RU16376U1 - Погружной пневмоударник - Google Patents

Abstract

Предполагаемая полезная модель относится к области горных машин, а конкретно к погружным пневматическим ударным механизмам для бурения скважин в породах средней и высокой крепости и может найти применение в строительстве.

Техническая задача - повышение надежности погружного пневмоударника за счет увеличения прочности ударника. Это решается тем, что в погружном пневмоударнике, включающем корпус, камеры холостого и рабочего хода, каждая из которых состоит из торцевой и кольцевой полости, питающую и выхлопную магистрали, ударник с продольными боковыми каналами двух типов, из которых канал первого типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры хоччостого хода и выполнен с возможностью периодического сообщения с питающей магистралью, а канал второго типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры рабочего хода и выполнен с возможностью периодического сообщения то с питающей, то с выхлопной магистралями и буровую коронку с каналом, соединенным с выхлопной магистралью, согласно техническому решению, в ударнике выполнено по меньшей йере два симме трично расположенных ,1санала первого типа и по меньшей мере два симметрично расположенных канала второго типа, причем суммарная пл ощадь поперечных сеч.ений. первых меньше суммарной площаци. поперечных сечений вторых. 2 ил.

РЕФЕРАТ

Description

Погружной пневмоударник

Предполагаемая полезная модель относится к области горных машин, а конкретно к погружным пневматическим ударным механизмам для бурения скважин в породах средней и высокой крепости и может найти применение в строительстве.

Известен погружной пневмоударник, описанный в книге Н.Н. Есина Погружные пневматргческие машины ударного действия для бурения скважин, изд. Наука, Сибирское отделение, Новосибирск, 1976, с.41. Он имеет ударник с продольными каналами, один из которых соединен с камерой холостого хода, а другой - с камерой рабочего хода; эти камеры имеют различную площадь поперечного сечения. Уменьшение плош,ади поперечного сечения канала, соединенного с камерой холостого хода, позволяет, не ухудшая условия работы устройства, нет сколько увеличить площадь поперечного сечения ударника, чтоимеет значение для его проч11бсти. Однако центральное расположение канала, - соединенного с камерой рабочего хода, его радиальньщ выход значительно ослабляют тело ударника и, в особенности, его серт цевйну, наиболее нагруженную при осуществляемом в данной конструкции центральном соударенрш ударника с коронкой.. Кроме того, в данной конструкции имеется необходимость в выполнении питающего канала в корпусе на

. 70 7 Т

МПК 7: Е21В 1/30

всем его протяжении, что уменьшает площадь поперечного сечения полости корпуса и, следовательно, уменьшает рабочую площадь ударника на холостом и рабочем ходу и, как следствие, уменьшает ударную мощность машины.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является погружной пневмоударник, описанный в а.с. СССР №977756, Е21С 3/24, опубл. в БИ №44, 1982. Он включает корпус, камеры рабочего и холостого хода поршня-бойка с вьшолненными в последнем продольными каналами, один из которых постоянно сообщен с камерой холостого хода, буксу с питающим каналом и муфту между корпусом и долотом с выхлопным каналом. Другой продольный канал в поршне-бойке постоянно сообщен с полостью камеры рабочего хода, а муфтт1 с корпусом образуют дополнительный канал для периодического сообщения выхлопного канала с продольным, постоянно сообщенным с полостью камеры рабочего хода. Муфта имеет радиальный канал для сообщения камеры холостого хода с дополнительным каналом.

К - достоинству данной конструкции следует отнести то, что для создания рабочей площади ударника, как на холостом, так и на рабочем ходу, используется вся площадь поперечного сечения полости корпуса. Это является основой получения высокой ударной мощности погружного пневмоударника. Однака следует отметить, что в теле ударника выполнены продольные каналы равной площади поперечного сечения, что для работы пневмоударника не является необходимым и уменьшает его прочность. Не предусмотрено симметричное расположение каналов, что не позволяет равномерно распределять ударную нагрузку по сечению ударника, и тем самым избежать значительной концентрации напряжений в ударнике.

Техническая задача - повышение надежности погружного пневмоударника за счет увеличения прочности ударника.

Данная техническая задача решается тем, что в погружном пневмоударнике, включающем корпус, камеры холостого и рабочего хода, каждая из которых состоит из торцевой и кольцевой полости, питающую и выхлопную магистрали, ударник с продольными боковыми каналами двух типов, из которых канал первого типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры холостого хода и выполнен с возможностью периодического сообщения с питающей магистралью, а канал второго типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры рабочего хода и выполнен с возможностью периодического сообщения то с питающей, то с выхлопно магистралями и буровую коронку с каналом, соединенным с выхлопной магистралью, согласно техническому решению, в ударнике вьшолнено по меньшей мере два симметрично расположенных к:анала первого типа и по меньшей, мере два симметрично расположеннЕ11Х канала второго типа, причём суммарная площадь поперечнЕз1х сечений пёрвых меньше суммарной площади поперечных сечении вторых.

Увеличение числа всех продольных каналов при таком же их пропускном сечении и таком же расстоянии от боковой поверхности ударника позволяет увеличить сечение его несущей сердцевины за счет уменьшения диаметра каждого из каналов. При центральном соударении ударника и коронки сердцевина ударника воспринимает основную нагрузку, и ее увеличение повьлиает прочность ударника. Симметричное расположение продольных каналов позволяет равномерно распределять ударную нагрузку и избежать значительной концентрации напряжений в ударнике.

Симметричное расположение продольных каналов и их увеличенное число позволяют и более равномерно распределять потоки воздуха при работе, улучшая наполнение камер холостого и рабочего хода при впуске воздуха и их опорожнение при выхлопе, что повышает ударную мошдость машины.

Каналы первого типа являются преимущественно впускными каналами, и могут иметь значительно меньшую площадь поперечного сечения, чем каналы второго, типа, сочетаюш ие функции впускных, так и выхлопных каналов. Следует, конечно, отметить, что при выхлопе из камеры холостого хода воздух из ее кольцевой полости проходит по каналам первого типа, но поскольку коль-, цевая полость камврьг холостого хода составляет всего лишь ее часть, и притом меньшую, то и уменьшенное сечение этих каналов является достаточным для прохода воздуха, так как объем его не велик. Каналы же второго типа являются впускными и выхлопными для всего объема камеры рабочего хода. Уменьшение площади поперечных сечений продольных каналов первого типа без ухудшения функций воздухораспределения позволяет увеличить площадь поперечного сечения ударника, а значит и его прочность, и тем самым повысить надежность погружного пневмоударника.

Погружной пневмоударник иллюстрируется примерами конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 изображен разрез Б-Б погружного пневмоударника на фиг.2, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Погружной пневмоударник (фиг.1) содержит корпус 1, камеру 2 холостого хода, состоящую из торцевой полости 3 и кольцевой полости 4, камеру 5 рабочего хода, состоящую из торцевой полости 6 и кольцевой полости 7, питающую магистраль 8, сообщенную с впускными окнами 9, и выхлопную магистраль 10, сообщенную с выпускными . окнами 11. Имеется ударник 12 с продольными боковь ли каналами двух типов, из которых, например, два канала 13 первого типа и четыре канала„ 14 второго тип;а (фиг. 2) . В передней части корпуса 1 расположена букса 15, а в задней его части переходник 16. В буксу 15 входит буровая коронка 17 с каналом 18.

лее в питающую магистраль 8. Из питающей магистрали 8 через впускные окна 9 сжатый воздух поступает в каналы 13, через которые поступает в торцевую полость 3 и кольцевую полость 4 камеры 2 холостого хода. Для осуществления впуска достаточно площади поперечного сечения двух каналов 13. Воздействуя со стороны камеры 2 холостого хода на рабочую площадь ударника 12, сжатый воздух приводит его в движение, начинается холостой ход. По прошествии части пути ударником 12 расположенные в нем каналы 13 разъединяются с впускными каналами 9, происходит отсечка впуска воздуха, и дальнейшее движение ударника 12 происходит за счет инерции и воздействия расширяющегося воздуха в камере 2 холостого хода. В дальнейшем кромка торца ударника 12 в передней его части открывает выпускные окна 11,, осуществляется выхлоп воздуха из камеры 2 холостого хода: из торцевой полости 3 непосредственно через выпускные окна 11, а из кольцевой полости 4 через каналы 13 и выпускные окна 11. Поскольку объем кольцевой полости 4 гораздо меньше объема всей камеры 2 холостого . хода г то для ее опорожнения двух каналов 13 достаточно. Через выпускные окна 11 воздух поступает в выхлопную магистраль 10, откуда через канал 18 в буровой коронке 17 попадает на забой скважины, очищает его от буровой мелочи и осуществляет ее транспортировку из скважины. В дальнейшем кандлы 14 соединяются с впускными окнами 9. сжатей воздух поступает по этим каналам в торцевую полость 6 и кольцевую полость 7 камеры 5 рабочего хода. Воздействуя на рабочую площадь ударника 12 со- стороны этой камеры, сжатый воздух останавливает ударник 12 и переводит его на рабочий ход. При движении ударника 12 на рабочем ходу расположенные в нем каналы 14 разъединяются с впускными окнами 9, происходит отсечка впуска воздуха, и дальнейшее движение происходит за счет инерции и воздействия расширяющегося воздуха в камере 5 рабочего хода. В дальнейшем каналы 14 соединяются с выпускными каналами 11, происходит выхлоп воздуха из камеры 5 рабочего хода также на забой скважины. Поскольку весь объем камеры 5 рабочего хода опорожняется через каналы 14, то суммарная площадь их поперечных сечений увеличена в сравнении с суммарной площадью поперечных сеченртй каналов 13. В это время также происходит соединение каналов 13 с впускными окнами 9, начинается впуск воздуха в камеру 2 холостого хода. В конце рабочего хода ударник 12 наносит удар по хвостовику буровой коронки 17. Цикл повторяется. Количество продольных каналов 13,14 и их размещение определяет достаточно высокую нгесущую способность сердцевины ударника 12, воспринимающей ударную нагрузку. Для осуществления проТ1,есса бурения к буровой коронке 17 прикладывается осевое усилие и крутяш 1Й момент, передаваемые через став штанг, переходник 16, корпус 1 и буксу 15.- . - -I

Claims (1)

1. Погружной пневмоударник, включающий корпус, камеры холостого и рабочего хода, каждая из которых состоит из торцевой и кольцевой полости, питающую и выхлопную магистрали, ударник с продольными боковыми каналами двух типов, из которых канал первого типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры холостого хода и выполнен с возможностью периодического сообщения с питающей магистралью, а канал второго типа постоянно сообщен с торцевой и кольцевой полостями камеры рабочего хода и выполнен с возможностью периодического сообщения то с питающей, то с выхлопной магистралями и буровую коронку с каналом, соединенным с выхлопной магистралью, отличающийся тем, что в ударнике выполнено по меньшей мере два симметрично расположенных канала первого типа и по меньшей мере два симметрично расположенных канала второго типа, причем суммарная площадь поперечных сечений первых меньше суммарной площади поперечных сечений вторых.