[發明專利]用于鉆巖機的撞擊裝置、用于獲得往復式撞擊活塞運動的方法以及鉆巖機

無效

• 申請號: 200680019785.0
• 申請日: 2006-06-14
• 公開（公告）號: CN101189078A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: K·安德森
• 申請（專利權）人: 阿特拉斯科普科鑿巖機股份公司
• 主分類號: B21B1/26
• 分類號: B21B1/26;B25D9/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 范莉

技術領域

本發明涉及一種依據權利要求1前序部分的用于鉆巖機的撞擊裝置和依據權利要求10前序部分的用于獲得往復式撞擊活塞運動的方法。本發明還涉及一種包括這種撞擊裝置的鉆巖機。

背景技術

之前從US?5,372,196中就可知這種撞擊裝置。這種撞擊裝置包括撞擊活塞，其可在機器殼體內往復運動。撞擊活塞的這種往復運動可由閥裝置控制，其中閥元件可在機器殼體內來回移動。在它的后端，機器殼體具有空間，該空間中提供有壓力流體，由此在向前的方向上驅動所述撞擊活塞。可被加壓的第二腔室被配置為向后驅動所述撞擊活塞。

所述已知的撞擊裝置工作良好且其目的在于達到在150Hz量級的撞擊頻率。然而最近在巖石鉆探中對較高工作效率和更好經濟性的期望導致了對更高撞擊頻率的期望。

發明內容

在這些愿望的背后，就是本發明的目標，提供對開頭闡述的撞擊裝置的改進，所述改進具有以更高頻率操作的可能性。

通過權利要求1前序部分的特征，在最初提及的撞擊裝置中可達到此目的。

伴隨的其它目的通過權利要求10的特征部分的特征在前面提到的方法中達到。

通過設置驅動活塞(其具有通過第二腔室中的壓力流體進行致動的驅動區域，使該驅動區域與期望的一樣大，并且特別地可大于撞擊活塞自身上的相應致動表面)，為提高的向后驅動速度以及由此而增加的撞擊頻率提供了可能性。

此外，通過使驅動活塞分離(在這里意味著在撞擊活塞已經在鉆柄上完成其沖擊之后，驅動活塞相對于撞擊活塞進行自由的軸向運動)，可避免在鉆桿柱中產生不利形態的應力波。特別是避免了應力波峰的形成，該應力波峰可能是對操作不利的，因為它可在鉆桿柱內引起不期望的疲勞峰值。因此撞擊活塞可依據本發明被優化構造成其自身進行沖擊，而在構造該驅動活塞時要考慮向后驅動的情況。

更進一步的優點是第二腔室中的壓力可以選擇更低，而且撞擊裝置實質上仍可具有比依據背景技術的撞擊裝置更高的撞擊頻率。

采用依據本發明的配置，達到300-500Hz的撞擊頻率是完全現實的。而且此外，還可以具有更高的撞擊頻率。

優選的是，驅動活塞包括緩沖部分，其在撞擊活塞完成沖擊之后與殼體內的緩沖腔室相協作，以便在驅動活塞已經停止其與撞擊活塞的協作之后獲得驅動活塞的逐漸緩沖。特別優選的是所述緩沖腔室連接到壓力介質源，用以通過將緩沖腔室中增加的壓力傳輸到所述壓力介質源來收復在緩沖期間釋放的能量。

優選的是，第一腔室被配置為加壓到持久的壓力。特別是第二腔室通過閥裝置被周期性加壓。通過具有驅動活塞的配置，驅動區域、第二腔室中的壓力和第一腔室中的壓力之間的關系可被優化選擇，以獲得期望的撞擊頻率。

伴隨的其它優點在依據本發明的方法和鉆巖機中獲得。

附圖說明

現在將通過實施例并參考附圖對本發明進行更詳細的說明，其中：

圖1用圖解示出了依據本發明的撞擊裝置，其撞擊活塞處于第一位置，

圖2示出了圖1中的撞擊裝置，其撞擊活塞處于第二位置，

圖3用框圖的方法示出了依據本發明的方法。

具體實施方式

圖1中所示的撞擊裝置1在殼體2內部包括帶有后部壓力表面6的可往復運動的撞擊活塞3，該后部壓力表面6通過第一腔室5中的加壓流體的壓力沿撞擊活塞3的向前方向被致動，用于在對工具(未示出)進行沖擊前加速。

在離開第一腔室一段距離處，撞擊活塞3被驅動活塞7圍繞，該驅動活塞7具有包括第一驅動區域9和第二驅動區域10的驅動表面，該驅動表面被第二腔室8中的加壓流體的壓力致動，用于在完成沖擊后向后驅動撞擊活塞3。為此目的，驅動活塞7具有環形接合表面13，其在向后驅動位置與撞擊活塞3上的致動表面14相協作，用以沿向后的方向，如圖1中所見向右移動撞擊活塞3。

此外，驅動活塞7包括緩沖部分11，其在驅動活塞7的前部位置進入緩沖腔室12中，使得被包封于此緩沖腔室12中的流體在驅動活塞7的第二驅動區域10上施加緩沖力。

第一腔室5可被持久加壓，而第二腔室8可通過撞擊裝置1的主閥4′以本身以前公知的方式被周期性加壓，由此主閥4′的閥元件受撞擊活塞3的位置控制，撞擊活塞3通過其上閥部分V控制主閥4′的閥元件，用以分別加壓和抽空第二腔室8。