Устройство для пробивания скважин в грунте

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai

71 (504 E 02 F 5 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3527309/29-03 (22) 24.12.82 (46) 07.05.87. Бюл. М 17 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) К.С,Гурков, А.Д.Костылев, Г.А.Ткаченко и И,П.Леонов (53) 62 1.643. 2: 624. 1 3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 227198, кл. Е 02 F 5/18, 1964 °

2. Костылев А.Ф и др. Пневмопробойники и машины для забивания в грунт легких строительных элементов, — Новосибирск: Наука, 1980, с. 27. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОБИВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, содержащее корпус с размещенным в нем ступенчатым ударником с осевым отверстием и расточкой, выполненной в отверстии, воздухораспределительную втулку с выхлопными каналами, соединенную со шлангом, камеру рабочего хода, постоянно сообщенную с впускным каналом втулки,воэдухораспределительную трубку с кольцевым выступом, расположенную с воэможностью осевого перемещения между ударником и втулкой, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства за счет снижения площади поверхностей контактирующих элементов, в воздухораспределительной втулке выполнено глухое отверстие, сообщенное с выхлопным каналом втулки, при этом воздухораспределительная трубка размещена в глухом отверстии, а в ее стенке выполнены окна. з 13087 мещенным в глухом отверстии втулки, на фиг. 5 — то же, с воздухораспределительной трубкой с закрытым торцом.

Устройство для пробивания скважин в грунте содержит корпус 1, ударник

2, имеющий сквозное осевое отверстие

3, расточку 4 и воздухораспределительную трубку 5, имеющую окна 6 и кольцевой выступ 7. Подвод сжатого воздуха осуществляется через шланг 8, . соединенный с воздухораспределительной втулкой 9, имеющей впускной клапан 10, выхлопной канал 11 и глухое отверстие 12, сообщающееся с выхлопным каналом 11 через выточку 13, Воздухораспределительная втулка 9 через, гайку 14 и упругий элемент 15 соединена с втулкой 16, жестко связанной с корпусом 1 и имеющей каналы 17, со-20 общающиеся с атмосферой. Ударник 2 и воздухораспределительная втулка 9 образуют камеру 18 рабо чего хода, а ударник 2 и втулка 16 — заднюю камеру 19. Ударник 2 и корпус 1 обра- 25 зуют переднюю камеру 20, В глухом отверстии 12 может быть размещена неподвижная трубка 21, установленная в трубке 5 и входящая в осевое отверстие 3 ударника 2, В стен-30 ках трубки 21 выполнены впускные окна 22 и выхлопные окна 23.

Воздухораспределительная втулка может быть выполнена с коротким патрубком 24, имеющим впускные окна 25 и входящим при заднем положении ударника 2 в воздухораспределительную трубку 5 (фиг ° 4), Воздухораспределительная трубка 5 может быть выполнена в виде стакана 40 и иметь закрытый задний торец 26 (фиг. 5), при этом она и глухое отверстие 12 в воэдухораспределительной втулке 9 имеют наименьшие осевые размеры, так как при переднем 45 положении ударника 2 не требуется, чтобы воздухораспределительная трубка 5 перекрывала выточку 13.

Расточка 4 ударника 2 имеет верхний торец 27 и нижний 28. 50

Устройство для пробивания скважин в грунте работает следующим образом.

Сжатый воздух через впускной канал 10 подается в камеру 18 рабочего хода. Ударник 2 начинает двигаться вперед (фиг, 1); при этом передняя камера 20 через осевое отверстие

3, воздухораспределительную трубку

18 4

5 (которая во время движения ударника остается неподвижной), окна 6, выточку 13 и выхлопные каналы 11 постоянно сообщается с атмосферой.

В конце прямого хода ударник 2 верхним торцом 27 расточки 4 перемещает воэдухораспределительную трубку

5 вперед (фиг. 2) и наносит удар по корпусу 1, внедряя его в грунт. Обратному смещению корпуса 1 устройства во время прямого хода ударника препятствуют силы трения со стороны стенок скважины, действующие по всей боковой поверхности корпуса. При переднем положении воздухораспределительной трубки 5 сжатый воздух иэ камеры 18 рабочего хода через окна

6 и осевое отверстие 3 поступает в переднюю камеру 20, Так как задняя камера 19 постоянно сообщена с атмосферой, а площадь ударника со стороны передней камеры 20 больше его площади со стороны рабочей камеры

18, то ударник 2 начинает двигаться назад. В конце обратного хода ударник 2 перемещает нижним торцом 28 расточки 4 воздухораспределительную трубку 5 в заднее положение (фиг,2), при этом происходит выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 20 в атмосферу. Далее цикл повторяется.

Для реверсирования устройства необходимо сместить в осевом направлении воздухораспределительнущ втулку

9 с воздухораспределительной трубкой

5 (фиг. 2). Механизм реверса представляет собой винтовую камеру, состоящую из воздухораспределительной втулки 9 и гайки 14. Вращением шланга 8 воздухораспределительная втулка

9 может быть установлена в крайнее переднее или заднее положение, соответствующие прямому или обратному ходу устройства.

Впуск воздуха в переднюю камеру

20 при обратном движении устройства производится раньше, чем при прямом, > и ударник 2 останавливается давлением сжатого воздуха в этой камере, не ударяя по корпусу. Выхлоп воздуха происходит наоборот позже, поэтому при давлении назад ударник 2 наносит удары по втулке 16. Под действием этих ударов устройство движется Ао скважине в обратном направлении.

В предлагаемом устройстве на протяжении практически всего рабочего хода ударника 2 воэдухораспределительная трубка 5 остается непод5 130871 вижной, обеспечивая постоянное сооб-щение передней камеры либо с атмосферой (при прямом ходе ударника), либо с камерой 18 рабочего хода (при обратном ходе ударника). Благодаря таким затяжным впуску и выхлопу воз" духа площадь проходного сечения осевого отверстия 3 ударника 2 (череэ которое осуществляется управление передней камерой) может быть выпол- 10 иена минимальной, не превьплающей суммарной площади впускных каналов.

Движение ударника 2 назад под действием постоянного впуска сжатого воздуха в переднюю камеру 20 позволя- 15 ет выполнить минимальной разность диаметров ударника 2 со стороны передней

20 и рабочей 18 камер, а боковую поверхность ступеней ударника 2 — гладкой цилиндрической. 20

Таким образом, благодаря тому, что в устройстве управление передней ка8 6 мерой 20 осуществляется только через сквозное осевое отверстие 3 малого диаметра в ударнике 2, разность диаметров ступеней ударника 2 выполнена минимальной. Устройство при этом не имеет существенных концентраторов напряжений в деталях, воспринимающих ударные нагрузки.

Кроме того, так как воздухораспределительная трубка 5 в процессе движения ударника 2 остается неподвижной и на нее не передаются ударные нагрузки (это достигается размеще-кием воздухораспределительной трубки 5 в воздухораспределительной втулке 9, которая связана с деталями, воспринимающими ударные нагрузки через упругий элемент), использование устройства позволит повысить его эксплуатационную надежность, .а также увеличить энергию удара эа счет увеличения хада ударника.

130871

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в воздухораспределительной трубке установлена неподвижная трубка с окнами, закрепленная в воздухораспределительной втулке и размещенная в осевом отверстии ударника.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что воздухораспределительная трубка выполнена в виде стакана, закрытый торец которогo размещен в глухом отверстии воздухораспредилительной втулкив

Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для образования скважин в грунте, и может быть использовано при прокладке подземных коммуникаций.

Известно устройство для пробивания скважин в грунте, содержащее корпус, .ступенчатый ударник с продольным отверстием и воздухораспредели- 10 тельную втулку, имеющую впускной канал, которая соединена с воэдухоподводящим шлангом, камеру рабочего хода, постоянно сообщенную с впускным каналом Г 11. 1 4

Недостатком данного устройства является малая долговечность ударника, обусловленная наличием таких концентраторов напряжения, как радиальные отверстия в стенках ударника и резкое изменение формы ударника в месте окончания его продольного глухого отверстия, что приводит к быстрому выходу его из строя., Наиболее близким по технической 25 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для пробивания скважин в грунте, содержащее корпус с размещенным в нем ступенчатым ударником с осевым от- jg верстием и расточкой, выполненной в отверстии, воздухораспределительную втулку с выхлопными каналами, соединенную со шлангом, камеру рабочего хода, постоянно сообщенную с впускным каналом втулки, воэдухораспределительную трубку с кольцевым выступом, расположенную с возможностью осевого перемещения между ударником и втулкой K 23. 4О

Недостатком известного устройст;ва является эксплуатационная ненадежность, что обусловлено возможностью заклинивания воздухораспределительной трубки на втулке в результате быстрого нагрева от трения при возвратно-поступательном движении трубки по втулке, так как они имеют большую площадь контакта.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства за счет снижения площади поверхностей контактирующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для пробивания скважин в грунте, содержащем корпус с размещенным в нем ступенчатым ударником с осевым отверстием и расточкой, выполненной в отверстии, воздухораспределительную втулку с выхлопными каналами, соединенную со шлангом, камеру рабо его хода, постоянно сообщенную с впускным каналом втулки, воздухораспределительную трубку с кольцевым выступом, расположенную с возможностью осевого перемещения между ударником и втулкой, в воздухораспределительной втулке.выполнено глухое отверстие, сообщенное с. выхлопным каналом втулки, при этом воздухораспределительная трубка размещена в глухом отверстии, а в ее стенке выполнены окна.

Кроме того, в воздухораспределительной трубке установлена неподвиже ная трубка с окнами, закрепленная в воздухораспределительной втулке и размещенная в осевом отверстии ударника. Причем воздухораспределительная трубка выполнена в виде стакана, закрытый торец которого размещен в глухом отверстии воздухораснределительной втулки.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид, продольный разрез, на фиг. 2 — реверсивный ход устройства, на фиг, 3 — устройство с неподвижной трубкой, имеющей окно, на фиг.4 то же, с неподвижным патрубком, раз13087 18

Составитель О,Серегина

Редактор С.Пекарь Техред В.Кадар Корректор Т. Колб

Заказ 1780/26 Тираж 607 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