[发明专利]用于液压冲击装置的阀引导结构

说明书

本发明提供了一种液压冲击装置，它包括：活塞(2)，该活塞安装成用于在缸(1)内往复运动，以便撞击冲击钻头(3)；以及控制阀(4)，用于控制活塞(2)的往复运动。阀引导管线(7)布置成根据活塞(2)在缸(1)内的位置来切换控制阀(4)，其中，阀引导管线(7)通过活塞(2)的往复运动而通过活塞(2)中的底切部分(8)而与高压和低压管线(P、T)交替地连接。底切部分(8)布置在活塞(2)的、直径小于活塞的最大密封直径的部分处。

技术领域

本发明涉及一种用于液压冲击装置的控制或往复阀引导结构，特别是用于液压井下锤。

背景技术

液压动力冲击机构在用于凿岩的多种设备中使用。液压冲击装置(例如图1a中所示的液压冲击装置)通常包括：至少一个缸1；活塞2，该活塞2安装成用于在缸内往复运动，以便撞击位于装置前端的冲击钻头或工具3；以及控制或往复阀4，用于控制活塞的往复运动。控制阀交替地使得活塞的后部驱动腔室6与装置的高压和低压管线P、T连接，以便使得活塞往复运动。控制阀的切换由活塞的位置来控制，也就是位置反馈控制。

图1b表示图1a的装置处于返回冲程，其中，活塞沿箭头所示的方向被驱动离开工具。阀引导管线7通过在活塞2中的底切部分8而与高压管线P连接。作用在阀上的液压力使阀向右运动，该阀再使得后部腔室6与低压管线T连接。前部腔室5与高压持续连接，从而驱动活塞离开工具3。

图1c表示活塞处于这样的位置，其中，活塞中的底切部分8使得阀引导管线7与低压管线T连接，从而迫使阀4切换至左侧位置，该左侧位置又使得后部腔室6与高压管线P连接。由于后部腔室的活塞面积大于前部腔室的活塞面积，因此净液压力将驱动活塞朝向工具3。恰好在活塞撞击工具之前，阀引导管线再次与高压管线连接，且控制阀向右运动，以便重复循环。

图2a和2b表示了与图1a至1c类似的概念，除了前部腔室5也交替地与高压和低压管线连接，类似于后部腔室。阀以与关于图1a至1c所述完全相同的方式进行引导。

如上面关于图1a至1c以及图2a和2b所述，具有阀引导结构的冲击装置可能遭受明显的内部泄漏。控制阀的引导的底切部分位于活塞的最大直径处，在前部腔室和后部腔室之间，且泄漏直接与活塞直径成正比。另外，在活塞中心处的运行间隙h_c大于在前后轴承处的轴承间隙h_b，以避免活塞卡住。缸在高压下的变形将用于进一步增加间隙，因为压力将使得缸径向膨胀。在图3中表示了典型泄漏。除了在活塞底切部分处的泄漏之外，还有从前部和后部腔室到密封件排放管线9的泄漏。密封件排放管线提供为用于提高密封件10的寿命，因为否则密封件将受到高压。

由于这些因素，很难制造一种大型液压冲击装置，该装置能够在高压下操作，且并不由于内部泄漏而导致效率损失。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种液压冲击装置，它包括：

活塞，该活塞安装成用于在缸内往复运动，以便撞击工具例如冲击钻头；

控制阀，用于控制活塞的往复运动；以及

阀引导管线，该阀引导管线布置成根据活塞在缸内的位置来切换控制阀，其中，通过活塞的往复运动，阀引导管线通过活塞中的底切部分而与高压和低压管线交替地连接，其特征在于，该底切部分位于活塞的、直径小于活塞的最大密封直径的部分处。

因此，活塞在底切部分各侧处的的直径小于活塞的最大密封直径，其中，活塞的最大密封直径是活塞在装置的正常操作过程中与缸形成密封结构的最大直径。这种结构的优点在于，因为底切部分位于与活塞的、直径与活塞的最大密封直径相比减小的部分处，所以泄漏减少。

在一个实施例中，底切部分设置在活塞的后端处。底切部分可以设置在这样的活塞部分处，在整个活塞循环中，该部分在后部腔室的后面。底切部分可以设置在这样的活塞部分处，在整个活塞循环中，该部分在后部密封件的前面。