SU1313972A1

SU1313972A1 - Реверсивное устройство ударного действи дл проходки скважин в грунте

Info

Publication number: SU1313972A1
Application number: SU833596851A
Authority: SU
Inventors: Александр Дмитриевич Костылев; Владимир Дмитриевич Плавских; Алексей Данилович Терсков; Николай Прохорович Чепурной; Михаил Юрьевич Бондарь; Игорь Иосифович Резников; Владимир Иванович Тарасенко
Original assignee: Институт Горного Дела Со Ан Ссср
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1987-05-30
Also published as: DE3420788A1; GB8413327D0; DE3420788C2; GB2141162B; JPS6320993B2; FR2547234B3; CA1230023A; FR2547234A3; IT8430764V0; JPS6040495A; US4629008A; GB2141162A

Description

Изобретение относитс к строительной технике и предназначено дл устройств ударного действи , примен емых, например, дл проходки скважины в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций .

Известно устройство, содержащее корпус, ударник и воздухораспределительный патрубок с радиальными каналами, в которых установлены штифты, соединенные с кольцевым эластичным элементом. С помощью штифтов, выдвигаемых из радиальных каналов под действием сжатого воздуха, подаваемого к мащине, осуществл етс фиксаци относительно корпуса воздухораспределительного патрубка в положении пр мого хода устройства.

Недостатком этого устройства вл етс сравнительно низка надежность его работы, обусловленна тем, что возможны отказы в работе механизма фиксировани воздухораспределительного патрубка из-за того, что усили , выдвигающие штифты из радиальных каналов и определ емые произведением давлени сжатого воздуха на площадь поперечного сечени штифтов, невелики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс реверсивное устройство ударного действи дл проходки скважин в грунте, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке , в котором установлен подпружиненный вкладыш.

Недостатком известного устройства вл етс то, что пружина не раст жима, так как концы ее присоединены к нижним концам вкладыща и она размещена поперек воздухопропускного канала патрубка, поэтому пружина не обладает достаточной надежностью в работе.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности устройства.

Цель достигаетс тем, что в устройстве ударного действи дл проходки скважин в грунте, содержащем корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке, в котором установлен подпружиненный вкладыш, вкладыш выполнен в виде стакана , дно которого обращено в сторону продольного канала, а пружина размещена в полости стакана.

При этом пружина может иметь шарик, закрепленный на конце, противоположном дну стакана.

Кроме того, устройство может имет обойму , свободно установленную на патрубке над вкладышем.

Обойма может иметь дополнительную кольцевую проточку. Торцовые поверхности обоймы и поверхность корпуса в месте сопр жени с обоймой могут быть выполнены сферическими. Высота стакана может быть

больше толщины стенки воздухораспределительного патрубка.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант выполнени устройства с обоймой; на фиг. 3 - вариант выполнени устройства с обоймой с двум упорами и высоким стаканом. Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2 с окном 3 и полостью (фиг. 1). В полости ударника 2 размещен воздухораспределительный патрубок 4 с продольным каналом 5 и радиальным окном 6, в котором установлен вкладыш, выполненный в виде стакана 7. Е1 полости 8 стакана 7 установлен подпружинивающий элемент, выполненный в виде пружины 9 и шарика 10. Корпус 1 выполнен с упором 11 дл взаимодействи со стаканом 7. Патрубок 4 может быть подпружинен относительно корпуса 1 пружиной 12. Корпус 1 и ударник 2 образуют переднюю рабочую камеру 13, ударник 2

0 и патрубок 4 образуют заднюю рабочую камеру 14. Патрубок 4 имеет упор 15 дл взаимодействи с упором 16 корпуса 1 дл фиксации патрубка в положении обратного хода устройства. Корпус 1 выполнен также

5 с каналами 17 дл выхлопа отработанного воздуха.

Другой вариант выполнени устройства показан на фиг. 2. Часть корпуса 1 в месте размещени стакана 7 выполнена в виде обоймы 18, подвижной относительно

0 остальной части корпуса 1 в радиальном направлении, причем, поверхности обоймы 18 и корпуса 1 в месте взаимодействи 19 могут быть сферическими. На фиг. 3 приведена конструкци обоймы 18 с дополнительным упором 20 ДЛЯ взаимодействи со

5 стаканом 7, причем стакан 7 выступает в продольный канал 5 патрубка 4.

Выполнение вкладыша в виде стакана и размещение в этой полости подпружиниваю- 1цего элемента позвол ет упростить конструкцию устройства и повысить надежность его

работы. Выполнение вкладыша в виде стакана позво.т ет повысить диаметр вкладыша, т. е. увеличить усили , действующие на него со стороны сжатого воздуха и повысить жесткость эластичного элемента, тем самым

5 повысить надежность срабатывани механизма фиксации воздухораспределительного патрубка. При выполнении вкладыша в виде стакана увеличение диаметра вкладыша не приводит к увеличению его массы, что повышает надежность работы фиксатора (и

0 всего устройства), так как простое выполнение вкладыша большего диаметра увеличивает его массу, и часть усилий сжатого воздуха и эластичного элемента уйдет на преодоление сопротивлени этой массы, что нецелесообразно.

5 Кроме того, выполнение вкладыша в виде стакана позвол ет снизить ударные нагрузки в сопр гаемых с вкладышем детал х, так как в этом случае вкладыш работает как упругий элемент - он деформируетс в поперечном направлении, тем самым снижает передачу ударных нагрузок от одной детали к другой.

Размещение пружины в полости стакана делает конструкцию компактной и простой .

Выполнение устройства с обоймой, свободно установленной на патрубке, позвол ет упростить конструкцию корпуса, так как каленые опорные поверхности (упоры) дл вкладышей можно выполнить только в обойме , а остальную часть корпуса специально не обрабатывать, так как на нее обойма опираетс всем своим торцом.

В св зи с тем, что обойма имеет радиальную подвижность относительно всего корпуса, нет необходимости выполн ть посадку воздухораспределительного патрубка в корпусе, так как патрубок, зафиксированный в обойме, имеет возможность самоустанавливатьс относительно корпуса вместе с обоймой, что обеспечивает снижение изгибающих нагрузок в патрубке и в конечном счете повышает надежность работы всего устройства.

Выполнение обоймы с дополнительным упором позвол ет фиксировать воздухораспределительный патрубок в положении обратного хода устройства, особенно при случайном понижении давлени сжатого воздуха , когда незафиксированный в осевом направлении патрубок может пружиной переместитьс из положени обратного хода в положение пр мого хода, кроме того, позвол ет без увеличени габаритов устройства выполнить вкладыш (стакан) большей высоты . Увеличение высоты необходимо дл сохранени достаточной длины (высоты) боковой поверхности в тот момент, когда вкладыш находитс в рабочем положении, т. е. вытолкнуть сжатым воздухом из радиального окна воздухораспределительного патрубка . Простое увеличение длины вкладыша приводит к увеличению габаритов (диаметра ) устройства, что нежелательно. Поэтому целесообразно стакан выполн ть длиной, большей толщины стенки воздухораспределительного патрубка, причем дно стакана должно выступать в продольный канал патрубка (при нерабочем положении патрубка). После подачи сжатого воздуха стакан переместитс в радиальном окне патрубка, и дно стакана освобождает осевой канал воздухораспределительного патрубка, не преп тству проходу воздуха. Верхн часть стакана выходит из радиального окна патрубка, опираетс в корпус (упор обоймы) и фиксирует патрубок в одном из рабочих положений пр мого или обратного хода. Это обеспечивает снижение габаритов устройства и в конечном счете упрощает конструкцию и повышает надежность работы устройства.

Выполнение взаимодействующих поверхностей обоймы и корпуса сферическими

обеспечивает лучшую самоустановку воздухораспределительного патрубка в полости ударника и исключает возникновение изгибающих усилий в патрубке, тем самым, повыша надежность работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух поступает в машину по продольному каналу 5 патрубка 4 и, воздейству на дно стакана 7, перемещает его по окну 6 вверх (фиг. 1), сжима при этом пружину 9.

Одновременно под действием сжатого воздуха патрубок 4 смещаетс назад (на фиг. вправо), и стакан 7 опираетс на упор 11

5 и фиксирует патрубок 4 в положении пр мого хода устройства.

По каналу 5 сжатый воздух через камеру 14 и окно 3 поступает в камеру 13. Ввиду того, что площа;лЬ ударника 2 со стороны передней рабочей камеры 13

0 больше площади со стороны задней рабочей камеры 14, ударник 2 перемещаетс сжатым воздухом назад (на фиг. вправо). После того, как окна 3 пройдут большую ступень патрубка 4, произойдет выхлоп воздуха из

5 передней камеры 13 через окна 3 и каналы 17 в атмосферу. Ударник 2 давлением воздуха в камере 14 останавливаетс , а затем перемешаетс вперед (на фиг. 1 влево) и наносит удар по переднему внутреннему торцу корпуса 1. На фиг. 1 показано

0 положение ударника 2 в момент нанесени удара. Перед ударом открываютс окна 3, сжатый воздух снова поступает в камеру 13, и цикл повтор етс . Под действием ударов ударника 2 корпус 1 перемс.- етс в грунте , оставл за собой скважину. Описан5 ный режим работы - «Пр мой ход. Дл переключени устройства на режим «Обратный ход, когда машина перемещаетс по скважине в обратном направлении , необходимо отключить подачу сжатого воздуха. Под действием пружины 9 ста кан 7 выйдет из взаимодействи с упором 11 корпуса 1 и переместитс в окне 6 (на фиг. 1-3 вниз) в положение, показанное ни чертеже.

Нат жением воздухоподвод щего шланс га (не показан),соединенного с патрубком 4, последний перемещаетс назад (на фиг. вправо). При этом шарик 10 упором 11 перемещаетс в полость 8 вкладыша, сжима пружину 9. Пружина 12 также сжимаетс . Не снима нат жени с воздухоподво0 д щего шланга подают к машине сжатый воздух. Патрубок 4 буртом 15 войдет в соприкосновение с буртом 16 корпуса 1 и зафиксируетс в положении обратного хода. При новом положении воздухораспределительного патрубка 4 впуск воздуха в переднюю

5 камеру 13 происходит раньше, а выхлоп позже , поэтому ударник 2 наносит удары не по переднему торцу корпуса 1, а по заднему. Под действием этих ударов машина перемещаетс назад по пробитой скважине, осуществл обратный ход.

Дл переключени устройства с обратного хода на пр мой необходимо прекратить подачу сжатого воздуха. Под действием пружин 12 и 9 патрубок 4, стакан 7 и шарик 10 займут положение, показанное на фиг. 1. Теперь после подачи сжатого воздуха машина работает в режиме «Пр мой ход.

Вариант выполнени устройства изображенного на фиг. 2, предусматривает наличие обоймы 18. Принцип работы устройства аналогичен описанному. В положении пр мого хода устройства вкладыш 7 опираетс на упор 11 обоймы 18, а в положении обратного хода патрубок 4 фиксируетс буртами 15 патрубка и 16 корпуса. Наличие обоймы 18, подвижной в радиальном направлении относительно корпуса 1, позвол ет патрубку 4 (вместе с обоймой 18) смеш,атьс

18 11 / /

I I

5

параллельно оси корпуса 1 дл компенсации перекосов патрубка 4, вызванных неточностью изготовлени деталей машины, когда торцы 19 плоские, либо поворачиватьс относительно оси машины, либо выполнены сферическими .

Устройство (фиг. 3) с дополнительным упором 20 и со стаканом 7, выступающими в продольный канал 5 патрубка 4, работает аналогично вышеописанному. Донна часть стакана 7 входит из канала 5 в радиальное окно 6, обеспечива свободный проход сжатого воздуха по каналу 5 и сохран ет величину площади соприкосновени поверхностей стакана 7 и окна патрубка 4.

Выполнение вкладыша в виде стакана, в полости которого размещена пружина, позвол ет повысить эксплуатационную надежность устройства, а также уменьшить массу вкладыша.

S15 фиг.2

18 11 20

Фиг.1

Claims

1. РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке, в котором установлен подпружиненный вкладыш, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплу атационной надежности устройства, вкладыш выполнен в виде стакана, дно которого обращено в сторону продольного канала, а пружина размещена в полости стакана.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что пружина имеет шарик, закрепленный на конце, противоположном дну стакана.

3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что оно имеет обойму с кольцевой проточкой, свободно установленную на патрубке над вкладышем.

4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что обойма имеет дополнительную кольцевую проточку.

5. Устройство по пп. 1, 3 и 4, отличающееся тем, что торцовая поверхность обоймы о и поверхность корпуса в месте сопряжения с обоймой выполнены сферическими.

6. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что высота стакана больше толщины стенки воздухораспределительного патрубка.

SU „„1313972