RU2151851C1

RU2151851C1 - Air-operated reversible percussion tool to drill holes in ground

Info

Publication number: RU2151851C1
Application number: RU99100689A
Authority: RU
Inventors: Х.Б. Ткач
Original assignee: Институт горного дела СО РАН
Priority date: 1999-01-10
Filing date: 1999-01-10
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: construction and mining equipment. SUBSTANCE: air-operated reversible percussion tool to drill holes in ground has mobile striker located in cylindrical body with windows and space housing stepped branch pipe with longitudinal conduit, means fastening branch pipe to cylindrical body, limiter of turn of branch pipe. In accord with invention limiter of turn of branch pipe has spring- loaded fixing arm mounted in means fastening branch pipe for contact with two main flats made in step of smaller diameter of branch pipe that are displaced one relative to another along longitudinal axis of stepped branch pipe by distance corresponding to movement of striker under conditions of forward and backward strokes of percussion tool. EFFECT: enhanced operational reliability of tool thanks to diminished probability of self-reversing as additional torque should be applied to it. 7 cl, 14 dwg

Description

Изобретение относится к области строительной и горной техники и предназначено для устройств ударного действия, применяемых, например, для проходки скважин в грунте,
Известно пневматическое реверсивное устройство по патенту ФРГ N 2340751, кл. E 21 B 7/26, опубл. в 1981 г., содержащее корпус, ударник с окнами и полостью, ступенчатый патрубок с выступами и углублениями на ступени меньшего диаметра, фланец с отверстиями и пазами, шариковый фиксатор с тросом и шланг для подачи сжатого воздуха. Для реверсирования нужно натянуть трос, освободить фиксатор, затем повернуть патрубок так, чтобы его выступы совместились с пазами фланца, и под действием сжатого воздуха выступы патрубка входят в пазы фланца, совмещаясь в осевом направлении.The invention relates to the field of construction and mining equipment and is intended for percussion devices used, for example, for drilling wells in the ground,
Known pneumatic reversing device according to the patent of Germany N 2340751, class. E 21 B 7/26, publ. in 1981, containing a housing, a hammer with windows and a cavity, a stepped pipe with protrusions and recesses on the steps of a smaller diameter, a flange with holes and grooves, a ball retainer with a cable and a hose for supplying compressed air. To reverse, you need to tension the cable, release the lock, then turn the pipe so that its protrusions are aligned with the grooves of the flange, and under the action of compressed air, the protrusions of the pipe enter the grooves of the flange, aligning axially.

Недостатками такого устройства являются: а) сложность процесса реверсирования, связанная с тем, что необходимо одновременно натянуть трос для освобождения фиксатора и вращать шланг, б) невозможность дистанционного переключения с режима обратного хода на прямой, в) невозможность переключить режим работы устройства без отключения подачи сжатого воздуха. The disadvantages of this device are: a) the complexity of the reversal process, due to the fact that you must simultaneously pull the cable to release the clamp and rotate the hose, b) the inability to remotely switch from reverse to direct mode, c) the inability to switch the operation mode of the device without shutting off the compressed feed air.

Известно также пневматическое устройство ударного действия для образования скважин в грунте по авт. свид. СССР N 482103, кл. E 02 F 15/18, 1977 г., являющееся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, включающее корпус, в хвостовой части которого закреплен фланец, ударник, размещенный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, патрубок с осевым каналом и винтовой нарезкой, образующий камеру переменного объема, и закрепленный во фланце посредством амортизирующей эластичной муфты c воздухопропускными каналами. Между эластичной муфтой с воздухопропускными каналами и патрубком установлена винтовая втулка с торцевыми выступами, взаимодействующими в крайних положениях с упорами, смонтированными на патрубке. Also known pneumatic percussion device for the formation of wells in the soil by ed. testimonial. USSR N 482103, class E 02 F 15/18, 1977, which is the closest in technical essence and the achieved result, including a housing in the rear of which is fixed a flange, a hammer, placed in the housing with the possibility of reciprocating movement, a pipe with an axial channel and screw thread forming a chamber of variable volume and fixed in the flange by means of a shock-absorbing elastic coupling with air passage channels. A screw sleeve with end protrusions interacting in extreme positions with stops mounted on the nozzle is installed between an elastic sleeve with air passage channels and a nozzle.

Такая конструкция пневматического ударного устройства повышает надежность реверсирования хода устройства за счет ограничения поворота и осевого смещения патрубка, а также за счет исключения его заклинивания в крайних положениях, характеризующих прямой или обратный режим работы устройства. This design of a pneumatic impact device increases the reliability of reversing the stroke of the device by limiting the rotation and axial displacement of the nozzle, as well as by eliminating its jamming in extreme positions characterizing the direct or reverse operation of the device.

Недостатком известного устройства является возможность его самопереключения с одного режима работы на другой или работа не в оптимальном режиме, когда окно ударника частично перекрывается большей ступенью патрубка из-за самопроизвольного разворота и осевого смещения (как следствие разворота) патрубка. Это связано с тем, что при пробивке скважины шланг может скручиваться. Кроме того, возможен поворот устройства в грунте при встрече с различными включениями, находящимися в грунте, или при проходке скважин в неоднородном грунте. В этом случае возникает вращающий шланг момент, стремящийся развернуть патрубок. В зафиксированном положении его удерживают силы трения, создаваемые пружиной (сила при этом действует вдоль продольной оси патрубка). Иногда момент вращения превышает силу трения и в этом случае происходит самопереключение с одного режима работы на другой. Кроме того, оператор иногда забывает распрямить шланг, что приводит к образованию момента вращения, соизмеримого с моментом, необходимым для переключения. Минимальный вращающий момент приводит к переключению. A disadvantage of the known device is the possibility of its self-switching from one operating mode to another or operation in an unsatisfactory mode when the firing box window is partially blocked by a larger nozzle stage due to spontaneous turn and axial displacement (as a result of the turn) of the nozzle. This is due to the fact that when punching a well, the hose may twist. In addition, it is possible to rotate the device in the ground when meeting with various inclusions located in the ground, or when drilling wells in a heterogeneous soil. In this case, a torque arises which tends to deploy the nozzle. In a fixed position, it is held by the friction forces created by the spring (the force in this case acts along the longitudinal axis of the nozzle). Sometimes the rotation moment exceeds the friction force and in this case there is a self-switching from one operating mode to another. In addition, the operator sometimes forgets to straighten the hose, which leads to the formation of a moment of rotation commensurate with the moment required for switching. Minimum torque results in shifting.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности работы реверсивного механизма, а следовательно, и устройства в целом за счет создания дополнительных сил, удерживающих патрубок в нужном положении, определяющем прямой или обратный ход устройства. The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the reversing mechanism, and therefore the device as a whole by creating additional forces that hold the pipe in position, which determines the forward or reverse stroke of the device.

Это достигается за счет того, что в пневматическом реверсивном ударном устройстве для проходки скважин в грунте, включающем размещенный в цилиндрическом корпусе подвижный ударник с окнами и полостью, в которой расположен ступенчатый патрубок с продольным каналом, средство крепления патрубка к цилиндрическому корпусу, имеющее выхлопные каналы и выполненное в виде втулки с размещенным в ней амортизатором, ограничитель поворота патрубка, который выполнен с возможностью контактирования с элементами фиксации, выполненными на ступени патрубка меньшего диаметра со смещением друг относительно друга вдоль продольной оси ступенчатого патрубка на расстояние, соответствующее перемещению ударника при режимах прямого и обратного ходов устройства, согласно изобретению, ограничитель поворота патрубка имеет подпружиненный фиксатор, закрепленный во втулке средства крепления патрубка с возможностью размещения и контактирования с элементами фиксации, которые выполнены в виде двух основных лысок на ступени патрубка меньшего диаметра, при этом ступенчатый патрубок подпружинен, а пружина размещена между втулкой средства крепления патрубка и торцевой поверхностью его ступени большого диаметра. This is achieved due to the fact that in a pneumatic reversible percussion device for drilling holes in the soil, including a movable striker located in a cylindrical body with windows and a cavity in which a stepped pipe with a longitudinal channel is located, means for securing the pipe to a cylindrical body having exhaust channels and made in the form of a sleeve with a shock absorber located in it, a limiter of rotation of the nozzle, which is made with the possibility of contacting with the fixing elements made on the stage of the patr a smaller diameter plug with an offset relative to each other along the longitudinal axis of the stepped nozzle by a distance corresponding to the movement of the striker under the forward and reverse modes of the device, according to the invention, the nozzle rotation limiter has a spring-loaded lock secured in the sleeve of the nozzle attachment device with the possibility of placement and contact with elements fixations, which are made in the form of two main flats on the stage of the pipe of a smaller diameter, while the stepped pipe is spring-loaded, and a spring is placed between the sleeve of the nozzle mounting means and the end surface of its large diameter step.

Таким образом, уменьшается вероятность самопереключения с одного режима работы устройства на другой, что повышает надежность его работы. Thus, the probability of self-switching from one mode of operation of the device to another is reduced, which increases the reliability of its operation.

Целесообразно ступень патрубка меньшего диаметра выполнять с двумя дополнительными лысками, смещенными относительно основных на 180^o. Такое выполнение устройства повышает надежность его работы, так как фиксатор симметричен относительно продольной оси, а следовательно, исключается возникновение асимметричных сил, могущих его заклинивать.It is advisable to stage the nozzle of a smaller diameter to perform with two additional flats, offset from the main 180 ^o . This embodiment of the device improves the reliability of its operation, since the latch is symmetrical about the longitudinal axis, and therefore, the occurrence of asymmetric forces that can jam it.

Целесообразно подпружиненный фиксатор выполнять в виде подковы, средней частью закрепленной к втулке средства крепления патрубка. Такое выполнение устройства обеспечивает создание одинакового момента при переключениях с одного режима работы на другой, что повышает надежность переключения в любом положении патрубка. It is advisable that the spring-loaded lock is made in the form of a horseshoe, the middle part of the pipe fastening means fixed to the sleeve. This embodiment of the device provides the creation of the same moment when switching from one operating mode to another, which increases the reliability of switching in any position of the pipe.

Целесообразно при этом подпружиненный фиксатор закреплять со стороны переднего или заднего торца втулки средства крепления патрубка. Такое выполнение конструкции устройства обеспечивает доступность сборки (разборки) и возможность контроля за состоянием фиксатора, что, в свою очередь, обеспечивает правильную сборку, и в конечном счете, повышает надежность работы устройства. In this case, it is advisable to fix the spring-loaded clamp on the side of the front or rear end of the sleeve of the pipe fastening means. Such a design of the device ensures the availability of assembly (disassembly) and the ability to monitor the status of the latch, which, in turn, ensures the correct assembly, and ultimately increases the reliability of the device.

Целесообразно подпружиненный фиксатор выполнять в форме изогнутой плоской пружины, средней частью имеющей возможность контактирования с поверхностью лысок, соответствующих режиму прямого или обратного ходов устройства, а периферийными - с телом втулки средства крепления патрубка. Такое выполнение устройства повышает надежность его работы: можно получить большие силы, удерживающие патрубок в положении того или иного режима работы устройства за счет симметричного прижатия фиксатора к патрубку. It is advisable to perform a spring-loaded lock in the form of a curved flat spring, the middle part having the ability to contact the surface of the flats corresponding to the forward or reverse strokes of the device, and peripheral to the sleeve body of the nozzle attachment means. This embodiment of the device increases the reliability of its operation: it is possible to obtain large forces that hold the pipe in position of one or another operating mode of the device due to the symmetrical pressing of the latch to the pipe.

Целесообразно при этом на внутренней поверхности втулки средства крепления патрубка выполнять паз кольцевой формы, размеры которого соответствуют размерам деформированного фиксатора. Такое выполнение конструкции устройства позволяет использовать изогнутый фиксатор разного размера (в основном разной толщины), что, в свою очередь, оптимизирует силу, с которой удерживается патрубок в требуемом положении, и, тем самым, повышает надежность работы устройства. It is advisable in this case on the inner surface of the sleeve of the means for securing the nozzle to perform a groove of an annular shape, the dimensions of which correspond to the dimensions of the deformed lock. This embodiment of the device design allows the use of a curved lock of different sizes (mainly of different thicknesses), which, in turn, optimizes the force with which the pipe is held in the desired position, and thereby increases the reliability of the device.

Целесообразно, чтобы подпружиненный фиксатор был выполнен со сферической поверхностью, которая имела бы возможность контактирования с основными лысками патрубка. Такое выполнение устройства упрощает его конструкцию, а следовательно, упрощает его обслуживание, повышая надежность работы. It is advisable that the spring-loaded clamp was made with a spherical surface, which would be able to contact with the main flats of the pipe. This embodiment of the device simplifies its design, and therefore, simplifies its maintenance, increasing reliability.

Сущность предложенного технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами, где на: фиг. 1 показано устройство в продольном разрезе; фиг. 2 - частичный продольный разрез устройства в большем масштабе с патрубком в положении прямого хода устройства; фиг. 3 - совмещенный частичный продольный разрез устройства с патрубком в положении обратного хода устройства, причем в верхней от продольной оси части разреза показан подпружиненный фиксатор со сферической поверхностью, имеющей возможность контактирования с основными лысками патрубка, а в нижней - подпружиненный фиксатор, имеющий форму изогнутой плоской пружины; фиг. 4 - сечение 1-1 на фиг. 3 в положении прямого или обратного ходов устройства с подпружиненным фиксатором, имеющим форму изогнутой плоской пружины; фиг. 5 - то же сечение, но в положении режима переключения; фиг. 6 - продольный разрез устройства, на меньшей ступени патрубка которого имеются лыски для фиксации его в положении режима прямого или обратного ходов устройства и фигурный паз для перевода с одного положения хода устройства на другой; фиг. 7 - частичный продольный разрез устройства, изображенного на фиг. 6 в большем масштабе; фиг. 8 - сечение II-II на фиг. 7, когда подпружиненный фиксатор удерживает патрубок в положении режима прямого или обратного ходов устройства; фиг. 9 - сечение II-II на фиг. 7, при смене режима работы с прямого хода устройства на обратный и наоборот (в режиме переключения); фиг. 10 - сечение III-III на фиг. 7; фиг. 11 - сечение IV-IV на фиг. 7; фиг. 12 - сечение V-V на фиг. 7; фиг. 13 - сечение VI-VI на фиг. 7; фиг. 14 - сечение VII-VII на фиг. 7. The essence of the proposed technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings, where in: FIG. 1 shows a device in longitudinal section; FIG. 2 is a partial longitudinal section of the device on a larger scale with the pipe in the forward position of the device; FIG. 3 - combined partial longitudinal section of the device with the nozzle in the reverse position of the device, with a spring-loaded retainer with a spherical surface having the ability to contact with the main flanges of the nozzle in the upper part from the longitudinal axis, and a spring-loaded retainer in the form of a curved flat spring in the bottom ; FIG. 4 is a section 1-1 in FIG. 3 in the forward or reverse position of the device with a spring-loaded retainer having the shape of a curved flat spring; FIG. 5 - the same section, but in the position of the switching mode; FIG. 6 is a longitudinal section of the device, at the lower stage of the nozzle of which there are flats for fixing it in the position of the forward or reverse modes of the device and a figured groove for transferring from one position of the device to another; FIG. 7 is a partial longitudinal section through the device of FIG. 6 on a larger scale; FIG. 8 is a section II-II in FIG. 7, when the spring-loaded latch holds the nozzle in the position of the forward or reverse strokes of the device; FIG. 9 is a section II-II in FIG. 7, when changing the operating mode from the forward stroke of the device to the reverse and vice versa (in the switching mode); FIG. 10 is a section III-III in FIG. 7; FIG. 11 is a section IV-IV in FIG. 7; FIG. 12 is a section V-V in FIG. 7; FIG. 13 is a section VI-VI in FIG. 7; FIG. 14 is a section VII-VII in FIG. 7.

Пневматическое реверсивное ударное устройство для проходки скважин в грунте состоит из цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1), внутри которого размещен установленный с возможностью возвратно-поступательного движения ударник 2 с окнами 3 и полостью 4, в которой размещен ступенчатый патрубок 5 с продольным каналом (позицией не обозначен), закрепленный средством крепления патрубка в виде втулки 6 с размещенным в нем амортизатором 7 в задней части корпуса 1 с возможностью осевого перемещения относительно цилиндрического корпуса 1. В амортизаторе 7 имеются продольные выхлопные каналы 8 для выхлопа сжатого воздуха. Ударник 2 разделяет полость корпуса 1 на две камеры 9, 10, одна из которых 9 служит для обеспечения обратного хода ударника 2, другая 10 - для выхлопа сжатого воздуха. The pneumatic reversible percussion device for drilling holes in the soil consists of a cylindrical body 1 (Fig. 1), inside of which a drummer 2 is installed with the possibility of reciprocating movement with windows 3 and a cavity 4, in which a stepped pipe 5 with a longitudinal channel (position not indicated), secured by means of securing the pipe in the form of a sleeve 6 with a shock absorber 7 located in it in the rear of the housing 1 with the possibility of axial movement relative to the cylindrical housing 1. eyutsya longitudinal exhaust passages 8 for the exhaust of compressed air. The drummer 2 divides the cavity of the housing 1 into two chambers 9, 10, one of which 9 serves to provide a return stroke of the drummer 2, the other 10 - to exhaust compressed air.

Ударник 2 совместно с патрубком 5 образуют камеру 11 прямого хода ударника 2 (часть полости 4 ударника 2 служит в качестве камеры 11). Между ступенью патрубка 5 большего диаметра и втулкой 6 размещена пружина 12, у которой концы могут быть закреплены к патрубку 5 и втулке 6 или могут свободно вращаться относительно этих деталей устройства. The drummer 2 together with the pipe 5 form a chamber 11 of the forward stroke of the hammer 2 (part of the cavity 4 of the hammer 2 serves as the chamber 11). Between the step of the pipe 5 of larger diameter and the sleeve 6 is placed a spring 12, at which the ends can be fixed to the pipe 5 and the sleeve 6 or can rotate freely relative to these parts of the device.

Патрубок 5 на меньшей ступени имеет две лыски 13, 14, являющиеся основными, которые смещены вдоль продольной его оси на расстояние, соответствующее перемещению при сменах режимов работы устройства. Имеются дополнительные лыски 13', 14', смещенные относительно основных по окружности на 180^o. Имеется также ограничитель поворота патрубка 5, функцию которого исполняет торцевая поверхность кольцеобразных проточек 16, 17, в которую упирается боковая поверхность подпружиненного фиксатора (позицией не обозначен). Втулка 6 может быть выполнена с радиальным выступом 15 (фиг. 6, 7). Патрубок 5 при этом может быть выполнен с кольцеобразными проточками 16, 17, соединенными между собой пазом 18. Выступ 15 втулки 6 размещен в одной из проточек 16, 17 (фиг. 6, 7) в зависимости от работы устройства в режиме прямого или обратного ходов.The pipe 5 at a lower stage has two flats 13, 14, which are the main ones, which are offset along its longitudinal axis by a distance corresponding to the movement when changing the operating modes of the device. There are additional flats 13 ', 14', offset relative to the main circumferential 180 ^o . There is also a rotation limiter of the nozzle 5, the function of which is performed by the end surface of the annular grooves 16, 17, against which the lateral surface of the spring-loaded retainer abuts (not indicated by the position). The sleeve 6 can be made with a radial protrusion 15 (Fig. 6, 7). In this case, the pipe 5 can be made with annular grooves 16, 17 connected by a groove 18. The protrusion 15 of the sleeve 6 is placed in one of the grooves 16, 17 (Fig. 6, 7) depending on the operation of the device in the forward or reverse mode .

Подпружиненный фиксатор закреплен во втулке 6 средства крепления патрубка с возможностью размещения в основных лысках 13, 14 и дополнительных 13', 14'. Он может быть выполнен в виде подковы 19 (фиг. 8), средней частью закрепленной к втулке 6 средства крепления патрубка 5, а может иметь форму изогнутой плоской пружины 20 фиг. 3, нижняя часть разреза, фиг. 4, 5), при этом средняя ее часть имеет возможность контактирования с поверхностью лысок 13, 14, а периферийные - с телом втулки 6 или между ними имеется зазор (фиг. 8). Фиксатор целесообразно закреплять со стороны торца (переднего или заднего) втулки 6. A spring-loaded lock is fixed in the sleeve 6 of the means for securing the pipe with the possibility of placement in the main flats 13, 14 and additional 13 ', 14'. It can be made in the form of a horseshoe 19 (Fig. 8), the middle part fixed to the sleeve 6 of the means for securing the nozzle 5, and may take the form of a curved flat spring 20 of FIG. 3, the lower part of the section, FIG. 4, 5), while its middle part has the ability to contact with the surface of the flats 13, 14, and peripheral - with the body of the sleeve 6 or between them there is a gap (Fig. 8). It is advisable to fix the latch on the side of the end (front or rear) of the sleeve 6.

В случае, когда подпружиненный фиксатор имеет форму изогнутой плоской пружины 20, на внутренней поверхности втулки 6 может быть выполнен паз 21 кольцевой формы (фиг. 4, 5), размеры которого соответствуют размерам изогнутой плоской пружины 20 после ее деформации. Подпружиненный фиксатор может быть выполнен со сферической поверхностью 22, которая имеет возможность контактирования с основными лысками 13, 14 патрубка 5, и пружиной 23 (фиг. 3, верхняя часть разреза). В этом случае кольцеобразные проточки 16, 17 служат для установки патрубка 5 в положение прямого или обратного ходов устройства, а продольный паз 18 патрубка 5 служит для перевода выступа 15 втулки 6 в ту или иную проточку 16, 17. Фиксатор при любом его конструктивном исполнении служит для удержания положения патрубка 5 при работе устройства в режимах прямого или обратного его ходов. Подача сжатого воздуха ведется по шлангу 24. In the case where the spring-loaded clamp has the shape of a curved flat spring 20, a groove 21 of an annular shape (Fig. 4, 5) can be made on the inner surface of the sleeve 6, the dimensions of which correspond to the dimensions of the curved flat spring 20 after its deformation. The spring-loaded lock can be made with a spherical surface 22, which has the ability to contact with the main flats 13, 14 of the pipe 5, and a spring 23 (Fig. 3, the upper part of the cut). In this case, the annular grooves 16, 17 serve to install the nozzle 5 in the forward or reverse position of the device, and the longitudinal groove 18 of the nozzle 5 serves to translate the protrusion 15 of the sleeve 6 into one or another groove 16, 17. The latch serves for any design to maintain the position of the pipe 5 when the device is in direct or reverse modes. Compressed air is supplied through a hose 24.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Прямой ход устройства
При прямом ходе устройства патрубок 5 занимает крайнее переднее положение. Ограничитель поворота патрубка 5 относительно втулки 6 средства крепления патрубка 5 контактирует с задними лысками 14. Если фиксатор выполнен со сферической поверхностью 22 и пружиной 23 (фиг. 3, верхняя часть разреза), то пружина 23 имеет максимально возможную длину. Если фиксатор имеет форму изогнутой плоской пружины 20 (фиг. 4, 5), то она имеет максимальную выпуклость, а если он выполнен в виде подковы 19 (фиг. 8), то она имеет минимальный размер, определяемый расстоянием между основными 13, 14 и дополнительными 13', 14' лысками, смещенными друг относительно друга по окружности на 180^o.Direct stroke of the device
With the direct course of the device, the nozzle 5 occupies an extreme forward position. The rotation limiter of the nozzle 5 relative to the sleeve 6 of the attachment means of the nozzle 5 is in contact with the rear flats 14. If the latch is made with a spherical surface 22 and a spring 23 (Fig. 3, the upper part of the cut), then the spring 23 has the maximum possible length. If the latch has the shape of a curved flat spring 20 (Fig. 4, 5), then it has a maximum convexity, and if it is made in the form of a horseshoe 19 (Fig. 8), then it has a minimum size, determined by the distance between the main 13, 14 and additional 13 ', 14' flats shifted relative to each other around the circumference of 180 ^o .

В случае использования механизма реверса (фиг. 6 ) выступ 15 втулки 6 размещен в задней кольцеобразной проточке 17 патрубка 5. При этом паз 18 патрубка 5 смещается по окружности относительно выступа 15 втулки 6, что исключает самопроизвольное переключение с одного режима работы на другой. Пружина 12 находится в свободном состоянии. In the case of using the reverse mechanism (Fig. 6), the protrusion 15 of the sleeve 6 is placed in the rear annular groove 17 of the nozzle 5. In this case, the groove 18 of the nozzle 5 is displaced around the circumference of the protrusion 15 of the sleeve 6, which eliminates spontaneous switching from one operating mode to another. The spring 12 is in a free state.

При подаче сжатого воздуха по шлангу 24 и патрубку 5 в камеру 11 ударник 2, двигаясь вперед, наносит удар по передней части корпуса 1 (положение деталей показано на фиг. 1, 6). Через окна 3 ударника 2 сжатый воздух поступает в камеру 9 обратного хода ударника 2. Давление сжатого воздуха в обеих камерах 9, 11 уравнивается и за счет разности площадей ударника 2 со стороны камер 9, 11 он движется назад. Сначала происходит перекрытие окон 3 ударника 2 стенками ступени патрубка 5 большего диаметра и ударник 2 двигается за счет расширения сжатого воздуха в камере 9. После того, как окна 3 ударника 2 выйдут за заднюю кромку ступени патрубка 5 большего диаметра, произойдет выхлоп сжатого воздуха из камеры 11 в камеру 10 и затем через продольные выхлопные каналы 8 амортизатора 7 в атмосферу. Давление сжатого воздуха в камере 9 обратного хода ударника 2 снизится до атмосферного и он пойдет вперед за счет воздействия на него давления сжатого воздуха в камере 11. В переднем положении ударника 2 откроются его окна 3 и сжатый воздух из камеры 11 поступит в камеру 9. Цикл повторится, как описано выше. When compressed air is supplied through the hose 24 and pipe 5 to the chamber 11, the hammer 2, moving forward, strikes the front of the housing 1 (the position of the parts is shown in Figs. 1, 6). Through the windows 3 of the firing pin 2, the compressed air enters the return chamber 9 of the firing pin 2. The compressed air pressure in both chambers 9, 11 is equalized and due to the difference in the area of the firing pin 2 from the side of the chambers 9, 11 it moves backward. First, the windows 3 of the striker 2 are blocked by the walls of the stage of the nozzle 5 of a larger diameter and the striker 2 moves due to the expansion of compressed air in the chamber 9. After the windows 3 of the striker 2 extend beyond the rear edge of the stage of the nozzle 5 of a larger diameter, compressed air will exhaust from the chamber 11 into the chamber 10 and then through the longitudinal exhaust channels 8 of the shock absorber 7 into the atmosphere. The pressure of the compressed air in the return chamber 9 of the striker 2 will decrease to atmospheric and it will go forward due to the pressure of the compressed air in the chamber 11. In the forward position of the striker 2, its windows 3 will open and the compressed air from the chamber 11 will enter the chamber 9. The cycle will be repeated as described above.

Самопроизвольному переключению устройства на иной режим работы, т.е. исключению возможности поворота патрубка 5 относительно корпуса 1 устройства, препятствуют силы трения, возникающие от воздействия подпружиненного фиксатора. А в случае, когда пружина 12 закреплена к патрубку 5 и втулке 6, возникают еще дополнительные крутильные силы, которые препятствуют повороту патрубка 5 (без пружины 12 устройство можно переключать с обратного хода на прямой вручную на небольшом расстоянии, когда жесткости шланга достаточно для переключения, например, в ударных узлах, не погружающихся в грунт, к которым можно оператору подойти). Spontaneous switching of the device to a different operating mode, i.e. the exclusion of the possibility of rotation of the pipe 5 relative to the housing 1 of the device is prevented by friction forces arising from the action of a spring-loaded clamp. And in the case when the spring 12 is fixed to the nozzle 5 and the sleeve 6, additional torsional forces arise that prevent the nozzle 5 from turning (without the spring 12, the device can be switched from reverse to direct by hand at a short distance, when the stiffness of the hose is enough to switch, for example, in shock assemblies that do not sink into the ground, to which the operator can approach).

Переключение устройства с одного режима на другой. Switching a device from one mode to another.

Для смены режима работы, например, с прямого хода на обратный, необходимо повернуть патрубок 5 по часовой стрелке на 90^o шлангом 24. При этом цилиндрическая поверхность ступени патрубка 5 меньшего диаметра, в которую переходит плоская поверхность основных 13, 14 и дополнительных 13', 14' лысок (фиг. 1, 8), имеющая больший радиальный размер, чем поверхность лысок 13, 13', 14, 14', воздействует на упругий элемент фиксатора, который деформируется. В случае подпружиненного фиксатора со сферой 22 и пружиной 23 (фиг. 3, вверху) при повороте патрубка 5 сжимается пружина 23, а при использовании подпружиненного фиксатора в виде подковы 19 - ее боковые поверхности раздвигаются (фиг. 9). При использовании фиксатора, имеющего форму изогнутой плоской пружины 20 (фиг. 4), последняя, деформируясь, приобретает кольцевидную форму (фиг. 5) и располагается на внутренней поверхности втулки 6 в пазу 21 кольцеобразной формы (если он выполнен). В итоге упругий элемент фиксатора будет находиться в самом напряженном состоянии. Сила, необходимая для создания максимального напряжения упругого элемента фиксатора, является той силой, которая препятствует самопроизвольному переключению устройства с одного режима работы на другой. Сила, вращающая шланг 24, в производственных условиях может возникнуть в случае, например, распрямления шланга 24, находящегося до этого закрученным в бухту. Предложенное устройство создает дополнительный момент, который необходимо преодолеть для перевода режима работы устройства.To change the operating mode, for example, from direct to reverse, it is necessary to turn the nozzle 5 clockwise by 90 ^{° with the} hose 24. In this case, the cylindrical surface of the step of the nozzle 5 of a smaller diameter into which the flat surface of the main 13, 14 and additional 13 'passes, 14 'flats (Fig. 1, 8), having a larger radial size than the surface of the flats 13, 13', 14, 14 ', acts on the elastic element of the retainer, which is deformed. In the case of a spring-loaded clamp with a sphere 22 and a spring 23 (Fig. 3, top), the spring 23 is compressed when the nozzle 5 is rotated, and when using a spring-loaded clamp in the form of a horseshoe 19, its side surfaces are moved apart (Fig. 9). When using a clamp having the shape of a curved flat spring 20 (Fig. 4), the latter, deforming, acquires an annular shape (Fig. 5) and is located on the inner surface of the sleeve 6 in the groove 21 of the annular shape (if it is made). As a result, the elastic element of the retainer will be in the most stressed state. The force required to create the maximum tension of the elastic element of the clamp is the force that prevents the device from spontaneously switching from one operating mode to another. The force that rotates the hose 24, in the production environment can occur in the case of, for example, straightening the hose 24, which was previously twisted into a bay. The proposed device creates an additional point that must be overcome to translate the operating mode of the device.

Следующим этапом натягивают шланг 24, в результате чего патрубок 5 смещается к хвостовой части корпуса 1, сжимая при этом пружину 12. Сдвиг патрубка 5 нужно осуществлять до положения, когда фиксатор разместится у передних лысок 13, 13'. Затем, поворачивая шлангом 24 патрубок 5 на 90^o, размещают фиксатор в этих лысках. В этом положении упругие элементы фиксатора разгибаются и в них напряжение будет минимальным.The next step is to pull the hose 24, as a result of which the pipe 5 is shifted to the rear of the housing 1, while compressing the spring 12. The pipe 5 should be shifted to the position where the latch is located at the front flats 13, 13 '. Then, turning the hose 24 pipe 5 at 90 ^o , place the latch in these flats. In this position, the elastic elements of the retainer are unbent and the stress in them will be minimal.

Для переключения устройства с режима обратного хода на прямой нужно повторить вышеизложенные операции в обратном порядке. To switch the device from reverse to direct, you need to repeat the above operations in reverse order.

Использование механизма реверсирования в предложенном техническом решении позволяет повысить надежность работы устройства, так как для переключения с одного режима работы устройства на другой необходимо приложить дополнительный крутящий момент /его величина превышает момент, возникающий в условиях производственной эксплуатации устройства/. Using the reverse mechanism in the proposed technical solution allows to increase the reliability of the device, since to switch from one mode of operation of the device to another, it is necessary to apply additional torque / its value exceeds the moment that occurs during production operation of the device /.

Обратный ход устройства. The return stroke of the device.

При обратном ходе устройства патрубок 5 занимает крайнее заднее положение, что обеспечивает более ранний впуск сжатого воздуха в камеру 9 обратного хода ударника 2 и более поздний его выхлоп из камеры 9 в камеру 10. В остальном принцип работы устройства (поступление сжатого воздуха по воздухоподводящим окном 3 ударника 2 и его выхлоп через каналы 8 амортизатора 7) такой же, как и при прямом ходе устройства. Отличие - в нанесении удара по задней части корпуса 1 за счет более позднего выхлопа сжатого воздуха из камеры 9 и за счет увеличенного его объема (патрубок 5 смещен в заднее положение). With the reverse stroke of the device, the nozzle 5 occupies an extreme rear position, which provides an earlier intake of compressed air into the chamber 9 of the return stroke of the hammer 2 and its later exhaust from the chamber 9 into the chamber 10. Otherwise, the principle of operation of the device (compressed air flows through the air supply window 3 drummer 2 and its exhaust through the channels 8 of the shock absorber 7) is the same as with the direct course of the device. The difference is in striking the rear of the housing 1 due to the later exhaust of compressed air from the chamber 9 and due to its increased volume (the nozzle 5 is shifted to the rear position).

Claims

1. Pneumatic reversible percussion device for drilling holes in the soil, including a movable striker located in a cylindrical body with windows and a cavity in which there is a stepped pipe with a longitudinal channel, means for securing the pipe to the cylindrical body, having exhaust channels and made in the form of a sleeve with it has a shock absorber, a rotation limiter of the nozzle, which is mounted with the possibility of axial movement relative to the cylindrical body, means of securing the nozzle and the limit of the pipe turning nozzle, which is made with the possibility of contacting with locking elements made on the stage of the smaller diameter pipe with offset relative to each other along the longitudinal axis of the stepped pipe by a distance corresponding to the movement of the striker under the forward and reverse modes of the device, characterized in that the pipe rotation limiter has a spring-loaded lock secured in the sleeve of the pipe mounting means with the possibility of placement and contact with the fixing elements, which The two are made in the form of two main flats on the stage of the pipe of a smaller diameter, while the step pipe is spring-loaded, and the spring is placed between the sleeve of the means for securing the pipe and the end surface of its stage of a larger diameter.

2. The pneumatic device according to claim 1, characterized in that the stage of the pipe of a smaller diameter is made with two additional flats, offset from the main 180 ^o .

3. The pneumatic device according to claim 1 or 2, characterized in that the spring-loaded latch is made in the form of a horseshoe, the middle part of the pipe fastening means fixed to the sleeve.

4. Pneumatic device according to any one of paragraphs.1 to 3, characterized in that the spring-loaded latch is fixed on the side of the front or rear end of the sleeve means of attachment of the pipe.

5. The pneumatic device according to claim 1 or 2, characterized in that the spring-loaded latch has the shape of a curved flat spring, and its middle part has the ability to contact the surface of the flats corresponding to the forward or reverse modes of the device, and peripheral to the body of the sleeve mounting means branch pipe.

6. The pneumatic device according to claim 5, characterized in that on the inner surface of the sleeve of the means for securing the nozzle, a groove of a ring shape is made, the dimensions of which correspond to the dimensions of the deformed retainer.

7. The pneumatic device according to claim 1, characterized in that the spring-loaded retainer is made with a spherical surface, which has the ability to contact with the main flats of the pipe.