WO2015072955A1 - Hydraulic percussion device - Google Patents

Hydraulic percussion device Download PDF

Info

Publication number
WO2015072955A1
WO2015072955A1 PCT/UA2014/000039 UA2014000039W WO2015072955A1 WO 2015072955 A1 WO2015072955 A1 WO 2015072955A1 UA 2014000039 W UA2014000039 W UA 2014000039W WO 2015072955 A1 WO2015072955 A1 WO 2015072955A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
piston
pressure
communication
possibility
Prior art date
Application number
PCT/UA2014/000039
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Иван Кириллович СЕДЛЕР
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Украинская Импульсная Индустрия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Украинская Импульсная Индустрия" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Украинская Импульсная Индустрия"
Publication of WO2015072955A1 publication Critical patent/WO2015072955A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00Percussion drilling
    • E21B1/38Hammer piston type, i.e. in which the tool bit or anvil is hit by an impulse member
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06Means for driving the impulse member
    • B25D9/12Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/16Valve arrangements therefor
    • B25D9/18Valve arrangements therefor involving a piston-type slide valve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/16Valve arrangements therefor
    • B25D9/20Valve arrangements therefor involving a tubular-type slide valve

Definitions

  • the invention relates to the mining industry and is intended for impact destruction of rocks and artificial materials. It can also be used to generate vibrations in boreholes that are transformed into power shock waves for exposure to rocks through a fluid waveguide.
  • the described hydraulic percussion mechanism has an additional brake chamber, in which a device for braking and starting the striking piston is integrated.
  • This device is made in the form of an annular valve with throttle openings.
  • the disadvantages of this shock mechanism include the low reliability of its device for braking and starting the striking piston, as well as the high probability of leakage of the working fluid through the gaps between the parts of the mechanism and the inability to automatically remove it from the mechanism during its operation.
  • this analogue provides for a bore on the inner surface of the sleeve and a high pressure stabilizer, which is hydraulically connected to the idle chamber. Also, a significant drawback of this analogue is the difficulty of starting the shock mechanism when, at the time of starting, the piston closes the channel for pumping the working fluid into the working chamber.
  • IPC E21 C 3/20 based on the set of essential features for the claimed utility model, is a percussion device that contains a housing with cavities, a sleeve with channels and centering sleeves with seals.
  • a piston-striker is installed on the bushings with its own rods of different diameters.
  • the sleeve, centering sleeves and the body of the piston striker form the chamber working and idle.
  • the idle chamber is made with the possibility of its communication with the pressure line
  • the working chamber is made with the possibility of its periodic communication through a distributor with pressure and drain lines.
  • Pressure accumulators and / or gas pressure stabilizers are not described in this device.
  • the disadvantages of the closest analogue include a high probability of leakage (leakage) of the working fluid between the working and idle chambers, due to the design features of the percussion mechanism. Therefore, to ensure the possibility of collecting leaking fluid, an annular groove is made in the sleeve, which forms a control cavity with the housing. Automatic removal (drainage) of leaked working fluid from the control cavity is carried out using an additional outlet in the distributor. This tap is made with the possibility of communication of the control cavity with the pressure line during the idle piston-striker and with the drain line during the working stroke of the piston-striker.
  • a significant drawback of the closest analogue is also the difficulty of starting the shock mechanism in the case when the piston blocks the communication of the working chamber with the pressure line.
  • the basis of the invention is the task to improve the hydraulic shock device by equipping it with additional sealing and starting elements, as well as simple and effective means for collecting and automatically removing the working fluid from the mechanism, which seeps through the gaps of the rubbing surfaces. These improvements reduce the likelihood of fluid overflow between the chambers, reduce hydraulic resistance, and increase the efficiency, reliability, and service life of the device.
  • the technical result is achieved by the fact that in the known hydraulic shock device, which contains a housing with working cavities and channels installed in the housing of the sleeve with channels and bushings, together forming a high-pressure accumulator with the housing, which is made with the possibility of constant communication with the pressure hydraulic line, and low pressure hydraulic accumulator, which is made with the possibility of continuous communication with the drain line and periodic communication through a distributor with a pressure head an idler mounted on the centering bushings with its rods of different diameters by a piston-striker, formed by a sleeve, centering sleeves and piston-striker, an idle chamber with the possibility of its communication with a high-pressure accumulator, and a working chamber with the possibility of its communication through a distributor with a low-pressure accumulator or with a pressure line, according to the invention, a compression ring is installed on the piston of the striker with the possibility of its sliding inside the sleeve, the sleeve and centering sleeves are installed claimed in use the
  • a recess is made on the end surface of the centering sleeve forming the working chamber, the cavity of which is constantly in communication with the cavity of the launch channel.
  • the wear of the inner surface of the sleeve is also reduced.
  • the proposed placement of the sleeve and centering sleeves in the housing using the sealing sleeves provides the possibility of technologically simple implementation of the drainage chambers between the centering and sealing sleeves.
  • the presence of these chambers provides the ability to collect the working fluid, which is squeezed out of the chambers of the working and idle through the gaps between the rods and centering sleeves.
  • the communication of these chambers with drainage and drain lines provides automatic removing leaking working fluid from the percussion mechanism in the process of its operation.
  • an additional undercut with the possibility of a constant communication of its cavity with the cavity of the launch channel, provide the ability to start the device even if the piston is in its extreme (highest) initial position.
  • the hydraulic shock device comprises a housing 1 with cavities 2, 3, 4, 5 and channels 6, 7, 8.
  • Channel 6 is used to connect the cavity 2 to the pressure (pumping working fluid) line 9, channel 7 to connect the cavity 3 through the spool the distributor 1 0 to the drain line 1 1, and the channel 8 for connecting the device to the drain line 12.
  • the cavity 4 is connected through the distributor 10 to the pressure line 13 or to the drain line 14 (shown in dashed line in the drawing).
  • the number 15 indicates the hydraulic motor (spool drive distributor 10).
  • a sleeve 16 with radial channels 17, 18 and centering sleeves 19, 20 are installed.
  • the sleeve 16 and centering sleeves 19, 20 are installed in the housing 1 using sealing sleeves 21 and 22 with oil seals 23.
  • the sleeve 22 is made in the form of a cover-cap .
  • a piston-striker 26 is installed with its rods 24 and 25.
  • the diameter of the rod 24 is made larger than the diameter of the rod 25. Due to the difference in the sizes of these diameters, the areas of the lateral (working) surfaces of the piston 26 are also different.
  • a compression ring 27 is installed in the annular groove of the piston 26 with the possibility of its sliding inside the sleeve 16.
  • the sleeve 16 with a cavity 2 form a high-pressure accumulator in the housing 1.
  • the sleeve 16, the sealing sleeve 22 and the cavity 3 form in the housing 1 a hydraulic accumulator of low pressure.
  • the inner wall of the sleeve 1 6, the end surface of the centering sleeve 20, the body of the rod 25 and the side surface of the piston 26 form a chamber 28 of the stroke.
  • This chamber is configured to communicate through channels 17 and through a distributor 10 with a pressure line 13 or with a cavity 3 of a low pressure accumulator.
  • An annular undercut 29 is made on the end surface of the centering sleeve 20.
  • An inclined launch channel 30 is made in the wall of the sleeve 16 so that the entrance to this channel is in the cavity 4 of the housing, and the exit is in the cavity of the undercut 29.
  • the inner wall of the sleeve 16, the end surface of the centering sleeves 1 9, the body of the rod 24 and the side surface of the piston 26 form an idle chamber 3 1.
  • This camera is made with the possibility of its communication through channels 18 with a cavity 2 of the high pressure accumulator.
  • the chamber 32 is configured to communicate through the drainage channel 34 to the channel 8.
  • the chamber 33 is configured to communicate through the drainage channels 35 of the sealing sleeve 22 with a cavity 3 low pressure accumulators.
  • the shank of the device, which strikes the piston-striker 26, is indicated by the number 36. In the drawing, the position of the piston-striker 26 is shown at the time it strikes the shank 36. Description of the operation of the device.
  • the proposed hydraulic shock device operates as follows.
  • the working fluid along the pressure line 9, through the channel 6 in the housing 1, the cavity 2 of the high pressure accumulator and through the channel 18 in the sleeve 16 is pumped into the idle chamber 3 1.
  • the cavity 4 and the radial channels 17, the working fluid is pumped into the chamber 28 of the stroke. Due to the fact that the area of the lateral (working) surface of the piston 26 in the working stroke chamber 28 is larger than the lateral surface of the piston 26 in the idle chamber 3, the striking piston 26 makes its working stroke (downward in the drawing) and strikes the end of the shank 36.
  • the chamber 28 and the cavity 3 of the low pressure accumulator are disconnected.
  • the distributor 1 0 switches, communicating the working chamber 28 through the distributor 10 with a low-pressure accumulator and with a drain line 14.
  • the pressure in the working chamber 28 decreases. Therefore, under the action of the pressure of the working fluid pumped from the line 9 into the idle chamber 31, the striking piston 26 idles (upwards in the drawing). The flow of working fluid between the chambers 28 and 3 1 is prevented by the compression ring 27.
  • the distributor 1 0 switches, reporting the working stroke chamber 28 to the pressure line 13. Again, due to the difference in the area of the lateral surfaces of the piston 26, the striking piston makes a working stroke (down). Further cycles are repeated.
  • the piston body 26 When making the stroke, the piston body 26 overlaps the radial channel 18, and when idling, the radial channel 17. Thus, in the chambers 28 and 3 1 the working fluid pressure is created, which is necessary to brake the piston-hammer 26 and prevent impacts of the lateral surfaces of the piston 26 schreib end surfaces of the centering sleeves 19 and 20.
  • the working fluid is pumped into the chamber 28 through the start channel 30 directly, or through the channel 30 and additionally through the recess 29.
  • the working fluid leaked through the gaps is collected in the drainage chambers 32 and 33. From the chamber 32 it is discharged into the drainage line 12 through channels 34 and 8, and to the drain line 1 1 from the chamber 33 through channels 35.
  • the invention can find wide application in the mining industry and is intended for impact destruction of rocks and artificial materials. Also, the invention can be used to generate vibrations in boreholes that are converted into power shock waves for exposure to rocks through a liquid waveguide.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

A hydraulic percussion device intended for the impact-fracturing of rock and synthetic materials. The present invention contains a housing, in which are installed centering bushings, sealing bushings, a sleeve and a piston-striker, forming, within the housing, working-stroke and return-stroke chambers, and also high-pressure and low-pressure hydraulic accumulators. The working stroke chamber communicates periodically by means of a piston valve distributor with a pressure line or with a low-pressure hydraulic accumulator which, in turn, communicates with a drain line. The return-stroke chamber is in constant communication with a high-pressure hydraulic accumulator and with a pressure line. A compression ring is installed on the piston of the striker. Drainage chambers and channels are provided between the centering and sealing bushings. A wall of the sleeve is provided with a start channel, which puts into communication, by means of the distributor, the working stroke chamber and the pressure line. The present invention decreases hydraulic resistance and the likelihood of leakages of liquid between chambers. The present invention allows for guaranteeing the initiation of the device at any initial position of the piston-striker.

Description

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ  HYDRAULIC SHOCK DEVICE
Область техники Technical field
Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и предназначено для ударного разрушения горных пород и искусственных материалов. Может быть использовано также для генерирования в буровых скважинах вибраций, преобразуемых в силовые ударные волны для воздействия ними через жидкостной волновод на горные породы.  The invention relates to the mining industry and is intended for impact destruction of rocks and artificial materials. It can also be used to generate vibrations in boreholes that are transformed into power shock waves for exposure to rocks through a fluid waveguide.
Уровень техники State of the art
Известен [а.с. Ш 1 187529 A, SU, заявка NL> 3732407/22-03 от 26.04.1984, не публ., МПК Е2 1 С 3/20] гидравлический ударный механизм, корпус которого содержит рабочие полости, образующие вместе с втулками камеры прямого (рабочего) и обратного (холостого) хода, а также гидроаккумуляторы высокого и низкого давления. Камеры рабочего и обратного хода выполнены с возможностью их сообщения с соответствующими гидроаккумуляторами. Боёк выполнен в виде поршня с двумя стержнями (штоками) разных диаметров, при помощи которых он установлен в корпусе на центрирующих втулках. Описанный гидравлический ударный механизм имеет дополнительную тормозную камеру, в которой встроено приспособление для торможения и запуска поршня-бойка. Это приспособление выполнено в виде кольцевого клапана с дроссельными отверстиями. К недостаткам данного ударного механизма относится низкая надёжность его приспособления для торможения и запуска поршня- бойка, а также высокая вероятность просачивания рабочей жидкости через зазоры между деталями механизма и отсутствие возможности её автоматического удаления из механизма в процессе его работы. Known [A.S. W 1 187529 A, SU, application NL> 3732407 / 22-03 from 04/26/1984, not publ., IPC E2 1 C 3/20] hydraulic shock mechanism, the housing of which contains working cavities that form, together with the bushings, a direct (working) chamber ) and reverse (idle) stroke, as well as high and low pressure hydraulic accumulators. The working and return cameras are made with the possibility of their communication with the corresponding accumulators. The hammer is made in the form of a piston with two rods (rods) of different diameters, with the help of which it is installed in the housing on the centering bushings. The described hydraulic percussion mechanism has an additional brake chamber, in which a device for braking and starting the striking piston is integrated. This device is made in the form of an annular valve with throttle openings. The disadvantages of this shock mechanism include the low reliability of its device for braking and starting the striking piston, as well as the high probability of leakage of the working fluid through the gaps between the parts of the mechanism and the inability to automatically remove it from the mechanism during its operation.
Известен также [а.с. 1 804169 A, SU, заявка J\T° 4881018/03 от 1 1 .1 1 .1990, зарегистрирована 9. 10. 1992, не публ., МП К Е21 С 3/20] гидравлический ударный механизм, корпус которого выполнен с рабочими полостями и каналами, в нем установлены гильза с каналами и центрирующие втулки с уплотнениями. На этих втулках своими штоками разных диаметров установлен боёк (поршень-ударник). Гильза, центрирующие втулки и тело поршня-бойка образуют камеры рабочего и холостого хода. При этом камера холостого хода выполнена с возможностью её постоянного сообщения с напорной гидромагистралью, а камера рабочего хода выполнена с возможностью её периодического сообщения через распределитель с напорной и со сливной магистралью. Гидроаккумуляторы давления в данном ударном механизме не описаны.  Also known [a.s. 1 804169 A, SU, application J \ T ° 4881018/03 from 1 1 .1 1 .1990, registered 9. 10. 1992, not publ., MP K E21 C 3/20] hydraulic shock mechanism, the body of which is made with working cavities and channels, a sleeve with channels and centering sleeves with seals are installed in it. A striker (piston-hammer) is mounted on these bushings with its rods of different diameters. The sleeve, centering sleeves and the body of the piston striker form the chamber working and idle. In this case, the idle chamber is made with the possibility of its constant communication with the pressure hydraulic line, and the working chamber is made with the possibility of its periodic communication through the distributor with the pressure and drain line. Pressure accumulators are not described in this shock mechanism.
К недостаткам этого аналога относится большая вероятность просачивания (перетечек) рабочей жидкости между камерами, обусловленная конструктивными особенностями ударного механизма. Поэтому, для снижения гидравлических потерь, в этом механизме предусмотрены расточка на внутренней поверхности гильзы и стабилизатор высокого давления, который гидравлически связан с камерой холостого хода. Также существенным недос татком этого аналога является сложность запуска ударного механизма в случае, когда в момент запуска поршень перекрывает канал нагнетания рабочей жидкости в камеру рабочего хода. Наиболее близким [а.с. М> 1293328 А1 , SU, опубл. 28.02.1987, бюл. No 8, МПК Е21 С 3/20] по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является устройство ударного действия, которое содержит корпус с полостями, гильзу с каналами и центрирующие втулки с уплотнениями. На втулках установлен своими штоками разных диаметров поршень-боёк. Гильза, центрирующие втулки и тело поршня-бойка образуют камеры рабочего и холостого хода. При этом камера холостого хода выполнена с возможностью её сообщения с напорной магистралью, а камера рабочего хода выполнена с возможностью её периодического сообщения через распределитель с напорной и сливной магистралями. Гидроаккумуляторы давления и/или газовый стабилизатор давления в данном устройстве не описаны. The disadvantages of this analogue are the high probability of leakage (leakage) of the working fluid between the chambers, due to the design features of the percussion mechanism. Therefore, to reduce hydraulic losses, this mechanism provides for a bore on the inner surface of the sleeve and a high pressure stabilizer, which is hydraulically connected to the idle chamber. Also, a significant drawback of this analogue is the difficulty of starting the shock mechanism when, at the time of starting, the piston closes the channel for pumping the working fluid into the working chamber. The closest [a.s. M> 1293328 A1, SU, publ. 02/28/1987, bull. No. 8, IPC E21 C 3/20], based on the set of essential features for the claimed utility model, is a percussion device that contains a housing with cavities, a sleeve with channels and centering sleeves with seals. A piston-striker is installed on the bushings with its own rods of different diameters. The sleeve, centering sleeves and the body of the piston striker form the chamber working and idle. In this case, the idle chamber is made with the possibility of its communication with the pressure line, and the working chamber is made with the possibility of its periodic communication through a distributor with pressure and drain lines. Pressure accumulators and / or gas pressure stabilizers are not described in this device.
К недостаткам ближайшего аналога относится большая вероятность просачивания (перетечек) рабочей жидкости между камерами рабочего и холостого хода, обусловленная конструктивными особенностями ударного механизма. Поэтому, для обеспечения возможности сбора просачивающейся жидкости, в гильзе выполнена кольцевая проточка, образующая с корпусом полость управления. Автоматическое удаление (дренаж) просочившейся рабочей жидкости из полости управления осущес твляется при помощи дополнительного отвода в распределителе. Этот отвод выполнен с возможностью сообщения полости управления с напорной магистралью в период холостого хода поршня-бойка и со сливной магистралью в период рабочего хода поршня-бойка. Существенным недостатком ближайшего аналога является также сложность запуска ударного механизма в случае, когда поршень перекрывает сообщение камеры рабочего хода с напорной магистралью. Сущность изобретения The disadvantages of the closest analogue include a high probability of leakage (leakage) of the working fluid between the working and idle chambers, due to the design features of the percussion mechanism. Therefore, to ensure the possibility of collecting leaking fluid, an annular groove is made in the sleeve, which forms a control cavity with the housing. Automatic removal (drainage) of leaked working fluid from the control cavity is carried out using an additional outlet in the distributor. This tap is made with the possibility of communication of the control cavity with the pressure line during the idle piston-striker and with the drain line during the working stroke of the piston-striker. A significant drawback of the closest analogue is also the difficulty of starting the shock mechanism in the case when the piston blocks the communication of the working chamber with the pressure line. SUMMARY OF THE INVENTION
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать гидравлическое устройство ударного действия путем оснащения его дополнительными уплотнительным и пусковым элементами, а также простыми и эффективными средствами для сбора и автоматического выведения из механизма рабочей жидкости, которая просачивается через зазоры трущихся поверхностей. Эти усовершенствования снижают вероятность перетечки рабочей жидкости между камерами, снижают гидравлическое сопротивление, повышают к. п. д., надёжность и срок службы устройства.  The basis of the invention is the task to improve the hydraulic shock device by equipping it with additional sealing and starting elements, as well as simple and effective means for collecting and automatically removing the working fluid from the mechanism, which seeps through the gaps of the rubbing surfaces. These improvements reduce the likelihood of fluid overflow between the chambers, reduce hydraulic resistance, and increase the efficiency, reliability, and service life of the device.
Технический результат достигается тем, что в известном гидравлическом устройстве ударного действия, которое содержит корпус с рабочими полостями и каналами, установленными в корпусе гильзы с каналами и втулки, совместно образующие с корпусом гидроаккумулятор высокого давления, который выполнен с возможностью постоянного сообщения с напорной гидромагистралью, и гидроаккумулятор низкого давления, который выполнен с возможностью постоянного сообщения со сливной магистралью и периодического сообщения через распределитель с напорной магистралью, установленный на центрирующих втулках своими штоками разных диаметров поршень-боёк, образуемые гильзой, центрирующими втулками и поршнем-бойком камера холостого хода с возможностью её сообщения с гидроаккумулятором высокого давленияи, и камера рабочего хода с возможностью её сообщения через распределитель с гидроаккумулятором низкого давления или с напорной магистралью, согласно изобретению на поршне бойка установлено компрессионное кольцо с возможностью его скольжения внутри гильзы, гильза и центрирующие втулки установлены в корпусе при помощи уплотнительных втулок, между центрирующими и уплотнительными втулками выполнены дренажные камеры с возможностью их сообщения с дренажной и сливной магистралями, а в стенке гильзы выполнен пусковой канал, сообщающий через распределитель камеру рабочего хода с напорной магистралью. The technical result is achieved by the fact that in the known hydraulic shock device, which contains a housing with working cavities and channels installed in the housing of the sleeve with channels and bushings, together forming a high-pressure accumulator with the housing, which is made with the possibility of constant communication with the pressure hydraulic line, and low pressure hydraulic accumulator, which is made with the possibility of continuous communication with the drain line and periodic communication through a distributor with a pressure head an idler mounted on the centering bushings with its rods of different diameters by a piston-striker, formed by a sleeve, centering sleeves and piston-striker, an idle chamber with the possibility of its communication with a high-pressure accumulator, and a working chamber with the possibility of its communication through a distributor with a low-pressure accumulator or with a pressure line, according to the invention, a compression ring is installed on the piston of the striker with the possibility of its sliding inside the sleeve, the sleeve and centering sleeves are installed claimed in use the housing of sealing sleeves, drainage chambers are made between centering and sealing sleeves with the possibility of their communication with drainage and drain lines, and a launch channel is made in the sleeve wall, which communicates a working chamber with a pressure line through the distributor.
При этом на торцевой поверхности центрирующей втулки, образующей камеру рабочего хода, выполнена выточка, полость которой постоянно сообщена с полостью пускового канала.  At the same time, a recess is made on the end surface of the centering sleeve forming the working chamber, the cavity of which is constantly in communication with the cavity of the launch channel.
Предложенное установление на поршне бойка компрессионного кольца с возможностью его скольжения внутри гильзы снижает вероятность быстрого износа гильзы и поршня, а как следствие - перетечек рабочей жидкости между камерами рабочего и холостого хода. Одновременно компрессионное кольцо является дополнительной центрирующей опорой для поршня-ударника, что способствует снижению нагрузок на сальники центрирующих втулок и уменьшению их износа.  The proposed installation on the piston of the striker of the compression ring with the possibility of its sliding inside the sleeve reduces the likelihood of rapid wear of the sleeve and piston, and as a result, the leakage of the working fluid between the chambers of working and idling. At the same time, the compression ring is an additional centering support for the piston-hammer, which helps to reduce the loads on the seals of the centering sleeves and reduce their wear.
Кроме того, при изготовлении компрессионного кольца из антифрикционного материала (например, из модифицированного фторопласта) уменьшается также износ внутренней поверхности гильзы.  In addition, in the manufacture of the compression ring from an antifriction material (for example, from a modified fluoroplastic), the wear of the inner surface of the sleeve is also reduced.
Предложенное размещение гильзы и центрирующих втулок в корпусе при помощи уплотнительных втулок обеспечивает возможность технологически несложного выполнения дренажных камер между центрирующими и уплотнительными втулками. Наличие этих камер обеспечивает возможность сбора рабочей жидкости, которая выдавливается из камер рабочего и холостого ходов через зазоры между штоками и центрирующими втулками. Сообщение этих камер с дренажной и сливной магистралями обеспечивает автоматическое выведение просачивающейся рабочей жидкости из ударного механизма в процессе его работы. The proposed placement of the sleeve and centering sleeves in the housing using the sealing sleeves provides the possibility of technologically simple implementation of the drainage chambers between the centering and sealing sleeves. The presence of these chambers provides the ability to collect the working fluid, which is squeezed out of the chambers of the working and idle through the gaps between the rods and centering sleeves. The communication of these chambers with drainage and drain lines provides automatic removing leaking working fluid from the percussion mechanism in the process of its operation.
Выполнение в стенке гильзы дополнительного пускового канала, постоянно сообщающего через распределитель камеру рабочего хода с напорной магистралью обеспечивают беспроблемный запуск устройства в случае, если в исходном положении поршень бойка полностью перекрывает выполненные во втулке радиальные каналы подачи рабочей жидкости в камеру рабочего хода.  The implementation of an additional launch channel in the sleeve wall, which constantly communicates the travel chamber with the pressure line through the distributor, ensures trouble-free start-up of the device in the event that in the initial position the striker piston completely blocks the radial channels of the working fluid supply to the stroke chamber made in the sleeve.
Выполнение на торцевой поверхности центрирующей втулки, образующей камеру рабочего хода, дополнительной выточки с возможностью постоянного сообщения её полости с полостью пускового канала, обеспечивают возможность запуска устройства даже в случае нахождения поршня в его крайнем (наивысшем) исходном положении.  Performing on the end surface of the centering sleeve, forming the working chamber, an additional undercut with the possibility of a constant communication of its cavity with the cavity of the launch channel, provide the ability to start the device even if the piston is in its extreme (highest) initial position.
Описание фигуры чертежа Description of the drawing
Суть изобретения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез предлагаемого гидравлического устройства ударного действия. Этот разрез совмещен с принципиальной схемой питания устройства жидким энергоносителем (рабочей жидкостью).  The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a longitudinal section of the proposed hydraulic shock device. This section is combined with the circuit diagram of the power supply of the device with a liquid energy carrier (working fluid).
Гидравлическое устройство ударного действия содержит корпус 1 с полостями 2, 3, 4, 5 и каналами 6, 7, 8. Канал 6 предназначен для подключения полости 2 к напорной (нагнетающей рабочую жидкость) магистрали 9, канал 7 - для подключения полости 3 через золотниковый распределитель 1 0 к сливной магистрали 1 1 , а канал 8 - для подключения устройства к дренажной магистрали 12. Полость 4 подключена через распределитель 10 к напорной магистрали 13 или к сливной магистрали 14 (показана на чертеже пунктирной линией). Цифрой 15 обозначен гидромотор (привод золотникового распределителя 10). В корпусе 1 установлены гильза 16 с радиальными каналами 17, 18 и центрирующие втулки 19, 20. Гильза 16 и центрирующие втулки 19, 20 установлены в корпусе 1 при помощи уплотнительных втулок 21 и 22 с сальниками 23. Втулка 22 выполнена в виде крышки-заглушки. В центрирующих втулках 19 и 20 установлен своими штоками 24 и 25 поршень-боёк 26. Диаметр штока 24 выполнен большим диаметра штока 25. За счет разности размеров этих диаметров площади боковых (рабочих) поверхностей поршня 26 также различны. В кольцевой канавке поршня 26 установлено компресионное кольцо 27 с возможностью его скольжения внутри гильзы 16. Гильза 16 с полостью 2 образуют в корпусе 1 гидроаккумулятор высокого давления. Гильза 16, уплотнительная втулка 22 и полость 3 образуют в корпусе 1 гидроаккумулятор низкого давления. Внутренняя стенка гильзы 1 6, торцевая поверхность центрирующей втулки 20, тело штока 25 и боковая поверхность поршня 26 образуют камеру 28 рабочего хода. Эта камера выполнена с возможностью её сообщения через каналы 17 и через распределитель 10 с напорной магистралью 13 или с полостью 3 гидроаккумулятора низкого давления. На торцевой поверхности центрирующей втулки 20 выполнена кольцевая выточка 29. В стенке гильзы 16 выполнен наклонный пусковой канал 30 таким образом, что вход в этот канал находится в полости 4 корпуса, а выход - в полости выточки 29. Внутренняя стенка гильзы 16, торцевая поверхность центрирующей втулки 1 9, тело штока 24 и боковая поверхность поршня 26 образуют камеру 3 1 холостого хода. Эта камера выполнена с возможностью её сообщения через каналы 18 с полостью 2 гидроаккумулятора высокого давления. На торцевых поверхностях уплотнительных втулок 21 и 22, обращенных соответственно в стороны центрирующих втулок 19 и 20, выполнены кольцевые выточки. Таким образом между втулками 21 и 19, а также между втулками 22 и 20 образованы дренажные камеры 32 и 33. Камера 32 выполнена с возможностью сообщения через дренажный канал 34 с каналом 8. Камера 33 выполнена с возможностью сообщения через дренажные каналы 35 уплотнительной втулки 22 с полостью 3 гидроаккумулятора низкого давления. Хвостовик устройства, по которому наносит удары поршень-боёк 26, обозначен цифрой 36. На чертеже положение поршня- бойка 26 изображено в момент нанесения им удара по хвостовику 36. Описание работы устройства. The hydraulic shock device comprises a housing 1 with cavities 2, 3, 4, 5 and channels 6, 7, 8. Channel 6 is used to connect the cavity 2 to the pressure (pumping working fluid) line 9, channel 7 to connect the cavity 3 through the spool the distributor 1 0 to the drain line 1 1, and the channel 8 for connecting the device to the drain line 12. The cavity 4 is connected through the distributor 10 to the pressure line 13 or to the drain line 14 (shown in dashed line in the drawing). The number 15 indicates the hydraulic motor (spool drive distributor 10). In the housing 1, a sleeve 16 with radial channels 17, 18 and centering sleeves 19, 20 are installed. The sleeve 16 and centering sleeves 19, 20 are installed in the housing 1 using sealing sleeves 21 and 22 with oil seals 23. The sleeve 22 is made in the form of a cover-cap . In the centering bushings 19 and 20, a piston-striker 26 is installed with its rods 24 and 25. The diameter of the rod 24 is made larger than the diameter of the rod 25. Due to the difference in the sizes of these diameters, the areas of the lateral (working) surfaces of the piston 26 are also different. A compression ring 27 is installed in the annular groove of the piston 26 with the possibility of its sliding inside the sleeve 16. The sleeve 16 with a cavity 2 form a high-pressure accumulator in the housing 1. The sleeve 16, the sealing sleeve 22 and the cavity 3 form in the housing 1 a hydraulic accumulator of low pressure. The inner wall of the sleeve 1 6, the end surface of the centering sleeve 20, the body of the rod 25 and the side surface of the piston 26 form a chamber 28 of the stroke. This chamber is configured to communicate through channels 17 and through a distributor 10 with a pressure line 13 or with a cavity 3 of a low pressure accumulator. An annular undercut 29 is made on the end surface of the centering sleeve 20. An inclined launch channel 30 is made in the wall of the sleeve 16 so that the entrance to this channel is in the cavity 4 of the housing, and the exit is in the cavity of the undercut 29. The inner wall of the sleeve 16, the end surface of the centering sleeves 1 9, the body of the rod 24 and the side surface of the piston 26 form an idle chamber 3 1. This camera is made with the possibility of its communication through channels 18 with a cavity 2 of the high pressure accumulator. On the end surfaces of the sealing sleeves 21 and 22, respectively facing the centering sleeves 19 and 20, ring grooves are made. So In this way, drainage chambers 32 and 33 are formed between the bushings 21 and 19, and also between the bushings 22 and 20. The chamber 32 is configured to communicate through the drainage channel 34 to the channel 8. The chamber 33 is configured to communicate through the drainage channels 35 of the sealing sleeve 22 with a cavity 3 low pressure accumulators. The shank of the device, which strikes the piston-striker 26, is indicated by the number 36. In the drawing, the position of the piston-striker 26 is shown at the time it strikes the shank 36. Description of the operation of the device.
Предложенное гидравлическое устройство ударного действия работает следующим образом. Рабочая жидкость по напорной магистрали 9, через канал 6 в корпусе 1 , полость 2 гидроаккумулятора высокого давления и через канал 18 в гильзе 16 нагнетается в камеру 3 1 холостого хода. Одновременно, через распределитель 10, полость 4 и радиальные каналы 17 рабочая жидкость нагнетается в камеру 28 рабочего хода. За счет того, что площадь боковой (рабочей) поверхности поршня 26 в камере 28 рабочего хода больше боковой поверхности поршня 26 в камере 3 1 холостого хода, поршень-боёк 26 совершает свой рабочий ход (на чертеже - вниз) и наносит удар по торцу хвостовика 36. Во время рабочего хода камера 28 и полость 3 гидроаккумулятора низкого давления разобщены. После нанесения удара распределитель 1 0 переключается, сообщая камеру 28 рабочего хода через распределитель 10 с аккумулятором низкого давления и со сливной магистралью 14. При этом давление в камере 28 рабочего хода падает. Поэтому, под действием давления рабочей жидкости, нагнетаемой из магистрали 9 в камеру 31 холостого хода, поршень-боёк 26 совершает холостой ход (на чертеже - вверх). Перетечкам рабочей жидкости между камерами 28 и 3 1 препятствует компрессионное кольцо 27. После завершения холостого хода распределитель 1 0 переключается, сообщая камеру 28 рабочего хода с напорной магистралью 13. Опять, за счет разности площадей боковых поверхностей поршня 26, поршень-боёк совершает рабочий ход (вниз). Далее циклы повторяются. The proposed hydraulic shock device operates as follows. The working fluid along the pressure line 9, through the channel 6 in the housing 1, the cavity 2 of the high pressure accumulator and through the channel 18 in the sleeve 16 is pumped into the idle chamber 3 1. At the same time, through the distributor 10, the cavity 4 and the radial channels 17, the working fluid is pumped into the chamber 28 of the stroke. Due to the fact that the area of the lateral (working) surface of the piston 26 in the working stroke chamber 28 is larger than the lateral surface of the piston 26 in the idle chamber 3, the striking piston 26 makes its working stroke (downward in the drawing) and strikes the end of the shank 36. During the working stroke, the chamber 28 and the cavity 3 of the low pressure accumulator are disconnected. After striking, the distributor 1 0 switches, communicating the working chamber 28 through the distributor 10 with a low-pressure accumulator and with a drain line 14. The pressure in the working chamber 28 decreases. Therefore, under the action of the pressure of the working fluid pumped from the line 9 into the idle chamber 31, the striking piston 26 idles (upwards in the drawing). The flow of working fluid between the chambers 28 and 3 1 is prevented by the compression ring 27. After completion of idling, the distributor 1 0 switches, reporting the working stroke chamber 28 to the pressure line 13. Again, due to the difference in the area of the lateral surfaces of the piston 26, the striking piston makes a working stroke (down). Further cycles are repeated.
При совершении рабочего хода тело поршня 26 перекрывает радиальный канал 18, а при совершении холостого хода - радиальный канал 17. Таким образом в камерах 28 и 3 1 создаётся давление рабочей жидкости, необходимое для торможения поршня-бойка 26 и предотвращения ударов боковых поверхностей поршня 26 о торцевые поверхности центрирующих втулок 19 и 20.  When making the stroke, the piston body 26 overlaps the radial channel 18, and when idling, the radial channel 17. Thus, in the chambers 28 and 3 1 the working fluid pressure is created, which is necessary to brake the piston-hammer 26 and prevent impacts of the lateral surfaces of the piston 26 о end surfaces of the centering sleeves 19 and 20.
В случае, если перед запуском устройства тело его поршня 26 полностью перекрывает радиальные каналы 17, рабочая жидкость нагнетается в камеру 28 через пусковой канал 30 напрямую, или через канал 30 и дополнительно через выточку 29.  In the event that before starting the device, the body of its piston 26 completely blocks the radial channels 17, the working fluid is pumped into the chamber 28 through the start channel 30 directly, or through the channel 30 and additionally through the recess 29.
Просочившаяся через зазоры рабочая жидкость собирается в дренажных камерах 32 и 33. Из камеры 32 она выводится в дренажную магистраль 12 через каналы 34 и 8, а в сливную магистраль 1 1 из камеры 33 - через каналы 35.  The working fluid leaked through the gaps is collected in the drainage chambers 32 and 33. From the chamber 32 it is discharged into the drainage line 12 through channels 34 and 8, and to the drain line 1 1 from the chamber 33 through channels 35.
Промышленная применимость Industrial applicability
Изобретение может найти широкое применение в горно- добывающей промышленности и предназначено для ударного разрушения горных пород и искусственных материалов. Также изобретение может быть использовано для генерирования в буровых скважинах вибраций, преобразуемых в силовые ударные волны для воздействия ними через жидкостной волновод на горные породы.  The invention can find wide application in the mining industry and is intended for impact destruction of rocks and artificial materials. Also, the invention can be used to generate vibrations in boreholes that are converted into power shock waves for exposure to rocks through a liquid waveguide.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1 . Гидравлическое устройство ударного действия, состоящее из корпуса с рабочими полостями и каналами, установленных в корпусе гильзы с каналами и втулок, совместно образующих с корпусом гидроаккумулятор высокого давления, который выполнен с возможностью постоянного сообщения с напорной гидромагистралью, и гидроаккумулятор низкого давления, который выполнен с возможностью постоянного сообщения со сливной магистралью и периодического сообщения через распределитель с напорной магистралью, установленного на центрирующих втулках своими штоками разных диаметров поршня-бойка, образуемых гильзой, центрирующими втулками и поршнем-бойком камеры холостого хода с возможностью её сообщения с гидроаккумулятором высокого давления, и камеры рабочего хода с возможностью её сообщения через распределитель с гидроаккумулятором низкого давления или с напорной магистралью, отличающееся тем, что на поршне бойка установлено компрессионное кольцо с возможностью его скольжения внутри гильзы, гильза и центрирующие втулки установлены в корпусе при помощи уплотнительных втулок, между центрирующими и уплотнительными втулками выполнены дренажные камеры с возможностью их сообщения с дренажной и сливной магистралями, а в стенке гильзы выполнен пусковой канал, сообщающий через распределитель камеру рабочего хода с напорной магистралью. one . A hydraulic shock device, consisting of a housing with working cavities and channels installed in the housing of the sleeve with channels and bushings, together forming with the housing a high-pressure accumulator, which is made with the possibility of constant communication with the pressure hydraulic line, and a low-pressure accumulator, which is made with the possibility continuous communication with the drain line and periodic communication through a distributor with a pressure line installed on its centering bushings currents of different diameters of the piston-striker formed by the sleeve, centering bushings and the piston-striker of the idle chamber with the possibility of its communication with the high-pressure accumulator, and the working chamber with the possibility of its communication through a distributor with a low-pressure accumulator or with a pressure line, characterized in that a compression ring is installed on the piston of the striker with the possibility of sliding inside the sleeve, the sleeve and centering sleeves are installed in the housing using sealing sleeves, between the prices Directional chambers are made with rubbing and sealing bushings with the possibility of their communication with the drainage and drain lines, and a launch channel is made in the sleeve wall, which communicates the working chamber with the pressure line through the distributor.
2. Устройство по п. 1 , отличающееся тем, что на торцево поверхности центрирующей втулки, образующей камеру рабочего хода, выполнена выточка, полость которой постоянно сообщена с полостью пускового канала.  2. The device according to claim 1, characterized in that a recess is made on the end surface of the centering sleeve forming the working chamber, the cavity of which is constantly in communication with the cavity of the launch channel.
PCT/UA2014/000039 2013-11-14 2014-04-03 Hydraulic percussion device WO2015072955A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201313263U UA87002U (en) 2013-11-14 2013-11-14 Percussive hydraulic device
UAU201313263 2013-11-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015072955A1 true WO2015072955A1 (en) 2015-05-21

Family

ID=52298276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2014/000039 WO2015072955A1 (en) 2013-11-14 2014-04-03 Hydraulic percussion device

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA87002U (en)
WO (1) WO2015072955A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU604990A1 (en) * 1976-04-16 1978-04-30 Ордена Трудового Красного Знамени Московский Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе Device for breaking rock with cumulative jet
SU1293328A1 (en) * 1985-10-01 1987-02-28 Предприятие П/Я В-8664 Percussive device
UA28126C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-16
US20070251731A1 (en) * 2004-08-25 2007-11-01 Henriksson Stig R Hydraulic Impact Mechanism

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU604990A1 (en) * 1976-04-16 1978-04-30 Ордена Трудового Красного Знамени Московский Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе Device for breaking rock with cumulative jet
SU1293328A1 (en) * 1985-10-01 1987-02-28 Предприятие П/Я В-8664 Percussive device
UA28126C2 (en) * 1998-07-21 2000-10-16
US20070251731A1 (en) * 2004-08-25 2007-11-01 Henriksson Stig R Hydraulic Impact Mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
UA87002U (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101751409B1 (en) Hitting body for hydraulic percussion apparatus
NO178673B (en) Hydraulic lowering drill
CN103511389B (en) Singe-acting hydraulic cylinder
US20170080554A1 (en) Hydraulic hammer assembly
RU2623399C1 (en) Integrated drilling unit for drilling with water drainage for anchor soles production
RU2580112C1 (en) Hydraulic unit of impact action
CN114876395A (en) Cement sheath eccentric rolling extrusion crushing tool with long service life and recovery assistance of sleeve
RU2623159C1 (en) Hydraulic hammer
CN108625784B (en) Hydraulic pressurizing jet drilling tool
CN202545203U (en) Downhole hydraulic oil well pump
RU2448230C1 (en) Hydraulic impact device
WO2015072955A1 (en) Hydraulic percussion device
CN113914824B (en) Underground follow-up sealing production increasing pipe column capable of flushing well and efficient lifting method
CN114909080A (en) Pulse hydraulic impactor and drilling and filling integrated pulse grouting method thereof
CN208545791U (en) A kind of guide piston ring suitable for quartering hammer cylinder body
UA111416C2 (en) A percussive hydraulic device
RU2549649C1 (en) Downhole hammer
RU97431U1 (en) HYDRAULIC SHOCK DEVICE
RU99527U1 (en) WATERPROOF DEVICE
RU187066U1 (en) Submersible hammer
CN203867862U (en) Liquid-storage-type emptying-preventing oil well pump
RU90485U1 (en) DEVICE FOR SEALING AN INTERDUBE WELL
RU94584U1 (en) HYDRAULIC SHOCK DEVICE
RU186987U1 (en) DEPTH HYDRAULIC DRIVING PUMP DEVICE WITH GROUND DRIVE
RU2258138C1 (en) Percussion device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14862300

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14862300

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1