本实用新型流体传动技术领域，具体而言，涉及一种流体换向结构以及气液冲击机构。
背景技术：
冲击器，一种钻探工程需要使用的基础设备，一般分为两种：
液动冲击器，又称液动冲击回转钻具、液动潜孔锤。以钻探冲洗液为动力介质,利用高压液流能量及动态水击能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具。通常直接联结在取心钻具上部,在回转钻进的同时,将连续的冲击载荷传递到取心钻头上,使钻头以回转切削和冲击两种方式联合破碎岩石。用于地质岩心钻探,特别适合在坚硬、破碎岩层以及中等硬度的粗粒不均质岩层中应用。
气动冲击器，又称风动冲击器、风动潜孔锤。以压缩空气为动力介质,利用压缩空气的能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具。压缩空气同时可以兼作洗孔介质。气动冲击器有高风压和低风压、阀式和无阀式之分。通常气动冲击器直接与硬质合金柱齿钻头连接以冲击方式碎岩,低速回转不取心全面钻进。主要应用于水文水井钻探、无岩心地质钻探、地质灾害防治工程以及矿山凿岩等领域。现有的冲击器特点：(1)压力工作，弹簧复位，(2)压力复位，弹簧力工作，(3)压力复位，靠活塞自重落下产生冲击力，(4)外部设置换向机构，缺陷：(1)冲击力小，冲击力被反向力抵消很大部分，(2)冲击行程较长，能耗高，整体尺寸较大，(3)外部设置换向机构体积大，结构复杂，无法作为孔底钻具使用。(4)活塞自重冲击力小，效率低。
技术实现要素：
本实用新型的第一个目的在于提供一种流体换向结构，该流体换向结构应用于钻探和工程领域，该流体换向结构构造简单，其不需要外设换向机构和双向供气或液体，能有效地节约能源。
本实用新型的第二个目的在于提供一种气液冲击机构，该气液冲击机构具有上述流体换向结构能有效地节约能源，不需要外加蓄能机构双向靠气液压力产生冲击力，没压力损失并且高效运作。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种流体换向结构，包括：
基筒，基筒具有相对的第一端和第二端，基筒的内部具有行程空腔，第一端具有连通行程空腔的进气口，第二端具有连通行程空腔的排气口；
密封件，密封件位于行程空腔内并位于第一端和第二端之间；
活塞杆体，活塞杆体具有施压端和输出端，活塞杆体的外周壁与密封件密封接触，活塞杆体的内部具有控制空腔以及控制通道，活塞杆体沿第一端至第二端的方向上可滑动地设置于行程空腔内，活塞杆体的外周壁、基筒以及密封件共同限定进气通道以及排气通道，施压端与第一端共同限定施压空间，
进气通道由进气口通过控制空腔与施压空间连通，排气通道由排气口通过控制空腔导通至控制通道，施压端具有连通控制空腔的第一施压口，第一施压口位于进气通道中，输出端具有连通控制空腔的第二施压口，第二施压口位于排气通道中；
控制阀体，控制阀体沿第一端至第二端的方向上可滑动地设置于控制空腔中；
控制阀体通过在控制空腔中滑动具有：
导通控制空腔使得进气通道通过控制空腔进入施压空间连通第一施压口以及排气通道与控制通道导通的自然状态；
截断控制空腔使得进气通道与施压空间截断，排气通道与控制通道截断，导致进气通道通过控制空腔进入控制通道连通第二施压口的压迫状态；
当控制阀体处于自然状态时，位于进气通道中的气压作用于施压端，使得活塞杆体沿第一端至第二端的方向上运动，当活塞杆体抵靠于第二端时，位于进气通道中的气压通过第一施压口作用于控制阀体，使得控制阀体由自然状态向压迫状态转换；
当控制阀体处于压迫状态时，位于进气通道中的气压通过第二施压口作用于控制阀体，使得控制阀体由压迫状态向自然状态转换并通过控制阀体的滑动推动活塞杆体沿第二端至第一端的方向运动。
发明人设计了上述流体换向结构，该流体换向结构应用于钻探工程，该流体换向结构构造简单，并且能有效地节约能源，且该流体换向结构适用气压和液压两种压力传动方式，具体地，流体换向结构包括基筒、密封件、活塞杆体以及控制阀体，其中，控制阀体可滑动地设置于活塞杆体的控制空腔中，活塞杆体可滑动地设置在基筒的行程空腔中，活塞杆体的外周壁、基筒以及密封件共同限定进气通道以及排气通道，活塞杆体的施压端与第一端具有距离并共同限定施压空间。进气通道连通进气口并通过控制空腔与施压空间连通，排气通道连通排气口并通过控制空腔导通至活塞杆体的控制通道。向进气口排入液压或者气压，能使得液压或气压推动施压端，使得活塞杆体沿第一端至第二端的方向运动。为使得活塞杆作往复运动且保证驱动能源的单一性，即，仅使用液压或者气压，设置控制阀体，当活塞杆体下行至最大位置抵靠第二端时，液压或者气压作用于控制阀体，使得控制阀体由自然状态转变为截断控制空腔使得进气通道与施压空间截断，排气通道与控制通道截断，导致进气通道通过控制空腔进入控制通道连通第二施压口的压迫状态，继续提供液压或者气压，液压或者气压则通过第二施压口作用于控制阀体，使得控制阀体沿第二端向第一端的方向上滑动，其由压迫状态向导通控制空腔使得进气通道通过控制空腔进入施压空间连通第一施压口以及排气通道与控制通道导通的自然状态，并通过控制阀体的进一步滑动，推动活塞杆体沿第二端至第一端的方向运动，回到初始位置处。通过提供液压或者气压使得活塞杆体并且配合控制阀体的滑动，使得活塞杆体能在单一能源的作用下往复运动，完成钻探作业。该流体换向结构构造简单，不需设置双进出油路，并且能有效地节约能源。
在本实用新型的一种实施例中：
控制阀体沿第一端至第二端的方向上的两端分别通过第一弹性件和第二弹性件与施压端和输出端连接；
控制阀体相对的两端分别与第一施压口和第二施压口之间具有间隙；
控制阀体在第一弹性件和第二弹性件的共同作用下处于自然状态。
在本实用新型的一种实施例中：
第一弹性件为弹簧，第二弹性件为弹簧。
在本实用新型的一种实施例中：
阀体控制盖，阀体控制盖位于控制空腔内，阀体控制盖具有相对的连接端和抵靠端；
第一弹性件相对的两端分别与控制阀体和连接端连接；
抵靠端被构造为用于抵靠封闭第一施压口并贯穿第一施压口抵靠与第一端，使得活塞杆体与第一端具有间隙。
在本实用新型的一种实施例中：
活塞杆体的外周壁沿第一端至第二端的方向上依次设置有贯穿控制空腔的第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔；
第一通孔连通进气通道和施压空间，第二通孔连通进气通道和排气通道，第三通孔连通进气通道和控制通道，第四通孔连通控制通道和排气通道；
当控制阀体处于自然状态时，控制阀体导通第一通孔、截断第二通孔、截断第三通孔以及导通第四通孔；
当控制阀体处于压迫状态时，控制阀体截断第一通孔、导通第二通孔、导通第三通孔以及截断第四通孔。
在本实用新型的一种实施例中：
控制阀体的外周壁沿第一端至第二端的方向上依次设置有第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽以及第四环形槽；
第一环形槽用于导通第一通孔，第二环形槽用于导通第二通孔，第三环形槽用于导通第三通孔，第四环形槽用于导通第四通孔。
在本实用新型的一种实施例中：
进气口为开设于第一端的弧形孔。
在本实用新型的一种实施例中：
密封件为密封圈。
在本实用新型的一种实施例中：
排气口为绕第二端的中心依次间隔设置的多个弧形孔。
一种气液冲击机构，气液冲击机构具有冲击头以及上述任意一项的流体换向结构；
进气口被构造为与压力泵连通，压力泵向进气口输送压力；
冲击头贯穿第二端与输出端连接。
本实用新型的技术方案至少具有如下有益效果：
本实用新型提供的一种流体换向结构，该流体换向结构应用于钻探和工程领域，该流体换向结构构造简单，其不需要外设换向机构和双向供气或液体，能有效地节约能源。
本实用新型提供的一种气液冲击机构，该气液冲击机构具有上述流体换向结构能有效地节约能源，不需要外加蓄能机构双向靠气液压力产生冲击力，没压力损失并且高效运作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例1中冲击结构在第一视角下的的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1中冲击结构在第二视角下的的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1中冲击结构在第三视角下的的结构示意图；
图4为本实用新型实施例1中冲击结构在第四视角下的的结构示意图；
图5为本实用新型实施例1中冲击结构在第五视角下的的结构示意图；
图6为图4中Ⅵ处的放大图；
图7为本实用新型实施例1中第一端的结构示意图；
图8为本实用新型实施例1中第二端的结构示意图。
图标：10-流体换向结构；11-基筒；12-密封件；13-活塞杆体；14-控制阀体；15-第一弹性件；16-第二弹性件；17-阀体控制盖；21-第一通孔；22-第二通孔；23-第三通孔；24-第四通孔；31-第一环形槽；32-第二环形槽；33-第三环形槽；34-第四环形槽；61-第一施压口；62-第二施压口；70-施压空间；81-进气通道；82-排气通道；91-进气口；92-排气口；93-控制通道；130-施压端；131-输出端；170-抵靠端。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种流体换向结构10，该流体换向结构10应用于钻探工程，该流体换向结构10构造简单，并且能有效地节约能源。
请参考图1，图1示出了本实施例中流体换向结构10在第一视角下的具体结构。
该流体换向结构10适用气压和液压两种压力传动方式，具体地，流体换向结构10包括基筒11、密封件12、活塞杆体13以及控制阀体14。
基筒11具有相对的第一端和第二端，基筒11的内部具有行程空腔，第一端具有连通行程空腔的进气口91，第二端具有连通行程空腔的排气口92。
密封件12位于行程空腔内并位于第一端和第二端之间。需要说明的是，本实施例中，密封件12为安装于行程空腔内的密封圈。
活塞杆体13具有施压端130和输出端131，活塞杆体13的外周壁与密封件12密封接触，活塞杆体13的内部具有控制空腔以及控制通道93，活塞杆体13沿第一端至第二端的方向上可滑动地设置于行程空腔内，活塞杆体13的外周壁、基筒11以及密封件12共同限定进气通道81以及排气通道82，施压端130与第一端共同限定施压空间70，进气通道81连通进气口91并通过控制空腔与施压空间70连通，排气通道82连通排气口92并通过控制空腔导通至控制通道93，施压端130具有连通控制空腔的第一施压口61，第一施压口61位于进气通道81中，输出端131具有连通控制空腔的第二施压口62，第二施压口62位于控制通道93中。
控制阀体14沿第一端至第二端的方向上可滑动地设置于控制空腔中。
控制阀体14通过在控制空腔中滑动具有：
导通控制空腔使得进气通道81通过控制空腔进入施压空间70连通第一施压口61以及排气通道82与控制通道93导通的自然状态，其中，需解释的是，自然状态指：进气通道81通过控制空腔进入施压空间70连通第一施压口61，排气通道82连通控制通道93的状态。
截断控制空腔使得进气通道81与施压空间70截断，排气通道82与控制通道93截断，导致进气通道81通过控制空腔进入控制通道93连通第二施压口62的压迫状态。
请结合图1，参考图2、图3、图4以及图5，图2示出了本实施例中流体换向结构10在第二视角下的具体结构，图3示出了本实施例中流体换向结构10在第三视角下的具体结构，图4示出了本实施例中流体换向结构10在第四视角下的具体结构，图5示出了本实施例中流体换向结构10在第五视角下的具体结构，图1至图5示出了流体换向结构10在未工作状态下，受到液压或者气压的作用的工作示意流程。其中箭头的方向为气体流向(或液体流向)。其中，图1为流体换向结构10为未工作的状态，图2为经过加压，活塞杆体13下行到最大距离时的状态，图3为控制阀体14完成自然状态至压迫状态改变流体换向结构10内各个通道通路的状态，图4和图5，示出控制阀体14受压推动活塞杆体13上行至未工作时的状态。
当控制阀体14处于自然状态时(如图1)，位于进气通道81中的气压(或者液压，下文中气压亦可替换为液压)作用于施压端130，使得活塞杆体13沿第一端至第二端的方向上运动(如图2)，当活塞杆体13抵靠于第二端时，位于进气通道81中的气压(或液压)通过第一施压口61作用于控制阀体14，使得控制阀体14由自然状态向压迫状态转换(如图3)。
当控制阀体14处于压迫状态时(如图3)，位于进气通道81中的气压通过第二施压口62作用于控制阀体14(如图4)，使得控制阀体14由压迫状态向自然状态转换并通过控制阀体14的滑动推动活塞杆体13沿第二端至第一端的方向运动(如图5)。
具体地，控制阀体14沿第一端至第二端的方向上的两端分别通过第一弹性件15和第二弹性件16与施压端130和输出端131连接。控制阀体14相对的两端分别与第一施压口61和第二施压口62之间具有间隙，利于气体或者液体的进入。控制阀体14在第一弹性件15和第二弹性件16的共同作用下处于自然状态。在本实施例中，第一弹性件15为弹簧，第二弹性件16为弹簧。
进一步地，为保证控制阀体14在活塞杆体13顺利运作的条件下能在压迫状态与自然状态之间顺利转换，还设置有阀体控制盖17，请参考图6，图6为图4中Ⅵ处的放大图。
阀体控制盖17位于控制空腔内，阀体控制盖17具有相对的连接端和抵靠端170。
第一弹性件15相对的两端分别与控制阀体14和连接端连接。
抵靠端170被构造为用于抵靠封闭第一施压口61并贯穿第一施压口61抵靠与第一端，使得活塞杆体13与第一端具有间隙，具体地，通过阀体控制盖17的弹性抵靠，使得气压在推动活塞杆体13后能推动阀体控制盖17作用于控制阀体14，当控制阀体14由压迫状态向自然状态转换时，阀体控制盖17抵靠并支撑于施压端130。
具体地，请重新参考图1和图3。
活塞杆体13的外周壁沿第一端至第二端的方向上依次设置有贯穿控制空腔的第一通孔21、第二通孔22、第三通孔23以及第四通孔24。
第一通孔21连通进气通道81和施压空间70，第二通孔22连通进气通道81和排气通道82，第三通孔23连通进气通道81和控制通道93，第四通孔24连通控制通道93和排气通道82。
当控制阀体14处于自然状态时，控制阀体14导通第一通孔21、截断第二通孔22、截断第三通孔23以及导通第四通孔24。
当控制阀体14处于压迫状态时，控制阀体14截断第一通孔21、导通第二通孔22、导通第三通孔23以及截断第四通孔24。
控制阀体14的外周壁沿第一端至第二端的方向上依次设置有第一环形槽31、第二环形槽32、第三环形槽33以及第四环形槽34。
第一环形槽31用于导通第一通孔21，第二环形槽32用于导通第二通孔22，第三环形槽33用于导通第三通孔23，第四环形槽34用于导通第四通孔24。
请参考图7和图8，图7为本实施例中第一端的端面的具体结构。图8为本实施例中第二端的端面的具体结构。
进气口91为开设于第一端的弧形孔。排气口92为绕第二端的中心依次间隔设置的多个弧形孔。
发明人设计了上述流体换向结构10，该流体换向结构10应用于钻探工程，该流体换向结构10构造简单，并且能有效地节约能源，且该流体换向结构10适用气压和液压两种压力传动方式，具体地，流体换向结构10包括基筒11、密封件12、活塞杆体13以及控制阀体14，其中，控制阀体14可滑动地设置于活塞杆体13的控制空腔中，活塞杆体13可滑动地设置在基筒11的行程空腔中，活塞杆体13的外周壁、基筒11以及密封件12共同限定进气通道81以及排气通道82，活塞杆体13的施压端130与第一端具有距离并共同限定施压空间70。进气通道81连通进气口91并通过控制空腔与施压空间70连通，排气通道82连通排气口92并通过控制空腔导通至活塞杆体13的控制通道93。向进气口91排入液压或者气压，能使得液压或气压推动施压端130，使得活塞杆体13沿第一端至第二端的方向运动。为使得活塞杆体13作往复运动且保证驱动能源的单一性，即，仅使用液压或者气压，设置控制阀体14，当活塞杆体13下行至最大位置抵靠第二端时，液压或者气压作用于控制阀体14，使得控制阀体14由自然状态转变为截断控制空腔使得进气通道81与施压空间70截断，排气通道82与控制通道93截断，导致进气通道81通过控制空腔进入控制通道93连通第二施压口62的压迫状态，继续提供液压或者气压，液压或者气压则通过第二施压口62作用于控制阀体14，使得控制阀体14沿第二端向第一端的方向上滑动，其由压迫状态向导通控制空腔使得进气通道81通过控制空腔进入施压空间70连通第一施压口61以及排气通道82与控制通道93导通的自然状态，并通过控制阀体14的进一步滑动，推动活塞杆体13沿第二端至第一端的方向运动，回到初始位置处。通过提供液压或者气压使得活塞杆体13并且配合控制阀体14的滑动，使得活塞杆体13能在单一能源的作用下往复运动，完成钻探作业。该流体换向结构10构造简单，不需设置双进出油路，并且能有效地节约能源。
需要说明的是，本实施例还提供一种气液冲击机构，该气液冲击机构具有冲击头以及上述提供的流体换向结构10，进气口91被构造为与压力泵连通，压力泵向进气口91输送压力，冲击头贯穿第二端与输出端131连接。该气液冲击机构具有上述流体换向结构10能有效地节约能源并且高效运作。该气液冲击机构不需要外加蓄能机构双向靠气液压力产生冲击力，没压力损失，耗气(液)量低于同类产品，冲击力更大。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。