专利名称：地下振动击孔机的制作方法
技术领域：
地下振动击孔机，涉及地下穿孔机械的制造技术。适用于在软土地层内铺设或者改造各种管道。
在软土地层中铺设或者改造各种管道，常采用的是明挖埋设的方法即把软土地层开挖至设计深度后埋设管道或者更换旧的管道。采用这种方法在城市或者交通繁忙的路段施工作业不仅严重影响交通，还破坏了城市环境卫生。
本实用新型的目的在于为在软土地层内埋设管道或者更换旧管道提供一种不需把土层全部开挖；使管道能直接在软土层中水平或者垂直埋设的施工机械。
本实用新型采用由冲击杆，滑动冲击头，冲击活塞，控制阀，倒向阀构成的振动击孔机。压缩空气作为振动击孔机的动力，压缩振动击孔机腔内的空气，以高速度撞击冲击杆使整个振动击孔机向前运动，挤压土壤形成能埋设管道的圆孔。振动击孔机不断振动向前运动，在地下形成一个长孔，在孔内铺设管道。当振动击孔机完成一个施工段时，可通过压缩空气软管将倒向阀转动90°此时振动击孔机向后振动冲击比向前振动冲击的力量大，振动冲击机逐渐向后退，直至退出冲击形成的圆孔。
本实用新型的优点在于1、采用本实用新型埋设地下管道或者改造旧的地下管道，不需开挖土壤或破坏道路、中断交通，不妨碍环境卫生，有良好的经济效益和社会效益。
2、本实用新型构造简单，零件加工，制造容易且操作简便，安全，工作效率高，易于推广应用。
附图为本实用新型实施例，其中
图1、振动冲击机示意图；图2、振动冲击机内部结构示意图；图3 A－A剖面图；图4 B－B 剖面图；图5 C－C 剖面图。
现结合附图对本实用新型作进一步的描述。
构成本实用新型的主要另件有冲击头1，活动冲击头2，前连接头3，缸体5，后连接头6，后盖7，后接头8，冲击活塞15，控制阀17，倒向阀19。冲击头1与活动冲击头2通过弹性销12把它们连接在一起，在冲击头1与活动冲击头2之间置有“O”型密封圈13。前连接头3设置在活动冲击头2和冲击头1后端凸缘之间与缸体5螺纹连接，在前连接头3与活动中冲击头2之间设有组合密封圈27，在前连接头3与缸体5之间设置防松片4，在冲击头1后端凸缘周边开有若干个通气孔28。冲击弹簧14设置在前连接头3的后部，套装在冲击头1后部的外部。冲击活塞15设置在缸体5内，它的前半部是一个实心体，其后半部为一个圆筒体。在冲击活塞15头部凸端中部开有设置聚四氟乙稀制成的支承圈16的凹槽和垂直凹槽，沿冲击活塞端部外径开有若干个通气道31，通气道31将空腔S3，S2，通气通道32连通。在冲击塞15的后部开有若干个通气道38和设置聚四氟乙稀制成的支承圈20和设置密封垫圈21的凹槽。冲击活塞15依靠支承圈16，支承圈20支承在缸体5内并可沿缸体内壁往复运动。控制阀17呈圆筒体，在其外壁上设有三道圆环，作为控制阀的三个肩33，34，35。控制阀17的最大外径稍小于冲击活塞15后半部圆筒的内径，紧密安装在冲击活塞15后半部圆筒内。其外壁上三个台肩33，34，35间的凹槽36，37，38作为气体通道，控制阀17的后端与后连接头6螺纹连接并通过后连接头6与缸体5螺纹连接后得以固定。倒向阀19为一圆筒体，其外径稍小于控制阀17的内径，安装在控制阀17内。在倒向阀19的外壁上开有二道嵌装组合密封圆18的凹槽和二个相对开通的长圆形气体通道29和气体通道41。倒向阀19通过设在后部凹槽内的限位销22和导向销24，使它只能相对控制阀17转动而不能轴向移动。导向稍24和限位销22由卡圈25，23卡长紧固定。倒向阀19的后端平面上开在十字凹槽43，后接头8端部的两块凸槽42嵌入凹槽内，在凸槽42的端部和后接头8的外周设置压紧弹簧26，压紧弹簧26把后接头8定位，压紧固定在倒向阀19后端的凹槽43内，后接头8的后端与压缩空气的管道连接。后盖7安装在振动击孔机的尾部与缸体5螺纹连接固定，在后盖7的中部开有直径大于后接头8外径的圆孔，压缩空气管道通过该圆孔与后接头8的后端连接。在前连接头3，后连接头8和后盖7的外表面上开有若干个板手孔9，10，11，在安装振动击孔机时，通过这些板手孔把各部给紧紧地螺纹连接在一起。
本实用新型工作时，首先把压缩空气管道与后接头8连接，压缩空气经倒向阀19进入空腔S1，推动冲击活塞15向前运动并加速。此时空腔S2与通气道31，32，38，(或39)和大气相通。当冲击活塞15运行至通气道36处通气道被控制阀17上的台肩34堵塞，空腔S2内的气体被绝热压缩，随着冲击活塞15不断向前移动，S2内的气压逐渐升高，冲击活塞15的加速度逐渐改小但速度仍在增加。当冲击活塞15继续向前，通气孔38越过台肩33后，S1和S2两腔相通，且气压趋于相等，此时冲击活塞15以高速度撞向冲击杆1，使整个击孔机向前运动，挤压土壤形成圆孔，这样完成一次冲击成孔过程，然后，冲击活塞15向后反弹向后运动，由于S2腔比S1腔大受压面积也大，在两腔总压差的作用下加速向后运动，当通道孔38越过台肩33后，S2腔与S1腔被阻断，随着冲击活塞15的继续后移，S2腔内的气体绝热“膨胀做功”，推动冲击活塞15向后运动，当通气孔38越过台肩34后，S2与大气连通，冲击活塞15减速后退至控制阀17端部停止运动，回程结束并开始另一次冲击成孔的行程。这样往复循环不止运动，击孔机在土层内形成铺设或改靠地下管道的长孔。
在完成一个施工段作业后，通过拉动压缩空气软管将后接头8向外拉动一定距离，使后接头8离开控制阀17的限位，再转动90°缩回，后接头8上的凸块42重新嵌入控制阀17后端另一对凹槽43内，这样振动击孔机就处于反向冲击工况中，这时控制阀17和倒向阀19相位发生90°的变化，通气道相互的勾通也有变化，这时，通气道37和39不能再通过倒向阀19上通气道41勾通，通气道36与长圆通道29相勾通，此时击孔机的向前冲击减小，向后冲击过程加速增大，击孔机不断向后运动直至退出孔道。
权利要求地下振动击孔机，包括冲击杆(1)，活动冲击头(2)，前连接头(3)，防松片(4)，缸体(5)，后连接头(6)，后盖(7)，后接头(8)，冲击活塞(15)，控制阀(17)，倒向阀(19)，其特征在于冲击杆(1)与活动冲击头(2)采用弹性销(12)连接；冲击活塞(15)，通过支承垫圈(16)，(20)支承在缸体(5)内，在其上部凸缘上开有若干道通气道(31)，在其后部壁上开有若干个通气孔(38)；控制阀(1)，呈圆筒体，在其外壁上有三道圆环作为控制阀(17)的三个台肩(33)，(34)，(35)，台肩之间的凹槽(36)，(37)，(39)作为通气道，台肩的直径稍小于冲击活塞(15)圆筒体内径，控制阀(17)后端大圆环的直径稍小于缸体(5)的内径，控制阀(17)后端与后连接头(6)螺纹连接并通过后连接头(6)与缸体(6)螺纹连接而固定在冲击活塞内的筒体内；倒向阀(19)安装在控制阀(17)的筒体内，在其外表上开有嵌装组合密封圈(18)和通气道(41)，通过限位稍(22)，倒向阀(19)只能相对控制阀(17)转动，不能轴向转移，其端部与后接头(8)连接。
专利摘要一种地下振动击孔机，采用压缩空气作为动力源来推动设置在振动击孔机体内的冲击活塞来撞击冲击杆使整个击孔机在地下软土层中不断向前冲击，形成铺设地下管道的孔道。在完成一个施工段作业后，可转动击孔机内的倒向阀，改变机体内通气道的勾通，使击孔机向后冲击加速大于向前冲击速度，使振动击孔机不断向后运动，直至退出已形成的孔道。本实用新型用于地下管道的铺设和改造，避免了地面大开挖，道路的封锁，环境的破坏，有明显的经济、社会效益。
文档编号E21B1/02GK2142140SQ9222140
公开日1993年9月15日 申请日期1992年9月29日 优先权日1992年9月29日
发明者徐宝富, 郭良, 何兴德, 黄宗益, 张建雄, 陆敏恂, 孙国庆, 毛伟强 申请人:同济大学, 上海振动器厂