专利名称：钻杆送水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地矿钻机的给水装置，特别涉及一种用于向地矿钻机给水的钻杆送水器。
背景技术：
在地下金属矿、煤矿的开采准备工作或地质勘探工作中，需要进行各种用途的钻孔，其中钻头的冷却通常采用水冷或风冷，钻头通过钻杆由动力头提供动力，作为冷却介质的高压水或风通过钻杆的中部孔送至钻头实施冷却，高压水或风通过钻头、钻杆与已钻孔之间的缝隙回流至钻孔的孔外。现有钻机主要有两种结构形式，一种是动力头的输出端设有水便轴，动力头通过水便轴与钻杆连接，动力头输出的钻削动力通过水便轴的中空结构芯轴传递到钻杆上，水便轴上设有用于连接高压水或风管路的外壳，外壳通过轴承同轴设在芯轴上，外壳与芯轴之间设有密封结构，高压水或风的管路垂直于芯轴的轴线方向接入，因此，水便轴同时具备动力传递和供水的功能。但通过水便轴传递动力的这种结构的钻机，其水便轴容易损坏，故这种钻机已逐渐被淘汰。另一种是动力头的输出端直接与钻杆连接传递钻削动力，钻杆从动力头尾部伸出，在位于动力头尾端的钻杆尾部连接钻杆送水器，以通过钻杆向钻头输送高压水或高压风的冷却介质，这种结构的钻机已基本取代前述的第一种钻机。然而，现有钻杆送水器的芯轴与外壳之间通常采用唇口式密封方式，这种密封方式是通过密封件的唇口束缚在轴的圆周表面实现密封的，虽然在送水或风压力增大时，其唇口对轴的圆周表面的束缚力度越大，其密封效果越好，但却加重了轴表面与密封唇口的磨损程度，降低了送水器的使用寿命；同时，外壳与芯轴设有的轴承同为向心轴承，其承受轴向载荷的能力较低，在使用过程中轴承容易损坏。另外，外壳上设有的进风或进水结构垂直于送水器轴线，进风或进水的高压软管容易与动力头的滑台及其相关支架产生碰刮，存在高压软管被碰刮损坏的安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的不足，提供一种使用寿命长的钻杆送水器。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。一种钻杆送水器，包括可与钻杆固定连接且呈中空结构的芯轴，芯轴圆周外部通过轴承转动连接有外壳，芯轴前端伸出外壳外部，芯轴位于外壳内部的一端设有用于轴承定位的定位环，定位环与外壳之间形成静密封连接结构，定位环与芯轴之间形成动密封连接结构，定位环的外端设有与外壳形成固定连接的冷却介质接入口，所述动密封连接结构为设置有密封填料的填料密封结构；所述轴承为圆锥滚子轴承，两圆锥滚子轴承的圆锥方向相向或相背设置。采用上述技术方案的本实用新型，由于定位环与芯轴之间形成具有密封填料的填料密封结构，在对密封填料预压紧后，填充在定位环与芯轴之间的密封填料使二者之间形成良好密封，只要选择适当的密封填料和对密封填料进行适度压紧，即可实现较高压力的密封要求。其密封填料对芯轴外圆柱表面的束缚力度不会随冷却水或风压的变化而发生变化，因此，即使在压力增大后，也不会加重二者之间的磨损，从而可确保具有足够的使用寿命；同时，所述轴承为圆锥滚子轴承，其可承受钻杆钻孔过程中因振动产生的较大轴向力，以延长轴承的使用寿命，从而进一步提高送水器的使用寿命。优选的技术方案，所述填料密封结构中的密封填料为盘根类密封填料。盘根类密封填料填充方便，且盘根类密封填料通常采用纤维质的骨料制作，可进一步确保使用寿命。优选的技术方案，所述填料密封结构包括设在定位环与芯轴的相向圆柱表面之间用于填充所述密封填料的填料函，填料函位于轴承侧的环形挡墙由定位环一体形成，填料函另一端设有用于推压密封填料的环状填料压盖，填料压盖通过螺钉固定连接在定位环上，填料压盖与密封填料之间还设有垫环，垫环与所述芯轴形成动配合。确保密封填料的预 紧力均布，进一步提闻使用寿命。进一步优选的技术方案，所述垫环由铜材制成；所述芯轴由钢材制成；所述填料压盖上镶嵌有第一铜套，定位环上镶嵌有第二铜套，第一铜套和第二铜套分别与所述芯轴形成动配合。由于铜材的硬度低于钢材，使用过程中，通过容易修补或修复成本低的定位环、垫环和填料压盖的磨损，避免难修复或修复成本高的芯轴的磨损以提高芯轴寿命，从而延长送水器的使用寿命。进一步优选的技术方案，所述芯轴呈中空结构的台阶轴状，芯轴的轴肩两端分别设置所述轴承，轴承位于所述外壳设置的台阶孔内，两轴承的外圈之间设有衬套；所述定位环一侧面贴合在位于外壳中部的轴承外圈端面上，定位环的另一侧外部设有端盖，端盖与外壳通过二者之间设有螺纹配合结构固定连接，端盖与外壳之间形成有静密封连接结构，端盖的内端面贴合在所述填料压盖端面上，端盖外侧中部设有与所述芯轴中孔连通的通孔；所述冷却介质接入口包括用于与高压介质软管连接的管接头，管接头固定连接在端盖的外端面上，管接头的管孔与所述通孔接通。其结构简单、装拆和维修方便，且外接高压气或水管的轴线沿钻杆方向延伸，可避免被滑台或相关支架碰刮，确保使用安全。 更进一步优选的技术方案，所述端盖与外壳之间通过O形密封圈16形成所述的静密封连接结构；所述填料压盖通过O形环与外壳之间形成静密封连接。以确保冷却介质不从端盖与外壳之间外泄。进一步优选的技术方案，所述定位环与外壳之间通过至少一个O形圈形成所述的静密封连接结构。可防止水或尘埃进入轴承内，以保持轴承内的润滑油脂清洁度，延长轴承的使用寿命。为增加密封可靠性，O形圈可以沿轴向分离设置两个、三个或多个。进一步优选的技术方案，所述芯轴前端部与外壳的相向圆周面之间设有用于所述轴承防尘的防尘结构。可防止粉尘进入轴承内，以保持轴承内的润滑油脂清洁度，延长轴承的使用寿命。进一步优选的技术方案，所述芯轴前端通过螺纹固定连接有中间接头，中间接头前端通过螺纹固定连接有钻杆接头，芯轴依次通过中间接头和钻杆接头与钻杆固定连接。由于在使用过程中，每更换一次钻杆时，送水器就需进行从钻杆上拆下和装上钻杆的一次操作，通过芯轴不直接与钻杆连接的方式，中间接头或钻杆接头的连接部位损坏后，可只更换中间接头或钻杆接头，而不需更换芯轴，从而延长芯轴的使用寿命，降低使用成本。进一步优选的技术方案，所述外壳外周表面还可设置增大摩擦系数的滚压花纹，以使其表面粗糙化，防止通过手持方式拆下和装上时滑落，确保更换操作安全。本实用新型与现有技术相比的有益效果是，密封效果好、使用寿命长，且结构简单、装拆和维修方便、操作安全。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所 述的实施例范围之中。参见图1，一种钻杆送水器，包括可与钻杆固定连接且呈中空结构的芯轴1，芯轴I圆周外部通过轴承2转动连接有外壳3，芯轴I前端伸出外壳3外部，芯轴I位于外壳3内部的一端设有用于轴承2定位的定位环4,定位环4与外壳3之间形成静密封连接结构,定位环4与芯轴I之间形成动密封连接结构，定位环4的外端设有与外壳3形成固定连接的冷却介质接入口，所述动密封连接结构为设置有密封填料6的填料密封结构；所述轴承2为圆锥滚子轴承，两圆锥滚子轴承的圆锥方向相向或相背设置。所述密封填料6为盘根类密封填料。所述填料密封结构包括设在定位环4与芯轴I的相向圆柱表面之间用于填充所述密封填料6的填料函，填料函位于轴承2侧的环形挡墙4a由定位环4 一体形成，填料函另一端设有用于推压密封填料的环状填料压盖7，填料压盖7通过螺钉14固定连接在定位环4上，填料压盖7与密封填料6之间还设有垫环8，垫环8与所述芯轴I形成动配合。所述垫环8由铜材制成；所述芯轴I由钢材制成；所述填料压盖7上镶嵌有第一铜套71，定位环4上镶嵌有第二铜套41，第一铜套71和第二铜套41分别与所述芯轴I形成动配合。所述芯轴I呈中空结构的台阶轴状，芯轴I的轴肩两端分别设置所述轴承2，轴承2位于所述外壳3设置的台阶孔内，两轴承2的外圈之间设有衬套9 ;所述定位环4 一侧面贴合在位于外壳3中部的轴承2外圈端面上，定位环4的另一侧外部设有端盖10，端盖10与外壳3通过二者之间设有螺纹配合结构固定连接，端盖10与外壳3之间形成有静密封连接结构，端盖10的内端面贴合在所述填料压盖7端面上，端盖10外侧中部设有与所述芯轴I中孔连通的通孔IOa ;所述冷却介质接入口包括用于与高压介质软管连接的管接头5，管接头5固定连接在端盖10的外端面上，管接头5的管孔与所述通孔IOa接通。所述端盖10与外壳3之间通过O形密封圈16形成所述的静密封连接结构；所述填料压盖7通过O形环17与外壳3之间形成静密封连接。所述定位环4与外壳3之间通过两个O形圈11形成所述的静密封连接结构，两个O形圈11沿外壳3轴向分离设置。所述芯轴I前端部与外壳3的相向圆周面之间设有用于所述轴承2防尘的防尘圈15构成防尘结构。所述芯轴I前端通过螺纹固定连接有中间接头12，中间接头12前端通过螺纹固定连接有钻杆接头13，中间接头12设有用于扳手扳动的扁方12a，芯轴I依次通过中间接头12和钻杆接头13与钻杆固定连接。[0028]所述外壳3外周表面还设有使其表面粗糙化的滚压花纹。以上虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本实用新型的范围和意图之内的。
权利要求1.一种钻杆送水器，包括可与钻杆固定连接且呈中空结构的芯轴(1)，芯轴(I)圆周外部通过轴承(2)转动连接有外壳(3)，芯轴(I)前端伸出外壳(3)外部，芯轴(I)位于外壳(3)内部的一端设有用于轴承(2)定位的定位环(4)，定位环(4)与外壳(3)之间形成静密封连接结构，定位环(4)与芯轴(I)之间形成动密封连接结构，定位环(4)的外端设有与外壳(3)形成固定连接的冷却介质接入口，其特征在于，所述动密封连接结构为设置有密封填料(6)的填料密封结构；所述轴承(2)为圆锥滚子轴承，两圆锥滚子轴承的圆锥方向相向或相背设置。
2.根据权利要求I所述的钻杆送水器，其特征在于所述密封填料(6)为盘根类密封填料。
3.根据权利要求I所述的钻杆送水器，其特征在于所述填料密封结构包括设在定位环(4)与芯轴(I)的相向圆柱表面之间用于填充所述密封填料(6)的填料函，填料函位于轴承(2)侧的环形挡墙(4a)由定位环(4) 一体形成，填料函另一端设有用于推压密封填料的环状填料压盖(7)，填料压盖(7)通过螺钉(14)固定连接在定位环(4)上，填料压盖(7)与密封填料(6)之间还设有垫环(8)，垫环⑶与所述芯轴⑴形成动配合。
4.根据权利要求3所述的钻杆送水器，其特征在于所述垫环(8)由铜材制成；所述芯轴(I)由钢材制成；所述填料压盖(7)上镶嵌有第一铜套(71)，定位环(4)上镶嵌有第二铜套(41)，第一铜套(71)和第二铜套(41)分别与所述芯轴(I)形成动配合。
5.根据权利要求3所述的钻杆送水器，其特征在于所述芯轴(I)呈中空结构的台阶轴状，芯轴(I)的轴肩两端分别设置所述轴承(2)，轴承(2)位于所述外壳(3)设置的台阶孔内，两轴承⑵的外圈之间设有衬套(9);所述定位环⑷一侧面贴合在位于外壳(3)中部的轴承(2)外圈端面上，定位环(4)的另一侧外部设有端盖(10)，端盖(10)与外壳(3)通过二者之间设有螺纹配合结构固定连接，端盖(10)与外壳(3)之间形成有静密封连接结构，端盖(10)的内端面贴合在所述填料压盖(7)端面上，端盖(10)外侧中部设有与所述芯轴(I)中孔连通的通孔(IOa);所述冷却介质接入口包括用于与高压介质软管连接的管接头(5)，管接头(5)固定连接在端盖(10)的外端面上，管接头(5)的管孔与所述通孔(IOa)接通。
6.根据权利要求5所述的钻杆送水器，其特征在于所述端盖(10)与外壳(3)之间通过O形密封圈(16)形成所述的静密封连接结构；所述填料压盖(7)通过O形环(17)与外壳(3)之间形成静密封连接。
7.根据权利要求I 6中任意一项权利要求所述的钻杆送水器，其特征在于所述定位环(4)与外壳(3)之间通过至少一个O形圈(11)形成所述的静密封连接结构。
8.根据权利要求I 6中任意一项权利要求所述的钻杆送水器，其特征在于所述芯轴(I)前端部与外壳(3)的相向圆周面之间设有用于所述轴承(2)防尘的防尘结构。
9.根据权利要求I 6中任意一项权利要求所述的钻杆送水器，其特征在于所述芯轴(I)前端通过螺纹固定连接有中间接头(12)，中间接头(12)前端通过螺纹固定连接有钻杆接头(13)，芯轴(I)依次通过中间接头(12)和钻杆接头(13)与钻杆固定连接。
10.根据权利要求I 6中任意一项权利要求所述的钻杆送水器，其特征在于所述外壳(3)还设有使其表面粗糙化的滚压花纹。
专利摘要本实用新型公开了一种钻杆送水器，包括可与钻杆固定连接且呈中空结构的芯轴，芯轴圆周外部通过轴承转动连接有外壳，芯轴前端伸出外壳外部，芯轴位于外壳内部的一端设有用于轴承定位的定位环，定位环与外壳之间形成静密封连接结构，定位环与芯轴之间形成动密封连接结构，定位环的外端设有与外壳形成固定连接的冷却介质接入口，所述动密封连接结构为设置有盘根类密封填料的填料密封结构；轴承为圆锥滚子轴承，两圆锥滚子轴承的圆锥方向相向或相背设置；形成静密封连接结构为设有O形密封圈的密封连接结构；所述芯轴前端部与外壳之间设有用于轴承防尘的防尘结构。本实用新型的有益效果是，密封效果好、使用寿命长，且结构简单、装拆和维修方便、操作安全。
文档编号E21B17/00GK202788637SQ20122028379
公开日2013年3月13日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者何模洪, 彭勇, 梁立勋, 刘安福, 周忠国, 陈建国, 滕旭阳, 黄万彬, 田紫微 申请人:四川省华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿