一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头

本发明涉及钻孔取芯设备领域，具体涉及一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头。

背景技术：

1、目前，钻孔取样机在矿山建设工作及实验室等情况中被广泛使用，其所用的取芯钻头也是必不可少的部件。例如在进行矿山建设工程中，需先对工程实地所取的岩石进行取样分析，可获得岩石的成分、性质及结构强度等，对于得到的不同岩石条件需要选用不同的支护方式进行支护，为后续的地下支护工作做好理论准备。再如在实验室中，为了研究不同材料对混凝土特性的影响，都需要对其混凝土试件进行钻孔取样再开展性能测试研究。但对于钻孔取样过程来说，常会发生所取芯体整体或部分卡在取芯钻头内难以取出的情况。尤其是当取样试件为地下坚硬岩石或添加混合纤维的混凝土试件等类似试件时，这种卡芯情况更加常见。

2、当钻孔取样过程中发生所取芯体卡住或破碎的情况，就必须立即清除取芯钻头内部存留的芯体后才能继续正常使用仪器。然而取芯钻头是由较长的空心不锈钢管制成，且直径较小，清理其内部并不方便。目前遇到类似情况时，可以通过外部敲击取芯钻头将芯体震出，但敲打过程中对设备仪器会产生一定的损坏；也可以将钻头进行拆卸后取出芯体，但这就会加大操作的工作量，无法连续工作，大大地降低了取样效率。

3、因此，可以设计一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其中的伸缩液压缸体积较小且推力满足使用需求，处于伸出状态时可以获得很长的工作行程。在遇到上述类似情况时，可以实现半自动清理钻头内部全部范围的破碎试件，也可以方便且安全地取出完整芯件，同时保证取芯钻头的正常使用寿命，提高取芯效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，以解决上述背景技术中所提到的整体或部分芯件卡住等相关问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，包括：筒体、金刚石钻头、内螺纹段筒体、环形台阶、凹槽、筒体上开孔、液压缸体、筒体下开孔、键、缸盖、缸筒、一级缸套、一级活塞、一级套筒、一级油封、一级缸盖、一级油封固定件、内缸筒、二级缸套、二级活塞、二级套筒、二级油封、二级缸盖、二级油封固定件、推料杆、推料盘、一号进出油口、二号进出油口、三号进出油口、四号进出油口、五号进出油口、六号进出油口、一号密封圈、二号密封圈、三号密封圈、四号密封圈、五号密封圈、六号密封圈、七号密封圈、八号密封圈、九号密封圈、十号密封圈、十一号密封圈。

3、进一步的，所述筒体特征为筒体为空心长管状，筒体内腔上部设置了内螺纹段筒体。

4、进一步的，所述内螺纹段筒体，其内径比筒体主体小，螺纹设置在内螺纹段筒体内壁。

5、进一步的，所述内螺纹段筒体，上部设有环形台阶，内螺纹段筒体两侧设有一对凹槽。

6、进一步的，所述金刚石钻头，设置于筒体最下端开口处，通过焊接方式进行固定，固定位置后，得到金刚石钻头的侧壁比筒体的侧壁内外各厚1毫米的效果。

7、进一步的，所述液压缸体，由缸盖、一级缸盖、二级缸盖及缸筒组成，内部设有一级活塞、二级活塞、内缸筒、一级缸套、二级缸套、推料杆和推料盘。

8、进一步的，所述液压缸体，其最大外径设置比内螺纹段筒体内径小。

9、进一步的，所述液压缸体，通过键固定在筒体内，液压缸体顶端与内螺纹段筒体底端贴合。

10、进一步的，所述缸盖与缸筒上端采用焊接固定，并设有十一号密封圈；所述一级缸盖与缸筒下端通过螺栓连接，并设有四号密封圈。

11、进一步的，所述一级活塞，其尺寸直径设置与一级缸套内径配合，且在一级缸套与一级活塞间设有九号密封圈和十号密封圈。

12、进一步的，所述一级缸套，其与缸筒间设有五号密封圈，与内缸筒间设有六号密封圈。

13、进一步的，所述一级油封固定件，其与一级缸盖通过螺栓连接，并与一级套筒共同作用，使得一级油封固定件、一级套筒及一级油封竖向固定于一级缸盖及内缸筒之间。

14、进一步的，所述内缸筒，其上端与一级活塞通过焊接固定，其下端与二级缸盖通过螺栓连接，并设有二号密封圈。

15、进一步的，所述二级活塞，其尺寸直径设置与二级缸套内径配合，且在二级缸套与二级活塞间设有七号密封圈和八号密封圈。

16、进一步的，所述二级缸套，其与内缸筒间设有三号密封圈，与推料杆间设有一号密封圈。

17、进一步的，所述二级油封固定件，其与二级缸盖通过螺栓连接，并与二级套筒共同作用，使得二级油封固定件、二级套筒及二级油封竖向固定于二级缸盖及推料杆之间。

18、进一步的，所述推料杆，其上端与二级活塞通过焊接连接，其下端与推料盘通过推料盘的内部螺纹进行螺栓连接。

19、进一步的，所述一号进出油口，其设置于缸盖侧边位置，且在其相对应的筒体侧壁设有筒体上开孔，可与外设液压油泵连接。

20、进一步的，所述二号进出油口，设于一级活塞中间位置，可与一号进出油口、一级缸套及二级缸套内空间连通。

21、进一步的，所述三号进出油口，其设置于缸筒侧边位置，且在其相对应的筒体侧壁设有筒体下开孔，可与外设液压油泵连接。

22、进一步的，所述四号进出油口，其设置于与三号进出油口位置相对应的一级缸套位置处，其将一级缸套与缸筒以及一级缸套与内缸筒的空间连通。

23、进一步的，所述五号进出油口，其设置于内缸筒侧边位置，与四号进出油口位置相配合，其将二级缸套与内缸筒以及一级缸套与内缸筒之间的空间连通。

24、进一步的，所述六号进出油口，其设置于二级缸套侧边，当内缸筒处于完全收回状态时，其将二级缸套与内缸筒以及二级缸套与推料杆之间的空间连通。

25、进一步的，所述键，其均匀对称设置于筒体内壁同一水平面上，用于液压缸体的固定。

技术特征：

1.一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，包括筒体(1)、金刚石钻头(2)、内螺纹段筒体(3)、环形台阶(4)、凹槽(5)、筒体上开孔(6)、液压缸体(7)、筒体下开孔(8)、键(9)、缸盖(10)、缸筒(11)、一级缸套(12)、一级活塞(13)、一级套筒(14)、一级油封(15)、一级缸盖(16)、一级油封固定件(17)、内缸筒(18)、二级缸套(19)、二级活塞(20)、二级套筒(21)、二级油封(22)、二级缸盖(23)、二级油封固定件(24)、推料杆(25)、推料盘(26)、一号进出油口(27)、二号进出油口(28)、三号进出油口(29)、四号进出油口(30)、五号进出油口(31)、六号进出油口(32)、一号密封圈(33)、二号密封圈(34)、三号密封圈(35)、四号密封圈(36)、五号密封圈(37)、六号密封圈(38)、七号密封圈(39)、八号密封圈(40)、九号密封圈(41)、十号密封圈(42)、十一号密封圈(43)；所述金刚石钻头(2)与所述筒体(1)下端通过焊接连接，所述内螺纹段筒体(3)设置于所述筒体(1)上部，所述液压缸体(7)通过所述键(9)连接固定于所述筒体(1)内部；所述环形台阶(4)设于所述内螺纹段筒体(3)上部，所述凹槽(5)对称设于所述内螺纹段筒体(3)的两侧；所述筒体上开孔(6)设于与所述一号进出油口(27)位置对应的所述筒体(1)侧壁上；所述筒体下开孔(8)设于与所述三号进出油口(29)位置对应的所述筒体(1)侧壁上；所述缸盖(10)与缸筒(11)上端采用焊接固定，并设有十一号密封圈(43)；所述一级缸盖(16)与缸筒(11)下端通过螺栓连接，并设有四号密封圈(36)；所述一级活塞(13)，其尺寸直径设置与一级缸套(12)内径配合，且在一级缸套(12)与一级活塞(13)间设有九号密封圈(41)和十号密封圈(42)；所述一级缸套(12)，其与缸筒(11)间设有五号密封圈(37)，与内缸筒(18)间设有六号密封圈(38)；所述一级油封固定件(17)，其与一级缸盖(16)通过螺栓连接，并与一级套筒(14)共同作用，使得一级油封固定件(17)、一级套筒(14)及一级油封(15)竖向固定于一级缸盖(16)及内缸筒(18)之间；所述内缸筒(18)，其上端与一级活塞(13)通过焊接固定，其下端与二级缸盖(23)通过螺栓连接，并设有二号密封圈(34)；所述二级活塞(20)，其尺寸直径设置与二级缸套(19)内径配合，且在二级缸套(19)与二级活塞(20)间设有七号密封圈(39)和八号密封圈(40)；所述二级缸套(19)，其与内缸筒(18)间设有三号密封圈(35)，与推料杆(25)间设有一号密封圈(33)；所述二级油封固定件(24)，其与二级缸盖(23)通过螺栓连接，并与二级套筒(21)共同作用，使得二级油封固定件(24)、二级套筒(21)及二级油封(22)竖向固定于二级缸盖(23)及推料杆(25)之间；所述液压缸体(7)，由缸盖(10)、一级缸盖(16)、二级缸盖(23)及缸筒(11)组成，内部设有一级活塞(13)、二级活塞(20)、内缸筒(18)、一级缸套(12)、二级缸套(19)、推料杆(25)和推料盘(26)，其外径设置比内螺纹段筒体(3)内径小，且通过键(9)固定在筒体(1)内，液压缸体(7)顶端与内螺纹段筒体(3)底端贴合。

2.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述筒体(1)为空心长管状，筒体(1)内腔上部设置了内螺纹段筒体(3)。

3.根据权利要求2所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述内螺纹段筒体(3)的内径比筒体(1)主体小，螺纹设置在内螺纹段筒体(3)内壁，其上部设有环形台阶(4)，内螺纹段筒体(3)两侧设有一对凹槽(5)。

4.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述金刚石钻头(2)设置于筒体(1)最下端开口处，通过焊接方式进行固定，固定位置后，使得金刚石钻头(2)的侧壁比筒体(1)的侧壁内外各厚1毫米。

5.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述推料杆(25)上端与二级活塞(20)通过焊接连接，其下端与推料盘(26)通过推料盘(26)的内部螺纹进行螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述推料盘(26)的尺寸直径设置比筒体(1)内径小，筒体(1)内所剩的空间可满足推料盘(26)的正常工作。

7.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述一号进出油口(27)通过筒体(1)侧壁上筒体上开孔(6)，与外设液压油泵连接，与二号进出油口(28)配合，可实现分级推进工作。

8.根据权利要求1所述的一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头，其特征在于，所述三号进出油口(29)通过筒体下开孔(8)与外设液压油泵连接，与四号进出油口(30)、五号进出油口(31)及六号进出油口(32)，可实现分级收回工作。

技术总结
本发明涉及钻孔取芯设备领域，具体涉及一种配有伸缩液压缸的可推芯钻头。包括液压缸体、筒体、金刚石钻头等部件，所述筒体内腔上部设置了内螺纹段筒体，所述筒体下端与金刚石钻头连接，所述液压缸体内部设置了两级活塞，液压缸体外部底端设置了推料盘，推料杆分别与二级活塞和推料盘连接，液压缸体在其内外共设置六个进出油口及十一个密封圈。工作时，通过连接外设液压油泵从进出油口将油压入液压缸体内，使两级活塞分级向下推进，使推料盘向下推动芯体，将芯体取出。本装置密封性好，工作行程足够，能应对取芯过程中各种卡芯问题，可半自动清理钻头内部的破碎试件，也可方便安全地取出完整芯件，保证取芯钻头的使用寿命，提高取芯效率。

技术研发人员：戴玉芹,吴浩,张艳君
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：20230613
技术公布日：2024/1/15