Бурильное гидравлическое ударное устройство

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическим механизмам ударного действия, используемым при бурении горных пород. Цель изобретенияповьппение эффективности работы устр-ва за счет снижения утечек . Устр-во содержит напорную и сливную магистрали, поршень-ударник, рабочий инструмент с наковальней, опорЛ J 1211 /7 п . 27 r92i ный элемент 17 для поддержки рабочего инструмента и опорный поршень (ОП) -. 19. Последний установлен с возможностью скольжения в цилиндре и образует с корпусом демпфирующую камеру (ДК) 21, сообщенную с напорной магистралью . В корпусе выполнен дренажный канал 35. Он сообщен через зазоры между поверхностями контакта ОП 19 и корпуса и дроссельное отверстие, выполненное с острой входной кромкой, со сливной магистралью. Причем дроссельное отверстие вьшолнено в сменной втулке 36. Это обеспечивает относительно малые изменения в потоке утечки при изменении вязкости. Импульсы отдачи при работе устр-ва передаются (У) в ОП 19 и затем к гидравлической жидкости , находящейся в ДК 21. Жидкость под давлением в ДК 21 обеспечивает упорную подушку для рабочего инструмента . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. см 21,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А3 (5)) 4 Е 21 С 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н rtATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРе Гений и ОтнРытий.(21) 3397337/22-03 (22) 09.02.82 (31,) 8100961-5 (32) 11.02.81 (33) SE (46) 23.11.86. Бюл. Ф 43 (71) Атлас Копко А.Б. (SE) (72) Эке Торстен Еклеф (SE) (53) 622.233.5 (088.8) (56) Патент США Р 4073350, кл. 173139, опублик. 1976 ° (54) БУРИЛЬНОЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическим механизмам ударного действия, используемым при бурении горных пород. Цель изобретения- повышение эффективности работы устр-ва эа счет снижения утечек . Устр-во содержит напорную и сли вную-магистрали, поршень-ударник, рабочий инструмент с наковальней, опорный элемент 17 для поддержки рабочего инструмента и опорный поршень (ОП)

19. Последний установлен с возможностью скольжения в цилиндре и образует с корпусом демпфирующую камеру (ДК)

21, сообщенную с напорной магистралью, B корпусе выполнен дренажный канал 35. Он сообщен через зазоры между поверхностями контакта ОП 19 и корпуса и дроссельное отверстие, выполненное с острой входной кромкой, со сливной магистралью. Причем дроссельное отверстие выполнено в сменной втулке 36. Это обеспечивает относительно малые изменения в потоке утечки прп изменении вязкости. Импульсы отдачи при работе устр-ва передаются в ОП 19 и затем к гидравлической жидкости, находящейся в ДК 21. Жидкость под давлением в ДК 21 обеспечивает упорную подушку для рабочего инструмента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1272998

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическим механизмам ударного действия, импользуемым при бурении горных пород.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства за счет снижения утечек.

На фиг.1 и 2 представлено бурильное устройство, продольное сечение; на фиг.3 — узел 1 на фиг„1. 1Q

Бурильное устройство содержит переднюю головку 1, крьппку 2, корпус механизма 3 передач, промежуточной части 4, цилиндра 5 и задней головки

6. Поршень-ударник 7 может совершать 15 возвратно-поступательное движение внутри цилиндра 5. Поршень 7 состоит из цилиндрического штока с двумя частями цилиндра 8 и 9. Часть поршня 7 предназначена, чтобы передавать удары щ к держателю 10, который предназначен для закрепления рабочего инструмента (не показан), Вращающийся патрон 11 снабжается кольцевым зубчатым колесом 12, которое взаимодействует с 25 зубчатым колесом 13.

Промывочная жидкость подается к осевому отверстию держателя и к буровому инструменту через промывочную

30 головку 14, Стопорное кольцо 15 монтируется между промывочной головкой

14 и ведущей втулкой 16. Опорный элемент 17 вставляется в задней части патрона 11. Опорный элемент 17 снабжается кольцом 18 для остановки у заднего торца поверхности вращающегося патрона 11.

Опорный поршень 19 с возможностью обеспечения смещения и поворотного движения размещается в промежуточной части 4. Поверхность 20 опорного поршня ограничивает подвижную ограничивающую стенку тормозящей или демп— фирующей камеры 21. Тормозящая каме— ра ?1 ограничивается сзади при помощи 5 поверхности 22 в корпусе устройства, Сипа подачи, подаваемая к бурильному молотку, передается к бурильному инструменту через гидравлическую жидкость под давлением в тормозящей камере 21. Предпочтительно, чтобы поверхность поршня 20 на опорном поршне

19 и аккумулятор 23 имели такие размеры, чтобы сила, действующая спереди на опорный поршень 19 существенно превьппала силу подачи. При таких размерах положение, в котором находится держатель 10, а следовательно, и рабочий инструмент, когда поршень ударяет по держателю, остается неизменным независимо от изменений в силе подачи. Эта направленная вперед сила передается к поверхности 24 на крышке 2 через кольцо 18 на втулке опорного элемента 17, патрон 11 и упорный подшипник 25.

Когда бурильный инструмент и держатель 10 отскакивают от породы во время работы бурильного устройства, держатель 10 ударяет по втулке опорного элемента 17. Импульсы отдачи передаются к опорному поршню 19 и затем к гидравлической жидкости, находящейся в тормозящей камере, и жид-. кость работает в данном случае в качестве,цетали, воспринимающей импульсы отдачи. Аккумулятор 23 или другие соответствующие пружинящие средства постоянно подсоединяются к демпфирующей жидкости при помощи гидравлического столба жидкости в канале 26.

Если сила отдачи превьнпает определен- ую величину, то втулка опорного эле. ента 17, а следовательно, также и опорный поршень 19 выходят из контакта с патроном 11. При помощи этого устройства демпфируется влияние отдачи на бурильное устройство. Держатель

10 и бурильный инструмент затем возвращаются при помо«ци давления в тормо- зящей камере 21 в положение, которое не зависит от силы подачи.

Вращение поворотного патрона 11 и держателя передается к опорному поршню 19 при помощи втулки опорного элемента 17. Жидкость под давлением в тормозящей камере 21 таким образом обеспечивает упорную подушку для держателя 10 и бурильного инструмента, Узкие зазоры 27 и 28 образованы между относительно перемещающимися поверхностями (поворот и осевое перемещение) опорного поршня 19 и его цилиндра, который образован в промежуточной части 4 корпуса. Эти зазоры

27 и 28 образуют узкие каналы протекания от камеры 2), В кольцевых канавках 29 и 30 на наружных концах зазоров располагаются уплотняющие кольца 31 и 32, каналы 33 и 34 проходят от внутренних стороч канавок 29 и 30 к дренажному каналу 35, в.котором располагается сменная втулка 36 с сквозным отверстием, который образует дроссельное отверстие. Канал 37 пода .. ет вытекающее масло к сливной магист"1272998 рали. Таким образом два зазора 27 и

28 образуют два ограничителя, которые соединяются параллельно друг с другом и соединяются последовательно с дроссельным отверстием втулки 36.

Дроссельное отверстие представляет сопло с острой кромкой отверстия, т.е. сопло, которое имеет острую входную кромку. Преимущество представляет наличие малых утечек из камеры 21, так как вытекающее масло уносит тепло из камеры. Утечка однако не должна быть слишком большой, так как утечка представляет потери энергии. Описанная комбинация ограничи- !5 телей 27,28;36 имеет два основных преимущества: обеспечивает относительно малые изменения в потоке утечки при изменении вязкости и уменьшает удар при действительной ширине зазо- 20 ра эа счет потока утечки. Если вязкость уменьшается, поток через зазоры

27 и 28 увеличивается и вследствие увеличения потока, который проходит через отверстие ограничителя 36, паде- 25 ние давления на отверстии ограничителя с увеличивается. Таким образом падение. давления на зазорах 27 и 28 уменьшается и уменьшающееся падение давления стремится уменьшить поток через 30 зазоры. В результате увеличения потока утечки будет сравнительно мало.

Зазоры 27 и 28 будут изменяться от одного бурильного молотка к другому бурильному молотку вследствие до- пусков. По причине наличия ограничительного отверстия во втулке 36, изменения в потоке утечки между бурильными инструментами будут сравнительно

1 малы, даже когда зазоры будут отли- 4О чаться на большую величину. В буриль ном молотке, в котором ширина зазора составляет 0,015 мм и отверстие втулки 36 имеет диаметр 0,5 мм, поток утечек составляет 1,2 л/мин. Когда ширина зазоров удваивается, то поток утечки увеличивается до 1,7 л/мин, и увеличивается очень мало.

В камере 21 существует нормальное давление насоса, которое обычно составляет выше 200 бар, но возникающие при работе пики давлеиия могут превышать зто значение в несколько раэ.

Зти пики будут иметь место, даже когда канал 26 между камерой 21 и аккумулятором 23 короткий, прямолинейный и широкий, как показано на фиг.1, так как повышения давления производятся очень быстро. Пики давления однако будут демпфироваться в зазорах, так что уплотняющие кольца 31 и 32 не будут подвергаться черезмерным пикам давления. Давление, подаваемое к уплотняющим кольцам, представляет давление в канале 35, которое ниже, чем давление в камере 21.

Формула изобретения

1. Бурильное гидравлическое ударное устройство, содержащее напорную и сливную магистрали, поршень-ударник, рабочий инструмент с наковальней, опорный элемент для поддержки рабочего инструмента и установленный с возможностью скольжения в цилиндре опорный поршень, образующий с корпусом демнфирующую камеру, сообщенную с напорной магистралью, а также зазоры между поверхностями контакта опорного поршня и корпуса, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет снижения утечек, в корпусе выполнен дренажный канал, который сообщен через укаэанные зазоры и дроссельное отверстие со сливной магистралью.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что дроссельное отверстие выполнено с острой входной кромкой.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что дроссельное отверстие выполнено в сменной втулке.

1272998

Фиг. 2

7 27

19 21 28

39 ЗО

29 ЗЗ

Фиг. 5

Составитель Ю,Стрелов

Техред И.Попович Корректор И.Муска

Редактор С.Патрушева

Заказ 6353/59 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4