Погружной пневмоударник

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

ЕЕСПУВЛИН

3(50 Е .21 С 3 24

ГОсудАРстВенный номитет сссР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3479127/22-03 (22) 29 ° 07.82 (46) 23.03;84. Бюл. В 11 (72) Г;И. Антонов. (71) Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт (53) 622.233.52-85(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 274038, кл. Е 21 С 3/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 335359, кл. E 21 С 3/24, 1969 (прототип). (54)(57) 1. ПОГРУЖНОЯ ПНЕВМОУДАРНИК, включащий цилиндр, поршень-ударник с хвостовиком и золотниками инерционного действия, центральную распределительную трубу, камеры прямого и обратного ходов, о т л и(19) SU О1) . A ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения ударной мощности, пневмоударник снабжен буферныМ поршнем с радиальными окнами, размещенным над поршнем-ударником с воэможностью ограниченного осевого перемещения.

2. Пневмоударннк по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что он имеет упор, размещенный в верхней части цилиндра для ограничения осевого перемещения буферного поршня.

3. Пневмоударник по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что центральная распределительная труба жестко закреплена в поршне.

4. Пневмоударник по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что,порC шень-ударник снабжен втулкой, которая размещена в хвостовике поршняударника с возможностью осевого перемещения.

1081340

Изобретение относится к разделу горной промышленности, изучающему вопросы погружных пневмоударников, предназначенных для бурения скважин в породах различной крепости ударновращательным способом. 5

Известен пневмоударник, в цилиндре которого имеются выхлопные окна.

Для подачи энергоносителя от выхлопных окон к буровой колонке и забою на наружной поверхности цилиндра ус- 10 тановлен кожух (11 .

Однако это приводит к уменьшению рабочей площади поршня-ударника и, как следствие, к снижению мощности пневмоударника. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является погружной пневмоударник, включающий цилиндр, поршень-уцарник с хвостовиком и золотниками инерционного действия центральную распределительную трубу, камеры прямого и обратного ходов (2 .

Недостатком известного пневмоударника является то, что рабочая площадь поршня меньше площади поперечного сечения полости цилиндра на величину площади поперечного сечения центральной распределительной тру. бы,что уменьшает количество энергии, передаваемой энергоносителем поршню-ударнику в процессе рабочего хода.

Поступление энергоносителя в камеру прямого хода происходит только в течение некоторой части рабочего 35 хода. В оставшуюся часть рабочего хода происходит выпуск энергоносителя из камеры прямого хода, также снижает энергию единичного удара.

Целью изобретения является увели- 4р чение ударной мощности пневмоударника.

Укаэанная цель достигается тем, что погружной пневмоударник, содержащий цилиндр, поршень-ударник с хвостовиком и золотниками инерционного действия, центральную распределительную трубу, камеры прямого и обратного ходов, снабжен буферным поршнем с радиальными окнами, размещенным над поршнем"ударником с возможностью ограниченного осевого перемещения. г

Кроме того, пневмоударник имеет упор, размещенный в верхней части цилиндра .для ограничения осевого перемещения буферного поршня.

Кроме того, центральная распределительная труба жестко закреплена в поршне., При этом поршень-ударник снабжен втулкой, которая размеще на в хвостовике поршня-1 дарника с возможностью осевого перемещения 65

На фнг. 1 показан общий вид пневмоударника, продольный разрез (в конце рабочего хода)," на фиг. 2 то же (в конце обратного хода) .

Пневмоударник имеет цилиндр 1, поршень-ударник 2 с центральным 3 и радиальными 4 каналами, золотники

5 и 6 инерционного действия, центральную воздухораспределительную трубу 7 с радиальными окнами 8 — 10,,каналами 11, наковальню 12 с центральным каналом 13, буферный поршень 14 с центральным каналом 15 и радиальными окнами 16, втулку 17 инер.ционного действия. Полость цилиндра, ограниченная нижней частью поршняударника 2, наковальней 12 и наружной поверхностью втулки 17, образует камеру 18 обратного хода. Полость цилиндра, ограниченная верхней частью поршня-ударника 2 и нижней частью буферного поршня 14, образует камеру

19 прямого хода. На центральной воздухораспределительной трубке 7 установлены золотник 5, перекрывающий окна 8 и 10 и золотник 6, перекрывающий окна 9. Центральная воздухораспределительная трубка 7 установлена в центральном канале 3 поршняударника 2 и укреплена в поршне стопорным концом 20. Причем каналы 11 и

4 совмещены. B нижней части централь ного канала 3 поршня-ударника 2 установлена подвижно втулка 17 инер.ционного действия соосно центральному каналу 13 наковальни 12 с возможностью сопряжения наружной поверхности втулки 17 с поверхностью канала 13. Верхняя часть трубки 7 своей наружной поверхностью сопрягается подвижно с поверхностью центрального канала 15 буферного поршня 14.

Своим нижним концом наковальня 12 сопрягается с хностовиком 21 буровой коронки (не показана). Осевое перемещение буферного поршня 14 ограничивается упором 22, установленным в верхней части цилиндра 1.

Сверху цилиндр 1 закрыт переходником 23.

Погружной пневмоударник работает следующим образом.

Перед началом работы поршень-удар ник 2, золотники 5 и 6, втулка 17 и буферный поршень 14 находятся в нижних положениях, как показано на фиг. 1. Камера 19 прямого хода сообщается с атмосферой посредством окон

8 и каналов 3 и 13. Нижняя часть втулки 17 своей наружной поверхностьк сопрягается,с поверхностью центрального канала 13 наковальни 12. При подаче сжатого воздуха в полость

24 цилиндра 1 он через окна 16, канал 15, трубку 7, окна 9 и каналы

11 и 4 поступает в камеру 18 обратного хода, перемещая поршень-ударник 2 вверх. В конце хода поршень

1081340

2 своим верхним торцом входит в сопряжение с буферным поршнем 14, а трубка 7 перекрывает окна 16, и вместе перемещаются: вверх, сжима, воздух в полости 24 ° Одновременно втулка 17 выходит из сопряжения с каналом 13 каков ".ъни 12. Происходит торможение поршня-ударника 2 и выпуск сжатого воздуха из камеры 18 обратного хода в атмосферу.

В процессе торможения золотники 5 и 6 и втулка 17 перемещаются в верхние положения относительно поршня-ударника 2 (фиг. 2, При этом открываются окна 10 и перекрываются окна

8 и 9. В конце обратного хода давление сжатого воздуха в полости

24 выае сетевого. Под действием этого давления буферный поршень 14 и поршень-ударник 2 начнут перемещаться вниз. В это время сжатый воздух, находящийся в полости воздухораспределительной трубки 7, начнет заполнять через окна 10 камеру

19.. При сопряжении буферного поршня 14 с упором 22 он останавливается, а поршень-ударник 2, продолжая двйгаться вниз, откроет окна 16, и сжатый. воздух из полости 24 поступит в камеру 19 прямого хода через окна 16 и 10 и канал 15 . Под действием поступакщего в камеру 19 сжатого воздуха происходит дальнейший разгон поршня-ударника. После удара поршня 2 с наковальню 12 золотники 5 и 6 и втулка 17 переместятся в нижние положения. Произойдет выпуск сжатого воздуха в атмосферу иэ камеры 19 через окна 8 и каналы

3 и 13. Одновременно откроются окна 9 и сжатый воздух начнет поступать из воздухораспределительной трубки 7 в камеру 18 обратного хода, а втулка 17 своим нижним концом войдет s полость канала 13. Далее цикл повторяется.

Закрепление воздухораспределительной трубки 7 в поршне-ударнике 2 обеспечивает при рабочем ходе равенство рабочей площади поршня-ударника 2 площади поперечного сечения полости цилиндра 1, чем достигается увеличенное значение усилия, разгонякшего поршень-ударник 2 вниз.

Соединение радиальных окон 8, 10 и 9 воздухораспределительной трубки 7 с р камерами прямого и обратного ходов и перекрытие их золотниками 5 и 6 инерционного действия обеспечивает в течение всего рабочего хода воздействие сжатого воздуха на поршень15 ударник 2. Все это обеспечивает

1 достижение более высокой предударной скорости поршня-ударника 2 при минимальной затрате времени на этот ход.

Наличие втУлки 17 инерционного действия, установленной в нижней части центрального канала 3 поршняударника 2 с возможностью сопряжения ее с поверхностью центрального канала 13 наковальни 12, обеспечивает .увеличение рабочей площади поршня-ударника 2 при его обратном ходе, что сокращает время перемещения поршня-ударника 2 вверх.

Наличие буферного поршня 14 с центральным каналом 15, перекрытым в верхней части и имеющим радиальные окна 16, сокращает время торможения поршня-ударника 2 в конце его обратного хода, так как исключает

35 время на наполнение камеры 19 прямого хода сжатым воздухом, а давление воздуха над буферным поршнем 14 в течение всего периода торможения выяе сетевого (в результате сжатия

4р воздуха над поршнем). Все это увеличивает ударную мощность пневмоудар ника - увеличивается энергия единичного удара при сокращении продолжительности цикла.

14

1Я

Составитель Ю. Стрелов

Редактор В; Иванова, Техред A° . БабинеН Корректор, A. Тяско

Заказ 1499/29 Тираж 564 Подписное

ВНИИА Государственного комитета СССР ,по делам изобретений и открытий

1130ф, Москва, Ж-35,-Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4