专利名称：一种有阀高压气动潜孔冲击器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气动机械设备，具体地说是一种气动潜孔冲击器，可以广泛应用于金属矿山、交通，铁路、水电、建材等工程施工领域。进行穿凿爆破孔、管缆孔、通风孔等施工操作。
二背景技术：
目前国内国际上广泛使用的潜孔冲击器有两大类型。第一类是有阀低压潜孔冲击器，它有两种形式一种是有阀中心排气形式，另一种是有阀侧排气的形式，这种阀是板状型或碟状型，活塞运动的启程和回程是完全靠阀片来进行换向的，会造成风能消耗大，很多能源白白浪费，而且冲击能量小，速度慢、寿命低、用户使用成本高。
第二类型是无阀高压潜孔冲击器，它的配气原理完全是靠活塞上下运动达到配气的，由于活塞后室的容积密封，活塞在有限行程内不能继续举升，这就影响了活塞的实际行程，克服此点是相当困难的，这种类型的缺点是穿孔效率相对较低，能源不能充分利用。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种有阀高压气动潜孔冲击器。该潜孔冲击器能够克服有阀低压冲击器的风耗大、寿命低、穿孔效率低，中心排气和侧排气管道较长、弯曲、断面积忽大忽小，排气阻力较大、效率低的种种弊病，同时克服无阀高压潜孔冲击器结构行程长，而实际行程短，冲击能量低的缺点。
为解决上述任务，本实用新型所采用的解决方案是有阀高压气动潜孔冲击器主要由阀、前接头、后接头，胶阀、配气座，气缸、导向套、钎头、钎尾管，保持环，卡环组成；后接头的一端和钻杆用螺纹联接，后接头的另一端和外套管用螺纹联接，在后接头上，套接胶阀，在胶阀的另一侧，安装阀，形状为T形，套装在配气座上，配气座和后接头、阀、外套管、气缸配合，气缸是一同心圆筒结构，它的上端内孔和配气座配合，它的下端内孔和活塞小端外园配合，外园和外套管内配合，活塞的外形似一棒槌形实体，大头向下，活塞大端有轴向凹型圆弧槽和外园中间表面有环型圆弧槽相接，形成有效的供气腔，活塞小端外园和气缸内孔相配合，活塞大端外径和外套管内孔相配合，活塞小端中心孔和配气座的配气杆相配合，活塞大端中心孔和钎头、钎尾管相配合，外套管两端采用多头螺纹联接前接头、后接头，外套管内有两卡环凹槽，安装两个卡环，导向套是个同心圆柱型套管，导向套外园和外套管配合，导向套内孔和钎头的钎尾配合，导向套为活塞作往复运动时，在回程位置与冲程位置之间提供一个最佳储气室，具有最佳排出压缩气体通道。
由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型具有技术方案科学合理、构造简单实用、设备运行平稳、日常维护方便、使用效果理想等特点。在金属矿山、交通、铁路、水电、建材等行业大发展的形势下，一定具有强大的生命力及巨大的发展后劲。
四
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明附图是本实用新型的实施例结构示意图；附图中标明的后接头1、胶阀2、阀3、配气座4、气缸5、卡环6、活塞7、外套管8、钎尾管9、导向套10、保持环11、前接头12、钎头13。
五具体实施方式
结合附图，有阀高压气动潜孔冲击器主要由阀3、前接头12、后接头1，胶阀2、配气座4，气缸5、导向套10、钎头13、钎尾管9，保持环11，卡环6组成；后接头1的一端和钻杆用螺纹联接，中间有板子口，后接头1的另一端和外套管8螺纹联接，后接头1的端面至少有三个台阶孔。端中心有通风孔，高压气体从中心孔通过联接外套管8的一端后接头一侧周边斜孔进入冲击器内，作用一钻机和冲击器的联接，作用二高压气体经由该零件进入冲击器内，作用三使冲击器启动换向时达到一个有效容积，给配气座4起到支撑作用，达到最有效能量做功。在后接头1一端，套接一胶阀2，胶阀2的形状是上厚、下薄、上大、下小的胶套；在胶阀2的另一侧，装阀3，形状为T形，套装在配气座4上，阀3的小端外园和后接头1端面的台阶孔相配合，阀3小端外园有一凹槽，小端内孔有大倒角，内孔有一凹槽；配气座4是一个十字型结构，配气座4上端小外圆柱和后接头1、阀3配合，配气座4中间大端外园和外套管8内孔配合，中间次端外园和气缸5内孔配合，下端配气杆和活塞7小端内孔配合，配气座4中间有一排气孔，周边有轴向气孔，上端有交叉小孔，本实用新型的配气座不同于低压有阀结构的配气座，也不同于高压无阀结构的配气座；气缸5是一同心圆筒结构，它的上端内孔和配气座4配合，它的下端内孔和活塞3小端外园配合，外园和外套管8内孔配合，不同于其它高压冲击器的内孔有凹型气槽，外圆有凹型排气槽；活塞7的外形如一棒槌形实体，大头向下，活塞7大端有轴向凹型圆弧槽和外园中间表面有环型圆弧槽相接形成有效的供气腔，活塞7小端外园和气缸5内孔相配合，活塞7大端外径和外套管8内孔相配合，活塞7小端中心孔和配气座4的配气杆相配合，活塞7大端中心孔和钎头13、钎尾管9相配合；外套管8两端采用多头螺纹联接前接头12、后接头1，外套管8内有两卡环凹槽，安装两个卡环6，两卡环6凹槽间开有膛孔；导向套10是个同心圆柱型套管，导向套10外园和外套管8配合，导向套10内孔和钎头13的钎尾配合，导向套10为活塞7作往复运动时，在回程位置与冲程位置之间提供一个最佳储气室，具有最佳排出压缩气体通道，导向套10在外园上至少有一园环形台阶，它的外园中间有一凹型圆周槽，内孔一端有台阶孔；活塞7上下运动，靠自身完成配气一部份，另一部分靠阀3的开启和关闭，给气缸内增加进气时间，加速了活塞运动，使压缩气体的后室的压力变化，使其能量充分做功，作到100％的利用压缩气体。活塞7的作用面积最大，冲程时间最小，行程距离最长。活塞7上设有与前气室相通的气槽。钎头13尾部插有一个钎尾管9达到前部进气和排气的功能，钎头13靠保持环11吊装在前接头12上，导向套10的优化设计在冲程和回程时提供了最为合理的前气室的配气容积。
该冲击器轴向长度最短，也就是总长最短，由于后接头1的作用完完全全不同于以往的后接头，中心孔不是直通孔而是和一端的圆周斜侧孔相通，当高压气体停止给冲击器供气时，为防止液体、泥浆和脏物返吸到冲击器内，使得冲击器不能工作。装上一个胶阀2可起到逆止阀作用，实现既不易坏，又缩短了轴向长度，达到用的零件少、工作可靠的目的。这个胶阀2的发明点在于一般逆止阀的结构复杂、零件多，最少有三个零件以上才能完成其功能，弹簧、顶头，易磨损、易疲劳损坏，且轴向长度较长，另外配气座4直接和后接头1配合，阀3直接套装在配气座4上，省去了以往冲击器的阀座、阀盖、导向管、阀周向长度缩短，结构简单、零件少，阀3工作原理和性质完全不同于现有生产的其它类型的阀，它的发明优点在于动作比较灵敏，进气和排气精确，工作可靠，整体强度较高，该阀具有低磨擦糸数，且密封质量好，使得阀3在整体寿命上较高。配气座4作用主要是配气，它的结构和作用不同于原有的配气座，具有导向管、阀盖所起的共同作用，这样，就使得结构简化，便于加工和制造。新型的冲击器导向套10在活塞撞击钎头时和活塞返程时提供了一个最佳的配气值，使活塞冲击力的能量传递给钎头，达到有效地破碎岩石效果。
本实用新型的有阀高压气动潜孔冲击器整体装配采用刚性接触和联接，轴向和零件牢固地装配在一起，消除了相互磨损和增加了可靠性，无需装配弹簧、垫圈和胶圈，无需加调整垫，精确的加工已保证了装配的质量，简化了冲击器的维修和保养。
本实用新型的工作原理是在冲击器工作时，将冲击器顶在岩石上，压力为0.5-2.45MPa的高压气，进入后接头1，由中心孔和侧排气孔打开胶阀2高压气进入上腔室，通过气缸5与外套管8之间的间隙，活塞7和外套管8之间的间隙，到达活塞7的下腔，活塞7的回程开始，活塞7上升到一定程度时关闭前进气，靠气体膨胀做功，活塞7继续上升。当活塞7前端和钎尾管9脱开后，前室的气体经钎尾管9中心孔和钎头13中心孔排至孔底，当活塞7作返程运动时后腔的气体由于活塞7的小头内孔和配气杆密闭，使其压力逐渐升高，打开阀3使阀上升，活塞7上升到一定高度后不再上升，活塞7完成了返程任务。
活塞7冲程阶段活塞7完成了返程后开始作冲程运动，高压气通过已打开的阀3进入活塞7的上腔气室，另外大端活塞后室的气体也已被压缩，这两股压缩气体同时推动活塞7向前运动，当运动到一定距离，阀3被关闭，气体停止进入后气室，一部分靠高压气继续推动活塞7向前运动，一部分靠其气体膨胀继续向前推进。当活塞7的中心孔和配气座4的配气杆脱开时，后气室的压力经活塞7中心孔、钎尾管9中心孔、钎头13中心孔排至孔底。前气室的气体继续经钎尾管9中心孔、钎头13的中心孔排至孔底吹渣。当活塞7的前端内孔和钎尾管9接触时，关闭前气室的排气过程。前气室气体开始压缩，同时活塞7的环形槽和外套管8的膛孔台阶打开时，高压气接通前气室的进气，活塞7继续前进，直至撞击钎尾13，完成冲击任务，使活塞7做功，达到破碎岩石的目的。
当然，凡仅仅靠变换本实用新型机械结构形式而达到本实用新型发明目的的各种变换，均应落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种有阀高压气动潜孔冲击器，主要由阀、前接头、后接头，胶阀、配气座，气缸、导向套、钎头、钎尾管，保持环，卡环组成；其特征在于后接头的一端和钻杆用螺纹联接，后接头的另一端和外套管螺纹联接，在后接头上，套接胶阀，在胶阀的另一侧，安装阀，形状为T形，套装在配气座上，配气座和后接头、阀、外套管、气缸配合，气缸是一同心圆筒结构，它的上端内孔和配合座配合，它的下端内孔和活塞小端外园配合，外园和外套管内径配合，活塞的外形似一棒槌形实体，大头向下，活塞大端有轴向凹型圆弧槽和外园中间表面有环型圆弧槽相接，活塞小端外园和气缸内孔相配合，活塞大端外径和外套管内孔相配合，活塞小端中心孔和配气座的配气杆相配合，活塞大端中心孔和钎头钎尾管相配合，外套管两端采用多头螺纹联接前接头、后接头，外套管内有两卡环凹槽，安装两个卡环，导向套是个同心圆柱型套管，导向套外园和外套管配合，导向套内孔和钎头的钎尾配合。
2.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的阀[3]安装在胶阀[2]的另一侧，是一T形阀，套装在一配气座[4]上，阀[3]的小端外园和后接头[1]端面的台阶孔相配合，阀[3]小端外园有一凹槽，小端内孔有大倒角，内孔有一凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的胶阀[2]，套接在后接头[1]上，胶阀[2]是上厚、下薄、上大、下小的胶套。
4.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的外套管[8]两端采用多头螺纹联接前接头[12]、后接头[1]，外套管[8]内有两卡环凹槽，安装两个卡环[6]，两卡环[6]凹槽间开有膛孔。
5.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的导向套[10]是个同心圆柱型套管，导向套[10]外园和外套管[8]配合，导向套[10]内孔和钎头[13]的钎尾配合，导向套[10]在外园上至少有一园环形台阶，它的外园中间有一凹型圆周槽，内孔一端有台阶孔。
6.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的气缸[5]是一同心圆筒结构，它的上端内孔和配气座[4]配合，它的下端内孔和活塞[3]小端外园配合，外园和外套管[8]内孔配合。
7.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的配气座[4]是一个十字型结构，配气座[4]上端小外圆柱和后接头[1]、阀[3]配合，配气座[4]中间大端外园和外套管[8]内孔配合，中间次端外园和一气缸[5]内孔配合，下端配气杆和一活塞[7]小端内孔配合，配气座[4]中间有一排气孔，周边有轴向气孔，上端有交叉小孔。
8.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的后接头[1]的一端和钻杆用螺纹联接，中间有板子口，后接头[1]的另一端和外套管[8]螺纹联接，另一端中心有通风孔，后接头[1]的端面至少有三个台阶孔。
9.根据权利要求1所述的一种有阀高压气动潜孔冲击器，其特征在于所述的活塞[7]的外形如一棒槌形实体，大头向下，活塞[7]大端有轴向凹型圆弧槽和外园中间表面有环型圆弧槽，活塞[7]小端外园和气缸[5]内孔相配合，活塞[7]大端外径和外套管[8]内孔相配合，活塞[7]小端中心孔和配气座[4]的配气杆相配合，活塞[7]大端中心孔和钎头[13]钎尾管[9]相配合。
专利摘要本实用新型公开了一种有阀高压气动潜孔冲击器，在工程施工领域，进行穿凿爆破孔、管缆孔、通风孔等操作。在技术上克服了有阀低压潜孔冲击器和无阀高压潜孔冲击器的缺点，加装的胶阀起到逆止阀作用，但避免了逆止阀的结构复杂的缺陷。配气座直接和后接头配合，阀直接套装在配气座上，简化了结构，提高了性能。导向套为活塞作往复运动时，在回程位置与冲程位置之间提供一个最佳储气室，具有最佳排出压缩气体通道，在冲程和回程时提供了最为合理的前气室的配气容积，使活塞冲击力的能量传递给钎头，达到有效地破碎岩石效果。本实用新型具有技术方案科学合理、构造简单实用、设备运行平稳、日常维护方便、使用效果理想等特点。在金属矿山、交通、铁路、水电、建材等行业大发展的形势下，一定具有强大的生命力及巨大的发展后劲。
文档编号E21B4/06GK2734972SQ20042009197
公开日2005年10月19日 申请日期2004年10月19日 优先权日2004年10月19日
发明者王占奎, 苏建良, 武生财, 张燕生, 赵朋建 申请人:阿特拉斯·科普柯(张家口)建筑矿山设备有限公司