Реверсивное гидропневматическое ударное устройство

 

1.. РЕВЕРСИВНОЕ ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее кожух с установленным в нем аксиально-подвижным бойком,золотник, полости взвода, слива и пневмоакку .мулятора, рабочий инструмент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости извлечения устройства из скважины, устройство снабжено установленным в кожухе коаксиально бойку корпусом-бойком для . Ш Г:.-- t образования с бойком полос тей взвода , слива и пневмоаккумулятора, што-. ком с буртиком, установленным в ко-, жухе соосно бойку и с выходом и полость пневмоаккумулятора, и фиксатором положения штока, причем отношение минимального расстояния между корпусом-бойком и буртиком штока к сумме минимального расстоягЙя между штоком и бойком и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента и бойком для работы ударного устройства в режиме бурения равно единице. 2.Устройство по П.1, о т л и с ч а юще е ся тем, что фиксатор S положения штока выполнен в виде обел разованной кожухом и штоком полости, связанной с источником питания. 3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что фиксатор положения штока выполнен в виде винта , установленного в кожухе с возможностью взаимодействия со штоком. со О5 . со 00

C0IO3 СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (ш

1Я1 E 21 С 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3747396/22-03 (22) 01.06.84 (46) .07. 12 . 85. Бюл. У 45 (.71) Карагандинский:ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И.А.Янцен, О.Г.Савчак, Н.И.Педченко и Г.В.Сурудин (53) 622 ° 233.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 407013, кл. E 02 F 5/18, 1971. .Авторское свидетельство СССР

Ф 600261, кл. Е 02 F 5/18, 1978. (54)(57) 1..РЕВЕРСИВНОЕ ГИДРОПНЕВМА. ТИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее кожух с установленным в нем ак сиально-подвижным бойком, золотник, полости взвода, слива и пневмоакку-. мулятора, рабочий инструмент, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости извлечения устройства из скважины, устройство снабжено установленным в кожухе коаксиально бойку корпусом"бойком для образования с бойком полостей взво- да, слива и пневмоаккумулятора, штоком с буртиком, установленным в ко-. жухе соосно бойку и с выходом в по- лость пневмоаккумулятора, и фиксатором положения штока, причем отношение минимального расстояния между корпусом-бойком и буртиком штока к сумме минимального расстояния между штоком и бойком и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента и бойком для работы ударного устройства в режиме бурения равно единице.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что фиксатор положения штока выполнен в виде образованной кожухом и штоком полости, связанной с источником питания.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что фиксатор положения штока выполнен в виде винта, установленного в кожухе с возможностью взаимодействия со штоком.

1 11

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в устройствах ударного действия для образования скважин в грунте.

Цель изобретения - повышение скорости извлечения устройства из скважины.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Реверсивное гидропневматическое ударное устройство состоит из рабочего инструмента 1, жестко связанного с кожухом 2. В кожух 2 установлен коаксиально бойку корпус-боек 3.

Корпус-боек 3 установлен в кожухе 2 коаксиально бойку 4. В бойке 4 размещен блок 5 управления с золотником 6.

В кожухе 2 соосно бойку установлен шток 7 с буртиком и фиксатором его положения, выполненным как вариант в виде винта 8, установленного в кожухе с воэможностью взаимо действия со штоком 7.

Корпус-боек 3, выполненный со ступенями 9 и 10, и боек с пояском 11 образуют взводящую 12 и сливную 13 полости. Подвижный корпус 3, боек 4 и шток 7 образуют пневмоаккумуляторную полость 14. Кожух 2, шток 7 ..и винт 8 образуют реверсивную полость 15. В корпусе -бойке 3 выполнены радиальные каналы 16 и 17 и паэ

18. В бойке 4 выполнены кольцевая проточка 19, аксиальный канал 20 и радиальные каналы 21, 22, 23 и 24.

В блоке 5 управления выполнен радиальный канал 25. Боек 4, блок 5 управления и ..золотник 6 образуют зазолотниковую полость 26 и полость

27 управления ° В винте 8 выполнен аксиальный канал 28. Рабочая жидкость от гидропривода к реверсивному гидропневматическому ударному устройству подается по гидропроводам 29 и 30, а,отводится по гидропроводу 31.

Как вариант, фиксацию положения штока осуществляет полость 15, связанная с источником питания (не показан).

Отношение минимального расстояния между корпусом-бойком 3 и буртиком штока 7 к сумме минимального расстояния между штоком 7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком

96498 2

5

4 для работы устройства в режиме бурения выполнено равным единице.

Реверсивное гидропневматическое ударное устройство в нормальном режиме работает следующим образом.

Пневмоаккумуляторная полость 14 заполняется газом. Под действием давления газа боек 4 находится в крайнем нижнем (по чертежу) положении и упирается в хвостовик рабочего инструмента 1. Корпус-боек 3 находится в-крайнем верхнем (по чертежу) положении и упирается в боек 4, шток 7 находится в крайнем верхнем положении и упирается в винт 8. Золотник 6 находится в крайнем нижнем положении .

Рабочая жидкость, поступающая одновременно от источника питания по гидропроводу 29, радиальному каналу

16 и пазу 18 подвижного корпуса 3, кольцевой проточке 19 и радиальному каналу 24 бойка 4, в зазолотниковую полость,26, воздействует на золотник

6, перемещая его в крайнее верхнее положение и во взводящую полость 12 по гидропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 подвижного корпуса

3, воздействует на площадь кольцевой ступени 9 корпуса-бойка 3 и на площадь пояска 11 бойка 4, перемещая корпус-боек 3 в крайнее нижнее положение до упора с кожухом 2 (рабочий ход подвижного корпуса), а затем боек 4 в верхнее положение (холостой ход бойка). Такое последовательное движение масс обусловлено разными по величине силами, действующими со стороны пневмоаккумулятора 14 на корпус-боек 3 и боек 3, при равенстве усилий, действующих на них со стороны взводящей 12 и сливной 13 полостей.

При совершении поршнем-бойком 3 рабочего хода, а бойком 4 холостого хода газ в пневмоаккумуляторе 14 снижается. В конце холостого хода бойка 4 поясок 11 бойка 4 перекрывает радиальный канал 17 корпуса-бой-. ка 5, а зазолотниковая полость 26 соединяется со сливной магистралью радиальным каналом 24, кольцевой проточкой 19 бойка 4 и радиальным каналом 17 корпуса-бойка 3. Далее рабочая жидкость иэ сливной полости

13 вытесняется бойком 4 в полость .27 управления через радиальный канал 23 бойка 4, воздействует на золотник 6, перемещая его вниз. При этом рабочая

3 1 жидкость из эазолотниковой полости

26 выталкивается в сливную магистраль через радиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и радиальный канал 17. При перемещении золотника 6 приоткрывается радиальный канал 25 блока 5 управления и рабочая жидкость от источника питания через радиальный канал 16, паз 18 корпуса-. бойка 3, взводящую полость

12, радиальный канал 21, аксиальный канал 20, радиальный канал 22 бойка

4 и радиальный канал 25 блока 5 уп.равления поступает в полость 27 управления и с большой скоростью перемещает золотник 6 в крайнее нижнее положение, сообщая тем самым вэводящую 12 и сливную 13 полости по радиальному каналу 21, аксиальному канаду

20, радиальному каналу 22 бойка 4, радиальному каналу 25 блока 5 управ- . ления, полости 27 управления и радиальному каналу 23 бойка 4.

Давление жидкости в взводящей .12 и сливной 13 полостях выравнивается.

Под действием сжатого газа пневмо- аккумулятора 14 боек 4 и корпус-боек

3 начинают ускоренно перемещаться в противоположные стороны. В конце рабочего хода боек 4 наносит удар по хвостовику рабочего инструмента 1, при этом радиальный канал 21 бойка

4 перекрывается ступенью 9 корпусабойка 3, разобщая полость 12 взвода и источник питания со сливной полостью 13, а зазолотниковая полость 26 .соединяется с источником питания и взводящей полостью 12 через радиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и паз 18, радиальный канал

16 корцуса-бойка 3. Полость 27 управления при этом сообщена со сливной магистралью посредством радиального канала 23 бойка 4, сливной по-. лости 13 и радиального канала 17 подвижного корпуса 3. Сообщение эазолотниковой полости 26 с источником питания и взводящей полостью

12, а полости 27 управления со сливной магистралью достигается тем,что отношение расстояния между радиальным каналом 17 и пазом 18 корпусабойка 3 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 равно единице.

Под действием суммарного расхода рабочей жидкости, поступающей от источника питания и из взводящей полости 12, золотник 6 мгновенно

196498 4 перебрасывается в крайнее верхнее положение, перекрывая радиальный канал 25 блока 5 управления.

Под действием рабочей жидкости, поступающей во взводящую полость 12, корпус-боек 3 останавливается (заканчивается холостой ход) и начинает совершать рабочий ход, в конце которого упирается в кожух 2. Далее

1р цикл повторяется.

Реверсирование гидропневматичес-кого ударного устройства осуществляется sa счет выдвижения штока 7, который прижимает боек 4 к хвостовику рабочего инструмента 1. Выдвижение штока 7 может происходить дву" мя способами:

1) за счет подаваемой рабочей жидкости от источника питания по гидропроводу 30 и аксиальиому каналу 28 винта 8 в реверсивную полость

15, которая воздействует на шток 7, перемещая его в нижнее положение, при этом шток ? прижимает боек 4 к

25 хвостовику рабочего инструмента 1 и удерживает его в процессе дальнейшей работы, а рабочая жидкость в реверсивной полости 15,,аксиальном канале 28 винта 8 и гидропроводе 30 запирается распределительным устройством гидропривода (при образовании скважин в грунте самим гидропневма- . тическим ударным устройством);

2) за счет эавинчивания винта 8, 35 который перемещает шток 7 в .нижнее положение, при этом шток 7 прижимает боек 4 к хвостовику рабочего инструмента (при образовании скважин в грунте дополнительным рабочим органом, а гидропневматическое ударное устрой4О ство при этом не внедряется в грунт).

Реверсивное гидропневматическое ударное устройство в режиме реверса работает следующим образом.

Перед включением в работу гидро-.

45 пневматического ударного устройства шток 7 находится в крайнем нижнем положении за счет воздействующей на него подаваемой от гидропривода ра.бочей жидкости в реверсивную полость

15 по гидропроводу 30 и аксиальному каналу 28 винта 8 или эа счет эавинчиваемого винта 8, боек 4 прижат к хвостовику рабочего инструмента 1 штоком 7; Корпус-боек 3 под действи55 ем давления газа пневмоаккумуляторной полости 14 находится в крайнем верхнем положении и упирается верхним торцом в буртик штока 7. Сопри498 Ь

5 1196 косновение верхнего торца подвижного корпуса-бойка 3 и буртика штока 7 достигается тем, что отношение минимального расстояния между корпусомбойком 3 и буртиком штока 7 и суммой минимального расстояния между штоком .7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 (при работе реверсивного гидропневматического tp ударного устройства в нормальном режиме) равно единице. Золотник 6 находится в крайнем нижнем положении.

Рабочая жидкость в реверсивной полости 15, аксиальном канале 28 винта 8 и гидропроводе 30 запирается распределительным устройством гидропривода.

Рабочая жидкость, поступающая одновременно от источника питания в эазолотниковую полость 26 по гидропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу

18 корпуса-бойка 3, кольцевой проточке 19 и радиальному каналу 24 бойка

4, воздействует на золотник 6, перемещая его в крайнее верхнее положение и во взводящую полость 12 по гид ропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 корпуса-бойка 3, воздействует на площадь кольцевой ступени 9 подвижного корпуса 3, перемещая корпус-боек 3 в нижнее положение (холостой ход подвижного корпуса в режиме реверса). Боек 4 возвратно-поступательное движение в режиме реверса не совершает, так как прижат к хвос35 товику рабочего инструмента 1 што. ком 7. .При совершении корпусом-бойком 3 холостого хода в режиме реверса гаэ в пневмоаккумуляторе 14 сжимается.

В конце холостого хода корпуса-бойка

3 его радиальный канал 17 перекрывается пояском 11 бойка 4, а зазолотниковая полость 26 соединяется со сливной магистралью радиальным каналом 24, кольцевой проточкой 19 бойка 4 и радиальным каналом 17. Далее рабочая жидкость из сливной полости

13 вытесняется корпусом-бойком 3 в полость 27 управления через радиальный канал 23 бойка 4, воздействуя на золотник 6, перемещая его вниз.

При этом рабочая жидкость из зазолотниковой полости 26 выталкивается в сливную магистраль через радиаль.ный канал 24, кольцевую проточку 1.9 бойка 4 и радиальный канал 17 корпуса-бойка 3. При перемещении золотника 6 приоткрывается радиальный канал

25 блока 5 управления и рабочая жид- . кость от источника питания через радиальный канал 16, паз 18, взводящую полость 12, радиальный канал 21, аксиальный канал 20, радиальный канал

22 бойка 4 и радиальный канал 25 блока 5 управления поступает в полость

27 управления и с большой скоростью перемещает золотник 6 в крайнее нижнее положение, сообщая тем самым взводящую 12 и сливную 13 полости по радиальному каналу 21, аксиальному каналу 20, радиальному каналу

22 бойка 4, радиальному каналу 25 блока 5 управления, полости 27 управления и радиальному каналу 23 бойка 4. В конце холостого хода корпус-боек 3 упирается в кожух 2.

Давление жидкости в вэводящей 12 и сливной 13 полостях выравниваетоя.

Под действием сжатого газа пневмоаккумулятора 14 корпус-боек 3 начинает ускоренно перемещаться в верхнее положение, рабочий ход подвижного корпуса в режиме реверса. В конце рабочего хода корпус-боек 3 верхним торцом наносит удар по буртику штока 7, который передает ударный импульс на кожух 2 через рабочую жидкость, запертую в реверсивной полости 15 или через винт 8. Нанесение удара корпусом-бойком 3 по буртику штока 7 в конце рабочего хода достигается тем, что отношение минимального расстояния между корпусом-бойком 3 и буртиком штока 7 и суммой минимального расстояния между штоком

7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 (при работе реверсивного гидропневматического ударного устройства в нормальном режиме) равно единице. Во время удара корпусом-бойком 3 по буртику штока 7 радиальный канал 21 бойка 4 перекрывается ступенью 9 корпуса-бойка 3, разобщая полость 12 взвода и источник питания со сливной полостью 13, а зазолотниковая полость 26 соединяется с источником питания и взводящей полостью 12 через радиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и паз 18, радиальный канал 16 корпуса-бойка 3. Полость 27 управления при этом сообщена со сливной магистралью посредством радиального канала 23 бойка

ВНИИПИ Заказ 7540/29 Тираж 481 Подписное

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

7 1

4, сливной полости 13 и радиального канала 17. Сообщение эазолотниковой полости 26 с источником питания и взводящей полостью 12, а полости 27 управления со сливной магистралью достигается тем, что отношение расстояния между радиальным каналом 17 .и пазом 18 корпуса-бойка 3 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком

4 равно единице. Под действием суммарного расхода рабочей жидкости, Л

Р2

/У

D ф

196498 поступающей от источника питания и иэ вэводящей полости 12, золотник

6 мгновенно перебрасывается в крайнее.верхнее положение, перекрывая радиальный канал 25 блока 5 управленияе

Под действием рабочей жидкости, поступающей во взводящую полость 12, корпус-боек 3 начинает совершать

1р холостой ход в режиме реверса, в конце которого упирается в кожух 2., Далее цикл повторяется.