Пневматическое реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте

 

Изобретение относится к гороной и строительной технике и предназначено для проходки скважины в грунте. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет уменьшения вероятности заклинивания патрубка при одновременном улучшении энергетических характеристик. В корпусе 1 размещен ударник 2 с окном 3 и полостью 4. В последней размещен ступенчатый патрубок 5, который выполнен в виде соприкасающихся своими торцовыми поверхностями гильзы 21 и стебля 22, причем на одной из торцовых поверхностей выполнен осевой выступ, размещенный по окружности, а на другой торцовой поверхности выполнен ответный уступ для размещения выступа, при этом образуется соединение типа ласточкина хвоста. Поворотная втулка 15 выполнена с возможностью фиксации гильзы и стебля. Патрубок 5 может быть выполнен с дополнительным элементом, установленным аксиально стеблю и соприкасающимся с последним по тоцовым поверхностям. На последних выполнены дополнительные выступы и ответный уступ, размещенные перпендикулярно выступу и уступу гильзы и стебля. При подаче сжатого воздуха по магистрали 23 ударник 2 наносит удары по корпусу 1 и устройство перемещается в грунте, образуя скважину. Выполнение патрубка составным из гильзы и стебля обеспечивает его радиальную подвижность, что уменьшает вероятность заклинивания. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 7 1 27575 9ZZB 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61 ) I:313973. (21) 440155!/23-03 (22) 04.04.88 (46) 15.01.90. Бюл. ¹ 2 (71) Институт гор»ого дела (.О АН СССР (72) Х. Б. Ткач (53) 621. 64 3.2 624. l 3 (088. 8 i (56) Авторское свидетельство С(.(Р № 1313973, кл. F 02 F 5/18, 1986. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕВЕРСИВНОЕ

УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

ДЛЯ IIPOX03ÊÈ (!СКВАЖИН В ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к горной и строит«.li »!)H т«х»»к«»»!)«д»;) на I«»!) »тя»pox()1к» «ква rh»»l;i и ) !1 i » . (! . Ih ii »)б )«) «н»я повыш«ние над«кно«г» работы устройства за счет ) ч«»» пения Båðî»ò»oñòè заклинивания

»а трубка при од»онр«ме»»ом улучшении эн«рг< ти )««ких характ«ристик. В корпусе 1 разч«п(е» удар»ик 2 с окном 3 и Нолос) ью 4 В посл«дней !)а .мещ«» ступенчатый»атр,бок 5), когорый выпол»е» в вид сопр»касак)шихся своими торцовыми

„„SU„„1535951 А 2 (51)5 Е 02 F 5 18, Е 21 В 7 26

2 поверхностями гильзы 21 и стебля 22, причем на одной из торцовых поверхностей выполнен осевой выступ, размещенный по окружности, а на другой торцовой поверхности выполнен ответный уступ для размещения выступа, при этом образуется соединение типа ласточкин хвост.

Поворотная втулка 15 выполнена с возможностью фиксации гильзы и стебля. Патрубок 5 может быть выполнен с дополнительным элементом, установленным аксиально стеблю и соприкасающимся с последним по торцовым поверхностям. На последниx выполнены дополнительные выступы и ответный уступ, размещенные перпендикулярно выступу и уступу гильзы и стебля.

При подаче сжатого воздуха по магистрали 23 ударник 2 наносит удары по корпусу 1 и у«тройство перемещается в грунте, образуя скважину. Выполнение патрубка состав»ь)м из гильзы и стебля обеспечивает его радиальную подвижность, что уменьшаеT вероятность заклинивания. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1535951

Изобретение относится к горной и строительной технике и предназначено для проходки скважин в грунте.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства эа счет уменьшения вероятности заклинивания патрубка при одновременном улучшении энергетических характеристик.

На фиг. 1 показано устройство, продольное сечение (режим работы — прямой ход); на фиг. 2 — механизм воздухораспределения, режим прямого хода; на фиг. 3 — механизм воздухораспределения, режим обратного хода; на фиг. 4 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 5 сечение Б — Б на фиг. 3; на фиг. 6 — сеение  — В на фиг. 3.

Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого размещен движущийся возвратнопоступательный ударник 2 с окном 3 и полостью 4, в которой размещен ступенчатый патрубок 5, закрепленный через амортизатор 6 к корпусу 1. В амортизаторе 6 имеются каналы 7 для выхлопа сжатого воздуха. Ударник разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на две камеры 8 и 9, одна из которых 8 служит для обеспечения обратного хода ударника 2, другая 9 — для выхлопа сжатого воздуха. Ударник 2 совместно с патрубком 5 образует камеру 10 прямого хода ударника 2. Часть полости 4 ударника 2 служит в качестве рабочей камеры 10. На ступени большего диаметра патрубок 5 имеет кольцевую проточку 11 с окнами 12, 13, а со стороны перед него торца — кольцеобразный продольный высту п 14, внутри патрубка 5 размещена ступенчатая поворотная втулка 15 с окнами 16, 17 на большей ступени и кольцевым радиальным выступом 18 со стороны переднего торца ступени большего диаметра.

Радиальный выступ 18 втулки 15 размещен между боковыми торцами 19, 20 продольного выступа 14 патрубка 5. Окна 12, 13 патрубка 5 в одном из крайних положениях втулки 15 совмещаются с ее окнами

16, 17. Патрубок 5 выполнены составным из гильзы 21 и стебля 22. Сжатый воздух подается по шлангу 23. Соприкасающиеся торцовые поверхности гильзы 21 и стебля 22 выполнены с выступом 24 и ответным уступом 25, причем выступ 24 одного элемента составного патрубка 5 размещен в уступе другого. Возможно патрубок

5 выполнять с дополнительным элементом, установленным аксиально стеблю и соприкасающимся с последним по торцовым поверхностям. В этом случае на другом торце стебля 22 выполняются дополнительные выступы 26 (или уступы 27), смещенные относительно передних на 90, т. е. перпендикулярные выступу и уступу гильзы и стебля. Боковые поверхности выступов 24, 26 и уступов 25, 27 могут быть выполнены

55 параллельно продольной оси патрубка (устройства), либо для удобства сборки наклонными, причем угол, образованный обеими боковыми поверхностями выступа 28 одного. из элементов составного патрубка 5, направлен в сторону торцовой поверхности и сопрягаемого с ним уступа 29 другого элемента составного патрубка, чем образуется соединение типа «ласточкин хвост». Втулка 15 выполнена с возможностью фиксации гильзы 21 и стебля 22.

Устройство работает следующим образом.

В режиме прямого хода втулка установлена в положение, когда ее радиальный выступ 18 контактирует с продольным выступом 20 патрубка 5. Окна 16, 17 втулки 15 перекрыты стенками гильзы 21 патрубка 5 и, наоборот, окна 12, 13 гильзь 2! патрубка 5 перекрыты стенками в улки !5

При подаче сжатого воздуха по шлангу 23 в камеру 10 и через окно 3 ударника

2 в камеру 8 обратного хода ударника 2 последний движется назад за счет разности рабочих площадей ударника 2 со стороны рабочих камер 8, 10. Когда окно 3 ударника 2 выйдет за заднюю торповую кромку ступени большего диаметра патрубка 5 (гильзы 12), произойдет выхлоп сжатого воздуха из камеры 8 через окно 3 ударника 2 в полость 9 и через канал 7 амортизатора 6 в атмосферу.,(авление воздуха в камере 8 станет равным атмосферному и за счет воздействия сжатого воздуха, находящегося в камере !О, ударник 2 двигается вперед, нанося удары по передней части корпуса 1. Цикл повторяется. Гильза 21 за счет кинематического соединения ее выступа 24 с )ступом 25 стебля 22 не имеет возможности поворота относительно последнего, Однако в пределах зазора между ее цилиндрической поверхностью и цилиндрической поверхностью поворотной в улки !5 гильза 21 имеет возможность радиального смещения, Это практически исключает вероятность заклинивания ударника 2 с гильзой 21 (т. е. с патрубком 5) . При выполнении составного патрубка 5 иэ трех элементов гильза 21 имеет возможность радиального смещения в двух плоскостях поперечного сечения, т. е. в любом направлении. В случае несоосной сборки воздухораспределительного узла, что может произойти из-за совпадения в одну сторону допусков на неточность изготовления наружной и внутренней поверхности соответственно корпуса, патрубка и амортизатора или ошибочной запрессовки амортизатора (с перекосом) в пределах зазора между гильзой 21 и поворотной втулкой 15, происходит самоцентрирование ударника 2 с гильзой 21 патрубка 5. Аналогично в случае изгиба корпуса 1 при встрече с какимлибо включением в грунте происходит сме1535951

Формула изобретения

Фиг.2 щение ударника 2, который смещает гильзу 21 в радиальном направлении. Для исключения осевого рассоединения гильзы 21 и стебля 22 составного патрубка 5 поворотная втулка 15 выполнена ступенчатой в передней части, а сзади к ней прикреплен шланг 23, составной патрубок 5 при этом размещен между указанными элементами.

В случае изготовления уступа и выступа в виде «ласточкина хвоста» патрубок 5 может быть собран и не рассыпаться без установки в него поворотной втулки 15. Поворотная втулка 15 имеет возможность осевого смещения при использовании дополнительных фиксаторов, исключающих самопроизвольное реверсирование при работе устройства. При этом конструкция выступов

28 и уступов 29 с наклонными боковыми поверхностями исключает проворот поворотной втулки 15 через осевые выступы 14 гильзы 21 составного патрубка 5. Для исключения самопроизвольного поворота втулки 15 относительно гильзы 21 здесь используется эффект заневоливания шланга 23.

При реверсировании, т. е. смене режима работы устройства, необходимо повернуть втулку 15 на 0,5 оборота. В этом случае радиальный выступ 18 контактирует с торцом 19 гильзы 21 патрубка 5 (его осевой выступ 14) . Окна 16, 17 втулки 15 совмещаются с соответствующими окнами 12, 13 гильзы 21 патрубка 5. Сжатый воздух поступает в камеру 8 через окна 16, 17 втулки 15 и окна 12, 13 гильзы 21 патрубка 5 в кольцевую проточку 11 гильзы 5 и через окно 3 ударника 2. Впуск сжатого воздуха в камеру 8 происходит раньше, что исключает удар по передней части корпуса 1. В связи с тем, что объем камеры 8 больше, чем при работе в режиме прямого хода, происходит более интенсивный заброс ударника 2, что приводит к его удару по хвостовой части корпуса l. Выхлоп сжатого воздуха из камеры 8 осуществляется после того, как окно 3 ударника 2 выйдет за заднюю торцовую кромку гильзы 21 патрубка 5. После выхлопа воздуха из камеры 8 ударник за счет давления воздуха в камере 10 пойдет вперед. !!икл в режиме обратного хода повторяется. И в этом случае заклинивание ударника 2 с патрубком 5 исключено, так как его гильза 21, контактирующая с ударником 2, имеет возможность радиального смещения при несоосности ударника 2 с патрубком 5 Ro любой из описанных причин. Для смены режима работы с обратного хода на прямой необходимо повернуть в обратную сторону втулку 15 до упора ее радиального выступа 18 в торец 20 продольного выступа 14 гильзы 21 патрубка 5. При этом окна 12, 13 гильзы 21 перекрываются стенками втулки 15, а окна 16, 17 втулки 15 перекрываются стенками гильзы 21. Воздухораспределением управляют передняя и задняя кромки гильзы 21 ступенчатого патрубка 5, что приводит к описанному режиму работы на прямом ходу.

1. П невматическое реверсивное устройство уда рного действия для проходки скважин в грунте по авт. св. Хо 1313973, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы за счет уменьше25 ния вероятности заклинивания патрубка при одновременном улуч шенин энергетических характеристик, ступенчатый патрубок выполнен составным в виде соприкасающихся торцовыми поверхностями гильзы и стебля, причем на одной из торцовых поверхностей выполнен осевой выступ, размещенный по окружности, а на другой торцовой поверхности выполнен ответный уступ для размещения выступа, при этом поворотная втулка выполнена с возможностью фиксации гильзы и стебля.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что выступ и уступ патрубка выполнены с возможностью образования соединения типа «ласточкин хвост».

3. Устройство по и, 1, отличающеегя тем, что патрубок выполнен с дополнительным элементом, установленным аксиально стеблю и соприкасающимся с последним по торцовым поверхностям, причем на последних выполнены дополнительные выс45 туп и ответный уступ, размещенные перпендикулярно выступу и уступу гильзы и стебля.

1535951

Фиг

В-В

Bud 4

21

4ьг..>

Фиг Ф

18

Составитель С. Робатень

Редактор М. Келемегн Текред И. Верес Корректор Э.. 1ончакова

Заказ 88 Тираж 537 Подо ис нос

ВНИИПИ Государственного комитета г1о изобретениям и открытиям нрн ГКНТ (ССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскаи наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Г1атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, О!