RU2154145C2 - Air distributing device of air hammer - Google Patents
Air distributing device of air hammer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154145C2 RU2154145C2 RU98113350A RU98113350A RU2154145C2 RU 2154145 C2 RU2154145 C2 RU 2154145C2 RU 98113350 A RU98113350 A RU 98113350A RU 98113350 A RU98113350 A RU 98113350A RU 2154145 C2 RU2154145 C2 RU 2154145C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- valve
- exhaust
- channel
- rod
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к пневматическим ударным машинам, используемым в горной, горно-металлургической и строительной промышленности. The invention relates to pneumatic percussion machines used in the mining, mining and metallurgical and construction industries.
Известно воздухораспределительное устройство пневмоударника, включающее трубчатый клапан-золотник с буртиком, седло с каналами питания камеры холостого хода и каналами, соединенными с выхлопным каналом, крышку с кольцевыми каналами питания камеры рабочего хода. (См. патент ФРГ N 2100762, 1971). Known air distribution device hammer, including a tubular spool valve with a shoulder, a saddle with power channels for the idle chamber and channels connected to the exhaust channel, a cover with annular power channels of the working chamber. (See Germany patent N 2100762, 1971).
Недостатками этого воздухораспределительного устройства являются дополнительный выхлоп только из одной рабочей камеры и малый ход клапана-золотника, определяемый зазорами между плоскостями буртика и взаимодействующими с ними плоскостями седла и крышки, вследствие чего практически невозможно по золотниковой схеме осуществить качественную герметизацию наполняемой воздухом камеры от каналов дополнительного выхлопа и, следовательно, от нежелательных утечек воздуха, снижающих мощность машины. The disadvantages of this air distribution device are the additional exhaust from only one working chamber and the small stroke of the valve valve, determined by the gaps between the flange planes and the seat and cover planes interacting with them, which makes it practically impossible to qualitatively seal the chamber filled with air from the additional exhaust channels by the spool circuit and therefore from unwanted air leaks that reduce the power of the machine.
Известны также конструкции воздухораспределительных устройств, позволяющих осуществлять через золотник выхлоп из обеих камер пневмоударника (см. например, монографию "Пневматические машины ударного действия для проходки скважин и шпуров", Есин Н.Н. и др., Новосибирск, Наука, 1986, стр. 143, схема 5). Also known are the designs of air distribution devices that allow exhaust from both chambers of a hammer via a slide valve (see, for example, the monograph "Pneumatic impact machines for drilling holes and holes", Esin NN et al., Novosibirsk, Nauka, 1986, p. 143, scheme 5).
Недостатками этих воздухораспределительных устройств являются многоступенчатая посадка золотников, снижающая надежность работы и требующая очень высокой точности изготовления, а также невозможность управления интенсивностью дополнительного выхлопа. The disadvantages of these air distribution devices are multi-stage landing of spools, which reduces the reliability of operation and requires very high precision manufacturing, as well as the inability to control the intensity of the additional exhaust.
Наиболее близким по технической сущности является воздухораспределительное устройство пневмоударника (см. а.с. СССР N 129591, класс 5в, 901, 1960), включающее трубчатый клапан-золотник с выемкой в средней части, седло со штоком и радиальными и осевым отверстиями в нем. Недостатками этого устройства являются посадка золотника по внутреннему и наружному диаметрам, наличие радиальных каналов относительно большого сечения в золотнике, поэтому большая масса золотника, невозможность управления интенсивностью выхлопа по пути движения ударника. The closest in technical essence is the air distribution device of a hammer (see AS USSR N 129591, class 5c, 901, 1960), including a tubular spool valve with a recess in the middle part, a seat with a stem and radial and axial holes in it. The disadvantages of this device are the landing of the spool on the inner and outer diameters, the presence of radial channels of a relatively large cross section in the spool, therefore, the large mass of the spool, the inability to control the intensity of the exhaust along the path of the drummer.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения ударной мощности в условиях высоких противодавлений воздуха на выхлопе и надежности пнввмоударника. The present invention solves the problem of increasing the impact power in conditions of high backpressure of the air at the exhaust and the reliability of the air impact hammer.
Достигается это тем, что в воздухораспределительном устройстве пневмоударника, включающем трубчатый клапан-золотник с выемкой в средней части, размещенные в клапанной волости, образованной седлом с каналом питания камеры рабочего хода, штоком с осевым и радиальными каналами, крышкой с сетевым каналом и каналом питания камеры холостого хода, согласно изобретению, наружная цилиндрическая поверхность клапана-золотника образует с крышкой кольцевой калиброванный канал, соединенный с сетевым питающим каналом, с каналами питания камер рабочего и холостого хода, а на наружной поверхности штока с обеих сторон от радиальных каналов и на одинаковом расстоянии от них выполнены глухие продольные пазы, постоянно соединенные с каналами питания камер рабочего и холостого хода и периодически, в зависимости от положения клапана-золотника, соединяющиеся посредством его выемки с радиальными каналами штока, в осевом канале которого размещено средство для регулирования величины проходного сечения радиальных каналов, например, стержень обратного клапана с дополнительной пружиной. This is achieved by the fact that in the air distribution device of the hammer, including a tubular spool valve with a recess in the middle part, located in the valve volost formed by a saddle with a power channel for the travel chamber, a rod with axial and radial channels, a cover with a network channel and a camera power channel idling, according to the invention, the outer cylindrical surface of the valve-spool forms with the cover an annular calibrated channel connected to the mains supply channel, with the supply channels of the working chambers it and idle, and on the outer surface of the rod on both sides of the radial channels and at the same distance from them, blind longitudinal grooves are made, constantly connected to the power channels of the working and idle chambers and periodically, depending on the position of the valve valve, connected by its recesses with radial channels of the rod, in the axial channel of which there is a means for regulating the size of the bore of the radial channels, for example, a check valve stem with an additional spring.
Целесообразно также в клапане-золотнике выполнить выемку, смещенную по длине относительно поперечной оси симметрии, чтобы его большая по длине посадочная поверхность постоянно прерывала сообщение соответствующих глухих пазов с радиальными каналами штока или образовывала с ними за счет кромок дроссельные каналы, или на наружной поверхности клапана-золотника выполнить симметрично расположенную кольцевую выемку, или клапан-золотник выполнить из материала с невысокой плотностью. It is also advisable to make a recess in the spool valve, displaced along the length relative to the transverse axis of symmetry, so that its longer seating surface constantly interrupts the communication of the corresponding blind grooves with the radial stem channels or forms throttling channels with them at the expense of the edges, or on the outer surface of the valve spool to perform a symmetrically located annular recess, or to perform a spool valve from a material with a low density.
Выполнение кольцевого калиброванного канала между наружной цилиндрической поверхностью клапана-золотника и соответствующей поверхностью крышки, который соединен с сетевым питающим каналом, с каналами питания камер рабочего и холостого хода позволяет, в отличие от традиционных клапанных устройств, взять на себя только функцию регулирования количества воздуха, поступающего в камеры. При этом другая функция - распределение потока воздуха в ту или иную камеры - выполняется торцовыми поверхностями клапана-золотника. Это позволило устранить зависимость количества подаваемого воздуха от величины хода клапана и кратно увеличить эту величину. Выполнение на наружной поверхности клапана-золотника симметричной кольцевой канавки, предусматриваемой как вариант снижения массы, не изменяет качество регулирования количества воздуха, а требует лишь уточнения расчета. The implementation of the annular calibrated channel between the outer cylindrical surface of the spool valve and the corresponding surface of the cover, which is connected to the mains supply channel, with the power channels of the working and idle chambers allows, unlike traditional valve devices, to take on only the function of regulating the amount of air entering into the cameras. In this case, another function - the distribution of air flow into a particular chamber - is performed by the end surfaces of the valve valve. This made it possible to eliminate the dependence of the amount of air supplied on the valve stroke size and to increase this value by a multiple. The execution on the outer surface of the valve-spool of a symmetrical annular groove, provided as an option to reduce weight, does not change the quality of regulation of the amount of air, but only requires a more accurate calculation.
Увеличение хода клапана-золотника позволило возложить на него функцию управления дополнительным выхлопом из обеих камер, который осуществляется поочередным соединением продольных глухих пазов штока с радиальными каналами выемкой клапана-золотника. Если выемка в клапане-золотнике выполнена смещенной по длине относительно поперечной оси симметрии, то длина его посадочных поверхностей неодинакова. При этом поверхность большей длины постоянно закрывает передние или задние глухие пазы. Например, если большая посадочная поверхность обращена вперед - в сторону долота - то дополнительный выхлоп из камеры рабочего хода закрыт. Если же при сборке воздухораспределительного устройства клапан-золотник перевернуть, будет закрыт дополнительный выхлоп из камеры холостого хода. Увеличение длины посадочной поверхности клапана-золотника можно выполнить так, чтобы его выемка соединялась с передними или задними глухими пазами штока, образуя за счет кромок отсечки лишь дроссельные щели, ограничивая величину дополнительного выхлопа из передней или задней камеры - еще один из вариантов ступенчатого управления дополнительным выхлопом. The increase in the stroke of the spool valve made it possible to entrust it with the function of controlling the additional exhaust from both chambers, which is carried out by alternately connecting the longitudinal blind grooves of the stem with the radial channels of the recess of the spool valve. If the recess in the spool valve is offset in length relative to the transverse axis of symmetry, then the length of its seating surfaces is not the same. At the same time, a longer surface constantly closes the front or rear blind grooves. For example, if the large landing surface is facing forward - towards the bit - then the additional exhaust from the travel chamber is closed. If, when assembling the air distribution device, the spool valve is turned over, the additional exhaust from the idle chamber will be closed. An increase in the length of the seating surface of the valve valve can be made so that its recess is connected to the front or rear blind grooves of the stem, forming only throttle slots due to cutoff edges, limiting the amount of additional exhaust from the front or rear chamber - another option for controlling the additional exhaust stepwise .
В осевой канал штока выходят радиальные каналы, величину проходного сечения которых можно регулировать в зависимости от перепада давления воздуха в сети и на выхлопе. Для этого в осевом канале по скользящей уплотняющей посадке размещается подпружиненный стержень, передний торец которого взаимодействует с выходными отсечными кромками радиальных каналов, а на задний торец действует давление сетевого воздуха. Величина проходного сечения радиальных каналов, которые можно выполнить в виде продольных щелей, будет определяться разностью давления воздуха и жесткостью пружины. Если стержень является частью обратного клапана, устанавливается дополнительная пружина, работающая только в диапазоне перемещения его переднего торца в зоне радиальных отверстий штока. Radial channels extend into the axial channel of the rod, the size of the passage section of which can be adjusted depending on the difference in air pressure in the network and at the exhaust. To do this, a spring-loaded rod is placed in the axial channel along a sliding sealing fit, the front end of which interacts with the output cut-off edges of the radial channels, and the pressure of the network air acts on the rear end. The magnitude of the bore of the radial channels, which can be made in the form of longitudinal slots, will be determined by the difference in air pressure and spring stiffness. If the rod is part of a non-return valve, an additional spring is installed, working only in the range of movement of its front end in the area of the radial holes of the rod.
Таким образом, совокупность признаков предлагаемого изобретения позволяет повысить ударную мощность в условиях высоких противодавлений воздуха на выхлопе и надежность пневмоударника. Thus, the totality of the features of the invention allows to increase the impact power in conditions of high backpressure of the air at the exhaust and the reliability of the hammer.
Предлагаемое воздухораспределительное устройство пневмоударника иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1,2. The proposed air distribution device of the hammer is illustrated by the drawings shown in Fig.1,2.
На фиг.1 представлен общий вид воздухораспределительного устройства для пневмоударника в разрезе с центральным выхлопом, где клапан-золотник выполнен с симметрично расположенной по длине выемкой для осуществления дополнительного продленного выхлопа из обеих камер; на фиг.2 - общий вид воздухораспределительного устройства в разрезе для пневмоударника с боковым выхлопом, где клапан-золотник выполнен со смещенной по длине относительно поперечной оси симметрии выемкой и установлен с ориентацией для осуществления дополнительного продольного выхлопа только из камеры холостого хода, и с наружной симметричной проточкой для снижения его массы. Основные выхлопные каналы из камеры рабочего и холостого хода не показаны. Обозначения на чертежах приняты одинаковыми. Figure 1 presents a General view of the air distribution device for the hammer in the context of the central exhaust, where the valve valve is made with a symmetrically located recess for the implementation of an additional extended exhaust from both chambers; figure 2 is a General view of the air distribution device in section for a pneumatic impact tool with side exhaust, where the valve valve is made with a recess displaced along the length of the transverse axis of symmetry and is mounted with orientation for additional longitudinal exhaust only from the idling chamber, and with an external symmetrical groove to reduce its mass. The main exhaust channels from the working and idle chamber are not shown. The designations in the drawings are the same.
Воздухораспределительное устройство пневмоударника (см. фиг. 1) содержит трубчатый клапан-золотник 1 с внутренней выемкой 2, седло 3 с каналами 4 питания камеры 5 рабочего хода, шток 6 с осевым 7 и радиальными 8 каналами, крышку 9 с сетевым 10 каналом и каналом 11 питания камеры холостого хода 12. Наружная цилиндрическая поверхность клапана-золотника 1 образует с внутренней цилиндрической поверхностью крышки 9 кольцевой калиброванный канал 13, соединенный с сетевым питающим каналом 10, с каналами 4 питания камеры рабочего хода 5 и с каналами 11 питания камеры холостого хода 12. На наружной поверхности штока 6 с обеих сторон от радиальных каналов 8 имеются глухие продольные пазы 14, соединенные с каналами 4, 11 питания камер рабочего 5 и холостого хода 12. В осевом канале 7 штока 6 размещен стержень 15 обратного клапана 16 с основной 17 и дополнительной 18 пружинами. Воздухораспределительное устройство размещено в корпусе 19 пневмоударника и поджато с обеих сторон цилиндром 20 и переходником 21. Внутри цилиндра 20 с возможностью осевого перемещения расположен ударник 22 с отверстием 23, взаимодействующим с выхлопными трубками 24 в 25 из камер соответственно рабочего 5 и холостого 12 хода. Последняя закреплена в хвостовике долота 26. В цилиндре 20 имеется блокировочное отверстие 27. Клапан-золотник 1 (см. фиг.2) может иметь несимметрично расположенную по длине относительно поперечной оси симметрии выемку 2. При этом большая по длине посадочная поверхность 28 постоянно перекрывает сообщение передних глухих пазов 14 и каналы 4 с радиальными каналами 8. Если при сборке клапан-золотник 1 перевернуть, то его посадочная поверхность 28 будет перекрывать сообщение задних глухих пазов 14 и каналы 11 с радиальными каналами 8. Для снижения массы клапана-золотника 1 предусмотрено выполнение канавки 29 и выполнение его из материала с невысокой плотностью. Для пневмоударника с боковым выхлопом, например, по каналам 30 между корпусом 19 и цилиндром 20, изолированным от каналов 11, питающих камеру холостого хода (на фиг. 2 не показана), в седле 3 и цилиндре 20 выполнены соответствующие друг другу постоянно сообщающиеся каналы 31, соединенные с осевым 7 и радиальными 8 каналами штока 6. The air distribution device of the hammer (see Fig. 1) contains a
Воздухораспределительное устройство и пневмоударник работают следующим образом. The air distribution device and the hammer operate as follows.
При подаче сжатого воздуха по отверстию переходника 21 обратный клапан 16, преодолевая сопротивление пружины 17, перемещается на величину "а" до касания более жесткой пружины 18 и затем, преодолевая сопротивление обеих пружин, до упора в торец штока 6. При этом стержень 15, перемещаясь по осевому каналу 7, закрывает изнутри радиальные каналы 8. Воздухораспределительное устройство и пневмоударник в целом работают в клапанном режиме, поскольку впускные каналы 4 и 11, пазы 14, полость 2 клапана-золотника 1 не соединены с каналами 23 (см. фиг.1), 31, 30 (см. фиг.2). Сжатый воздух по каналам 10 поступает в кольцевой калиброванный канал 13 (через канавку 29 на фиг. 2), определяющий своей площадью количество поступающего в камеры воздуха. Далее при положениях ударника 22 и клапана-золотника 1, изображенных на фиг.1, воздух по каналам 11 поступает в камеру холостого хода 12. Ударник 22 перемещается вверх, совершая холостой ход. При этом вначале, до момента закрытия трубкой 24 выхлопного канала 23, давление воздуха в камере 5 равно атмосферному или в закрытом пространстве (в дальнейшем - противодавлению на выхлопе), затем начнет повышаться, поскольку путь воздуха через каналы 4, 14, 2, 8 закрыт стержнем 15. When compressed air is supplied through the opening of the
При выходе трубки 25 из выхлопного канала 23 ударника 22 камера холостого хода 12 соединяется с атмосферой, давление в ней резко падает, вызывая падение давления над верхней торцовой поверхностью клапана-золотника 1. В это время на нижнюю поверхность клапана-золотника 1 действует соответственно площади сетевое давление воздуха и давление в камере рабочего хода. Под действием разности давлений воздуха на торцы и силы трения струи воздуха о цилиндрическую поверхность клапана-золотника 1 в кольцевом калиброванном канале 13 (кольцевая диафрагма на фиг.2) клапан-золотник 1 перемещается вверх на величину "в", закрывая каналы 11 и открывая каналы 4. Сжатый воздух поступает в камеру рабочего хода 5. Ударник 22 останавливается и начинает рабочий ход до момента удара по долоту 26. When the tube 25 exits the exhaust channel 23 of the firing pin 22, the idle chamber 12 is connected to the atmosphere, the pressure drops sharply, causing a pressure drop above the upper end surface of the
Если перепад давления воздуха снижается, например, при повышении противодавления на выхлопе из-за появления водопритока в скважину, остаточное давление воздуха во время выхлопа в камерах 5, 12 также повышается, вызывая повышение давления в осевом канале 7 штока 6. Стержень 15 поднимается до момента прекращения действия пружины 18. Обратный клапан 16 в это время отрыт. Одновременно открываются радиальные каналы 8. В этом случае при движении ударника 22 вверх после закрытия трубкой 24 выхлопного канала 22 воздух в камере 5, сжимаясь, вытесняется по каналам 4, 14, 8, 7, 23 в атмосферу на всем пути холостого хода. Площади сечения каналов 14, 8 выполнены с расчетом частичного снижения противодавления в камере 5, чтобы исключить удары ударником о клапанный удел и не снизить эффективность переброски клапана-золотника 1 в верхнее положение после открытия выхлопного канала в трубке 25 из камеры холостого хода 12. Таким образом, несмотря на повышение противодавления на выхлопе, ход ударника может быть даже увеличен. Во время рабочего хода клапан-золотник 1 перекрывает нижней посадочной поверхностью нижние пазы 14, а другой открывает верхние. Камера рабочего хода 5 наполняется, ударник 22 перемещается вниз. В момент закрытия канала в трубке 25 в камере 12 остается давление воздуха, повышенное из-за водопритоков. Но при сжатии воздух из камеры 12 частично вытесняется по каналам 11, верхним пазам 14 и каналам 8, 23 в атмосферу, снижая тормозящую силу противодавления. Энергия удара практически не снижается. If the air pressure drop decreases, for example, with increasing back pressure on the exhaust due to water inflow into the well, the residual air pressure during the exhaust in the chambers 5, 12 also increases, causing an increase in pressure in the axial channel 7 of the rod 6. The
Воздухораспределительное устройство можно настроить таким образом, чтобы радиальные каналы 8 не закрывались стержнем 15 даже при отсутствии противодавления на выхлопе. Для того вместо пружины 18 достаточно установить упорную втулку той же длины. Тогда дополнительный продленный выхлоп из обеих камер позволит значительно увеличить ход ударника и, следовательно, энергию ударов. Для повышения частоты ударов в этом случае можно применять облегченные ударники. Применяя сменные клапаны-золотники, например, со смещенной по длине выемкой (см. фиг. 2), можно получить продленный выхлоп из той или другой камеры или снизить его интенсивность за счет получения дроссельных щелей в соединении клапана-золотника со штоком. Все это повышает функциональные возможности предлагаемого воздухораспределительного устройства. The air distribution device can be adjusted so that the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98113350A RU2154145C2 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Air distributing device of air hammer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98113350A RU2154145C2 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Air distributing device of air hammer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154145C2 true RU2154145C2 (en) | 2000-08-10 |
RU98113350A RU98113350A (en) | 2000-08-27 |
Family
ID=20208341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98113350A RU2154145C2 (en) | 1998-07-06 | 1998-07-06 | Air distributing device of air hammer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154145C2 (en) |
-
1998
- 1998-07-06 RU RU98113350A patent/RU2154145C2/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4084646A (en) | Fluid actuated impact tool | |
AU605578B2 (en) | Hammer drills for making boreholes | |
US4283991A (en) | Percussion mechanism | |
RU2361723C1 (en) | Pneumatic device of impact action with throttled air distribution | |
US5685380A (en) | Reverse circulation down-the-hole drill | |
ZA200506015B (en) | Control valve and a method of a percussion device comprising two parallel inlet channels | |
JPS6311511B2 (en) | ||
US6550554B2 (en) | Rock drill | |
US5385209A (en) | Throttle lever system for a percussive, fluid-activated apparatus | |
RU2154145C2 (en) | Air distributing device of air hammer | |
GB2296731A (en) | A reverse circulation down-the-hole drill | |
US6543557B2 (en) | Drill hammer assembly | |
US8006776B1 (en) | Sliding pressure control valve for pneumatic hammer drill | |
US5307881A (en) | Flushing system for a percussive, fluid-activated apparatus | |
US6499544B1 (en) | Percussive down-the-hole hammer for rock drilling, and a one-way valve used therein | |
RU2647716C1 (en) | Submersible pneumatic impact tool | |
RU2290488C1 (en) | Downhole hammer (variants) | |
RU2252996C1 (en) | Pneumatic down-striker | |
RU2034142C1 (en) | Pneumatic percussive machine | |
EP1138870A1 (en) | Drill hammer assembly | |
RU216723U1 (en) | Pneumatic impact mechanism | |
SU1218095A2 (en) | Pneumatic percussive mechanism | |
RU2713043C1 (en) | Pneumatic impact mechanism | |
RU2034983C1 (en) | Immersible pneumatic percussion tool | |
SU1434067A2 (en) | Pneumatic striker |