专利名称：潜孔自动钻进器的制作方法
技术领域：
一种矿山机械，尤其是钻孔用的矿山钻进装置。
背景技术：
为了安全生产，煤矿通常采用瓦斯抽放，煤层注水等技术措施，需要钻大量的孔。我国目前使用的钻机大都是液压坑道钻机，需要一个比较大的钻场进行孔外稳定工作，受到巷道条件、角度、方位等客观条件限制。美国大陆石油钻进公司研制的中约翰钻机功率大、扭矩大、体积也大，可沿煤层打长孔，可用于抽放瓦斯。西德研制的自动化钻机，用压缩空气作为动力，可远距离操作，用来防止地压冲击和瓦斯突出。日本煤矿广泛使用P系列钻机，以压缩空气为动力进行干式钻孔，使用效果良好，但是，上述钻机均属孔外钻机，比较大而笨重，搬运困难，耗工费时，而且易受客观条件限制，在井下某些工作面不能使用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种潜孔自动钻进器，做到体积小，孔内自动稳定，不受场地条件限制，使用范围广。
技术方案是保留现有以压缩空气为动力的干式钻机的旋冲部，增加由A、B、C三个气缸、换向阀、进气管、回流管组成的支撑部。旋冲部用于钻进，先冲后转；支撑部潜入孔内不产生转动，用于进、退和起到支撑作用。
将外侧槽孔内铰接有鳞片的鳞片槽体、导管固定板、尾接头用螺丝固定在轴芯上组成B缸缸体，B缸活塞套在轴芯上且与其缸壳固连。A缸缸盖、轴芯、缸壳固联为一体，位于缸壳内的A缸活塞套筒尾端与B缸鳞片槽体前端固连。C缸的铰有鳞片的鳞片槽体与其轴芯及旋冲部固连，C缸活塞与其缸壳固连。换气阀阀体及过渡管将A缸、C缸轴芯联为一体，换气阀芯穿套在过渡管上且与进气管、回流管固连。A、B、C三缸的轴芯内孔内套有进气管、回流管、进气导管、回流导管、进气导管、回流导管固联在导管固定板上。
如果同时给B缸后气室、A缸前气室、C缸前气室冲气，那么B气缸活塞推动鳞片展开撑住孔壁，C缸活塞使鳞片收缩，由于A缸活塞与B缸缸体相连，A缸活塞静止不动，进入A缸前气室的压缩空气迫使A缸轴芯相对活塞产生运动，即往前移动，同时推动换向阀、C缸、旋冲部往前移动。由于进气导管、回流导管不动，当换向阀运动到进气导管气孔对准换气阀后气室时，换向阀动作，压缩空气将改变方向，同时进入B缸前气室、A缸前气室、C缸后气室。这时B缸鳞片收缩，C缸鳞片展开撑住孔壁，进入A缸后气室的压缩空气迫使A缸活塞前移，A缸活塞带动整个B气缸前移，从而实现全机向前钻进。
与已有技术相比，本实用新型有下列特点1、体积小、轻便、一个人可以搬动。
2、使用动力单一，只需压缩空气，操作简单，安全可告。
3、不需要钻架、钻场，不受巷道条件限制，不受角度、方位影响，适应范围广，井下机巷、回风巷、上山道、下山道均可使用。
图1是潜孔自动钻进器主视图图2是潜孔自动钻进器C-A缸段主视剖面图图3是潜孔自动钻进器A-B缸段主视剖面图图4是潜孔自动钻进器C-A缸段俯视剖面图图5是潜孔自动钻进器A-B缸段俯视剖面图具体实施方式
如图所示，本实用新型包括有带钻头的旋冲部5，不同之处是支撑部由气缸A、B、C和换气阀D组成，A、B、C三个气缸的轴蕊21、11、31两个横向内孔内分别套有进气管8、回流管9、轴蕊21、31两个竖向内孔内分别套有进气导管6、回流导管7、轴态11两个竖向内孔内分别套有后进气管6′、后回流管7′，尾接头12、鳞片槽体14分别与轴芯11固连，B缸活塞15穿套在轴芯11上且与缸壳16固连，连动板17穿套在轴芯11上，其上固接后进气管6′、后回流管7′，穿越连动板17的进气管8、回流管9的外径前大、后小，进气管8、回流管9后端分别有凸台81、91，鳞片槽体14槽孔内铰接有鳞片18，位于鳞片槽体14槽孔内的滑块19与缸壳16固连，导管固定板19与鳞片槽体14前端、A缸活塞套筒22尾端固联为一体，缸盖23与轴芯21后端固连，轴芯21前端与换向阀壳体41后端、缸壳24固联为一体，轴芯31后端与换向阀壳体41前端固联为一体，轴芯21与31之间用分别套在进气导管6、回流导管7上的过渡管42连接，换气阀阀芯43穿套在过渡管42上且与进气管8、回流管9固连，鳞片槽体34与轴芯31固连，鳞片槽体34槽孔内铰接有鳞片35，位于鳞片槽体34槽孔内的滑块36与缸壳32固连，C缸活塞33穿套在轴芯31上且与缸壳32固连，轴芯31、鳞片槽体34均于旋冲部5对接，旋冲部5的进气管端部有三通，进气管8、回流管9分别通过逆止阀连接旋冲部5的进气管三通，轴芯11上开有与B缸前后气室相通的B2、B4、B1、B3四个气孔。后进气管6′上相应有位置错开的B2′、B1′气孔。后回流管7′上相应有位置错开的B4′、B1′气孔，轴芯31上开有与C缸前、后气室相通的C2、C4、C1、C3四个气孔，进气管8上相应有位置错开的C2′、C1′气孔，回流管9上相应有C4′、C3′气孔，轴芯21前端开有与换气阀D后气室相通的D1、D3气孔，轴芯31后端开有与换气阀D前气室相通的D2、D4气孔，进气导管6上相应有位置错开的D1′、D2′气孔，回流导管7上相应有位置错开的D3′、D4′气孔，缸盖23和轴芯22后端上开有与A缸后气室相通的A1、A3气孔，轴芯22前部开有与A缸前气室相通的A2、A4气孔，进气管8上相应有位置错开的A1′、A2′气孔，回流管9上相应有位置错开的A3′、A4′气孔，在进气管8的A1′——A2′段内和回流管9的A3′-A4′段内分别装有固定堵头82、弹簧83、活动堵套84。进气管8和回流管9上分别有直径小于2毫米的小孔各2个，小孔分别与A缸前、后气室相通(图上未画出小孔)。
往前钻进的工作原理如下当气孔A2与A2′、C2与C2′、C3与C3′、B1与B1′、B4与B4′互相对准，气孔A1与A1′、A3与A3′、A4与A4′、C1与C1′、C4与C4′、B2与B2′、B3与B3′互相错开时，高压气体同时进入A、C缸前气室和B缸后气室，A缸后气室气体则通过小孔进入回流管9。这时，气体推动B缸活塞15并带动缸壳16、滑块13前移，推动鳞片18展开撑住孔壁；气体同时推动C缸活塞33并带动缸壳32、滑块36后移，使鳞片34缩进鳞片槽体34槽孔内；由于A缸活塞套筒22与B缸鳞片槽体14固连而停止不动，因此进入A缸前气室的高压气体只能推动A缸轴芯21、缸盖23前移，从而推动换向阀D、C缸及旋冲部5前进。
在轴芯21、31前进过程中，进气导管6、回流导管7因与B缸导管固定板19连接而停止不动。当A缸活塞套筒相对后退到靠近A1、A3气孔，即轴芯21、31前进到气孔D1与D2′、D4与D4′对准时，高压气体进入换气阀D后气室，推动阀芯43前移，阀芯43带动进气管8、回流管9前移，使气孔C1与C1′、C4与C4′、A1与A1′互相对准，气孔C2与C2′、C3与C3′、A2与A2′、A3与A3′、A4与A4′互相错开；与之同时，前移的进气管8凸台81和回流管9凸台91共同推动连动板17前移，使气孔B2与B2′、B3与B3′互相对准、气孔B1与B1′、B4与B4′互相错开，高压气体同时进入C缸、A缸后气室和B缸前气室，这时C缸活塞33前移使鳞片35展开撑住孔壁，B缸活塞15后移使鳞片18收缩，A缸活塞套筒22前移，并带动整个B缸及进气导管6、回流导管7共同前进。
当A缸活塞套筒22前进到靠近A2、A4气孔时，气孔D2与D1′、D3与D3′对准，高压气体进入换气阀D前气室，推动阀芯43后移，从而带动进气管8、回流管9后移，再一次实现气孔A2与A2′、C2与C2′、C3与C3′、B1与B1′、B4与B4′互相对准，气孔A1与A1′、A3与A3′、A4与A4′、C1与C1′、C4与C4′、B2与B2′、B3与B3′互相错开状态，与此循环往复，推动旋冲部5不断钻进。
值得解释的是，在气孔A2与A2′对准时，高压气体推动该处的活动堵套84位移，因而气体能进入气室，才是真正的互相对准。此时，排气管9内的气孔A4′虽然表面是对准了轴芯21上的气孔A4，但是该处的活动堵套84因没有气体压力不动作，气体不能进入前气室，因此我们在上文中说A4与A4′互相错开。A1与A1′对准A3与A3′错开的情况与此类似，解释相同。
往后退出的工作原理如下如果手工操纵位于孔外的变向阀门，使原来的进气管、进气导管变成回流管、回流导管，原来的回流管、回流导管变成进气管、进气导管。在这种情况下，当气孔A4与A4′、C2与C2′、C3与C3′、B1与B1′、B4与B4′互相对准、A1与A1、A3与A3′、A2与A2′、C1与C1′、C4与C4′、B2与B2、B3与B3′互相错开时，高压气压同时进入A、B缸前气室和C缸后气室，这时气体推动C缸活塞33前移，鳞片35展开撑住孔壁；气体同时推动B缸活塞15后移，整个鳞片18收缩；进入A缸前气室的高压气体推动活塞套筒22及B缸后移。当活塞套筒22靠近气孔A1、A3时，气孔D1与D2′、D4与D4′互相对准，换气阀D换向，使气体A3与A3′、C1与C1′、C4与C4′、B2与B2′、B3与B3′互相对准，气孔A1与A1′、A3与A3′、A4与A4′、C2与C2′、C3与C3′、B1与B1′、B4与B4′互相错开时，高压气体同时进入A、B缸后气室和C缸前气室，气体推动C缸活塞33后移，鳞片35收缩；气体同时推动B缸活塞15前移，鳞片18展开撑住孔壁，由于A缸活塞套筒与B缸一起停止不动，因此进入A缸后气室的高压气体推动A缸轴芯21及与之固连的换向阀D、C缸和旋冲部后移，从而实现整机后退。
最后需指出，由于进气管8和回流管9均分别通过逆止阀才与旋冲部的进气管端部三通相接，因此不管是前进时进气管8进气，还是后退时回流管9改为进气管，均保证旋冲部进气管有高压气体喷出。
权利要求1.一种潜孔自动钻进器，包括有带钻头的旋冲部(5)，其特征在于支撑部由气缸A、B、C和换气阀D组成，A、B、C三个气缸的轴蕊(21)、(11)、(31)两个横向内孔内分别套有进气管(8)、回流管(9)，轴蕊(21)、(31)两个竖向内孔内分别套有进气导管(6)、回流导管(7)，轴芯(11)两个竖向内孔分别套有后进气管(6′)、后回流管(7′)，尾接头(12)、鳞片槽体(14)分别与轴芯(11)固连，B缸活塞(15)穿套在轴芯(11)上且与缸壳(16)固连，连动板(17)穿套在轴芯(11)上，其上固接后进气管(6′)、后回流管(7′)，穿越连动板(17)的进气管(8)、回流管(9)的外径前大、后小，进气管(8)、回流管(9)后端分别有凸台(81)、(91)，鳞片槽体(14)上槽孔内铰接有鳞片(18)，位于鳞片槽体(14)槽孔内的滑块(13)与缸壳(16)固连，导管固定板(19)与鳞片槽体(14)前端、A缸活塞套筒(22)尾端固联为一体，缸盖(23)与轴芯(21)后端固连，轴芯(21)前端与换向阀壳体(41)后端、缸壳(24)固联为一体，轴芯(31)后端与换向阀壳体(41)前端固联为一体，轴芯(21)与(31)之间用分别套在进气导管(6)、回流导管(7)上的过渡管(42)连接，换气阀阀芯(43)穿套在过渡管(42)上且与进气管(8)，回流管(9)固连，鳞片槽体(34)与轴芯(31)固连，鳞片槽体(34)上槽孔内铰接有鳞片(35)，位于鳞片槽体(34)槽孔内的滑块(36)与缸壳(32)固连，C缸活塞(33)穿套在轴芯(31)上且与缸壳(32)固连，轴芯(31)、鳞片槽体34均与旋冲部(5)对接，旋冲部(5)的进气管端部有三通，进气管(8)、回流管(9)分别通过逆止阀连接旋冲部(5)的进气管三通，轴芯(11)上开有与B缸前、后气室相通的B2、B4、B1、B3四个气孔，后进气管(6′)上相应有位置错开的B2′、B1′气孔，后回流管(7′)上相应有位置错开的B4′、B1′气孔，轴芯(31)上开有与C缸前、后气室相通的C2、C4、C1、C3四个气孔，进气管(8)上相应有位置错开的C2′、C1′气孔，回流管(9)上相应有C4′、C3′气孔，轴芯(21)前端开有与换气阀D后气室相通的D1、D3气孔，轴芯(31)后端开有与换气阀D前气室相通的D2、D4气孔，进气导管(6)上相应有位置错开的D1′、D2′气孔，回流导管(7)上相应有位置错开的D3′、D4′气孔，缸盖((23)和轴芯(22)后端上开有与A缸后气室相通的A1、A3气孔，轴芯(22)前部开有与A缸前气室相通的A2、A4气孔，进气管(8)上相应有位置错开的A1′、A2′气孔，回流管(9)上相应有位置错开的A3′、A4′气孔，在进气管(8)的A1′-A2′段内和回流管9的A3′-A4′段内分别装有固定堵头(82)、弹簧(83)、活动堵套(84)，进气管(8)和回流管(9)上分别有直径小于2毫米的小孔各2个，小孔分别与A缸前、后气室相通。
专利摘要一种潜孔自动钻进器，它的旋冲部后端装有由A、B、C三个气缸、换向阀、进气管、回流管组成的支撑部，B缸的鳞片槽体、导管固定板、尾接头分别固连在其轴芯上，B缸活塞与其缸壳固连；A缸活塞套筒尾端与B缸鳞片槽体前端固连，A缸的缸盖、缸壳分别固连在其轴芯上；C缸活塞与其缸壳固连，其鳞片槽体与轴芯及旋冲部固连；换气阀阀体及过渡管将A缸、C缸轴芯联为一体，阀芯与进气管、回流管固连。三个缸的轴芯内装有进气管、回流管、进气导管和回流导管，每根管上相应开有位置错开的气孔。本实用新型不需要钻架和钻场就可以钻孔，其特点是体积小、轻便、只需压缩空气作为动力，操作简单、安全可靠，适应范围广。
文档编号E21B4/10GK2661900SQ20032011438
公开日2004年12月8日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日
发明者王诗和 申请人:王诗和