[發明專利]采用氮氣彈簧構建的雙通道雙向主軸緩沖器裝置

有效

• 申請號: 201810324457.6
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108361320B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 任杰;王清巖;王戰濤;孫友宏;呂蘭;計勝利;侯傳彬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16F15/12
• 分類號: F16F15/12;F16F15/16;F16F9/06;F16F9/36;E21B4/16;E21B21/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種采用氮氣彈簧構建的雙通道主軸雙向緩沖器，其特征在于：由雙壁鉆桿內接頭(1)、雙壁鉆桿外接頭(2)、配氣連接法蘭軸(3)、配氣套(4)、配氣軸承端蓋(5)、外管法蘭軸(6)、過渡法蘭軸(7)、下浮動軸(8)、氮氣彈簧缸(9)、氮氣彈簧法蘭端蓋(10)、上浮動軸(11)、動力頭箱體(12)、軸承端蓋(13)、從動大齒輪(14)、主動小齒輪(15)、傳力缸套(16)、MC尼龍緩沖墊(17)、擺線馬達(18)、排渣管過渡接頭(19)和排渣管接頭(20)組成；

排渣管接頭(20)上開有卡槽，可將排渣管扣壓在排渣管接頭(20)上，并由卡圈卡緊；排渣管接頭(20)與軸承座套(203)通過八個均勻分布的螺栓連接，并由軸承組(205)進行支撐，D截面處為外六角形的排渣管過渡接頭(19)，排渣管過渡接頭(19)上開有卡槽，半圈卡鍵(202)固定在卡鍵槽內，軸承組(205)通過半圈卡鍵(202)進行軸向定位，排渣管接頭(20)和六邊形排渣管過渡接頭(19)之間采用YX密封圈(204)，防止巖渣屑上返過程中進入軸承組(205)中，避免損壞軸承組(205)，軸承座套(203)與六邊形排渣管過渡接頭(19)之間由氈圈(206)密封；排渣管接頭(20)上下兩部分接觸的平面(A)，用于軸向中心定位并起到密封效果；排渣管過渡接頭(19)和上浮動軸(11)在B處緊密貼靠，起到密封作用；排渣管過渡接頭(19)C處內部采用T型螺紋與下方上浮動軸(11)連接；

上浮動軸(11)內壁設計有流線型通道(P)，流線型內壁一方面使得能量損失降到最低，另一方面巖渣屑上返通道口徑逐漸縮小起導流作用，使得排渣通暢；上浮動軸(11)與下浮動軸(8)之間留有注入潤滑脂的空間(E)，設計有油杯(302)注入潤滑脂，潤滑冷卻花鍵(303)；且上浮動軸(11)下端加工有內花鍵(303)，下浮動軸(8)上端加工有外花鍵(303)相互配合可以實現浮動傳扭；氮氣彈簧法蘭端蓋(10)、氮氣彈簧缸(9)和下浮動軸(8)，形成上下兩段氣液耦合式密封腔(F)，可以吸收雙向軸向載荷，緩沖井底旋轉鉆具引起的沖擊和振動；氮氣彈簧法蘭端蓋(10)和下浮動軸(8)之間安裝特瑞堡徑向油封(304)防止潤滑脂沿著氮氣彈簧法蘭端蓋(10)、下浮動軸(8)之間的縫隙滲漏；安裝特瑞堡旋轉格來圈(305)，防止壓縮氮氣沿著氮氣彈簧法蘭端蓋(10)、下浮動軸(8)之間的縫隙滲漏；下浮動軸(8)上設計有活塞結構G，相比普通的活塞結構，整體式活塞更加抗沖擊抗荷載；活塞桿上安裝有導向環(306)，起到導向作用，安裝精度更高；安裝特康AQ組合型密封圈(307)，防止上下兩氣液耦合式腔室相互泄漏，起到活塞旋轉、軸向移動的動密封作用；氮氣彈簧缸(9)下半部分同樣安裝有特瑞堡徑向油封(304)、特瑞堡旋轉格來圈(305)；下浮動軸(8)與過渡法蘭軸(7)表面(H)之間使用左旋螺紋連接傳遞扭矩，防止螺紋松動；長期使用會導致氮氣泄露，將影響緩沖效果，故氮氣彈簧缸(9)上下腔均設置有注氣單向閥(308)以便于注氣維護；

外管法蘭軸(6)上設計有凸臺(I)，一方面為外管法蘭軸(6)、過渡法蘭軸(7)起到軸向定位作用，另一方面形成徑向密封結構，確保上返的巖渣屑不會沿著外管法蘭軸(6)、過渡法蘭軸(7)接觸平面流失；外管法蘭軸(6)、過渡法蘭軸(7)連接上采用八個均布的螺栓螺母結構401進行夾緊；配氣套(4)考慮到不與外管法蘭軸(6)一同轉動，安裝有對稱軸承；安裝配氣軸承端蓋(5)保護軸承，配氣套(4)和配氣軸承端蓋(5)采用八個均布的螺栓(403)連接；配氣軸承端蓋(5)內環安裝有特瑞堡徑向油封(402)，防止上軸承(404)內部潤滑油泄露；上軸承(404)，由外管法蘭軸(6)臺肩(J)軸向支撐；下軸承(405)，由半圈卡鍵(406)和整圈式彈簧配合進行軸向定位；與配氣法蘭端蓋(5)相對應的配氣法蘭端蓋安裝有密封氈圈(406)，防止灰塵雜質進入下軸承(405)內部；外管法蘭軸(6)為配合配氣套(4)工作，開有八個均勻分布的Φ7.5mm孔道(K)；高壓氣體沿著雙壁鉆桿內接頭(1)和雙壁鉆桿外接頭(2)形成的通道流入，孔底形成負壓，巖渣屑順著雙壁鉆桿內接頭(1)內部中心通道上返；雙壁鉆桿內接頭(1)和雙壁鉆桿外接頭(2)利用左旋螺紋(L)連接傳遞扭矩；雙壁鉆桿外接頭(2)下端開有左旋螺紋(M)，連接下方雙壁鉆桿。