損。4、有較多的進(jìn)排氣路，因而造成較大的氣壓損失。5、內(nèi)設(shè)有閥片故障率高。6、受內(nèi)缸為薄壁長件且受力影響，其適用風(fēng)壓范圍較小(0.5-1.2MPa)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、可實(shí)現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能，工作時(shí)穩(wěn)定可靠；活塞與內(nèi)缸接觸部位減少，內(nèi)缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣，可在5 —14公斤/厘米2范圍內(nèi)工作。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:—種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡圈、導(dǎo)向套、堵塞、第一彈簧、橡膠棒、橫銷、掛銷式鉆頭和掛銷式前接頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配
入
口 O上述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合，配合支撐盤和內(nèi)缸配合面上設(shè)有第一 O型密封圈。上述在導(dǎo)向套和外套管配合面上設(shè)有第二 O型密封圈；在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為:一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡圈、導(dǎo)向套，它還設(shè)有卡環(huán)、卡環(huán)式前接頭和掛銷式鉆頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧(3)，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座(22)為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。本發(fā)明取得了以下的技術(shù)效果:1、配氣桿、內(nèi)缸裝配設(shè)計(jì)合理，配氣桿大端裝在內(nèi)缸一端的臺(tái)階孔里的，后接頭直接壓在內(nèi)缸及配氣桿的大端面上構(gòu)成剛性連接，從而避免了配氣桿工作時(shí)的躥動(dòng)，然而能長久的保持高精度的配合，保證了工作效率。2、配氣桿結(jié)構(gòu)合理配氣桿與閥座為一體式結(jié)構(gòu)，且配氣桿縮小了軸徑比，易于加工，在工作時(shí)不易變形和斷裂。配氣通道簡潔通暢，從而減少了能量的損失。3、系統(tǒng)氣路設(shè)計(jì)合理，系統(tǒng)配氣為無閥式結(jié)構(gòu)，氣路通暢、無折返式氣路，大大提高氣動(dòng)效率，減小氣壓損失。無閥式結(jié)構(gòu)配氣動(dòng)作更為穩(wěn)定可靠，無誤動(dòng)作。4、沖擊器工作效率高，沖擊器合理的調(diào)整了活塞的質(zhì)量和工作行程，提高了沖擊器的沖擊頻率與單次沖擊能，從而能在各種巖層實(shí)現(xiàn)“高頻、高能”的工作，提高了工作效率(相比之下效率提高了 20% 30%)。5、零部件個(gè)數(shù)較少，方便拆卸。6、沖擊器工作壓力范圍廣，可在5 — 14公斤/厘米2范圍內(nèi)工作。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖2所示，一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭1、逆止閥2、配氣桿4、活塞
6、內(nèi)缸5、外套管7、卡圈8、導(dǎo)向套9、堵塞16、第一彈簧17、橡膠棒18、橫銷19、掛銷式鉆頭20和掛銷式前接頭21，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧3，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，其特征在于:所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座22為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。所述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤23，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合，配合支撐盤和內(nèi)缸配合面上設(shè)有第一 O型密封圈12。在導(dǎo)向套和外套管配合面上設(shè)有第二 O型密封圈10 ;在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈24。帶有矩形螺紋的后接頭I是連接沖擊器與鉆桿的機(jī)件。逆止閥2是防止巖漿水流入沖擊器及鉆桿的單向閥，配氣桿4和進(jìn)氣座22是合為一體的，除了將壓縮空氣引入缸體夕卜，還同缸體、活塞一起實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作。活塞6為開有孔道的細(xì)長形活塞，它是直接將壓縮氣體的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的一個(gè)零件，并由它把這種動(dòng)能通過碰撞的方式傳遞給鉆頭20，活塞6始終是在內(nèi)缸5內(nèi)缸與外套管7外套管里運(yùn)動(dòng)的。導(dǎo)向套9是與活塞起配氣作用的導(dǎo)向套。中低風(fēng)壓在本新型中一般指5 — 14公斤/厘米2。實(shí)施例2如圖3，其與實(shí)施例1區(qū)別在于，防止鉆頭脫落的裝置不同，實(shí)施例1中通過堵塞16、第一彈簧17、橡膠棒18、橫銷19來保證鉆頭不脫落，而在實(shí)施例2中采用對(duì)開形卡環(huán)11來保證鉆頭15不脫落，前接頭14是用于帶動(dòng)鉆頭15轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)。此時(shí)要在卡環(huán)11和前接頭之間設(shè)置第三O型密封圈13。本發(fā)明的工作原理如下:為開動(dòng)沖擊器，須先下放沖擊器。當(dāng)鉆頭與巖石接觸并頂起活塞處于圖2所示位置時(shí)，啟動(dòng)準(zhǔn)備工作即告結(jié)束。由后接頭中空孔道24引入的高壓氣體P，頂開逆止閥2，經(jīng)后接頭大孔端隙縫25、配氣桿外側(cè)通道26、內(nèi)缸5外壁與外套管7內(nèi)壁形成的環(huán)形通道27到活塞供氣室28、29。高壓氣體由這里交替的進(jìn)入汽缸前氣室30和后氣室31。返程開始時(shí)，活塞處于圖3所示位置，環(huán)形腔27中的高壓氣體經(jīng)活塞體表氣槽28、29、經(jīng)過活塞體表進(jìn)入前氣室30推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。在活塞返程運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)環(huán)形通道29關(guān)閉時(shí)，前氣室30進(jìn)氣停止，活塞靠前氣室中的高壓氣體膨脹繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞沖擊端與導(dǎo)向套脫開后，前氣室30氣體經(jīng)鉆頭中心孔33排至孔底。在活塞開始反程運(yùn)動(dòng)時(shí)，后室31的氣體P，經(jīng)活塞中心氣孔32、鉆頭中心氣孔33逸至孔底，使活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的背壓阻力很??；當(dāng)配氣桿小頭開始進(jìn)入活塞構(gòu)成配合時(shí)，活塞的返程運(yùn)動(dòng)使后氣室31的氣體受到壓縮；當(dāng)活塞大端運(yùn)動(dòng)至與內(nèi)缸內(nèi)壁形成開口，高壓氣體經(jīng)環(huán)形通道27、活塞供氣室28進(jìn)入后氣室31。由于活塞運(yùn)動(dòng)慣性，活塞滑行一段距離，直到進(jìn)入后室31的高壓氣體產(chǎn)生壓力使活塞終止返程運(yùn)動(dòng)。 活塞沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞在高壓氣體的推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到活塞大端與內(nèi)缸內(nèi)壁形成的開口關(guān)閉瞬間，高壓氣體進(jìn)入后氣室的通道被堵死，活塞靠氣體膨脹向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞中心孔與配氣桿下端脫離后，后氣室氣體經(jīng)32、33排至孔底。此時(shí)活塞撞擊鉆頭尾部完成沖程運(yùn)動(dòng)。在活塞開始沖程運(yùn)動(dòng)時(shí)，前氣室30的氣體繼續(xù)經(jīng)鉆頭中心氣孔33排到孔底；當(dāng)活塞與導(dǎo)向套形成配合時(shí)，前氣室的氣體開始?jí)嚎s，活塞一直運(yùn)動(dòng)到接通圓弧槽29，高壓氣體進(jìn)入到前氣室30，完成了配氣過程。
權(quán)利要求
1.一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭(I)、逆止閥(2)、配氣桿(4)、活塞(6)、內(nèi)缸(5)、外套管(7)、卡圈(8)、導(dǎo)向套(9)、堵塞(16)、第一彈簧(17)、橡膠棒(18)、橫銷(19)、掛銷式鉆頭(20)和掛銷式前接頭(21)，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧(3)，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，其特征在于:所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座(22)為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，其特征在于:所述的進(jìn)氣座外側(cè)設(shè)有配合支撐盤(23)，配合支撐盤與內(nèi)缸相配合，配合支撐盤和內(nèi)缸配合面上設(shè)有第一 O型密封圈(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，其特征在于:在導(dǎo)向套和外套管配合面上設(shè)有第二 O型密封圈(10);在后接頭和外套管配合面上設(shè)有橡膠密封圈(34)。
4.一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭(I)、逆止閥(2)、配氣桿(4)、活塞(6)、內(nèi)缸(5)、外套管(7)、卡圈(8)、導(dǎo)向套(9)，其特征在于:它還設(shè)有卡環(huán)(11)、卡環(huán)式前接頭(14)和掛銷式鉆頭(15)，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧(3)，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座(22)為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。
全文摘要
一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡圈、導(dǎo)向套、堵塞、第一彈簧、橡膠棒、橫銷、掛銷式鉆頭和掛銷式前接頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長形活塞，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。本發(fā)明配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡單、可實(shí)現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能，工作時(shí)穩(wěn)定可靠；活塞與內(nèi)缸接觸部位減少，內(nèi)缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣。
文檔編號(hào)E21B4/06GK103174378SQ20131007761
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者龔康強(qiáng), 孫超 申請人:宜昌市五環(huán)鉆機(jī)具有限責(zé)任公司