专利名称：一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置，是一种既可以应用于实 验室岩石试样钻取机上的取样钻头冷却和夹紧的装置，也可以将其装夹在台式钻床上用于 实验室岩石取样的钻头冷却与夹紧的装置。
背景技术：
钻机水龙头装置是将不旋转的钻井液输入管与旋转的钻杆连接的部件，工程中使 用的水龙头随着使用场合的不同，结构有很大的不同，但是基本原理都是通过动密封阻止 冷却液的泄露。市场上的实验室岩石试样钻取机上所使用的水龙头多存在通用性较差的缺 陷，不同型号的实验室岩石试样钻取机的水龙头装置不能通用，与其类似的台式钻床上使 用的通用性更差。除此之外，目前的实验室岩石试样钻取机水龙头存在功能比较单一、密封 性较差等方面不足，为了克服目前市场上实验室岩石试样钻取机水龙头的通用性较差、功 能单一、密封性不良等缺陷，本实用新型提供一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置。
发明内容本实用新型的目的是提供一种冷却液通断控制便捷，密封性良好、通用性强、功能 多的实验室岩石试样钻取机水龙头装置，除了具有对取样钻头冷却功能，还具有优良的抱 紧取样钻头的功能，既可用作岩石试样钻取机上的取样钻头冷却和夹紧装置，也可将其装 夹在台式钻床上使用。本实用新型为了达到上述目的，采取的技术方案是提供一种实验室岩石试样钻 取机水龙头装置，包括有夹紧螺母、弹性夹头、芯轴、角接触球轴承、旋转油封、中间壳体、球 阀、轴承壳体、圆螺母、圆螺母止动垫圈、内六角圆柱头螺钉和端盖，所述的夹紧螺母通过螺 纹固定在芯轴内表面为锥口的一端，弹性夹头安装在所述的芯轴的锥口里，夹紧螺母、弹性 夹头和芯轴的锥口组成的取样钻头夹紧机构；所述芯轴轴向一端内表面为锥口，芯轴中部 有盲孔，在近盲孔处钻有径向通孔，在通孔处安装有中间壳体，中间壳体的两侧内孔与芯轴 之间采用旋转油封密封，在中间壳体两侧各安装有轴承壳体，两轴承壳体端面分别安装有 端盖；端盖分左、右端盖，左、右端盖和轴承壳体通过内六角圆柱头螺钉与弹性垫圈固定在 中间壳体上；中间壳体在通孔处开有进水孔道，进水孔道上连接有球阀；所述的轴承壳体 内孔中装有角接触球轴承。所述的芯轴另一端为实心圆柱体结构，既可以装夹在台式钻床的夹头上，也可以 通过联轴器与实验室岩石试样钻取机的主轴连接，使装置具有良好的通用性。所述的端盖分左端盖和右端盖，左端盖、轴承壳体、中间壳体、轴承壳体和右端盖 通过内六角圆柱头螺钉连接为一体形成完整的壳体。由于轴承壳体与角接触球轴承的外圈 配合，角接触球轴承的内圈与芯轴的外表面配合，所以一般情况下，装置在使用时，芯轴的 转动不会带动壳体的转动。考虑到在使用中可能发生的各种因素，为了确保整个壳体不旋 转，所述的中间壳体在壳体上钻有两个用于防止外壳整体跟随芯轴转动的螺纹孔。可以根
3据实际的使用环境利用此两个螺纹孔用螺丝将壳体固定在台式钻床或钻取机安装的直线 导轨副上，防止整体外壳跟转随芯轴转动。所述的中间壳体的两侧内孔与芯轴之间采用旋转油封密封，旋转油封采用NOK公 司KA3J系列高品质产品，使装置具有良好的密封性能，可承受3. 5MPa的水压。所述的轴承壳体内孔中装有角接触球轴承，其中右边的角接触球轴承一侧内圈由 圆螺母止动垫圈及圆螺母挡住防止其轴向攒动。轴承壳体内部安装着单列角接触球轴承， 壳体能够承受很大的轴向载荷。本实用新型实验室岩石试样钻取机水龙头装置，要与取样钻头连接时，采用拧动 与芯轴螺纹连接的夹紧螺母，弹性夹头的外表面与芯轴的内表面及夹紧螺母的内表面采用 锥面配合，从而使弹性夹头的内孔缩小抱紧取样钻头；还可根据所连接的不同规格的取样 钻头，适时改变弹性夹头的规格，达到可靠抱紧取样钻头的效果。所述的芯轴是钻头钻进旋转的动力传递部件，也是钻头冷却液的主流入通道，本 实用新型实验室岩石试样钻取机水龙头装置与水管接头连接后能形成封闭的冷却液进入 通路。把二通球阀打开，冷却液从水管接头流出，经过中间壳体上与球阀连接的进水孔道、 通孔，流入芯轴进入取样钻头内孔冷却钻头。使用二通球阀可以方便地控制冷却水路的通 断。本实用新型的实验室岩石试样钻取机水龙头装置具有如下优点(1)本装置在进水孔的两侧设计有优质的旋转油封，冷却通道密封性良好，可承受 3. 5MPa的水压。(2)本装置在进水孔道处安装了球阀，直接操作球阀手柄控制水路通断，可以方便 及时地控制冷却水路的通断。(3)本装置结构紧凑、重量较轻。(4)本装置采用弹性夹头夹紧取样钻头，能够可靠地抱紧取样钻头，且装夹和装卸 钻头的方法简单，还可以根据多种尺寸规格的取样钻头，安装适合的弹性夹头达到可靠抱 紧取样钻头的效果。本装置既可安装在通用实验室岩石试样钻取机上使用，也可装夹在普 通台式钻床上使用，通用性良好，实现装置的多功能性。
图1为本实用新型的总体结构剖面装配图。图2为本实用新型的外观结构俯视图。上述图中1夹紧螺母，2弹性夹头，3芯轴，4角接触球轴承，5旋转油封，6中间壳 体，7球阀，8轴承壳体，9右端盖，10圆螺母，11圆螺母止动垫圈，12内六角圆柱头螺钉，13 左端盖，14弹性垫圈，15冷却液通道，16螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详述实施例1 本实用新型实验室岩石试样钻取机水龙头装置，结构如图1及图2，包括 有夹紧螺母1、弹性夹头2、芯轴3、角接触球轴承4、旋转油封5、中间壳体6、球阀7、轴承壳 体8、右端盖9、圆螺母10、圆螺母止动垫圈11、内六角圆柱头螺钉12、左端盖13、弹性垫圈14，所述的夹紧螺母通过螺纹固定在芯轴内表面为锥口的一端，弹性夹头安装在所述的芯 轴的锥口里，芯轴锥口端表面加工有外螺纹，外螺纹与夹紧螺母1的内螺纹配合，利用扳手 拧动夹紧螺母使弹性夹头的内孔缩小，通过夹紧螺母内锥面与弹性夹头2外锥面配合将取 样钻头抱紧；所述芯轴3沿着轴向中部设有盲孔，沿着径向加工有通孔，用于形成冷却液进 入的通道；在通孔处安装有中间壳体6，中间壳体的两侧内孔与芯轴之间采用旋转油封5密 封，在中间壳体两侧各安装有轴承壳体，两轴承壳体端面分别安装有端盖；左、右端盖和轴 承壳体通过内六角圆柱头螺钉12与标准型弹性垫圈14固定在中间壳体上；按左端盖13、 轴承壳体8、中间壳体6、轴承壳体8和右端盖9连接后形成一个完整的外壳体；所述的轴承 壳体8内孔中装有角接触球轴承4，其中右边的角接触球轴承一侧内圈由圆螺母止动垫圈 11及圆螺母10挡住，即轴承内圈的轴向限制，一端依靠轴肩，另一端依靠圆螺母，圆螺母的 防松也依靠圆螺母止动垫圈11。在中间壳体径向上开设的进水孔道与芯轴3上的通孔连接，进水孔道上部加工有 内螺纹用于连接二通的球阀7，将球阀与水管接头连接后，打开二通球阀就形成封闭的冷却 液通路15，从图1可清楚地看到冷却液从水管接头流出，经过中间壳体与球阀连接的进水 孔道进入环形空腔内，经通孔进入芯轴、流入取样钻头内孔冷却钻头。使用二通球阀可以方 便地控制冷却水路的通断。参见图2，在中间壳体上钻有两个用于防止外壳整体跟随芯轴转动的螺纹孔16， 可以根据实际的使用环境利用所述的两个螺纹孔用螺丝将壳体固定在台式钻床或钻取机 安装的直线导轨副上，防止整体外壳跟转随芯轴转动。本装置还可以根据取样钻头多种不同的尺寸规格，更换弹性夹头2的尺寸规格， 达到可靠地将取样钻头抱紧。实施例2 将本实用新型实验室岩石试样钻取机水龙头装置装夹在台式钻床上用 于实验室岩石取样的钻头冷却与夹紧。台式钻床的夹头连接本装置芯轴3的右端。打开球 阀7，冷却液经过中间壳体6的径向进水孔道进入环形空腔内，再流入旋转的芯轴3的内孔 中，经过弹性夹头流入钻头的内孔，再经过钻头与岩样的间隙流到钻头切削部位，达到冷却 钻头的目的。实施例3 将本实用新型实验室岩石试样钻取机水龙头装置芯轴3的右端安装在 实验室岩石试样钻取机的联轴器上，其冷却液流通状况与工作方式同实施例2。本装置具有结构紧凑、液路通断方便，密封性好，承压高和通用性好等优点，既可 用作岩石试样钻取机上的取样钻头冷却和夹紧装置，也可将其装夹在台式钻床上使用。本 装置适合在石油、地质、煤炭、冶金、建筑、交通等部门实验室用于钻取岩样，推广应用前景 良好。
权利要求一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置，包括有夹紧螺母、弹性夹头、芯轴、角接触球轴承、旋转油封、中间壳体、球阀、轴承壳体、圆螺母、圆螺母止动垫圈、内六角圆柱头螺钉和端盖，其特征在于所述的夹紧螺母通过螺纹固定在芯轴内表面为锥口的一端，弹性夹头安装在所述的芯轴的锥口里，夹紧螺母、弹性夹头和芯轴的锥口组成取样钻头夹紧机构；所述芯轴轴向一端内表面为锥口，芯轴中部有盲孔，在近盲孔处钻有径向通孔，在通孔处安装有中间壳体，中间壳体的两侧内孔与芯轴之间采用旋转油封密封，在中间壳体两侧各安装有轴承壳体，两轴承壳体端面分别安装有端盖；端盖分左、右端盖，左、右端盖和轴承壳体通过内六角圆柱头螺钉与弹性垫圈固定在中间壳体上；中间壳体在通孔处开有进水孔道，进水孔道上连接有球阀；所述的轴承壳体内孔中装有角接触球轴承。
2.根据权利要求1所述的一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置，其特征在于所述 的中间壳体在壳体上钻有两个用于防止外壳整体跟随芯轴转动的螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置，其特征在于所述 的轴承壳体内孔中装有角接触球轴承，其中右边的角接触球轴承一侧内圈由圆螺母止动垫 圈及圆螺母挡住。
专利摘要一种实验室岩石试样钻取机水龙头装置，主要包括夹紧螺母、弹性夹头、芯轴、中间壳体、轴承壳体、左右端盖、旋转油封、角接触球轴承和球阀，本装置在进水孔道处安装有球阀，能够方便打开或关断冷却液路；还设有取样钻头夹紧结构，转动夹紧螺母，弹性夹头将钻头抱紧，钻头的装卸简单可靠。本装置具有结构紧凑、液路通断方便，密封性好，承压高和通用性好等优点，既可用作岩石试样钻取机上的取样钻头冷却和夹紧装置，也可将其装夹在台式钻床上。本装置适合在石油、地质、煤炭、冶金、建筑、交通等部门实验室用于钻取岩样，推广应用前景良好。
文档编号G01N1/08GK201724838SQ20102022939
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者刘东升, 刘小康, 周冬梅, 饶建华 申请人:中国地质大学(武汉)