專利名稱：一種微型水動力馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種馬達，尤其是指一種微型的、以流體沖擊作為動力的 渦輪式轉(zhuǎn)子馬達。
背景技術(shù)：
目前在礦山、建筑等行業(yè)的施工領(lǐng)域，經(jīng)常需要在巖石中鉆孔。現(xiàn)有設(shè)備 中為鉆頭提供旋轉(zhuǎn)動力的動力設(shè)備大多都放置在所需要鉆孔的孔外，在需要鉆 深孔時，再在動力設(shè)備上安裝加長的鉆桿，鉆桿前端安裝鉆頭。由于動力設(shè)備 的體積較大，只能停留在所鉆的孔外。由于鉆孔時鉆頭需要高速旋轉(zhuǎn)才能有效 鉆進，當鉆桿加長后，鉆桿及鉆頭在高速旋轉(zhuǎn)時就會劇烈抖動，這樣不但會損 壞鉆頭，而且在鉆進深孔時不能保證孔的直線度和孔徑，并還有可能造成安全
隱患。因此這些設(shè)備在鉆深孔時只能釆用低轉(zhuǎn)速，因此鉆進效率很差；高轉(zhuǎn)速 時，不能鉆深孔。鉆孔是開展其它作業(yè)的先期工作，鉆孔的效率低將影響其它 作業(yè)的進度和速度。因此開發(fā)一種能深入到孔內(nèi)的動力設(shè)備，將其連接在鉆頭 尾部，近距離的直接為鉆頭提供動力，并提供高轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對巖石的高速切削 就成為可能。雖然目前關(guān)于動力馬達的技術(shù)很多，如中國專利03151063. 9公開 的一種旋轉(zhuǎn)活塞式氣動馬達、200710011938.3公開的一種雙向節(jié)能機、 200420070363.4公開的一種馬達為葉片式的通孔式液壓馬達、200520069526.1 公開的一種旋翼式液體機械裝置、200620092948.5公開的氣動馬達轉(zhuǎn)子、 200620170889.9公開的一種平面配流擺線液壓馬達等都是一些比較新穎的動力 設(shè)備，中國專利200580013551. 0公開的外科手術(shù)氣動馬達，是利用加壓的空氣 沖擊在葉片馬達上使輸出軸旋轉(zhuǎn)，用于為外科手術(shù)工具提供動力；但這些設(shè)備 一般體積都比較大，或者是輸出的動力不足，不能對堅硬的巖石進行鉆削，其結(jié)構(gòu)不適合于在堅硬的巖石中鉆深孔使用。
實用新型內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，能深入到 巖石的孔中為鉆頭近距離提供旋轉(zhuǎn)動力的機械設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是 一種微型水動力馬達，包括馬達機體、安裝在機體內(nèi)的帶有渦輪轉(zhuǎn)子的輸 出軸，馬達機體為不大于鉆頭直徑的圓柱形機體，機體內(nèi)設(shè)置有高壓流體艙、 高壓流體噴射孔、高壓流體沖擊艙，高壓流體艙與外部的高壓水源或者其它高 壓流體源連通；高壓流體艙通過高壓流體噴射孔與高壓流體沖擊艙連通，高壓
流體沖擊艙內(nèi)設(shè)置渦輪轉(zhuǎn)子，渦輪轉(zhuǎn)子的葉片與高壓流體噴射孔對應(yīng)，渦輪轉(zhuǎn)
子安裝在輸出軸上；輸出軸通過定位裝置安裝在機體內(nèi)，輸出軸的內(nèi)部帶渦輪 轉(zhuǎn)子、外端連接鉆頭，在輸出軸內(nèi)設(shè)置有低壓流體輸出孔，此低壓流體輸出孔 與輸出軸外端安裝的鉆頭連通。
本實用新型的進一步具體結(jié)構(gòu)為馬達機體由高壓殼體、連接座、低壓殼
體依次連接構(gòu)成；高壓流體艙設(shè)置在高壓殼體內(nèi)，為圓筒形式，高壓殼體的開 放的端部設(shè)置有連接螺紋或者與快速接頭連接的連接機構(gòu)，高壓殼體通過螺紋 與鉆桿連接、或者通過連接機構(gòu)與快速接頭連接，將馬達與外部高壓水源連通； 上述的高壓殼體與連接座連接，連接座內(nèi)設(shè)置定位裝置，輸出軸的一端安裝在 連接座及其內(nèi)置的定位裝置上，輸出軸的中部通過軸承安裝在低壓殼體的端部， 高壓流體噴射孔設(shè)置在連接座上；高壓流體沖擊艙是連接座與低壓殼體連接后 形成的空腔，在高壓流體沖擊艙的相對高壓流體噴射孔的另一側(cè)的低壓殼體內(nèi) 設(shè)置有低壓流體導(dǎo)流孔，此低壓流體導(dǎo)流孔將高壓流體沖擊艙與位于其右側(cè)下 一級的低壓流體紊流艙連通；輸出軸內(nèi)的低壓流體輸出孔的出口位于低壓流體 紊流艙內(nèi)，低壓流體輸出孔與鉆頭連通。
輸出軸與機體的連接方式是其中部通過軸承安裝在機體內(nèi)，其后端安裝在 連接座內(nèi)；輸出端由軸承和連接座支撐。在低壓殼體的端部設(shè)置有軸承端蓋，軸承設(shè)置在低壓殼體和軸承端蓋之間，在軸承的兩端設(shè)置有密封裝置。
定位裝置是在連接座內(nèi)設(shè)置有定位螺釘，定位螺釘?shù)亩嗣嫔显O(shè)置有滾珠滑
槽，滾珠滑槽內(nèi)設(shè)置有定位鋼球，輸出軸的端面上有與定位螺釘上的滾珠滑槽
對應(yīng)的滾珠滑槽，輸出軸連接在連接座內(nèi)，并頂在定位鋼球上。定位鋼球可以
是一個鋼球也可以是均布的多個鋼球。
上述技術(shù)方案的進一步改進在于高壓流體沖擊艙是一個封閉的圓柱形空
腔，用于放置渦輪轉(zhuǎn)子。連接座內(nèi)設(shè)置的高壓流體噴射孔均勻布置，高壓流體
噴射孔的直徑小于低壓流體導(dǎo)流孔直徑。
所述的渦輪轉(zhuǎn)子上設(shè)置有一組相對高壓流體噴射孔具有一定傾斜角度的傾
斜的葉片，高壓水流對渦輪轉(zhuǎn)子的葉片的沖擊形式為斜流沖擊；渦輪轉(zhuǎn)子以鍵
連接的形式固定在輸出軸上。
本實用新型的進一步改進在于在高壓流體艙和高壓流體噴射孔之間設(shè)置
有濾網(wǎng)。
本實用新型的進一步改進在于高壓殼體與連接座的連接處、以及連接座 與低壓殼體的連接處均設(shè)置有密封墊，在輸出軸與連接座的接觸處以及定位螺 釘與連接座的連接處也設(shè)置有密封裝置。在低壓殼體與輸出軸之間同樣設(shè)置有 密封裝置。
由于釆用了上述技術(shù)方案，本實用新型所取得的技術(shù)進步在于 本實用新型應(yīng)用在鉆深孔的作業(yè)場所，將本實用新型的輸出軸的前端安裝 上鉆頭，后端的高壓殼體上連接鉆桿，本實用新型的外徑不大于鉆頭的直徑， 它可以和鉆頭一起深入所鉆的孔內(nèi)，為鉆頭近距離的提供旋轉(zhuǎn)的動力。釆用高 壓水沖擊渦輪葉片產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，渦輪帶動輸出軸高速旋轉(zhuǎn)，沖擊后的高壓水 減弱為低壓水并從輸出軸內(nèi)輸出到鉆頭中排出，排出的水不但可以把鉆孔時形 成的粉末沖出孔外，而且還可以起到冷卻鉆頭的作用。本實用新型不但能保證 所鉆孔的直線度，而且鉆進效率高；本實用新型減小了馬達的體積，簡化了結(jié) 構(gòu)，使整體設(shè)備簡單輕便，只要有高壓水源就能完成鉆孔作業(yè)，可以實現(xiàn)在孔內(nèi)高速驅(qū)動鉆頭的目的。
本實用新型的主體由高壓殼體、連接座和低壓殼體連接后內(nèi)置動力裝置， 這樣便于拆卸，組裝維修非常方便。
濾網(wǎng)的設(shè)置可以濾掉水流中有可能出現(xiàn)的雜質(zhì)，防止堵塞高壓流體噴射孔等。
輸出軸采用軸承和連接座前后支撐，增加了輸出軸的穩(wěn)定性。
定位螺釘、輸出軸、及它們端面上的滾珠滑槽、定位鋼球的設(shè)計不但能使 輸出軸準確定位，而且可以減少輸出軸旋轉(zhuǎn)的摩擦力，并且為輸出軸在鉆進過 程中提供足夠的向前的推進力。
高壓流體噴射孔的均勻布置、并與渦輪轉(zhuǎn)子上的傾斜的葉片的設(shè)計，有利 于使高壓水流推動渦輪轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。低壓流體導(dǎo)流孔直徑大于高壓流體噴射 孔的直徑，有利于泄壓。
各密封墊或者密封裝置的設(shè)置，可以防止不必要的漏水，使高壓水流得到 充分利用。軸承設(shè)置在低壓殼體和軸承蓋之間方便軸承的組裝、拆卸和維修。

圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、高壓流體艙，2、濾網(wǎng)，3、定位螺釘，4、定位鋼球，5、高壓流 體噴射孔，6、渦輪轉(zhuǎn)子，7、高壓流體沖擊艙，8、低壓流體導(dǎo)流孔，9、低壓 流體紊流艙，10、輸出軸，11、軸承端蓋，12、軸承，13、低壓流體輸出孔， 14、低壓殼體，15、連接座，16、高壓殼體。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明
本微型水動力馬達主要部件包括高壓殼體16、連接座15、低壓殼體14、軸 承端蓋11、以及它們內(nèi)部設(shè)置的輸出軸10、連接在輸出軸10上的渦輪轉(zhuǎn)子6 等。高壓殼體16內(nèi)設(shè)置有圓柱形的高壓流體艙l，高壓殼體16內(nèi)設(shè)置有與鉆桿 連接的螺紋，高壓殼體16通過鉆桿與外部的高壓水源連通。高壓殼體16與連接座15通過螺紋連接，連接座15與低壓殼體14連接，在它們的連接處設(shè)置有
密封墊。高壓殼體16中設(shè)置有位于高壓殼體16中心線上的定位螺釘3，定位螺 釘3的內(nèi)端面上設(shè)置有滾珠滑槽，高壓殼體16的中心還設(shè)置有安裝定位螺釘3 的螺釘孔對應(yīng)的孔，在低壓殼體14及高壓殼體16的中心孔內(nèi)設(shè)置有輸出軸10; 輸出軸10的左端面上也設(shè)置有與定位螺釘3上的滾珠滑槽對應(yīng)的滾珠滑槽，輸 出軸10通過設(shè)置在滾珠滑槽內(nèi)的定位鋼球4頂在定位螺釘3上；輸出軸10的 中部通過軸承12連接在低壓殼體14的端部，并通過軸承端蓋11將軸承12固 定；軸承12的兩側(cè)設(shè)置有密封圈。低壓殼體14內(nèi)設(shè)置有中空的圓柱形腔體， 連接座15和低壓殼體14連接后形成的一個腔體是高壓流體沖擊艙7，低壓殼體 14內(nèi)部的右側(cè)還有一個腔體是低壓流體紊流艙9,低壓流體紊流艙9和高壓流 體沖擊艙7之間設(shè)置有低壓流體導(dǎo)流孔8，此低壓流體導(dǎo)流孔8將高壓流體沖擊 艙7與低壓流體紊流艙9連通。輸出軸10上通過鍵連接安裝有渦輪轉(zhuǎn)子6，渦 輪轉(zhuǎn)子6位于高壓流體沖擊艙7內(nèi)。
在連接座15設(shè)置有四個均勻布置的軸向的孔，它們?yōu)楦邏毫黧w噴射孔5, 高壓流體噴射孔5將高壓流體艙1和高壓流體沖擊艙7連通；渦輪轉(zhuǎn)子6上設(shè) 置有一組相對高壓流體噴射孔5的葉片，葉片相對于高壓流體噴射孔5具有一 定傾斜角度，高壓水流對渦輪轉(zhuǎn)子的葉片的沖擊形式為斜流沖擊。
在高壓殼體16和連接座15之間還設(shè)置有濾網(wǎng)2。
低壓流體紊流艙9的右部為圓錐形，輸出軸10內(nèi)部設(shè)有低壓流體輸出孔13， 低壓流體輸出孔13的進口位于低壓流體紊流艙9內(nèi)，低壓流體輸出孔13的進
口的角度與圓錐的角度對應(yīng)。輸出軸io的輸出端位于軸承端蓋之外并與鉆頭連
接，低壓流體輸出孔13與鉆頭連通。
在輸出軸10與連接座15的接觸處以及定位螺釘3與連接座15的連接處也 設(shè)置有密封裝置；在低壓殼體14與輸出軸10之間的軸承12的兩端也設(shè)置有密 封裝置。
本實用新型的低壓流體導(dǎo)流孔8的直徑大于高壓流體噴射孔5直徑。另外本實用新型的定位鋼球可以是一個鋼球也可以是均布的多個鋼球。 高壓流體艙與外部高壓水連接，高壓水通過濾網(wǎng)過濾后進入高壓流體噴射 孔，從噴射孔中噴出的高壓水進入了高壓流體沖擊艙，并沖擊高壓流體沖擊艙 內(nèi)設(shè)置的渦輪轉(zhuǎn)子上的葉片，使渦輪轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動輸出軸做高速旋轉(zhuǎn)， 安裝在輸出軸另一端的鉆頭開始高速切削巖石。沖擊渦輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后的高壓水 就變成了低壓水，并通過低壓殼體上的低壓流體導(dǎo)流孔進入低壓流體紊流艙。 低壓水在這里匯集并形成壓力穩(wěn)定的低壓水，低壓水流入低壓流體輸出孔中并 從鉆頭處排出。工作時可通過調(diào)節(jié)輸入高壓水的壓力獲得理想的轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求1、一種微型水動力馬達，包括馬達機體、安裝在機體內(nèi)的帶有渦輪轉(zhuǎn)子(6)的輸出軸(10)，其特征在于在不大于鉆頭直徑的機體內(nèi)設(shè)置有高壓流體沖擊艙(7)以及與外部的高壓水源連通的高壓流體艙(1)，高壓流體艙(1)和高壓流體沖擊艙(7)之間由高壓流體噴射孔(5)連通，渦輪轉(zhuǎn)子(6)設(shè)置在高壓流體沖擊艙(7)內(nèi)，高壓流體噴射孔(5)與渦輪轉(zhuǎn)子(6)上的葉片對應(yīng)；內(nèi)部帶渦輪轉(zhuǎn)子外端連接鉆頭的輸出軸(10)通過定位裝置安裝在機體內(nèi)，在輸出軸(10)內(nèi)設(shè)置有與輸出軸(10)外端安裝的鉆頭連通的低壓流體輸出孔(13)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述機體由內(nèi) 置高壓流體艙(1)的高壓殼體U6)、內(nèi)置定位裝置及高壓流體噴射孔(5)的 連接座(15)、內(nèi)置高壓流體沖擊艙(7)的低壓殼體(14)依次連接構(gòu)成；高 壓殼體(16)上設(shè)置有與外部水源連接的連接機構(gòu)；高壓流體噴射孔(5)設(shè)置 在連接座(15)內(nèi)，輸出軸(10)的一端安裝在連接座(15)內(nèi)，輸出軸(10) 的中部通過軸承(12)安裝在低壓殼體(14)的端部；高壓流體沖擊艙(7)是 連接座(15)與低壓殼體(14)連接后形成的空腔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述高壓殼體 (16)與連接座(15)的連接處、以及連接座(15)與低壓殼體(l4)的連接處均設(shè)置有密封墊，在輸出軸(10)與連接座(15)的接觸處也設(shè)置有密封裝 置，在低壓殼體(14)端部與輸出軸(10)之間同樣設(shè)置有密封裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述機 體內(nèi)還設(shè)置有位于高壓流體沖擊艙(7)下一級的低壓流體紊流艙(9)，低壓流 體導(dǎo)流孔(8)將高壓流體沖擊艙(7)和低壓流體紊流艙(9)連通，低壓流體 導(dǎo)流孔(8)的直徑大于高壓流體噴射孔(5)的直徑；輸出軸(10)上的低壓 流體輸出孔(13)連通于低壓流體紊流艙(9)內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述高 壓流體艙(1)和高壓流體噴射孔(5)之間設(shè)置有濾網(wǎng)(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述機 體內(nèi)設(shè)置的定位裝置是由端面上設(shè)置有滾珠滑槽的定位螺釘(3)及放置在滾珠 滑槽內(nèi)的定位鋼球(4)構(gòu)成，輸出軸(10)對應(yīng)定位螺釘(3) —端的端面上 也設(shè)置有與定位螺釘(3)上滾珠滑槽及定位鋼球(4)對應(yīng)的滾珠滑槽，輸出 軸(10)插在連接座(15)的中心孔內(nèi)并通過定位鋼球(4)頂在定位螺釘(3) 上；輸出軸(10)中部的軸承(12)通過軸承端蓋(11)固定安裝在低壓殼體(14)的前端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述定位鋼球 (4)是一個鋼球或者是均布的多個鋼球的其中一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種微型水動力馬達，其特征在于所述高 壓流體噴射孔(5)均勻布置；所述的渦輪轉(zhuǎn)子上設(shè)置有一組相對高壓流體噴射 孔(5)具有一定傾斜角度的葉片，高壓水流對渦輪轉(zhuǎn)子的葉片的沖擊形式為斜 流沖擊；渦輪轉(zhuǎn)子以鍵連接的形式固定在輸出軸(10)上。
專利摘要本實用新型公開了一種微型水動力馬達，是鉆深孔時的動力設(shè)備。它是在馬達機體內(nèi)設(shè)置有高壓流體沖擊艙及與外部高壓水源連通的高壓流體艙，高壓流體艙和高壓流體沖擊艙之間由高壓流體噴射孔連通，安裝在輸出軸上的渦輪轉(zhuǎn)子設(shè)置在高壓流體沖擊艙內(nèi)，高壓流體噴射孔與渦輪轉(zhuǎn)子上的葉片對應(yīng)；輸出軸通過由定位螺釘和定位鋼球組成的定位裝置及軸承安裝在機體內(nèi)，在輸出軸內(nèi)設(shè)置有與輸出軸外端安裝的鉆頭連通的低壓流體輸出孔。本實用新型的微型水動力馬達的外部尺寸小于鉆頭的直徑，可以用于巖石深度鉆孔，鉆孔時微型馬達可以深入到孔內(nèi)，直接在鉆頭尾部近距離提供動力，達到快速穩(wěn)定鉆孔的效果。該實用新型體積小、功率大、操作方便、高效快速而且經(jīng)濟環(huán)保。
文檔編號F03B1/00GK201246259SQ20082010567
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者馮春保, 劉占宏, 劉水東, 李占利, 趙琰飛 申請人:石家莊中煤裝備制造有限公司;河北冀凱實業(yè)集團有限公司