RU2139393C1

RU2139393C1 - Percussive-action pneumatic device

Info

Publication number: RU2139393C1
Application number: RU98100406/03A
Authority: RU
Inventors: С.Е. Алексеев; В.А. Григоращенко; В.В. Каменский; В.Д. Плавских; А.А. Репин; тнин Г.А. П; Г.А. Пятнин; С.К. Тупицын; С.Ю. Фетисов
Original assignee: Закрытое акционерное общество научно-производственная компания "Комбест"
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: construction machinery and equipment. SUBSTANCE: device is intended for making bore-holes in ground and for trenchless laying or replacement of pipelines. Device has body which contains striker with internal space incorporating air distributor. Also provided are supply and exhaust lines, air delivery hose, and starting valve. Starting valve can be located in that part of air distributor which is seated in striker space and it can be made in the form of piston which creates two chambers in combination with parts of air distributor. One of these chambers communicates with supply line, other chamber communicates with exhaust line. Aforesaid embodiment of percussive-action device ensures high operational reliability. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области строительной техники и касается пневматических устройств ударного действия, применяемых для образования скважин в грунте, для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов. The present invention relates to the field of construction equipment and relates to pneumatic shock devices used for the formation of wells in the ground, for trenchless laying and replacement of pipelines.

Известен пневматический ударный механизм, описанный в статье Губенкова Е. К. "Бурение в вечной мерзлоте" Метрострой (информационный технический сборник), 1979, N 7, с. 31-32. Он содержит корпус, ударник с внутренней полостью, соединенной с атмосферой, обратный клапан в виде подпружиненной втулки, внутренняя полость которой через полость ударника соединена с атмосферой. Основное назначение обратного клапана - защита механизма от попадания в него шлама, но он оказывает некоторое влияние и на запуск механизма, поскольку открывается при определенном, достаточно большом давлении. Однако, как пусковое устройство данный клапан не эффективен и не надежен, поскольку его открытие не происходит резко из-за пружины, сжатие которой зависит линейно от давления воздуха, и он не может осуществлять достаточно резкий впуск в каналы и полости системы воздухораспределения. Known pneumatic impact mechanism described in the article by E. Gubenkov, "Drilling in permafrost" Metrostroy (information technical collection), 1979, N 7, p. 31-32. It contains a housing, a drummer with an internal cavity connected to the atmosphere, a check valve in the form of a spring-loaded sleeve, the internal cavity of which is connected to the atmosphere through the drummer cavity. The main purpose of the check valve is to protect the mechanism from the ingress of sludge, but it has some effect on the start of the mechanism, since it opens at a certain, sufficiently large pressure. However, as a starting device, this valve is not efficient and not reliable, since its opening does not occur abruptly due to the spring, the compression of which depends linearly on air pressure, and it cannot make a sufficiently sharp inlet into the channels and cavities of the air distribution system.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство для пробивания скважин в грунте, описанное в а.с. СССР N 977614, кл. E 02 F 5/18, 1982. Оно содержит корпус, ударник с внутренней полостью, воздухораспределитель, часть которого входит в полость ударника, питающую и выхлопную магистрали, воздухоподводящий рукав, причем устройство имеет клапан, размещенный внутри части воздухораспределителя, входящей в полость ударника. The closest analogue adopted for the prototype is a device for punching wells in the soil, described in A.S. USSR N 977614, class E 02 F 5/18, 1982. It comprises a housing, a striker with an internal cavity, an air distributor, part of which enters the cavity of the striker, supply and exhaust pipes, an air supply sleeve, the device having a valve located inside the part of the air distributor that enters the cavity of the striker.

Недостатком данной конструкции является то, что имеющийся клапан является подпружиненным обратным клапаном, который, как и обратный клапан в предыдущем аналоге, не способен осуществить резкое открытие воздушного тракта. При плавном же заполнении полости ударника при запуске при наличии перетечек воздуха может произойти уравновешивание сил со стороны камеры холостого хода и камеры рабочего, при котором ударник будет иметь неподвижное положение и запуска машины не произойдет. Это затрудняет или даже делает невозможным эксплуатацию машины. The disadvantage of this design is that the existing valve is a spring-loaded check valve, which, like the check valve in the previous analogue, is not able to carry out a sharp opening of the air path. When the drummer cavity is smoothly filled at start-up, if there are air leaks, a balancing of forces from the side of the idle chamber and the worker’s chamber can occur, in which the drummer will have a fixed position and the machine will not start. This makes it difficult or even impossible to operate the machine.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности работы устройства. The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the device.

Данная задача решается тем, что в пневматическом устройстве ударного действия, включающем корпус, ударник с внутренней полостью, воздухораспределитель, часть которого входит в полость ударника, клапан, размещенный в части воздухораспределителя, входящей в полость ударника, питающую и выхлопную магистрали, воздухоподводящий рукав, согласно изобретению, клапан выполнен в виде поршня, образующего с деталями воздухораспределителя две камеры, одна из которых соединена с питающей магистралью, а другая - с выхлопной, и, кроме того, поршень соединен подвижным штоком с воздухоподводящим рукавом. This problem is solved in that in a pneumatic shock device, including a housing, a drummer with an internal cavity, an air distributor, part of which enters the drum cavity, a valve located in the part of the air distributor entering the drum cavity, the supply and exhaust manifolds, the air supply sleeve, according to of the invention, the valve is made in the form of a piston forming two chambers with parts of the air distributor, one of which is connected to the supply line, and the other to the exhaust, and, in addition, the piston is connected inen with a movable stem with an air supply sleeve.

Клапан в данном устройстве является пусковым, обеспечивающим резкий впуск сжатого воздуха в полость ударника, что позволяет избежать "зависание" ударника и обеспечивает надежный запуск машины. The valve in this device is a trigger, providing a sharp inlet of compressed air into the cavity of the drummer, which avoids the "freezing" of the drummer and ensures reliable start of the machine.

Выполнение клапана в виде поршня, образующего с деталями воздухораспределителя две камеры, одна из которых соединена с питающей магистралью, а другая - с выхлопной, позволяет для включения пускового клапана использовать энергию сжатого воздуха, добиться его быстрого срабатывания за счет большой и постоянной величины силы, действующей на поршень со стороны одной из камер. Это также дает возможность исключить использование механических пружин, упростить конструкцию и повысить ее надежность. Соединение поршня через подвижный шток с воздухоподводящим рукавом позволяет оператору управлять включением клапана, натягивая и отпуская воздухоподводящий рукав в момент достижения необходимого давления. The execution of the valve in the form of a piston, forming two chambers with the parts of the air distributor, one of which is connected to the supply line and the other to the exhaust, allows you to use the energy of compressed air to turn on the start valve, to achieve its quick response due to the large and constant force acting on the piston from one of the chambers. It also makes it possible to exclude the use of mechanical springs, simplify the design and increase its reliability. The connection of the piston through the movable stem with the air supply sleeve allows the operator to control the valve on by pulling and releasing the air supply sleeve when the required pressure is reached.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлен продольный разрез устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the device.

Пневматическое устройство ударного действия содержит корпус 1, ударник 2, имеющий внутреннюю полость 3 и окна 4 в боковой стенке и образующий с корпусом камеру 5, втулку 6, присоединенную к задней части корпуса 1, воздухораспределитель 7, присоединенный к втулке 6, пусковой клапан 8, выполненный в виде поршня 9, расположенного в части 10 воздухораспределителя 7, входящей в полость 3 ударника 2. Поршень 9 образует с деталями воздухораспределителя 7 камеры 11 и 12. Камера 11 соединена окнами 13 с выхлопной магистралью 14, а камера 12 окнами 15 соединена с питающей магистралью 16, сообщенной посредством окон 17 с внутренней полостью 3 ударника 2. Пусковой клапан посредством подвижного штока 18 соединен с воздухоподводящим рукавом 19. The pneumatic impact device comprises a housing 1, a hammer 2 having an internal cavity 3 and windows 4 in the side wall and forming a chamber 5 with the housing, a sleeve 6 connected to the rear of the housing 1, an air distributor 7 connected to the sleeve 6, a start valve 8, made in the form of a piston 9, located in part 10 of the air distributor 7, which enters the cavity 3 of the hammer 2. The piston 9 forms with the parts of the air distributor 7 chambers 11 and 12. The chamber 11 is connected by windows 13 to the exhaust pipe 14, and the chamber 12 is connected to the power supply by windows 15 s manifold 16 communicated through the ports 17 with the interior of the striker 2. The trigger 3 by the movable valve stem 18 is connected to air supply hose 19.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

После включения сжатый воздух, воздействуя на ударник 2 с периодически меняющейся силой то со стороны камеры 5, то со стороны полости 3, обеспечивает ударнику 2 возвратно-поступательное движение. В конце каждого цикла ударник 2 наносит удар по корпусу 1, энергия которого используется для осуществления проводимой технической операции. При необходимости, в случае отказа при запуске, вводят в действие пусковой клапан 8. Для этого оператор натягивает воздухоподводящий рукав 19. Через него и через подвижный шток 18 усилие передается на пусковой золотник 8, который перемещается в крайнее заднее положение до упора в деталь воздухораспределителя 7, фиксируемого в устройстве втулкой 6. При этом окна 17 перекрыты другой деталью воздухораспределителя 7. В питающую магистраль 16 подается сжатый воздух, который через окна 15 поступает в камеру 12 и оказывает давление на рабочую поверхность поршня 9. В то же время со стороны камеры 11, соединенной через окна 13 с выхлопной магистралью 14, обеспечивается пониженное давление. Под влиянием перепада давления на поршень 9 действует сила значительной величины, направленная вперед. При достижении достаточно большого давления сжатого воздуха в питающей магистрали 16 оператор отпускает воздухоподводящий рукав 19. Освобожденный пусковой клапан 8 под действием силы резко перемещается вперед до упора в деталь воздухораспределителя 7. При этом окна 17 резко открываются в полость 3 ударника 2, происходит впуск сжатого воздуха в полость 3. After switching on, compressed air acting on the firing pin 2 with a periodically changing force from the side of the chamber 5, then from the side of the cavity 3, provides the firing pin 2 with reciprocating motion. At the end of each cycle, the hammer 2 strikes the body 1, the energy of which is used to carry out the technical operation. If necessary, in the event of a failure at start-up, the start valve 8 is activated. For this, the operator pulls the air supply sleeve 19. Through it and through the movable rod 18, the force is transmitted to the start valve 8, which moves to its extreme rear position against the stop in the air distributor part 7 fixed in the device by the sleeve 6. At the same time, the windows 17 are blocked by another part of the air distributor 7. Compressed air is supplied to the supply line 16, which through the windows 15 enters the chamber 12 and puts pressure on the working surface piston 9. At the same time by the cameras 11 connected through a window 13 to the exhaust manifold 14, is provided by the reduced pressure. Under the influence of the differential pressure on the piston 9 acts a significant force directed forward. When a sufficiently high pressure of compressed air in the supply line 16 is reached, the operator releases the air supply sleeve 19. The released start valve 8 is sharply moved forward by force to the stop in the part of the air distributor 7. At the same time, the windows 17 sharply open into the cavity 3 of the hammer 2, the compressed air is inlet into cavity 3.

Поскольку пусковой клапан 8 размещен непосредственно в части 10 воздухораспределителя 7, входящей в полость 3 ударника 2, то нарастание давления в этой полости происходит наиболее интенсивно. Под действием быстро возросшего давления в полости 3, которое не успевает уравняться с давлением в других полостях устройства, ударник 2 занимает крайнее переднее положение, если до этого занимал какое-либо другое. В крайнем переднем положении ударника 2 окна 4 открыты в полость 3. Сжатый воздух из полости 3 через окна 4 поступает в камеру 5. Рабочая площадь ударника 2 со стороны камеры 5 значительно больше, чем со стороны полости 3, поэтому при заполнении сжатым воздухом камеры 5 ударник 2 начинает двигаться назад, совершает холостой ход. При этом окна 4 перекрываются деталью воздухораспределителя 7, прекращается впуск в камеру 5, начинается расширение сжатого воздуха в этой камере. В конце холостого хода окна 4 открываются в выхлопную магистраль 14, начинается выхлоп из каморы 5. При опорожнении камеры 5 сила, действующая со стороны полости 3, становится преобладающей и ударник 2 под ее действием останавливается и переводится на рабочий ход. При рабочем ходе окна 4 перекрываются, прекращается выхлоп из камеры 5, в дальнейшем окна 4 открываются в полость 3, происходит впуск в камеру 5. Цикл повторяется. Запуск устройства произошел. Since the starting valve 8 is located directly in the part 10 of the air distributor 7, which enters the cavity 3 of the hammer 2, the pressure build-up in this cavity is most intense. Under the action of a rapidly increased pressure in the cavity 3, which does not have time to equalize the pressure in other cavities of the device, the hammer 2 occupies an extreme forward position, if previously it occupied any other. In the extreme forward position of the hammer 2, the windows 4 are open into the cavity 3. Compressed air from the cavity 3 through the windows 4 enters the chamber 5. The working area of the hammer 2 from the side of the chamber 5 is much larger than from the side of the cavity 3, therefore, when the chamber 5 is filled with compressed air drummer 2 begins to move backwards, idling. In this case, the windows 4 are blocked by a part of the air distributor 7, the inlet to the chamber 5 stops, and the expansion of compressed air in this chamber begins. At the end of idling, the windows 4 open into the exhaust pipe 14, the exhaust from the chamber 5 begins. When the chamber 5 is emptied, the force acting from the side of the cavity 3 becomes predominant and the hammer 2 stops under its action and switches to the working stroke. During the working stroke, the windows 4 are closed, the exhaust from the chamber 5 stops, then the windows 4 open into the cavity 3, and the inlet to the chamber 5 takes place. The cycle repeats. The device started up.

Claims

Pneumatic impact device, comprising a housing, a drummer with an internal cavity, an air distributor, part of which is included in the drum cavity, a valve located in the air distributor part, entering the drum cavity, a supply and exhaust manifold, an air supply sleeve, characterized in that the valve is made in the form a piston forming two chambers with the parts of the air distributor, one of which is connected to the supply line, and the other to the exhaust, and, in addition, the piston is connected by a movable rod to the air lead sleeve.