Гидравлическая бурильная головка
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ ГОЛОВКА, включающая корпус, поршень-у: арник , промежуточный боек, инструмент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали, о т л и ч а ющ а я с. я тем, что, с целью повьшеч. ния экономичности работы за счет оптимизации oceBoriD усилия, она снабжена ступенчатым поршнем, который установлен на хвостовике инструмента и торцевая часть большей ступени которого контактирует с промежуточным бойком, а меньшая ступень размещена со стороны инструмента , при этом ступенчатый поршень образует с корпусом полость, которая постоянно сообщена с напорной магистралью. (Л С
,.SU.„1 7196 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(51) Е 2! С 3 20
-»ireful :
1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ К
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СЛ КРЫТИЙ (56) 1.Авторское свидетельство СССР
Р 200542, кл,Е 21 С 3/24,1966.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 883391, кл.Е 21 С 3/20,1979. (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ
ГОЛОВКА, включающая корпус, пор° а
° 1
° » (21) 3652125/22-03 (22) 11.10.83 (46) 30р01,85 . Бюл.9 4 (72) С.А.Козырев, Г.Л.Коваль и. А,А.Аничкин (71) Научно-исследовательский горнорудный институт. (53) 622,233.52-85.52 (088.8) шень-ударник, промежуточный боек, инстр1мент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше».
"ния экономичности работы за счет оптимизации осевого усилия, она снабжена ступенчатым поршнем, который установлен на хвостовике инструмента и торцевая часть большей ступени которого контактирует с промежуточным бойком, а меньшая ступень размещена со стороны инструмента, при этом ступенчатый поршень образует с корпусом полость, которая постоянно сообщена с напорной магистралью, 1 11371
Изобретение относится к бурильной технике и может быть использовано в горной и строительной промышленности для бурения шпуров и скважин в горных породах. 5
Известна гидравлическая бурильная головка, включающая корпус, поршень, ударник, инструмент, напорную и сливную магистрали (I) .
Недостаток данного устройства 10 заключается в значительном износе инструмента иэ-за большого осевого усилия, возникающего при воздействии на торец поршня давления жидкости.
Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому эффекту к изобретению является гидравлическая бурильная головка, включающая корпус, поршень-ударник, промежуточный боек, инструмент с хвостовиком, напорную 2Q и сливную магистрали (2) .
Недостаток известного устройства заключается в неэкономичности работы за счет осевых усилий, превышающих оптимальные значения, что приводит к 25 преждевременному износу инструмента.
Цель изобретения — повышение эко" номичности работы за счет оптимизации осевого усилия.
Поставленная цель достигается тем,ЗО что гидравлическая бурильная головка, включающая корпус, поршеньударник, промежуточьык боек, инструмент с хвостовиком, напорную и сливную магистрали, снабжена ступен- 35 чатым поршнем, который установлен на хвостовике инструмента и торцевая часть большей ступени которого контактирует с промежуточным бойком, а меньшая ступень размещена со стороны gp инструмента, при этом ступенчатый поршень образует с корпусом полость, которая постоянно сообщена с напорной магистралью, На чертеже представлена схема 45 гидравлической бурильной головки.
Гидравлическая бурильная головка содержит корпус 1, втулки 2 и 3, поршень-ударник 4, промежуточный боек 5, хвостовик 6, полый ступенчатый поршень с большей 7 и меньшей 8 ступенями, шпиндель 9, шестерню 10 и мотор 11, В корпусе 1 расположены камеры 12 — !6. Во втулкак 2 и 3 выполнены каналы 17 — 22. Полый ступенчатый поршень образует с корпусом полость 23, герметизированную уплот96 2 нениями 24. Внутри полого ступенчатого поршня помещен хвостовик бурового инструмента 6, верхняя часть которого соединена со шпинделем 9 шлицевым соединением 25. Камеры 13 и 16 и полость 23 соединены с напорной магистралью 26, а камера 15 и каналы 19 и 22 — со сливной магистралью 27. На поршне-ударнике 4 выполнены пояски 28 и 29,.которые опираются на втулки 2 и 3.
Гидравлическая бурильная головка работает следующим образом.
Жидкость под давлением подают в напорную магистраль 26. Если пор" шень-ударник 4 находится в таком положении, как показано на чертеже, жидкость из камеры !3 по каналам 18 и 17 поступает в камеру 14, заполняет ее и давление в камере 14 повышаетсяя. Воздействуя на поршеньударник 4, сжатая жидкость заставляет его двигаться назад (вниз по чертежу). Жидкость из камеры 12 по каналу 22 вытесняется в сливную магистраль 27. Торец большей ступени 7 полого ступенчатого поршня при этом погружает промежуточный боек 5 в камеру 14 до упора в корпус 1.
Поршень-ударник 4, двигаясь назад, перекрывает своими поясками 28 и 29 каналы 18 и 22, после чего продолжает двигаться за счет перепада давле. . ний в камерах 14 и 12. Жидкость в камере 14 расширяется, давление в . ней снижается, жидкость в камере 12. сжимается, давление в ней возрастает.
Продолжая движение, поршень-ударник 4 поясками 28 и 29 открывает каналы 19 и 20, Из камеры 13 жид.— кость под давлением по каналам 20 и 21 поступает в камеру 12, иэ камеры 14 по каналу 19 жидкость поступает в камеру 15 и далее в сливную. магистраль 27. Давление в камере 12 возрастает, в камере 14 снижается.
Поршень-ударник 4 затормаживается, останавливается и начинает двигаться вперед (по чертежу, Поясками 28 и 29 поршень- ударник 4 перекрывает каналы 18 и 22 и продолжает дви- гаться эа счет перепада давлений в камерах 12 и 14. При этом жидкость в камере 12 расширяется и давление в ней падает, а и камере 14 жидкость сжимается и давление в ней повышается. Продолжая движение, поршень-ударник 4 поясками 28 и 29 открывает ка.
3 113 налы 18 и 22. После этого поршеньударник 4 наносит удар по промежуточному бойку 5, Удар от промежуточного бойка передается хвостовику бурового инструмента 6. Погружаясь в разрушаемый материал, хвостовик буро вого инструмента 6 продвигается вперед, при этом большая тчпень 7 полого ступенчатого поршня погружается в полость 23,вытесняет из нее жид-, кость в напорную магистраль 26, Жидкость иэ напорной магистрали 26 поступает в .камеру 13 и но каналам 18 и 17 — в камеру 14, из камеры 12 по каналу 22 через .камеру 15 жидкость поступает в сливную магист-. раль 27, поршень-ударник 4 занимает исходное положение, и цикл повторяется снова. При этом площадь промежуточного .бойка 5 равна разности площадей большей 7 и меньшей 8 ступеней полого ступенчаторого поршня, в этом случае промежуточный боек 5 оказывается разгруженным от осевого усилия давления жидкости на его торец..
Камеры 15 и 13 служат для снижения пульсации давления в сливной. 27 и напорной 26 магистралях. Мотор ll приводит во вращение через шестер7196 4 ню 10 и шпиндель 9 хвостовик бурового инструмента 6, что способствует непрерывному процессу бурения всей площа ди забоя сквыкины (на чертеже не по.казана). Когда давление в камере 14 снизится по сравнению с давлением в напорной магистрали 26 за счет разности давлений в камерах 16 H 14, торец большей ступени 7 полого ступенчатого.поршня перемещает промежуточный боек в исходное положение, вниз до упора в корпус 1».
Благодаря размещению меньшей ступени поршня со стороны бурового инструмента, а торца большей ступени с возможностью непосредственного взаимодействия с промежуточным бойком становится возможным компенсировать осевое усилие давления жидкости на промежуточный боек.
Применение изобретения позволит разгрузить промежуточный боек и исключить при бурении дополнительное поджатие инструмента к породе, что дает возможность эксплуатировать бурильную головку с оптимальным усилием подачи и снизить износ инструмента, 1137!96
Сос.тапнтeJ! = Б, 1(орчакон
Редактор К. Дылни Хехред Л Габп 1ец 1<орректор С.Черни
Заказ 10486/23 тираж ..48? Подписное
БНИИПИ Государственного комцтета СССР по депа a 1!: те|п Й н откр!> тий
1 j 3035, Москва,.".(.-35,Гаулс <ал наб,,д.4/5
Фиггпа ППП Патент". г.Ужгород, ул,Проектная,4
