专利名称：气动穿孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于打孔机械，特别是一种在地表土层下打水平孔或浅井及桩孔用的冲击型气动穿孔器。
目前，我国在地下铺设管道、电缆等施工作业时，传统方法是沿管线挖掘深沟，其缺点是施工量大，费工费时，速度慢。近年来，世界上的一些发达国家研制了为上述施工用的穿孔机械装置，如美国专利US4221157的穿孔器就属其中的一种。它包括有锥体头部、外壳、往复式冲击活塞、后座、内外套管、尾部进气软管及与之配合的气体分配系统组成。其缺点是当需要穿孔器换向后退时，必须在停气后采用人工用手直接转动软管，带动内套管旋转到规定的要求位置，才能调整气体分配系统，改变冲击活塞的前后行程，使其只冲击后座，以达到后退的目的。多数情况下是靠操作者的感觉或结合开气试验进行，准确性、可靠性差，一次调整到位率低，费工费时且麻烦。特别是在长距离打孔后或土质条件差时，使其后退的难度更大。
本实用新型的目的是通过增设的自动控制机构，结合控制压缩空气开关，就可实现穿孔器方便顺利换向的目的，克服了现有技术存在的缺点。
本实用新型的技术方案是由前端砧头与之螺纹连接的护套和后端与尾座螺纹连接的尾罩及外壳构成内腔，内部有与之同轴线的冲击活塞、外套管、内套管及与尾座螺纹连接的后端盖。内部还设置有与尾部进气软管和排气口相连通的气体分配系统。自动控制机构装在尾座与后端盖之间的腔体内。后端盖的中心孔与进气软管连通。冲击活塞壁上的径向孔上口与冲击活塞和外壳之间的气路相通，其下口可与内套管上及外套管上的径向孔分别连通。内套管为中央气路，并可向同一方向作旋转运动，其前端与冲击活塞内壁之间构成后气室。冲击活塞前端与砧头之间构成前气室。
自动控制机构由导柱、控制活塞及其之间的小气室、旋转套、弹簧和具有滑轮的滑销组成。在靠近导柱外缘的同一园截面上有轴向穿孔分别和两边的后端盖中心孔及小气室连通。弹簧装在控制活塞与尾座之间。具有滑轮的滑销与控制活塞前部内壁固定连接。中空的旋转套前端与内套管固紧连接，在其同一外园表面上设置有与滑轮、滑销相配合的连续“Z”形滑槽。
上述的自动控制机构也可以是由导柱、控制活塞、前端面为棘轮的旋轴套、分别装在导柱与旋转套之间(即小气室中)和控制活塞与尾座之间的弹簧、与内套管固紧连接的前棘轮、以及装在控制活塞内壁上的带滑轮的滑销组成。导柱与旋转套的对应面上分别设有与弹簧配合的凹槽。旋转套的外园面上有与滑轮、滑销配合且其两端之间为90°弧的斜滑槽。在前棘轮可与尾座接触的同一园端面上还布设有相间90°弧的半园孔，与之相对应在尾座内表面上至少有一个轴向孔，内装有弹簧和钢珠。
与进气软管、排气口相连通的气体分配系统由后端盖的中心孔、导柱的轴向孔、小气室、内套管和旋转套构成的中央气路、冲击活塞与内外套管上的径向孔、冲击活塞与外壳之间的气路、前气室、后气室以及尾座与尾罩上的轴向孔组成。
本实用新型与现有技术相比具有结构合理，加工和组装方便，换向(前进与后退的互换)速度快，操作简单、可靠和省工省时的优点。
本实用新型的附图图面说明如下
图1本实用新型的结构视图图2
图1中的A－A剖视图图3
图1中的B－B剖视图图4
图1中件11上具有连续“Z”形滑槽的放大展开视图图5本实用新型具有另一种自动控制机构的结构视图图6图5中件11、件26的部分放大展开的结构视图。
下面结合实施例(附图)对本实用新型作进一步描述由
图1－图4所示，外壳20的前端装有砧头21和与之螺纹连接的护套22，后端有螺纹连接的尾座14、后端盖3、尾罩2和进气软管1。在外壳20、砧头21和尾座14构成的内腔中套装有冲击活塞17、外套管15和内套管16，外套管15与尾座14固定连接。自动控制机构装在尾座14和后端盖3构成的腔体内，由导柱4、控制活塞6及其之间的小气室L、弹簧7、旋转套11和具有滑轮10的滑销9组成。内套管16与旋转套11由销钉13固紧连接。滑销9固定连在控制活塞6的内壁上，与之相配合在旋转套11的外园面上设置有连续的“Z”形滑槽(图4)。5、8、12、18、19是分别设在不同部位的密封。设在内部的气体分配系统由与进气软管1连通的后端盖3的中心孔，依次连通的导柱4的轴向孔、小气室L、旋转套11和内套管16构成的中央气路、后气室G、前气室H、冲击活塞17上的径向孔K、D及凹孔M和与之配合分别设在内外套管16、15上的径向孔E和F、外壳20与冲击活塞17之间的气路、以及尾座14的轴向孔和尾罩2上的排气口23组成。
本实用新型的工作原理及过程是当压缩空气进入小气室L时，就推动控制活塞6前移带动旋转套11转动45°，内套管16也随之旋转45°，关闭E孔，使F孔和K孔处于可连通位置，这时中央气路打开，气体进入内套管并经其前端侧壁上的气窗C进入后气室G，推动冲击活塞17前冲。前气室H的气体经F孔、K孔向后排出。冲击活塞17前进到一定距离后，切断F孔，使K孔与后气室G连通的同时，压缩空气也随之进入前气室H，对冲击活塞17产生后推力。但因惯性作用，冲击活塞17继续前进，直至冲击到砧头21，带动穿孔器前进打孔。随着气体不断进入前气室H，又因其截面远大于后气室G，对冲击活塞17的后推力大于其前推力而使之后退。由于冲击活塞17的后移，K孔与后气室G断开而与F孔接通，又重复前述过程，从而前进打孔。
如需要使穿孔器换向后退时，首先关闭进气阀门，小气室L的压力消失，在弹簧7的作用下，控制活塞6后移，迫使旋转套11和内套管16向上述的旋转方向再转动45°，切断F孔，使E孔和K孔接通。经调整后的气体分配系统，其工作原理及过程与上述基本相同，其区别是改变了冲击活塞17的前后行程，使之只撞击尾座14而不冲击砧头21，从而实现穿孔器后退的目的。这里需指出的是气体分配系统虽为现有技术，但K孔与E孔、F孔的距离设置，必须经过精确计算。
图5－图6所表明的是另一种结构的自动控制机构，由导柱4、弹簧27、小气室L、控制活塞6、弹簧7、前端面为棘轮的旋转套11和与之配合的前棘轮26组成。导柱4和旋转套11的对应面上有与弹簧27配合的凹槽。控制活塞6的前端内壁上固定装有带滑轮10的滑销9。与之相配合在旋转套11的外园面上设有其两端之间为90°弧的斜滑槽。前棘轮26与内套管16固紧连接，且在其端头同一园截面上设有相间90°弧的4个半园孔，与之对应在尾座14的内表面上有内装弹簧24和钢珠25的孔。具有该种自动控制机构的穿孔器，其工程过程的不同点是旋转套11转动时，通过前棘轮26带动内套管16旋转，且一次转动为90°。
权利要求1.一种气动穿孔器，包括有前端砧头和与之紧固连接的护套，后端尾座和与之紧固连接的尾罩和外壳及其构成的内腔，内装有同轴线的冲击活塞、外套管、内套管和与尾座固紧连接的后端盖，以及设在内部分别与进气软管和排气口连通的气体分配系统，其特征是在尾座与后端盖构成的内腔中设置有和气体分配系统相配合的自动控制机构。
2.根据权利要求1所述的气动穿孔器，其特征在于自动控制机构是由导柱、控制活塞及其之间的气室、旋转套、弹簧和控制活塞前部内壁上固定连接的具有滑轮的滑销组成，在旋转套的同一外园环面上设有与滑轮、滑销相配合的连续“Z”形滑槽，导柱的后端面与后端盖的前部外缘环状端面可压紧连接，导柱同一园周上的轴向穿孔与后端盖的中心孔连通，旋转套前部与内套管后端固定连接。
3.根据权利要求1所述的气动穿孔器，其持征在于自动控制机构是由导柱、控制活塞、前端面为棘轮的旋转套、分别装在导柱与旋转套之间和控制活塞与尾座之间的弹簧、前棘轮及固定装在控制活塞内壁上的带滑轮的滑销组成，在导柱与旋转套的对应面上有与弹簧相配合的凹槽，在旋转套外园壁上设有与滑轮、滑销配合的且其两端之间为90°弧的斜滑槽，在前棘轮前端面的同一园上有相间90°弧的4个半园孔，与之对应的尾座内面上至少有一个孔，并在其中装有弹簧和钢珠，在导柱与控制活塞之间可构成气室。
专利摘要本实用新型提供了一种在地表土层下打水平孔及浅井或桩孔用的气动穿孔器。它由前端砧头与其紧固连接的护套，后端尾座、尾罩和外壳及其构成的内腔中设置的冲击活塞、外套管、内套管和气体分配系统，以及尾座与后端盖构成的内腔中的自动控制机构所组成。通过控制外部压缩空气阀门的通、断即可实现其前进打孔或换向后退，具有制造和组装方便，换向快速、准确、可靠、一次到位，操作简便和省工省时的优点。
文档编号E21B7/00GK2188645SQ9323955
公开日1995年2月1日 申请日期1993年11月17日 优先权日1993年11月17日
发明者韦兴承, 刘学斌, 樊强 申请人:韦兴承, 刘学斌, 樊强