SU831928A1 - Устройство ударного действи - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам ударного действия, в котором ударник совершает рабочий ход под давлением газообразных продуктов его- рания, и может быть использовано для проходки скважин в грунте, забивания' в грунт труб, шпунта и т.п.

Известно устройство ударного действия, в частности, для образования |θ скважин, включающее корепус, где установлены’ цилиндр и ударник, образующий с корпусом буферную камеру обратного хода, а с цилиндром - камеру сгорания. Между корпусом и цилиндром предусмотрены подводящий и выхлопной *5 каналы, сообщающие камеру сгорания с продольными сквозными каналами в стенке цилиндра, при этом буферная камера может соединяться с атмосфе- „ рой при помощи пазов' в боковых стенках корпуса и цилиндра [1].

Однако такое устройство обладает сравнительно низкой ударной мощностью, вызванной неполнотой сгорания горючей смеси из-за некачественной очистки цилиндра от продуктов сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство ударного действия, включающее находящийся в корпусе цилиндр с установленным в нем ак2 сиально подвижным ступенчатым ударником, ограничивающим в пространстве цилиндра ступенью малого диаметра камеру сгорания, периодически сообщаемую с источником подачи горючего и с компрессорной камерой через продувочную камеру, при этом устройство оснащено буферной камерой для ударника. В устройстве обеспечивается f достаточно эффективная очистка камеры сгорания от продуктов сгорания Г2).

Однако, область использования известного устройства ограничена применением его в качестве навесного ударного органа, например для разрушения крепких пород или их негабаритов.

Цель изобретения - повышение ударной мощности и обеспечение использования устройства в качестве погружного органа для проходки скважин в :грунте уплотнением.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено размешенной в корпусе соосно цилиндру гильзой, служащей для направления движения большей ступени ударника и образующей с корпусом всасывающий канал, периодически соединяющий с атмосферой буферную камеру, которая расположена между корпусом и большей ступе3 нью ударника, и компрессорную камеру, которая расположена между большей ступенью ударника и продувочной камерой.

Кроме того, продувочная и компрессорная камеры разделены между собой подпружиненным клапаном.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство ударного действия для проходки скважин в грунте; на фиг.2 поперечный разрез А-А на фиг.1. <

Устройство ударного действия включает корпус 1, ударник 2 и цилиндр 3. В корпусе 1 установлена гильза·4 с отверстием 5 и пазами б на наружной поверхности, образующими с корпусом 1 всасывающие каналы. Гильза 4 удерживается в корпусе 1 фиксирующим кольцом 7.

Цилиндр 3 выполнен с проточкой на наружной поверхности, образующей с гильзой 4 продувочную камеру 8. В стенках цилиндра 3 Имеются продувочные отверстия 9, периодически перекрываемые хвостовиком ударника 2 при его поступательном перемещении, и всасывающее отверстие 10, перекрываемое 25 клапаном 11, нагружённым пружиной 12.

На внутренней поверхности цилиндра 3 выполнена кольцевая расточка 13, которая сообщается с впускным 14 и выхлопным 15 каналами, расположенными в теле цилиндра 3.

На входе в канал 14 закреплен штуцер 16 с навинченным на 17, который соединяется (не показан) горючего.

Ударник 2 состоит из головки. Между его головкой и корпусом 1 образована буферная камера 18. Хвостовик ударника 2 ограничивает в пространстве цилиндра 3 камеру 19 сгорания,соединенную с подводящим горючее ^шлангом 17. Головка ударника совместно с гицьзой 4 и цилиндром образуют компрессорную камеру 20.

Устройство работает следующим образом.

Обратный ход ударник 2 совершает под действием газа, сжатого в буферной камере 18, при этом он перекрывает продувочные отверстия 9, расточку 13 и отверстие 5, изолируя продувочную камеру 8, камеру 19 сгорания и компрессорную, камеру 2'0 от воздействия атмосферы. Под действием давления воздуха, сжимаемого в камере 20 клапан 11 открывает всасывающее отверстие 10, и воздух начинает поступать в продувочную камеру 8, давление в которой равно давлению воздуха в компрессорной камере 20, причем повышается оно по мере движения ударника 2 назад. 60

Одновременно со сжатием воздуха в компрессорной 20 и продувочной 8 камерах происходит сжатие находящей- . ся в камере 19 сгорания горючей смеси, в результате она нагревается и вое- 65 него шлангом с источником хвостовика и пламеняется. При этом объем газов, содержащихся в камере 19 сгорания, многократно увеличивается, и начинается рабочий ход ударника 2. В это вре- . мя начинает увеличиваться объем компрессорной камеры 20, давление в ней падает, и в результате разности давления .в продувочной 8 и компрессорной 20 камерах^чклапан 11 под действием пружины 12 закрывает отверстие 10 и отсекает продувочную камеру 8 от компрессорной 20.

При дальнейшем движении ударника 2 открывается выхлопной 15 и впускной 14 каналы. Продукты сгорания выпускаются по каналу 15 в атмосферу, а горючее по каналу 14 впускается в камеру 19 сгорания.

В дальнейшем открываются продувочные отверстия 9, и сжатый воздух из продувочной камеры 8 впускается в камеру 19 сгорания, принудительно удаляя из нее продукты сгорания и равномерно распределяя горючую смесь по объему камеры 19 сгорания, в результате чего происходит более полная ее очистка от продуктов сгорания, а также дополнительное обогащение горючей смеси.

В конце рабочего хода ударник 2 наносит удар по корпусу 1, забивая его в грунт, сжимает газ в буферной камере 18. Далее цикл повторяется.

В это время отверстия 5 открыты, и камера 20 соединяется через каналы б с атмосферой, что необходимо для восстановления в ней атмосферного давления: Буферная камера 18 соединяется в атмосферной в конце обратного хода ударника 2.

Запуск устройства осуществляется следующим образом.

Ударник 2 отводится в крайнее левое положение, для чего достаточно приподнять правый конец устройства. После этого камера 19 сгорания продувается горючей смесью. Затем ударник 2 передвигается в промежуточное положение, при котором отверстия 9 и каналы .14. и 15 закрываются, а давление воздуха по обе стороны ударника 2 в камерах 18 и 2Ό оказываемся I примерно одинаковым. Путем продольных Встряхиваний устройства или ударов по его корпусу ударник 2 перегоняется в правое положение с ' энергией, достаточной для сжатия и воспламенения горючей смеси в камере 19 сгорания.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к устройствам ударного действи , в котором ударник совершает рабочий ход под давлением газообразных продуктов его рани , и может быть использовано дл  проходки скважин в грунте, забиваи.и  в грунт труб, шпунта и т.п. Известно устройство ударного действи , в частности, дл  образовани  скважин, включающее корепус, где установлены цилиндр и ударник, образующий с корпусом буферную камеру обратного хода, а с цилиндром - камеру сгорани . Между корпусом и цилиндром предусмотрены подвод щий и выхлопной каналы, сообщающие камеру сгорани  с продольными сквозными каналами в. стенке цилиндра, при этом буферна  камера может соедин тьс  с атмосферой при помощи пазов в боковых стенках корпуса и цилиндра 1. Однако такое устройство обладает сравнительно низкой ударной мощность вызванной неполнотой сгорани  горючей смеси из-за некачественной очист ки цилиндра от продуктов сгорани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство ударного действи , включающее наход щийс  в корпусе цилиндр с установленным в нем аксиально подвижным ступенчатым ударником , ограничивающим в пространстве цилиндра ступенью малого диаметра камеру сгорани , периодически сообщаемую с источником подачи горючего и с компрессорной камерой через продувочную камеру, при этом устройство оснащено буферной камерой дл  ударника . В устройстве обеспечиваетс  достаточно эффективна  очистка камеры сгорани  от продуктов сгорани  . Однако, область использовани  известного устройства ограничена применением его в качестве навесного ударного органа, например дл  разрушени  крепких пород или их негабаритов. Цель изобретени  - повышение ударной мощности и обеспечение использовани  устройства в качестве погружного органа дл  проходки скважин в грунте уплотнением. Поставленна  цеЛь достигаетс  тем, что устройство снабжено-размещенной в корпусе соосно цилиндру гильзой, служащей дл  направлени  движени  большей ступени ударника и образующей с корпусом всасывающий кангш, периодически соедин ющий с атмосферой буферную камеру, котора  расположена между корпусом и большей ступенью ударника, и компрессорную камеру, котора  расположена между большей ступенью ударника и продувочной камерой . Кроме того, продувочна  и компрессорна  камеры разделены между собой подпружиненным клапаном. На фиг.1 показано предлагаемое устройство ударного действи  дл  проходки скважин в грунте; на фиг.2 поперечный разрез А-Л на фиг.1. Устройство ударного действи  включает корпус 1, ударник 2 и цилиндр 3. В корпусе 1 установлена гильза-4 с отверстием 5 и пазами 6 на наружной повер сности, образующими с корпусом 1 всасывающие кангьпы. Гильза 4 удерживаетс  в корпусе 1 фиксирующим коль цом 7. Цилиндр 3 выполнен с проточкой на наружной поверхности, образующей с гильзой 4 продувочную камеру 8. В стенках цилиндра 3 Имеютс  продувочные отверсти  9, периодически перекрываемые хвостовиком ударника 2 при его поступательном перемещении, и вса сывающее отверстие 10, перекрываемое клапаном 11, нагруженным пружиной 12 На внутренней поверхности цилиндра 3 выполнена кольцева  расточка 13 кот ра  сообщаетс  с впускным 14 и выхлопным 15 каналами, расположенными теле цилиндра 3. На входе в канал 14 закреплен шту цер 16 с навинченным на него шлангом 17, который соедин етс  с источником (не показан) горючего. Ударник 2 состоит из хвостовика и головки. Между его головкой и корпусом 1 образована буферна  камера 18. Хвостовик ударника 2 ограничивает в пространстве цилиндра 3 камеру 19 сгорани , соединенную с ПОДВОДЯЕШИМ горючее lшaнгoм 17. Головка ударника 2совместно с гиJ Iьзoй 4 и цилиндром 3образуют компрессорную каи еру 20. Устройство работает следующим образом. Обратный ход ударник 2 совершает под действием газа, сжатого в буферной камере 18, при этом он перекрывает продувочные отверсти  9, расточ ку 13 и отверстие 5, изолиру  продувочную камеру 8, камеру 19 сгорани  и компрессорную, камеру 20от воздействи  атмосферы. Под действием давле ни  воздуха, сжимаемого в камере 20 клапан 11 открывает всасывающее отве стие 10, и воздух начинает поступать в продувочную KciMepy 8, давление в которой равно давлению воздуха в ком рессорной камере 20, причем повышает с  оно по мере движени  ударника 2 назад. Одновременно со сжатием воздуха в компрессорной 20 и продувочной 8 камерах происходит сжатие наход щейс  в камере 19 сгорани  горючей сме в результате она нагреваетс  и воеламен етс . При этом объем газов, одержащихс  в камере 19 сгорани , ногократно увеличиваетс , и начинает  рабочий ход ударника 2. В это вре- .   начинает увеличиватьс  объем компессорной камеры 20, давление в ней адает, и в результате разности давлеи  в продувочной 8 и компрессорной 0 камерах клапан 11 под действием ружины 12 закрывает отверстие 10 и тсекает продувочную камеру 8 от омпрессорной 20. При дальнейшем движении ударника открываетс  выхлопной 15 и впуской 14 каналы. Продукты сгорани  выпускаютс  по каналу 15 в атмосфеу , а горючее по каналу 14 впускаетс  в камеру 19 сгорани . В дальнейшем открываютс  продувочные отверсти  9, и сжатый воздух из щ одувочной камеры 8 впускаетс  в камеру 19 сгорани , принудительно удал   из нее продукты сгорани  и равномерно распредел   горючую смесь по объему камеу л 19 сгорани , в результате чего происходит более полна  ее очистка от продуктов сгорани , а также дополнительное обогащение горючей смеси. В конце рабочего хода ударник 2 наносит удар по корпусу 1, забива  его в грунт, сжимает газ в буферной камере 18. Далее цикл повтор етс . В это врем  отверсти  5 открыты, и камера 20 соедин етс  через каналы б с атмосферой, что необходйлю дл  восстановлени  в ней атмосферного давлени ; Буферна  камера 18 соедин етс  в атмосферной в конце обратного хода ударника 2. Запуск устройства осуществл етс  следующим образом. Ударник.2 отводитс  в крайнее левое положение, дл  чего достаточно приподн ть правый конец устройства. После этого камера 19 сгорани  продуваетс  горючей смесью. Затем ударник 2 передвигаетс  в промежуточное положение, при котором отверсти  9 и каналы 14. и 15 закрываютс , а давление воздуха по обе стороны ударника 2 в камерах 18 и 20 оказываемс  примерно одинаковым. Путем продольных Ёстр хиваний устройст1ва или ударов по его корпусу ударник 2 перегон етс  в правое положение с энергией, достаточной дл  сжати  и воспламенени  горючей смеси в камере 19 сгорани . Формула изобретени  1. Устройство ударного действи , включающее наход щийс  в корпусе цилиндр с установленным в нем аксиально подвижным ступенчатым ударником , ограничивающим в пространстве цилиндра ступенью малого диаметра камеру сгорани , периодически сообщаемую с источником подачи горучего , и с компрессорной камерой через продувочную камеру, jnpH этом устройство оснащено буферной камерой дл  ударника, отличающеес  тем, что, с целью повышени  ударной мощности и использовани  в качестве погружного органа дл  проходки скважин в грунте уплотнением, устройство снабжено размещенной в корпусе соос-. ;но цилиндру гильзой, служащей ДЛЯ иаправлени  движени  большей ступени ударника и образующей с корпусом всасывающий канал, периодически соедин ющий с атмосферой буферную ка arf б аи II t 9 7 у л„-/..:..,/....///...//:/ y J bi ---У Л Г--- -Р-УЛ У У Л ЛУ У / .L.J меру , котора  расположена между корпусом и большей ступенью ударника, и компрессорную камеру, котора  расположена между большей ступенью ударника и продувочной камерой.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что продувочна  и компрессорна  камеры разделены между собой подпружиненным клапаном. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   i. Авторское свидетельство CCCf If 496353, кл. Е 02 F 5/18, 1974.

   2 Авторское свидетельство СССР ; 381764, кл. Е 21 С 37/14, 1972. а ts 3 J5 J J