混合密封牙轮钻头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种混合密封牙轮钻头，其包括牙掌、设置于牙掌一端的轴颈、以及牙轮，牙掌的内部形成有储油及通风孔道，储油及通风孔道的一端延伸至轴颈中，轴颈中设置有与储油及通风孔道相连通的通油、通气孔，通风孔道中设置有挡碴装置，挡碴装置包括挡碴管、以及与挡碴管相配合的活塞，挡碴管的两端分别设置有若干上部孔洞和下部孔洞，活塞装配在挡碴管内。本实用新型的混合密封牙轮钻头结合了全密封和非密封两种工作模式，一方面在工作前期处于全密封状态，确保轴承全密封状态下的轴承润滑与冷却，另一方面在密封失效、润滑脂泄露完后，转换成非密封状态，高压空气能够进入牙轮钻头轴承腔内继续冷却轴承，延长了牙轮钻头的总体使用寿命。
【专利说明】混合密封牙轮钻头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械钻探钻具，尤其涉及一种混合密封牙轮钻头。
【背景技术】
[0002]牙轮钻头是一种应用非常广泛的钻探钻具，其在钻探岩石时，通过其牙轮自转与岩石间的相互作用力碾压、冲击破碎，达到破坏岩层的目的。牙轮钻头在钻探时，破碎的岩屑、渣土可能会进入到牙轮钻头轴承内部，磨损损坏牙轮钻头轴承，缩短牙轮钻头的使用寿命O
[0003]目前牙轮钻头主要分非密封、全密封和半密封钻头三种。
[0004]非密封牙轮钻头设置有具有开有上扁口与下圆口的挡碴管，上扁口与下圆口之间形成贯通的通风道，非密封牙轮钻头工作时，需要高压空气通过通风道进入轴承冷却，其冷却效果一般，轴承没有润滑介质润滑，钻头寿命较短。
[0005]全密封钻头设置有储油系统，在储油、轴承系统中注满了润滑油脂，润滑油脂起到润滑、冷却轴承的目的，但是一旦轴承密封失效后，润滑油脂就会泄露，岩渣、碎屑就会进入轴承内，造成轴承磨粒磨损，轴承很快就磨损失效。
[0006]半密封钻头设置有注油管和通风道，虽然其具有一定的密封作用，但使用该类型的牙轮钻头中的润滑油脂无法确保注满，其不能实现全密封，存在润滑不充分的问题。同时，油管内的润滑油容易被高压空气吹出，影响润滑和冷却的效果，轴承和密封系统容易失效，轴承寿命有限。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种具有混合密封功能的牙轮钻头。
[0008]为实现上述实用新型目的之一，本实用新型的混合密封牙轮钻头，其包括牙掌、设置于所述牙掌一端的轴颈、以及与所述轴颈相配合的牙轮，其特征在于，所述牙掌的内部形成有储油及通风孔道，所述储油及通风孔道的一端延伸至所述轴颈中，所述轴颈中设置有与所述储油及通风孔道相连通的通油通气孔，所述通风孔道中设置有挡碴装置，所述挡碴装置包括挡碴管、与所述挡碴管相配合的活塞、以及弹簧，所述挡碴管与所述活塞之间采用O形密封圈密封，所述挡碴管具有腔体，所述活塞、弹簧安装于所述腔体内，所述挡碴管的上下两端分别开设有若干上部孔洞和若干下部孔洞，所述活塞设置于所述若干上部孔洞和若干下部孔洞之间的管孔内。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述挡碴管的侧壁上设置有环形的凸台，所述凸台与所述侧壁相垂直。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述上部孔洞和下部孔洞的形状为异形孔。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述异形孔包括:圆形孔、或横向条孔、或竖向条孔、或方形孔、或三角孔、或五角星孔、或不规则形状孔。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述活塞滑动设置于所述腔体中，所述腔体中设置有限定所述活塞位置的限位部件，当所述活塞与所述限位部件抵触后，所述上部孔洞和下部孔洞之间的空间呈连通状态。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述限位部件为与所述挡碴管一体成型的底板，所述底板位于所述挡碴管的底部。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述储油及通风孔道的中形成有与所述挡碴装置相配合的阶梯孔。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述挡碴管的上端部还设置有沿所述挡碴管周向延伸的条形孔，所述上端部与所述条形孔之间的距离小于所述上端部与上部孔洞之间的距离。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型的混合密封牙轮钻头结合了全密封和非密封的两种工作模式，首先在全密封状态下，实现轴承全密封状态下的轴承润滑与冷却，在密封失效、润滑脂泄露完后，转换成非密封状态，高压空气能够进入牙轮钻头轴承腔内继续冷却轴承，大幅度延长了牙轮钻头的总体使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型中挡碴装置的一【具体实施方式】的平面剖视示意图；
[0018]图2为本实用新型的混合密封牙轮钻头的一【具体实施方式】的部分结构的平面示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图所示的各实施方式详细说明本实用新型的技术方案，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
[0020]如图1、图2所示，本实用新型的混合密封牙轮钻头200包括牙掌201、设置于所述牙掌201 —端的轴颈202、以及与所述轴颈202相配合的牙轮203。所述牙掌201的内部形成有储油及通风孔道204，所述储油及通风孔道204的一端延伸至所述轴颈202中，所述轴颈202中设置有与所述储油及通风孔道204相连通的通油通气孔205，所述储油及通风孔道204中装配有挡碴装置100。
[0021]具体地，所述挡碴装置100包括挡碴管10、与所述挡碴管10相配合的活塞20、以及弹簧。为了实现挡碴管10与活塞20之间良好密封，所述挡碴管10与所述活塞20之间采用O形密封圈40密封。所述O型密封圈40安装在所述活塞20的环形槽中，并与腔体30的内侧壁间有一定的径向压缩量。所述挡碴管10具有腔体，所述活塞20安装在所述腔体中。弹簧安装于活塞20上面的腔体内。进一步地，所述挡碴管10的上下两端分别开设有若干上部孔洞1021和若干下部孔洞1022，所述活塞20安装于所述若干上部孔洞1021和若干下部孔洞1022之间的管孔内，所述管孔也即挡渣管10的腔体。其中，上部孔洞1021和下部孔洞1022为高压空气的进风孔和出风孔。当活塞20位于所述若干上部孔洞1021和若干下部孔洞1022之间的管孔内时，所述包含挡碴装置100的储油密封系统处于全密封状态，此时，高压空气不能进入牙掌轴颈202与牙轮203内孔配合的轴承空间中，这时处于全密封腔内的润滑脂发挥润滑冷却作用。[0022]所述上部孔洞1021的形状为圆形孔、或横向条孔、或竖向条孔、或方形孔、或三角孔、或五角星孔、或所有其它异形孔，所述下部孔洞1022的形状为圆形孔、或横向条孔、或竖向条孔、或方形孔、或三角孔、或五角星孔、或所有其它异形孔，上述所称异形孔是指具有任意形状的孔洞。从而，上部孔洞1021和下部孔洞1022的形状可以为上述形状的任意组合。需要说明的是，上部孔洞和下部孔洞的形状并不局限于上述所列举的形状，在一定尺寸下，上部孔洞和下部孔洞可以为任意形状的异形孔。
[0023]进一步地，所述挡碴管10上设置有环形的凸台103，且所述凸台103与挡渣管的侧壁相垂直。该凸台103便于挡碴装置100的安装与定位。相应地，为了与挡碴装置100相配合，所述储油及通风孔道204内有与所述挡碴装置100相配合的阶梯孔206，挡碴装置100的凸台103与该阶梯孔206的开口边缘紧密接触。
[0024]此外，所述活塞20滑动于所述腔体中，所述腔体中设置有限定所述活塞20位置的限位部件，当所述活塞20与所述限位部件相触靠时，所述上部孔洞和下部孔洞之间的空间呈连通状态。从而，在较短时间内，润滑油脂泄露完，高压空气会推动活塞向挡碴管下端滑动，当活塞与限位部件相触靠时，之间的空间呈连通状态，挡碴装置从密封状态转化为非密封状态。从而，迅速实现高压空气的冷却作用。作为一种优选实施方式，所述挡碴管10包括管体，所述管体具有底壁101、以及自所述底壁101四周边缘一体延伸出的侧壁102,所述侧壁102与所述底壁101相垂直，所述底壁101与侧壁102形成腔体30，所述活塞20设置于所述腔体30中。上述底壁形成所述限位部件，此时至少部分下部孔洞1022距底壁101的距离大于活塞20的高度，从而使上部孔洞1021和下部孔洞1022之间的空间呈有效连通状态。
[0025]此外，所述挡碴管10的上端部开有沿所述挡碴管10周向延伸的条形孔50，所述端部与所述条形孔50之间的距离小于所述上端部与上部孔洞1021之间的距离。设置所述条形孔的目的在于，当将活塞放置于挡碴管后，在挡碴管中还要放置如上所述的弹簧，该弹簧下端与活塞上端接触，将设置有条形孔的端部捏扁，使挡碴管的上端部扁口压紧弹簧。该弹簧上端限位，下端与活塞紧密接触，使活塞位置始终处于挡碴管中部的管孔内。此外，在弹簧处于自然状态或压缩状态时，上部孔洞1021和下部孔洞1022之间的空间始终不会连通。
[0026]综上所述，本实用新型的混合密封牙轮钻头结合了全密封和非密封的两种工作模式，首先在全密封状态下，实现轴承全密封状态下的轴承润滑与冷却，在密封失效、润滑脂泄露完后，转换成非密封状态，高压空气能够进入牙轮钻头轴承腔内继续冷却轴承，大幅度延长了牙轮钻头的总体使用寿命。
[0027]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0028]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种混合密封牙轮钻头，其包括牙掌、设置于所述牙掌一端的轴颈、以及与所述轴颈相配合的牙轮，其特征在于，所述牙掌的内部形成有储油及通风孔道，所述储油及通风孔道的一端延伸至所述轴颈中，所述轴颈中设置有与所述储油及通风孔道相连通的通油通气孔，所述通风孔道中设置有挡碴装置，所述挡碴装置包括挡碴管、与所述挡碴管相配合的活塞、以及弹簧，所述挡碴管与所述活塞之间采用O形密封圈密封，所述挡碴管具有腔体，所述活塞、弹簧安装于所述腔体内，所述挡碴管的上下两端分别开设有若干上部孔洞和若干下部孔洞，所述活塞设置于所述若干上部孔洞和若干下部孔洞之间的管孔内。
2.根据权利要求1所述的混合密封牙轮钻头，其特征在于，所述挡碴管的侧壁上设置有环形的凸台，所述凸台与所述侧壁相垂直。
3.根据权利要求1所述的牙轮钻头，其特征在于，所述上部孔洞和下部孔洞的形状为异形孔。
4.根据权利要求3所述的牙轮钻头，其特征在于，所述异形孔包括:圆形孔、或横向条孔、或竖向条孔、或方形孔、或三角孔、或五角星孔、或不规则形状孔。
5.根据权利要求1所述的混合密封牙轮钻头，其特征在于，所述活塞滑动设置于所述腔体中，所述腔体中设置有限定所述活塞位置的限位部件，当所述活塞与所述限位部件抵触后，所述上部孔洞和下部孔洞之间的空间呈连通状态。
6.根据权利要求5所述的混合密封牙轮钻头，其特征在于，所述限位部件为与所述挡碴管一体成型的底板，所述底板位于所述挡碴管的底部。
7.根据权利要求1所述的混合密封牙轮钻头，其特征在于，所述储油及通风孔道中形成有与所述挡碴装置相配合的阶梯孔。
8.根据权利要求1所述的混合密封牙轮钻头，其特征在于，所述挡碴管的上端部还设置有沿所述挡碴管周向延伸的条形孔，所述上端部与所述条形孔之间的距离小于所述上端部与上部孔洞之间的距离。
【文档编号】E21B10/22GK203640606SQ201320874561
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】阮耐姆杜伊 申请人:苏州思丹孚钻具有限公司