一种反循环式集束锤的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种对岩石进行掘进的钻机使用的掘进部件，具体是指用于掘进钻机的一种冲击式集束锤。
【背景技术】
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[0002]在岩石上进行钻孔特别是钻较大孔径的孔是现代建筑工程经常遇到的，例如铁路或公路桥梁粧就需要挖掘出大直径的粧孔，然后进行水泥浇注，还有是矿山的回填或大型建筑的地基粧均涉及挖掘较大直径的孔洞，特别是大直径深孔挖掘时常遇到硬度较高的岩石。目前在桥梁粧基础施工时常使用的泥浆式冲击钻机施工效率低，并且岩石碎渣采用泥浆法排出对环境有污染且不易清除。上述的冲击钻机一般是一个较大面积的冲击锤，当钻挖的孔底局部出现较硬岩石情况下，冲击锤面会受到撞击瞬间发生的一个侧向力，造成冲击锤有向一侧运动的趋势或实际产生一个倾斜状态及小的侧向运动，这会对钻挖机械造成损坏。因此，针对垂直钻孔遇到的实际困难和现有技术的缺陷，如何使垂直钻孔的效率增加并克服上述的多方面的问题是非常重要的。
[0003]本申请人设计发展出一种不使用水使破碎岩石成为泥浆就可排出深孔的冲击式集束锤，其基本结构是有一锤体，锤体内设有多个子锤，子锤的可运动锤头在压力空气的驱动下反复冲击岩石表面，冲击破碎的岩石粉粒亦在压力空气的驱动下沿锤体与岩石孔壁之间排渣槽的间隙上升，进入锤体上设有的集渣桶内，当集渣桶内集满岩石粉粒后，钻机将锤体与集渣桶提升出地面，排出粉碎的岩石后再置入岩石孔反复掘进。上述的冲击式集束锤效率高，结构设计独特，且无须使用泥浆，无污染地表，具有明显的效果，但其仍然存在的一个主要缺陷是当集渣桶装满岩石粉粒时，必须停止掘进，排出岩石粉粒后再置入，才能再开始掘进，因此工作状态是间歇式的，这会影响其掘进效率，故解决这一缺陷对提高工效非常重要。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的发明目的是公开一种可连续掘进的钻机使用的冲击式的反循环集束锤，其具有非常高的掘进效率。
[0005]实现本实用新型的技术解决方案如下:包括锤体，关键是锤体设有多个子锤，子锤的上端与锤体的上部连接，子锤的进气孔与锤体上部的集气室相通，集气室与接管连接并位于与锤体上端连接的集渣桶的中心位置；接管侧壁有进渣孔并连有排渣管位于接管内，排渣管另一端延伸出集渣桶的上端面，子锤的下端设有压力空气驱动的可运动锤头，锤头的中心位置有排气孔，锤头一侧的凹部中的排渣口与集渣桶的内腔相通。
[0006]所述的接管的下端设有盆状滤芯，盆状滤芯位于集气室内。
[0007]所述的接管的下端与集气室通过法兰连接，接管的上端与集渣桶通过一连接环连接。
[0008]所述的多个子锤的一部分设于锤体的周边，其余子锤位于内部，子锤的锤头凸出于锤体的下表面。
[0009]所述的锤头的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头，并且至少按二个环状分布，外环的刀头位于锤头下表面的周边，内环位于排气孔周围。
[0010]所述的排渣口为2?5个，相应的凹部亦为2?5个。
[0011 ] 所述的接管侧壁的进渣孔为2?5个，且进渣孔经一斜置的过渡管与排渣管相通。
[0012]所述的锤体的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条。
[0013]本实用新型的结构设计非常有特点，首先是在掘进过程中，当遇到坚硬的岩石时，在压力空气的驱动下多个子锤的锤头对岩石表面冲击，使岩石破碎，因多个锤头作用，岩石破碎粒度较小，并因锤头和锤头表面的刀头的合理分布，使待破碎的岩石表面保持较好的平整性，同时破碎的岩石在压力空气的驱动下沿排渣口进入集渣筒后，再经进渣口进入排渣管，最终被压力空气吹出(或吸出)排渣管的上端口(设在地表之上)，即整个冲击掘进、排渣过程可以连续作业，极大地提高了对坚硬岩石的掘进效率，且无须用水使岩石成浆排出，减少了对地面的污染。
【附图说明】
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[0014]图1为本实用新型的一个实施例的结构剖视图。
[0015]图2为本实用新型的另一个实施例的局部剖视结构示意图。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合说明书附图详细给出本实用新型的【具体实施方式】，须说明的是具体的实施方式是便于对本实用新型的理解，不应视为是对权利要求保护范围的限制。
[0017]请参见图1?图2，本实用新型的具体实施例如下:包括锤体1，锤体1为圆柱状，其内设有多个子锤2，子锤2的上端与锤体1的上部连接，该连接为可拆卸的固定连接，如螺栓连接子锤2的壳体上端与锤体1的上部固定板，子锤2的进气孔(图中未详细示出)与锤体1上部的集气室3相通，集气室3位于锤体1的上部固定体的中部，集气室3与接管4连接并位于与锤体1上端连接的集渣桶5的中心位置，接管4的侧壁有进渣孔6并连有排渣管7位于接管4内，排渣管7的另一端延伸出集渣桶5的上端面；子锤2的下端设有压力空气驱动的可运动锤头8，锤头8的中心位置有排气孔9，锤头8的一侧的凹部中的排渣口10与集渣桶5的内腔相通，该集渣桶5的实质就是集渣桶5的外壁与接管4之间的环状空间。本实用新型在实际使用时是通过一个传动接管与接管4连接、或与集渣桶5上端连接并使传动接管与接管4密封相通，空气栗产生的高压空气经传动接管和接管4与排渣管7之间的空间进入集气室3，再经子锤2驱动锤头8运动冲击岩石表面，破碎岩石、驱动锤头8运动后的高压空气经排气孔9进入锤体1下表面与岩石表面之间并驱动破碎的岩石进入前述的排渣口 10，再进入集渣桶5的内腔，最终经进渣孔6和排渣管7持续地排出地表面(排渣管7上端口应位于地表面上方的某一位置即可)，空气栗的压力空气不断，则冲击岩石和排渣过程就持续，这较现有技术是一个巨大的进步，掘进效率可提高几十倍，经济效益非常显著。
[0018]由于上述的本实用新型中的子锤2中的锤头8和其它部件要在压力空气作用下反复和持续运动，磨损是必须面对的问题，为减少零部件的磨损，在接管4的下端设有盆状滤芯11，盆状滤芯11位于集气室3内，高压空气进入集气室3之前经盆状滤芯11过滤掉各类粉尘，减少进入子锤2的粉尘，以提高子锤2中运动零件的使用寿命；为便于安装和/或运输方便，接管4的下端与集气室3通过法兰连接，接管4的上端与集渣桶5通过一连接环12连接，连接环12上可最终通过一个传动接管与钻机的升降装置和空气栗连接，以实现集束锤的升降和压力空气的进入；多个子锤2的一部分设于锤体1的周边，以保证对岩石孔的最大半径的有效粉碎，其余部分的子锤2位于内部，子锤2的锤头8凸出于锤体1的下表面，以保证锤体1下表面与岩石表面之间有一间隙，以利于破碎的岩石的排出；为提高岩石的破碎效率，在锤头8的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头13，并且至少按二个环状分布，外环的刀头13位于锤头8下表面的周边，内环位于排气孔9周围，环状分布的刀头13可使锤头8承受相对均匀的冲击力，有效保护锤头8与子锤2的运动面并减少磨损，同时两个环状分布的刀头13可使岩石破碎至一定的粒度，以便于后继的排出；同时在锤体1的底表面设有多个凹部并位于锤头8—侧，凹部设有排渣口 10，排渣口 10为2?5个，相应的凹部亦为2?5个，凹部有利于破碎岩石的汇集，同时有利于提高排渣口 10的压力空气的流动速度便于渣石被上吸至集渣桶5内，当集渣桶5内有渣石时，压力空气通过接管4侧壁的进渣孔6和排渣管7继续流动至排渣管7的上端口，压力空气流动的同时将渣石吸出排渣管7的上端口，完成排渣；为提高排渣效率和集束锤的稳定性，接管4侧壁的进渣孔6为2?5个，且最佳为对称设置，同时进渣孔6经一斜置的过渡管与排渣管7相通，以便渣石顺利进入排渣管7 ;在锤体1的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条14，耐磨条14 一方面避免在集束锤振动过程中与岩石孔的侧壁的过度磨损，以延长使用寿命，同时一定程度上减小压力空气通过锤体1侧壁泄露的空气量，提高经排渣口 10排出渣石的效率。
[0019]本实用新型实际使用时，钻机经一传动接管与集束锤连接，传动接管与接管4连通，且排渣管7位于传动接管内，传动接管一方面是集束锤升降的承力体，另一方面是压力空气的通道，随着掘进的进展，只须在地表上加长传动接管和接管4即可。
【主权项】
1.一种反循环式集束锤，包括锤体(1)，其特征在于所述的锤体(1)设有多个子锤(2)，子锤(2)的上端与锤体(1)的上部连接，子锤(2)的进气孔与锤体(1)上部的集气室(3)相通，集气室(3)与接管(4)连接并位于与锤体(1)上端连接的集渣桶(5)的中心位置；接管⑷侧壁有进渣孔(6)并连有排渣管(7)位于接管⑷内，排渣管(7)另一端延伸出集渣桶(5)的上端面，子锤(2)的下端设有压力空气驱动的可运动锤头(8)，锤头(8)的中心位置有排气孔(9)，锤头⑶一侧的凹部中的排渣口(10)与集渣桶(5)的内腔相通。2.根据权利要求1所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的接管(4)的下端设有盆状滤芯(11)，盆状滤芯(11)位于集气室(3)内。3.根据权利要求1或2所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的接管(4)的下端与集气室(3)通过法兰连接，接管(4)的上端与集渣桶(5)通过一连接环(12)连接。4.根据权利要求3所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的多个子锤(2)的一部分设于锤体(1)的周边，其余子锤(2)位于内部，子锤(2)的锤头(8)凸出于锤体(1)的下表面。5.根据权利要求4所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的锤头(8)的下表面有多个环状分布的硬质合金刀头(13)，并且至少按二个环状分布，外环的刀头(13)位于锤头(8)下表面的周边，内环位于排气孔(9)周围。6.根据权利要求5所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的排渣口(10)为2?5个，相应的凹部亦为2?5个。7.根据权利要求6所述的反循环式集束锤，其特征在于所述的接管(4)侧壁的进渣孔(6)为2?5个，且进渣孔(6)经一斜置的过渡管与排渣管(7)相通。8.根据权利要求7所述的集束锤，其特征在于所述的锤体(1)的侧外表面设有多条斜向设置的耐磨条(14)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种反循环式集束锤。包括锤体(1)，关键是锤体(1)设有多个子锤(2)，子锤(2)的上端与锤体(1)的上部连接，子锤(2)的进气孔与锤体(1)上部的集气室(3)相通，集气室(3)与接管(4)连接并位于与锤体(1)上端连接的集渣桶(5)的中心位置；接管(4)侧壁有进渣孔(6)并连有排渣管(7)位于接管(4)内，排渣管(7)另一端延伸出集渣桶(5)的上端面，子锤(2)的下端设有压力空气驱动的可运动锤头(8)，锤头(8)的中心位置有排气孔(9)，锤头(8)一侧的凹部中的排渣口(10)与集渣桶(5)的内腔相通。
【IPC分类】E21B4/14, E21B10/46, E21B10/36, E21B27/00
【公开号】CN205063814
【申请号】CN201520708178
【发明人】马兆全, 王大志, 杨康
【申请人】北京三仁宝业科技发展有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月14日