硬质合金无芯钻头

摘要

本发明公开了硬质合金无芯钻头，包括钻头体和导轮，所述钻头体一端固定有刀头，所述刀头内部开设有通水孔，所述刀头外部设置有排粉槽，所述钻头体内部设置有过滤机构边框，其中，所述过滤机构边框内部固定有支架，所述相邻的支架中间设置有滤网，所述支架外部安装有固定座，所述固定座内部贯穿有固定杆，所述固定杆外部设置有复位弹簧，所述导轮设置于固定杆靠近旋转盘的一端，所述旋转盘与凸块相接触，钻头体内设置控制系统，该硬质合金无芯钻头通过内置过滤的方式对流经内部的冷却液或者冷却水进行过滤，从而使得直径较大的杂质能够被及时过滤掉，避免在出水口造成不必要的阻塞，从而减小对通水孔进行清理的工作量，智能检测控制。

权利要求

1.硬质合金无芯钻头，包括钻头体（1）和导轮（11），其特征在于：所述钻头体（1）一端固定有刀头（2），所述刀头（2）内部开设有通水孔（3），所述刀头（2）外部设置有排粉槽（4），所述钻头体（1）内部设置有过滤机构边框（5），其中，所述过滤机构边框（5）内部固定有支架（6），相邻的所述支架（6）中间设置有滤网（7），所述支架（6）外部安装有固定座（9），所述固定座（9）内部贯穿有固定杆（8），所述固定杆（8）外部设置有复位弹簧（10）；

所述导轮（11）设置于固定杆（8）靠近旋转盘（12）的一端，所述旋转盘（12）与导轮（11）相接触；

所述的钻头体（1）内部还设置有控制装置，所述的控制装置内嵌控制系统，所述的控制系统包括信息检测模块、信息接收模块、信息处理模块、和信息执行模块，所述的信息检测模块包括温度传感器、压力传感器和位置传感器，所述的信息检测模块与信息接收模块连接，所述的信息处理模块与执行模块连接，所述的执行模块分别与冷却泵和钻机连接，所述的信息处理模块还与信息校准模块连接，所述的信息检测模块通过温度传感器来检测钻头体表面的温度，通过压力传感器检测钻头作业时的作业环境压力，通过位置传感器检测钻头在作业是钻进路线；

信息接收模块，将信息检测模块检测到的数据进行存储后发送至信息处理模块；

信息处理模块，通过对信息接收模块发送的信息进行处理，对钻头作业时的温度、压力和路线是否正常进行监控，当钻头温度超出设定温度值且超出范围小于设定温度的10%时，则信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率大小，加快冷却液循环，当温度超出范围大于等于设定温度的10%时，信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率和钻机钻速，加快冷却液循环同时减低钻头钻速；

信息校准模块，通过位置传感器不断传送的数据形成钻头实际钻进路线，通过实际路线与预定路线进行对比，偏移角度大于1°时，则通过校准模块进行钻头钻进路线的校准，调整转进方向。

2.根据权利要求1所述的硬质合金无芯钻头，其特征在于：所述支架（6）交点处设置有固定块（14），所述固定块（14）中部设置有调节块（15），所述调节块（15）通过轴承（16）与旋转盘（12）相连接，所述旋转盘（12）外部设置有凸块（13）。

3.根据权利要求2所述的硬质合金无芯钻头，其特征在于：所述凸块（13）为阶梯状结构，且所述凸块（13）共设置有四组，并且四组所述凸块（13）等角度分布在旋转盘（12）的四周。

4.根据权利要求1所述的硬质合金无芯钻头，其特征在于：所述固定杆（8）的长度与所述过滤机构边框（5）外边缘至旋转盘（12）外表面的最小距离相等。

说明书

硬质合金无芯钻头

技术领域

[0001] 本发明涉及工程钻探技术领域，具体为一种硬质合金无芯钻头。

背景技术

[0002] 工程钻探是现代化工业生产的重要过程，用于进行科学的探查，便于发现新的矿产资源，为现代化的工业生产提供资源，其中煤矿生产钻孔时，一般使用硬质合金作为钻头的切削刃，在应用到煤矿生产等钻孔。

[0003] 硬质合金无芯钻头耐磨损能力强，硬度高，并且又具有良好的抗冲击韧性，有效的提高了钻孔效率，本申请针对申请号为201520400181.7合金镀膜钻头进行改进，从而弥补其不足，该钻头内部不能够对冷却液进行过滤，由于出水孔较小因此极易造成堵塞。

[0004] 而且在钻头作业时无法观看到钻头的工作状态，对作业的情况无法进行检测控制，出现问题后不能及时处理，容易导致钻头钻杆工具的损坏，甚至整个作业失败，影响了工作效率，而且给作业带来不便。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种硬质合金无芯钻头，以解决上述背景技术提出的目前市场上的钻头内部不能够对冷却液进行过滤的问题，而且智能监控，加快解决多种问题。

[0006] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种硬质合金无芯钻头，包括钻头体和导轮，所述钻头体一端固定有刀头，所述刀头内部开设有通水孔，所述刀头外部设置有排粉槽，所述钻头体内部设置有过滤机构边框，其中，

[0007] 所述过滤机构边框内部固定有支架，所述相邻的支架中间设置有滤网，所述支架外部安装有固定座，所述固定座内部贯穿有固定杆，所述固定杆外部设置有复位弹簧；

[0008] 所述导轮设置于固定杆靠近旋转盘的一端，所述旋转盘与凸块相接触。

[0009] 作为优化，所述的钻头体内部还设置有控制装置，所述的控制装置内嵌控制系统，所述的控制系统包括信息检测模块、信息接收模块、信息处理模块、和信息执行模块，所述的信息检测模块包括温度传感器、压力传感器和位置传感器，所述的信息检测模块与信息接收模块连接，所述的信息处理模块与执行模块连接，所述的执行模块分别与冷却泵和钻机连接，所述的信息处理模块还与信息校准模块连接，所述的信息检测模块通过温度传感器来检测钻头体表面的温度，通过压力传感器检测钻头作业时的作业环境压力，通过位置传感器检测钻头在作业是钻进路线；

[0010] 信息接收模块，将信息检测模块检测到的数据进行存储后发送至信息处理模块；

[0011] 信息处理模块，通过对信息接收模块发送的信息进行处理，对钻头作业时的温度、压力和路线是否正常进行监控，当钻头温度超出设定温度值且超出范围小于设定温度的10%时，则信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率大小，加快冷却液循环，当温度超出范围大于等于设定温度的10%时，信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率和钻机钻速，加快冷却液循环同时减低钻头钻速；

[0012] 信息校准模块，通过位置传感器不断传送的数据形成钻头实际钻进路线，通过实际路线与预定路线进行对比，偏移角度大于1°时，则通过校准模块进行钻头钻进路线的校准，调整转进方向。

[0013] 作为优化，所述支架交点处设置有固定块，所述固定块中部设置有调节块，所述调节块通过轴承与旋转盘相连接，所述旋转盘外部设置有凸块。

[0014] 作为优化，所述凸块为阶梯状结构，且所述凸块共设置有四组，并且四组所述凸块等角度分布在旋转盘的四周。

[0015] 作为优化，所述固定杆的长度与所述过滤机构边框外边缘至旋转盘外表面的最小距离相等。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该硬质合金无芯钻头通过内置过滤的方式对流经内部的冷却液或者冷却水进行过滤，从而使得直径较大的杂质能够被及时过滤掉，避免在出水口造成不必要的阻塞，从而减小对通水孔进行清理的工作量，并且该过滤部分方便进行拆卸，从而能够方便进行清理，便于钻头的使用。

附图说明

[0017] 图1为本发明剖视结构示意图；

[0018] 图2为本发明侧视结构示意图；

[0019] 图3为本发明过滤机构边框内部结构示意图；

[0020] 图4为本发明图1中A处局部放大结构示意图；

[0021] 图5为本发明图3后视结构示意图；

[0022] 图6为本发明调节块与旋转盘连接部分结构示意图；

[0023] 图7为本发明控制系统原理图；

[0024] 图中：1、钻头体，2、刀头，3、通水孔，4、排粉槽，5、过滤机构边框，6、支架，7、滤网，8、固定杆，9、固定座，10、复位弹簧，11、导轮，12、旋转盘，13、凸块，14、固定块，15、调节块，
16、轴承。

具体实施方式

[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0028] 一种硬质合金无芯钻头，包括钻头体1、刀头2、通水孔3、排粉槽4、过滤机构边框5、支架6、滤网7、固定杆8、固定座9、复位弹簧10、导轮11、旋转盘12、凸块13、固定块14、调节块15和轴承16，所述钻头体1一端固定有刀头2，所述刀头2内部开设有通水孔3，所述刀头2外部设置有排粉槽4，所述钻头体1内部设置有过滤机构边框5，其中，

[0029] 所述过滤机构边框5内部固定有支架6，所述相邻的支架6中间设置有滤网7，所述支架6外部安装有固定座9，所述固定座9内部贯穿有固定杆8，所述固定杆8外部设置有复位弹簧10，所述支架6交点处设置有固定块14，所述固定块14中部设置有调节块15，所述调节块15通过轴承16与旋转盘12相连接，所述旋转盘12外部设置有凸块13，转动调节块15能够带动旋转盘12转动，所述凸块13为阶梯状结构，且所述凸块13共设置有四组，并且四组所述凸块13等角度分布在旋转盘12的四周，从而使得凸块13的位置变换，进而能够推动固定杆8沿着凸块13阶梯状结构向外侧移动，或者使得固定杆8在复位弹簧10的作用下能够向过滤机构边框5内侧移动，从而能够对过滤机构边框5进行固定或者拆卸，便于进行清理，所述固定杆8的长度与所述过滤机构边框5外边缘至旋转盘12外表面的最小距离相等；

[0030] 所述导轮11设置于固定杆8靠近旋转盘12的一端，所述旋转盘12与凸块13相接触。

[0031] 工作原理：在使用该硬质合金无芯钻头时，首先，将该钻头连接在装置上，之后在使用时能够通过通水孔3正常排水降温，同时排粉槽4能够及时将碎屑排除，当需要对过滤机构边框5及其内部部件进行拆卸，转动调节块15，调节块15通过轴承16与固定块14相对转动，从而带动旋转盘12旋转，进而使得凸块13的位置变换，进而能够推动固定杆8沿着凸块13阶梯状结构向外侧移动，或者使得固定杆8在复位弹簧10的作用下能够向过滤机构边框5内侧移动，从而能够对过滤机构边框5进行固定或者拆卸，便于进行清理这就是该硬质合金无芯钻头的整个使用过程，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

[0032] 所述的钻头体内部还设置有控制装置，所述的控制装置内嵌控制系统，所述的控制系统包括信息检测模块、信息接收模块、信息处理模块、和信息执行模块，所述的信息检测模块包括温度传感器、压力传感器和位置传感器，所述的信息检测模块与信息接收模块连接，所述的信息处理模块与执行模块连接，所述的执行模块分别与冷却泵和钻机连接，所述的信息处理模块还与信息校准模块连接，所述的信息检测模块通过温度传感器来检测钻头体表面的温度，通过压力传感器检测钻头作业时的作业环境压力，通过位置传感器检测钻头在作业是钻进路线；

[0033] 信息接收模块，将信息检测模块检测到的数据进行存储后发送至信息处理模块；

[0034] 信息处理模块，通过对信息接收模块发送的信息进行处理，对钻头作业时的温度、压力和路线是否正常进行监控，当钻头温度超出设定温度值且超出范围小于设定温度的10%时，则信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率大小，加快冷却液循环，当温度超出范围大于等于设定温度的10%时，信息处理模块向执行模块发送指令，执行模块接收到信号后调节冷却泵功率和钻机钻速，加快冷却液循环同时减低钻头钻速；

[0035] 信息校准模块，通过位置传感器不断传送的数据形成钻头实际钻进路线，通过实际路线与预定路线进行对比，偏移角度大于1°时，则通过校准模块进行钻头钻进路线的校准，调整转进方向。

[0036] 根据图7中的实施例，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力已经位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，温度有偏差时，检测到的温度超出预定值10%以内时，信息处理模块向执行模块发送指令，控制冷却泵加大输出功率，加快对钻头冷却，当检测温度超出预定值10%以上时，信息处理模块向执行模块发送指令，控制冷却泵加大输出功率，加快对钻头冷却，同时，降低钻机转速，减少对钻头的摩擦。

[0037] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力已经位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，压力有偏差时，检测到的压力值超出预定值10%以内时，信息处理模块向执行模块发送指令，加快钻机钻速，当检测压力超过预定值10%以上时，信息处理模块向执行模块发送指令，控制冷却泵降低输出功率，减少冷却液输入，降低钻头工作环境压力。

[0038] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力已经位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，钻头路线发生偏移时，当检测到钻头路线与预设置路线偏移角度大于1°时，信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向执行模块发送指令，调整钻头钻进方向。

[0039] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力已经位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，当温度和压力都发生变化时，温度超出预定值10%，同时压力超出预定值10%时，信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向信息执行模块发送指令，降低钻机钻速，同时调整钻头钻进方向，当温度和压力恢复正常范围值时，可继续作业，如果没有恢复，则通过信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向执行模块发送指令，调整钻头钻进方向。

[0040] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力以及位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，当温度和钻头路线都发生变化时，温度超出预定值10%，同时检测到钻头路线与预设置路线偏移角度为大于1°，信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向信息执行模块发送指令，调整冷却泵输出功率，加快冷却液冷却，同时调整钻头钻进方向。

[0041] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力以及位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，当压力和钻头路线都发生变化时，压力超出预定值10%，同时检测到钻头路线与预设置路线偏移角度为大于1°，信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向信息执行模块发送指令，降低钻机转速，同时调整钻头钻进方向。

[0042] 另一实施例中，在钻头进行转进作业时，如果发生偏移，则对钻头的温度、工作环境压力以及位置都会产生影响，此时，钻头中的温度传感器、压力传感器和位置传感器对钻头进行实际检测，检测后的信息数据通过信息接收模块发送至信息处理模块，此时，信息处理模块接收到信号与预定值相对比，当温度、压力和钻头路线都发生变化时，温度超出预定值10%，压力超出预定值10%，同时检测到钻头路线与预设置路线偏移角度为大于1°，信息校准模块向信息处理模块反馈，信息处理模块向信息执行模块发送指令，调整钻头钻进方向。

[0043] 上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。