[實用新型]聲波鉆進液壓振動頭

有效

• 申請號: 201320573568.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN203441486U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 江進國;陳緒繼;陳澤平;王嘉偉;王文巧;周峰;孟瑞
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/02
• 分類號: E21B49/02;E21B7/24
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術領域

?本實用新型涉及一種聲波鉆進液壓振動頭，具體地說是涉及一種用于淺層取樣聲波鉆機液壓振動頭。

背景技術

聲波鉆進技術作為一種高效、適應能力強的鉆進取芯技術，具有傳統回轉取芯技術無法比擬的優點，在環境鉆探、巖土勘察、礦產勘察等方面有廣闊的應用前景和發展潛力。國內聲波振動鉆進技術和裝備的研究尚處于起步階段，液壓動力頭式聲波振動鉆機的研究成果還沒有公開報道。?

振動器是聲波鉆機最為關鍵的部件，目前，一般按照振動器能夠產生的振動頻率，將聲波鉆機分為四個頻率等級范圍，即低頻（5~12HZ）、中頻（12~25HZ）、高頻（25~42HZ）、超高頻（>42HZ）。目前國內取得的科研成果和完成樣機試制的較少。從80年代開始，無錫探礦機械總廠在聲波鉆機的開發上取得了很大的成果，順利研制成功G-1、G-l?A、G-2、G-2A和G-3型等中低頻率的聲波鉆機，該類鉆機由于采用機械驅動的方式，其激振力較小，分別為12kN、15kN、30kN、50kN。1987年由中國有色金屬工業總公司礦產地質研究院研制的CSG-24聲波鉆機，該鉆機偏心輪采用齒輪傳動方式，不僅結構龐大，還導致轉速很慢，能夠達到的頻率和激振力都受到限制。聲波鉆機研究較突出的是2009年吉林大學研制了JDD-100型地質調查鉆機；2011年第二勘探局與中國地質大學聯合研制的YSZ-50?型聲頻振動鉆機，但試驗效果均不理想，未商業應用，而國外則在積極開拓中國市場，但價格昂貴，如日本利根公司的YGL-S100型聲波鉆機、加拿大維克聲波鉆機等。

由于已商業化的機械式振動器，結構復雜，存在摩擦及機械負荷大等問題，一定程度上制約了聲波鉆進技術和聲波鉆機的發展。人們開始考慮用液壓振動器來替代機械式振動器，研究表明：液壓式振動頭容易實現更高的振動功率、振動頻率、振動力；可以實現更深的鉆孔，獲得更深的巖土樣本；容易實現更高頻率的超高頻振動鉆機。隨著聲波鉆機及其鉆進技術的研究，聲波鉆機的結構會越來越合理，聲波鉆機的功率會不斷的增加，振動力也會不斷加大，鉆進的深度也會越來越大。因此，超高頻液壓式動力頭聲波鉆機將是未來聲波鉆機的一個發展方向。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術存在的結構復雜及存在摩擦及機械負荷大等問題，而設計一種能實現大范圍振動頻率調節、振幅調節，和大激振力輸出的聲波鉆進液壓振動頭。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：提供一種聲波鉆進液壓振動頭，包括液壓振動缸、旋轉式液壓調頻閥、驅動電機、密封結構和液壓系統，所述的液壓振動缸含有支架，振動缸體、缸體前端蓋、活塞、油口接頭、靜壓油口接頭、小孔節流器、缸體后端蓋、上偏置油槽、下偏置油槽和液體靜壓軸承；所述的支架、缸體前端蓋、缸體后端蓋與振動缸體之間用彈簧墊圈和調整墊片配合螺釘連接，所述的振動缸體與缸體后端蓋還采用法蘭形式連接；振動缸體中安裝有活塞和液體靜壓軸承，液體靜壓軸承安裝在缸體前端蓋內的活塞桿上，振動缸體上設有油口接頭、上偏置油槽和下偏置油槽，及對稱設有2個靜壓油口接頭；在缸體前、后端蓋上各設有小孔節流器；在振動缸體上設有3條高壓液壓油的通道，其中的2條高壓液壓油的通道分別與活塞上、下沖程腔連通，1條高壓油液通道與活塞中間平衡腔連接；

所述的旋轉式液壓調頻閥包括轉閥前端蓋、油封、閥體、閥芯、閥套和轉閥后端蓋，閥體內設有閥套，閥套內安裝有閥芯，閥體兩端分別設有轉閥前端蓋和轉閥后端蓋，轉閥前、后端蓋通過螺釘與閥體連接，所述的驅動電機與閥體之間用圓柱銷定位，安裝在轉閥前端蓋上；

所述的密封結構包括采用的O型密封圈、斯特封和間隙密封；所述的液壓系統包括濾油器、精濾油器，變量泵，先導溢流閥、溢流閥，調速閥和壓力表分別安裝在液壓油路中，在液壓系統中還安裝有作為輔助油源的蓄能器。

本實用新型所述的液體靜壓軸承，在其內圓柱面中對稱地開有4個矩形油腔和2個回油槽，油腔和回油槽之間的圓弧面為周向封油面，液體靜壓軸承兩端和油腔之間的圓弧面為軸向封油面；潤滑油通過四個小孔節流器進入相應的靜壓腔內。

本實用新型所述的液體靜壓軸承的4個矩形油腔空載時容積相等，且對稱均勻分布，各個小孔節流器的阻力相等，作用在各個靜壓油腔里面的液壓力也相等。這樣才能保證活塞桿浮起在液體靜壓軸承的中心位置。

本實用新型所述的缸體前端蓋、缸體后端蓋內還開有均壓槽,在均壓槽尾部設置回油槽，回油槽的油液通過回油孔返回油箱。