一种带尾管结构的冲击器的制作方法

1.本技术涉及冲击器技术领域，特别是涉及一种带尾管结构的冲击器。


背景技术：

2.冲击器广泛应用于钻孔和扩孔作业；参照图1，中国专利cn201273137y设计了一种带尼龙管结构的新型潜孔器，该冲击器中配气杆为带台阶圆柱杆，活塞内孔也设有相匹配的内台阶；活塞在配气杆上运动过程中，活塞运动至配气杆的台阶位置，活塞内孔台阶易挂住在配气杆的外圆台阶，而造成活塞卡死不工作。同时其活塞的气路为盲孔结构设计，加工刀具对于活塞内部孔的锐边、尖角部分难处理；另外该冲击器中，活塞与配气杆的气路设计无法实现排渣气流的调节处理。


技术实现要素：

3.本发明提供的技术方案如下：
4.一种带尾管结构的冲击器，包括冲击器接头、外缸、逆止阀、逆止阀座、配气杆、活塞和钻头；
5.所述外缸一端安装所述冲击器接头，外缸的另一端安装所述钻头；所述冲击器接头设有进气通道；所述钻头设有吹渣通道和吹渣孔；
6.逆止阀的第一端设置于逆止阀座的安装孔内，且该端逆止阀与逆止阀座的安装孔底部之间设有弹簧；逆止阀的第二端连接于冲击器接头的进气通道；
7.逆止阀座设有逆止阀座气道，逆止阀座气道一端与所述配气杆通道连通，逆止阀座气道的另一端与打开逆止阀的进气通道连通；
8.所述活塞活动安装于外缸内，所述活塞设有贯穿的轴向通道，活塞利用轴向通道滑动套设于配气杆；
9.活塞在其前端与所述外缸形成有前腔，活塞在其后端与外缸形成有后腔；所述活塞的侧壁设置有第一气孔道，第一气孔道一端连通所述前腔，第一气孔道另一端连通所述配气孔；所述活塞的侧壁设有第二气孔道，第二气孔道一端连通所述后腔，第二气孔道另一端连通所述轴向通道；
10.所述钻头与活塞之间设有尾管段，所述尾管段的一端固定于钻头的吹渣通道一端；尾管段的另一端伸出吹渣通道可插入活塞的轴向通道。
11.进一部地，供所述活塞的轴向通道滑动插入的配气杆段为单一外径的直杆段。
12.进一步地，所述直杆段的一端连接于所述逆止阀座，且与逆止阀座气道连通；直杆段的配气杆通道另一端为封闭端，用以对应插入所述活塞的轴向通道。
13.进一步地，所述直杆段的配气杆通道为沿杆轴向贯穿的通道；直杆段的一端连接于所述逆止阀座，且与逆止阀座气道连通；靠近直杆段另一端的配气杆通道内设有封堵件。优选的，所述第二气孔道连通于封堵件后端的所述活塞的轴向通道。
14.进一步地，所述封堵件为阀门或堵头，封堵件用于阻挡配气杆通道和轴向通道之
间的直接相通。
15.所述封堵件为阀门，通过控制阀门的开度，实现配气杆通道与活塞的轴向通道小孔径导通，在确保配气杆通道内进入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。
16.或者是，所述封堵件为堵头，堵头设置贯穿的通气孔，依据通气孔实现所述配气杆通道和活塞的轴向通道的小孔径导通，在确保配气杆通道内进入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。
17.进一步地，靠近所述钻头一端的外缸内设有衬套，且钻头尾部插入至外缸内的所述衬套，活塞运动至钻头尾部端面使得所述前腔封闭。
18.进一步地，所述外缸一端内设有卡环和卡钎套，所述钻头通过卡环和卡钎套固定于所述外缸的另一端。
19.进一步地，所述活塞的轴向通道与所述钻头的吹渣通道对应设置。
20.进一步地，所述第一气孔道为倾斜的孔道，第一气孔道的轴线与所述活塞的轴向通道的轴线之间的夹角为10-75度。
21.进一步地，所述第二气孔道为倾斜的孔道，第二气孔道的轴线与所述活塞的轴向通道的轴线之间的夹角为10-75度。
22.有益效果：
23.本技术提供的一种带尾管结构的冲击器，包括冲击器接头、外缸、逆止阀、逆止阀座、配气杆、活塞和钻头；所述活塞活动安装于外缸内，所述活塞设有贯穿的轴向通道，活塞利用轴向通道滑动套设于配气杆；活塞在其前端与所述外缸形成有前腔，活塞在其后端与外缸形成有后腔。本技术冲击器中，活塞贯穿的轴向通道配合配气杆单一的外径直杆，使得活塞可顺畅滑动去冲击钻头，有效减轻背景技术中冲击器的活塞挂住卡死的问题；同时活塞贯穿的轴向通道设计，加工时刀具能完全伸入活塞贯穿的内孔通道加工，有效减轻活塞内孔通道的加工难度；另外，配气杆通道、轴向通道和吹渣通道依次对应连接，且配气杆通道内设有封堵件；当需提高冲击器的排渣气流，通过封堵件设置小通气孔能够实现导通配气杆通道与轴向通道，在确保配气杆通道内流入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。本技术的冲击器，具备气流通道短、气流方向流畅、气流流动阻力小的优点，进而使得活塞往复运动冲击中气压损失小，冲击效率高。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，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的附图。
25.图1是现有冲击器的示意图；
26.图2为本发明一种带尾管结构的冲击器的示意图；
27.附图标记：1、冲击器接头，2、外缸，3、逆止阀，4、逆止阀座，5、配气杆，6、活塞，6.1、第一气孔道，6.2、第二气孔道，7、钻头，7.1、吹渣通道，7.2、吹渣孔，8、衬套，9、卡环、10、卡钎套，11、后腔，12、前腔，13、尼龙管段，14、封堵件。
具体实施方式
28.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
33.参照图2所示，本发明提供一种带尾管结构的冲击器，包括冲击器接头1、外缸2、逆止阀3、逆止阀座4、配气杆5、活塞6和钻头7；所述外缸一端安装所述冲击器接头，外缸的另一端安装所述钻头；所述冲击器接头设有进气通道；所述钻头7设有吹渣通道7.1和吹渣孔7.2；所述配气杆设有配气杆通道，且配气杆侧壁设有连通配气杆通道的径向配气孔；逆止阀的第一端设置于逆止阀座的安装孔内，且该端逆止阀与逆止阀座的安装孔底部之间设有弹簧；逆止阀的第二端连接于冲击器接头的进气通道；逆止阀座设有逆止阀座气道，逆止阀座气道一端与所述配气杆通道连通，逆止阀座气道的另一端与打开逆止阀的进气通道连通；所述活塞活动安装于外缸内，所述活塞设有贯穿的轴向通道，活塞利用轴向通道滑动套设于配气杆；活塞6在其前端与所述外缸2形成有前腔12，活塞6在其后端与外缸2形成有后
腔11；所述活塞6的侧壁设置有第一气孔道6.1，第一气孔道一端连通所述前腔；所述活塞6的侧壁设有第二气孔道6.2，第二气孔道一端连通所述后腔；所述钻头与活塞之间设有尾管段，所述尾管段的一端固定于钻头的吹渣通道一端；尾管段的另一端伸出吹渣通道可插入活塞的轴向通道。
34.上述方案中，从冲击器接头的进气通道输入的压缩气体，克服逆止阀座中弹簧的弹性力，冲开逆止阀，逆止阀座气道连通进气通道和配气杆通道，压缩气体从逆止阀座气道流入配气杆的配气杆通道，再经径向配气孔、第一气孔道流入前腔。本技术的冲击器，活塞贯穿的轴向通道配合配气杆单一的外径直杆，使得活塞在压缩气体的动力作用下可顺畅滑动去冲击钻头，有效减轻背景技术中冲击器的活塞挂住卡死的问题；同时活塞贯穿的轴向通道设计，加工时刀具能完全伸入活塞贯穿的内孔通道加工，有效减轻活塞内孔通道的加工难度。
35.本实施例中，钻头包括钻头头部和钻头尾部，钻头头部设置有倾斜的吹渣孔，钻头尾部设有轴向的吹渣通道6.1，且吹渣通道延伸至钻头头部连通吹渣孔6.2；尾管段优选尼龙管段13。
36.作为一种优选实施例，供所述活塞的轴向通道滑动插入的配气杆段为单一外径的直杆段。优选单一口径的圆柱杆，该结构简单，且容易做到杆与活塞的轴向孔道均匀间隙配合，使得活塞在压缩气体的动力作用下顺畅的滑动冲击。
37.作为一种可选实施例，所述直杆段的一端连接于所述逆止阀座，且与逆止阀座气道连通；直杆段的配气杆通道另一端为封闭端，用以对应插入所述活塞的轴向通道。
38.作为一种优选实施例，所述直杆段的配气杆通道为沿杆轴向贯穿的通道；直杆段的一端连接于所述逆止阀座，且与逆止阀座气道连通；靠近直杆段另一端的配气杆通道内设有封堵件14。更优选的，所述第二气孔道连通于封堵件后端的所述活塞的轴向通道。
39.所述封堵件为阀门或堵头，封堵件用于阻挡配气杆通道和轴向通道之间的直接相通。
40.所述封堵件为阀门，通过控制阀门的开度，实现配气杆通道与活塞的轴向通道小孔径导通，在确保配气杆通道内进入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流能够直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。
41.所述封堵件为堵头，堵头设置贯穿的通气孔，依据通气孔实现所述配气杆通道和活塞的轴向通道的小孔径导通，在确保配气杆通道内进入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流能够直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。所述通气孔的孔径优选1-10mm；通过更换不同孔径的通气孔堵头，即可实现冲击器器的排渣气流调节。堵头中通气孔的具体孔径依据实际的作业吹渣工况设置，通常孔径越大，冲击器的排渣气流越强。需说明的是，封堵件的导通孔径与配气杆通道孔径的比例值可通过冲击器钻孔作业试验得出，以避免配气杆通道中的大部分气流直接流入轴向通道，降低活塞往复运动冲击钻头的频率和冲击力。
42.本技术冲击器，配气杆通道、轴向通道和吹渣通道依次对应连接，且配气杆通道内设有封堵件，当需提高冲击器的排渣气流，通过封堵件设置小通气孔实现导通配气杆通道与轴向通道，在确保配气杆通道内流入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流能够直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。通过封堵件上通气孔大小可实现冲击器排渣气流的调节，进而解决现有冲击器排渣能力弱或排渣效果差的问题。
43.作为一种可选实施例，靠近所述钻头一端的外缸内设有衬套8，且钻头尾部插入至外缸内的所述衬套，活塞运动至钻头尾部端面使得所述前腔封闭。
44.作为一种可选实施例，所述外缸一端内设有卡环9和卡钎套10，所述钻头通过卡环和卡钎套固定于所述外缸的另一端。本实施例中钻头尾部与外缸通过花键连接，利用外缸内设置的卡环和卡钎套固定。
45.优选的，所述活塞的轴向通道与所述钻头的吹渣通道对应设置。
46.作为一种优选实施例，所述第一气孔道为倾斜的孔道，第一气孔道的轴线与所述活塞的轴向通道的轴线之间的夹角为10-75度；优选两者夹角为45度。所述第二气孔道为倾斜的孔道，第二气孔道的轴线与所述活塞的轴向通道的轴线之间的夹角为10-75度；优选两者夹角为45度。
47.更优选的，第一气孔道和第二气孔道布置于靠近后腔的活塞端，且第一气孔道和第二气孔道分布于轴向通道的两侧。本技术冲击器的气路结构设计，具备气流通道短、气流方向流畅、气流流动阻力小的优点。活塞中倾斜的第一气孔道和第二气孔道设计，其倾斜方向与压缩气体的流动方向相一致，利于压缩气体的流动通畅，活塞往复运动冲击中气压损失小，冲击效率高。
48.本技术的冲击器的冲击原理：压缩气体输入至冲击器接头的进气通道，克服弹簧阻力冲开逆止阀，通过逆止阀座气道依次进入配气杆通道、然后从配气杆的径向配气孔进入活塞第一气孔道，再通过活塞外圆的气槽和外缸内孔的气槽进入活塞前腔，当前腔压气升高，高压气流推动活塞快速向活塞后腔方向运动，当运动一段距离后配气杆的配气孔和活塞第一气孔道相互错开并封闭，前腔不再进气，当活塞再运动一段距离后，配气杆的配气孔与活塞第二气孔道相通，高压气流通过活塞第二气孔道和外圆的气槽进入后腔，使后腔压力升高，同时，活塞前端与钻头尾部的尼龙管脱开，前腔气体从尼龙管的内孔、钻头的吹渣通道和吹渣孔排出，前腔压力降低，在后腔高压气流的作用下，活塞快速向活塞前腔方向运动，直至活塞前端端面打击到钻头尾部端面，并通过钻头体将活塞的冲击打击力传至钻头头部硬质合金齿，最终通过合金齿破碎岩石，通过活塞前腔和后腔的交替往复进气、排气，使活塞不断往复运动打击钻头，实现钻头钻孔作业，同时活塞前腔和后腔排出的高压气体，通过钻头的吹渣通道和吹渣孔吹出，进而将钻孔作业中的岩渣、泥浆和水吹出排渣。当冲击器接头端停止输入压缩气流时，逆止阀在弹簧的推力作用，逆止阀快速向接头气孔通道方向运动，封住冲击器接头的进气通道，使冲击器内部形成一个半封闭状腔体，阻止孔底岩渣、泥浆和水进入冲击器内部，从而避免造成冲击器活塞卡死不能工作。
49.当需要提高冲击器的排渣效果，通过控制封堵件-阀门的开度，或者是，在堵头上
设置贯穿的通气孔，通气孔的孔径优选1-10mm；实现小孔径导通轴向的配气杆通道和活塞的轴向通道，在确保配气杆通道内流入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流能够直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。在该1-10mm孔径范围内，孔径越大，冲击器的排渣气流越强，具体的孔径依据实际的作业吹渣工况设置。需说明的是，封堵件的导通孔径与配气杆通道孔径的比例值可通过冲击器钻孔作业试验得出。
50.综上，本技术冲击器，活塞贯穿的轴向通道配合配气杆单一的外径直杆，使得活塞可顺畅滑动去冲击钻头，有效减轻背景技术中冲击器的活塞挂住卡死的问题；同时活塞贯穿的轴向通道设计，加工时刀具能完全伸入活塞贯穿的内孔通道加工，有效减轻活塞内孔通道的加工难度；另外，配气杆通道、轴向通道和吹渣通道依次对应连接，且配气杆通道内设有封堵件，当需提高冲击器的排渣气流时，通过封堵件上设置小通气孔实现导通配气杆通道与轴向通道，在确保配气杆通道内流入的压缩气流(压缩气体)根据活塞运动位置依次进入活塞第一气孔道和第二气孔道，最终进入前腔和后腔，实现活塞的往复运动冲击的同时，实现部分压缩气流能够直接依次通过配气杆通道、活塞的轴向通道、尼龙管段内孔和钻头的吹渣通道传至钻头的吹渣孔，有效增强排渣气流，提高冲击器的排渣能力以及钻孔速度。本技术的冲击器，具备气流通道短、气流方向流畅、气流流动阻力小的优点，进而使得活塞往复运动冲击中气压损失小，冲击效率高。
51.以上未详细描述部分参照现有技术，同时对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。