专利名称：无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种潜孔冲击器，特别是无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器。
背景技术：
国内现有的活塞导向套式无阀单缸型潜孔冲击器的主要特点是活塞运动时活塞小端冲击钻头，活塞大端和缸体相互作用进行配气和导向，存在以下缺点1、阀座与后接头之间装有橡胶圈，在冲击器工作时自身就能吸收一定的能量，但在冲击器工作一段时间后橡胶易老化变形，将会产生蹿动而严重的影响各部件之间的配合精度，从而降低了工作效率，并缩短了冲击器的工作寿命。2、配气杆、阀座和后接头用横销方式刚性连接，冲击器工作时所产生的振动和反作用力不能清除或减弱而传递给钻机，降低工作效率，使机器零件早期破损报废。3、配气杆较长，并开有面积较大的送气孔，容易出现早期断裂现象，降低冲击器工作时可靠性。4、有较多的进、排气路，因而造成较大的气压损失。5、活塞上开有较多配气孔道，气道转折且路程长，气体压力损失大，使其对热处理反应敏感，应力集中，工作时常因工艺和结构上的原因早期破坏。中国专利“201020546451. 2”公开了一种活塞导向套式无阀单缸型高效潜孔冲击器，可以克服现有技术中的缺陷，存在的问题是配气杆与逆止阀座为一整体，且设有多个和配气杆中心孔道连通的斜孔，加工难度大，轴径比较大，受力状况不佳，在交变应力的工况下配气杆或配气杆与缸体之间的密封环易损坏。配气杆受活塞影响产生的振动，也会影响逆止阀的密封状况。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，可以提高工作效率，延长使用寿命。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，包括缸体，缸体上端与后接头连接，后接头的单向进气道与逆止阀配合，缸体下端通过前接头与钻头连接，逆止阀安装在逆止阀座内，逆止阀座上设有配气孔，逆止阀座下方设有定位套，定位套的内壁与配气杆上端配合，定位套的内壁与配气杆上端之间还设有多个橡胶圈，配气孔与配气杆中心孔道连通；配气杆的下端与活塞上端的活塞上供气室配合，活塞上供气室与活塞上排气孔连通，活塞下端设有活塞下供气室，活塞下供气室与活塞下排气孔连通，活塞的下端与缸体之间设有导向套。所述的配气杆与定位套内壁配合的部位设有凸环，橡胶圈与凸环交错布置。缸体的内壁设有多个环形通道，所述的多个环形通道与活塞组成多个气体通道， 所述的配气杆外壁还设有配气杆通气槽，配气杆通气槽与活塞上供气室形成气体通道。[0014]活塞位于适当的位置使活塞上供气室通过配气杆通气槽与后气室连通，或者活塞位于其他的位置该气体通道被截止。缸体的内壁与活塞之间从上到下依次设有第一环形通道、第二气体通道和第三环形通道。活塞位于适当的位置使后气室通过第一环形通道和第二气体通道与活塞下排气孔连通，或者活塞位于其他的位置第一环形通道和/或第二气体通道被截止；活塞位于适当的位置使活塞上排气孔通过第三环形通道与前气室连通，或者活塞位于其他的位置第三环形通道被截止。后接头和逆止阀座之间设有工字型钢垫圈。所述的导向套与接头之间设有卡环。缸体与后接头之间、缸体与定位套之间和缸体与导向套之间均设有0形密封圈。本实用新型提供的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，通过将定位套刚性压紧在缸体内，配气杆与定位套浮动连接的方式，提高了冲击器工作时的稳定性，首先，配气杆与橡胶圈交替的装在定位套中，一方面定位套能减小配气杆工作时径向跳动，来确保配气机构工作的高效性和稳定性。另一方面橡胶圈受反作用力形变能保证配气杆工作时能有一定轴向滑动，且形成浮动连接。从而能消除冲击器工作时的振动。其次，定位套是刚性压紧在外套管内的，其工作时的反作用力不完全作用在橡胶圈上，从而延长了橡胶圈的工作寿命， 增强了配气机构的可靠性。配气杆结构更为合理，配气杆进一步缩小了轴径比，易于加工，在工作时不易变形和断裂。配气杆上有唯一中心气孔通气，气道简洁通畅，减少了能量的损失。与现有技术相比，活塞结构合理。首先，活塞上钻孔个数少、轴径变化较小，能较平稳的传递冲击器工作时的应力，提高工作寿命。第二，活塞上孔道少、无折返孔道、无细长孔，加工方便，加工效率高，无需深孔磨削。活塞与缸体上多个环形气道的配合，使系统气路设计合理，系统整体气路通畅、无折返式气路，大大提高气动效率，减小气压损失。冲击器合理的调整了活塞的质量和工作行程，提高了冲击器的冲击频率与单次冲击能，从而能在各种岩层实现“高频、高能”的工作，提高了工作效率(与现有技术相比之下效率提高了 20% 30%)。由于整体气路设计合理，冲击器工作压力范围广，可在5—25公斤/厘米2范围内工作。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的剖视结构示意图。图2为
图1中A处的局部放大图。图3为
图1中B处的局部放大图。
具体实施方式
一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，包括缸体11，缸体11上端与后接头1连接，后接头1的单向进气道2与逆止阀3配合，缸体11下端通过前接头17与钻头18连接，逆止阀3安装在逆止阀座6内，逆止阀座6上设有配气孔4，逆止阀座6下方设有定位套9，定位套9的内壁与配气杆10上端配合，定位套9的内壁与配气杆10上端之间还设有多个橡胶圈7，配气孔4与配气杆中心孔道8连通；配气杆10的下端与活塞12上端的活塞上供气室19配合，活塞上供气室19与活塞上排气孔22连通，活塞12下端设有活塞下供气室25，活塞下供气室25与活塞下排气孔 21连通，活塞12的下端与缸体11之间设有导向套14。逆止阀3是防止岩浆水流入冲击器及钻杆的单向阀，配气杆10 —方面将压缩空气引入缸体11，另一面同缸体、活塞一起实现活塞运动的配气动作。所述的配气杆10与定位套9内壁配合的部位还设有凸环，橡胶圈7与凸环交错布置。从图2中可以看出，橡胶圈7分布在凸环的两侧，然后安装在定位套9内，定位套9刚性的压装在缸体11内，提高了冲击器工作时的稳定性，首先，配气杆与橡胶圈交替安装方式， 一方面定位套能减小配气杆工作时径向跳动，来确保配气机构工作的高效性和稳定性。另一方面橡胶圈受反作用力形变能保证配气杆工作时能有一定轴向滑动，配气杆形成浮动连接，从而能消除冲击器工作时的振动，减少对于逆止阀3的影响。其次，定位套是刚性压紧在外套管内的，并配合配气杆10上设置的凸环，其工作时的反作用力不完全作用在橡胶圈上，在橡胶圈压缩到适当的程度，凸环和定位套9内壁接触避免了橡胶圈进一步压缩而损坏，从而延长了橡胶圈的工作寿命，增强了配气机构的可靠性。缸体11的内壁设有多个环形通道，所述的多个环形通道与活塞12组成多个气体通道，所述的配气杆10外壁还设有配气杆通气槽27，配气杆通气槽27与活塞上供气室19 形成气体通道。活塞12位于适当的位置使活塞上供气室19通过配气杆通气槽27与后气室13连通，或者活塞12位于其他的位置该气体通道被截止。如
图1中所示，活塞12位于配气杆10 下端时气体通道被截止；活塞12上行位于配气杆通气槽27的位置时，上供气室19与后气室13之间的气体通道被连通，为进一步加大气流流通截面，在上供气室19的相应位置还设有扩径部。缸体11的内壁与活塞12之间从上到下依次设有第一环形通道16、第二气体通道 20和第三环形通道23。在本例中，第一环形通道16和第三环形通道23主要位于缸体11， 第二气体通道20主要为开在活塞12外表面的气槽。活塞12位于适当的位置使后气室13通过第一环形通道16和第二气体通道20与活塞下排气孔21连通，或者活塞12位于其他的位置第一环形通道16和/或第二气体通道 20被截止；具体如图3中所示，当活塞12在C、D之间的凸起部运行到C和D之间时，后气室13通过第一环形通道16和第二气体通道20与活塞下排气孔21连通；该凸起部运行到 C处时第一环形通道16被截止，运行到D处时第二气体通道20被截止。活塞12位于适当的位置使活塞上排气孔22通过第三环形通道23与前气室M连通，或者活塞12位于其他的位置第三环形通道23被截止。具体如图3中所示，活塞12下行时，上排气孔22与第三环形通道23之间连通，而活塞12上行时，第三环形通道23被截止。活塞采用了双盲孔的设计，结构合理。这样的结构在活塞上钻孔个数少、轴径变化较小，增加了活塞整体的强度，能较平稳的传递冲击器工作时的应力，延长了工作寿命。且活塞上孔道少、通气孔中气体流动顺畅，无折返孔道、无细长孔，加工方便，加工效率高，无需深孔磨削。后接头1和逆止阀座6之间设有工字型钢垫圈5。设置的工字型钢垫圈降低了逆止阀座6或后接头1的加工难度，便于零件磨损后更换，且更有利于返回应力波的吸收与传导。所述的导向套14与接头17之间设有卡环15。卡环15为防止钻头18脱落。缸体11与后接头1之间、缸体11与定位套9之间和缸体11与导向套14之间均设有0形密封圈。0形密封圈主要起密封作用。为开动冲击器，须先下放冲击器。当钻头与岩石接触并顶起活塞处于图3所示位置时，启动准备工作即告结束。本实用新型的具体气动过程如下启动前，须先下放本实用新型的装置。当钻头18与岩石接触并顶起活塞12处于图3所示位置时，启动准备工作即告结束。由后接头1从单向进气道2引入的高压气体P，顶开逆止阀3，经配气孔4、配气杆中心孔道8到活塞上供气室19，高压气体P由这里交替的进入汽缸后气室13和前气室24。返程开始时，活塞处于图3所示位置，活塞上供气室19中的高压气体经活塞上排气孔22、第三环形通道23进入前气室M推动活塞向上运动。当第三环形通道23关闭时， 前气室M进气停止，活塞靠前气室中的高压气体膨胀继续向上运动，当活塞的前端与导向套14脱开后，前气室中的高压气体经钻头中心孔沈排至孔底。后气室13内的气体在活塞开始返程运动时，经第一环形通道16、第二气体通道20、活塞下排气孔21、活塞下供气室25 和钻头中心孔沈逸出至孔底，使活塞运动时所受到的背压阻力很小；当活塞运行至关闭第一环形通道16时，活塞的返程运动使后气室13的气体受到压缩；当活塞12运动到活塞上供气室19与配气杆通气槽27形成气体通道时，高压气体经该气体通道进入后气室13，由于活塞运动惯性，活塞滑行一段距离，直到进入后气室13的高压气体产生压力使活塞终止返程运动。活塞冲程运动时，活塞在后气室13内的高压气体的推动下运动到活塞上供气室 19与配气杆通气槽27形成气体通道关闭瞬间，高压气体进入后气室的通道被堵死，活塞靠气体膨胀向前运动，直至第一环形通道16被打开，后气室气体经经第一环形通道16、第二气体通道20、活塞下排气孔21、活塞下供气室25和钻头中心孔沈排至孔底。此时活塞撞击钻头18尾部完成冲程运动。在活塞开始冲程运动时，前气室M内的气体继续经导向套14和钻头中心孔沈排到孔底；当活塞前端进入导向套时，活塞继续向前运动到活塞上排气孔22接通第三环形通道23，高压气体进入到前气室24，开始进入返程，从而完成了一次循环的配气过程。
权利要求1.一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，包括缸体(11)，缸体(11)上端与后接头(1)连接，后接头(1)的单向进气道(2)与逆止阀(3)配合，缸体(11)下端通过前接头(17)与钻头(18)连接，其特征在于逆止阀(3)安装在逆止阀座(6)内，逆止阀座(6)上设有配气孔 (4)，逆止阀座(6)下方设有定位套(9)，定位套(9)的内壁与配气杆(10)上端配合，定位套 (9)的内壁与配气杆(10)上端之间还设有多个橡胶圈(7)，配气孔(4)与配气杆中心孔道 (8)连通；配气杆(10)的下端与活塞(12)上端的活塞上供气室(19)配合，活塞上供气室(19)与活塞上排气孔(22)连通，活塞(12)下端设有活塞下供气室(25)，活塞下供气室(25)与活塞下排气孔(21)连通，活塞(12)的下端与缸体(11)之间设有导向套(14)。
2.根据权利要求1所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于所述的配气杆(10)与定位套(9)内壁配合的部位设有凸环，橡胶圈(7)与凸环交错布置。
3.根据权利要求1所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于缸体(11) 的内壁设有多个环形通道，所述的多个环形通道与活塞(12)组成多个气体通道，所述的配气杆(10)外壁还设有配气杆通气槽(27)，配气杆通气槽(27)与活塞上供气室(19)形成气体通道。
4.根据权利要求3所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于活塞(12) 位于适当的位置使活塞上供气室(19)通过配气杆通气槽(27)与后气室(13)连通，或者活塞(12)位于其他的位置该气体通道被截止。
5.根据权利要求3所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于缸体(11) 的内壁与活塞(12)之间从上到下依次设有第一环形通道(16)、第二气体通道(20)和第三环形通道(23)。
6.根据权利要求5所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于活塞(12) 位于适当的位置使后气室(13 )通过第一环形通道(16 )和第二气体通道(20 )与活塞下排气孔(21)连通，或者活塞(12 )位于其他的位置第一环形通道(16 )和/或第二气体通道(20 ) 被截止；活塞(12)位于适当的位置使活塞上排气孔(22)通过第三环形通道(23)与前气室(24) 连通，或者活塞(12)位于其他的位置第三环形通道(23)被截止。
7.根据权利要求1所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于后接头(1) 和逆止阀座(6)之间设有工字型钢垫圈(5)。
8.根据权利要求1所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于所述的导向套(14)与接头(17)之间设有卡环(15)。
9.根据权利要求1所述的一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，其特征在于缸体(11) 与后接头(1)之间、缸体(11)与定位套(9)之间和缸体(11)与导向套(14)之间均设有0形密封圈。
专利摘要一种无阀单缸型盲孔道潜孔冲击器，包括缸体，缸体上端与后接头连接，后接头的单向进气道与逆止阀配合，缸体下端通过接头与钻头连接，逆止阀安装在逆止阀座内，逆止阀座上设有配气孔，逆止阀座下方设有定位套，定位套的内壁与配气杆配合，定位套的内壁与配气杆之间还设有多个橡胶圈，配气孔与配气杆中心孔道连通；配气杆的下端与活塞上端的活塞上供气室配合，活塞上供气室与活塞上排气孔连通，活塞下端设有活塞下供气室，活塞下供气室与活塞下排气孔连通，活塞的下端与缸体之间设有导向套。本实用新型提高了冲击器工作时的稳定性，延长了橡胶圈的工作寿命，增强了配气机构的可靠性。
文档编号E21B4/06GK202187710SQ20112030719
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者龚康强 申请人:宜昌市五环钻机具有限责任公司