Пневматическое устройство ударного действия для образования скважины в грунте

 

Изобретение относится к строительной и горной технике, в частности к устр-вам ударного действия, применяемым, например , для проходки скважин в грунте. Цель - упрощение конструкции. Устр-во включает корпус 1, внутри которого размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударник 2 с окном 3 и полостью,- в которой размещен цилиндрический ступенчатый патрубок (СП) 5. Последний закреплен к корпусу 1 посредством эпастичной цилиндрической втулки (В) 6, в которой имеются воздухопропускные каналы 7 для выхлопа сжатого воздуха. На наружной поверхности В 6 имеет кольцевые выступы, размер которых в сечении соответствует кольцевым канавкам 15, 16. Кроме того, В 6 выполнена с кольцевой полостью 20, которая сообщена с осевым каналом 18 через радиальный канал 17. На ступени меньшего диаметра СПб выполнены кольцевые упоры 21, между которыми размещена В 6 Каждая ступень меньшего диаметра В 6 выполнена с кольцевой проточкой, расположенной у торца ступени большего диаметра . При работе устр-ва В 6 используется в качестве амортизатора и механизма реверсирования , что упрощает его конструкцию . 5 з. п. ф-лы, 3 ил. (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 02 F 5/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1д 5 18 7 20 17

Фиг. Ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674025/03 (22) 05.04,89 (46) 23.04.91. Бюл. М 15 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) А,Д. Терсков, А,Д. Костылев, В,Д. Плавских и X.6. Ткач (53) 621.643.2 .624.13 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 376531, кл. Е 02 F 5/18, 1971.

Авторское свидетельство СССР

М 482103, кл. Е 02 F 5/18, 1971. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИНЫ В ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к строительной и горной технике, в частности к устр — вам ударного действия, применяемым, например, для проходки скважин в грунте. Цель— упрощение конструкции. Устр-во включает корпус 1, внутри которого размещен с возможностью возвратно — поступательного пе„„Я2„„1643675 А1 ремещения ударник 2 с окном 3 и полостью,, в которой размещен цилиндрический ступенчатый патрубок (СП) 5. Последний закреплен к корпусу 1 посредством эластичной цилиндрической втулки (В) 6, в которой имеются воздухопропускные каналы 7 для выхлопа сжатого воздуха. На наружной поверхности В 6 имеет кольцевые выступы, размер которых в сечении соответствует кольцевым канавкам 15, 16. Кроме того, В 6 выполнена с кольцевой полостью

20, которая сообщена с осевым каналом 18 через радиальный канал 17. На ступени меньшего диаметра С П 5 выполнены кольцевые упоры 21, между которыми размещена В 6. Каждая ступень меньшего диаметра

В 6 выполнена с кольцевой проточкой, расположенной у торца ступени большего диаметра. При работе устр-ва В 6 используется в качестве амортизатора и механизма реверсирования, что упрощает его конструкцию. 5 з. и. ф — лы, 3 ил.

1643675

Изобретение относится к строительной и горной технике, в частности к устройствам ударного действия, применяемых, например, для проходки скважин в грунте, Цель изобретения — упрощение конструкции, На фиг, 1 представлено пневматическое устройство ударного действия для образования скважины в грунте, общий вид; на фиг. 2 — механизм воздухораспределения; на фиг. 3 — устройства со ступенчатой втулкой (в режиме обратного хода).

Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого размещен с воэможностью возвратно — поступательного перемещения ударник 2 с окном 3 и полостью 4, в которой размещен цилиндрический ступенчатый патрубок 5, закрепленный посредством. эластичной цилиндрической втулки 6 к корпусу

1. Во втулке 6 имеются воздухопропускные каналы 7 для выхлопа сжатого воздуха.

Ударник 2 разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на две камеры 8 и 9, одна из которых служит для обеспечения обратного хода ударника 2, а другая — для выхлопа сжатого воздуха. Часть полости 4 ударника

2, ограниченная патрубком 5, служит в качестве камеры прямого хода.

Между корпусом 1 и втулкой 6 установлен фланец 10 с окном 11.

Втулка 6 закреплена в гайке 12; которая на резьбе крепится в хвостовой части корпуса 1. Между ступенью большего диаметра патрубка 5 к нему закреплен воздухоподводящий шланг 14; На внутренней поверхности гайки 12 выполнены две группы кольцевых расточек 15 и 16, смещенные друг относительно друга на расстояние, соответствующее смещению патрубка 5 при смене режима работы с прямого хода на обратный. На патрубке 5 выполнен радиальный канал 17, расположенный на его. ступени меньшего диаметра и служащий для сообщения с осевым каналом 18 патрубка, Втулка 6 имеет на наружной поверхности. кольцевые выступы 19, размер которых в сечении соответствует кольцевым канавкам

15 и 16. В сечении кольцевые расточки 15 и

16 могут иметь любой профиль, наиболее целесообразным профилем является — пря.моугольный. Втулка 6 выполнена с кольце,вой полостью 20, которая сообщена с осевым каналом 18 через радиальный канал

17. Боковые стенки кольцевой полости 20 могут быть расположены наклонно к дну кольцевой полости 20, и симметрично относительно поперечной оси симметрии кольцевой полости 20. При этом предпочтительно, что угол наклона боковой стенки кольцевой полости 20 к ее дну со45 ки 6. Наибольшая деформация идет вдоль . боковых стенок полости 20. Выполнение кольцевых проточек 22 у торцов ступени большего диаметра втулки 6 способствует концентрации напряжений, а, следователь50

40 ставляет 45О. На ступени меньшего диаметра патрубка 5 выполнены кольцевые упоры

21, между которыми размещена втулка 6, Втулка 6 может быть выполнена ступенчатой (фиг. 2), причем ступень большего диаметра расположена симметрично между ступенями меньшего диаметра, а кольцевые выступы 19 расположены на ступени большего диаметра. Кроме того, каждая ступень меньшего диаметра втулки 6 может быть выполнена с кольцевой проточкой 22, расположенной у торца ступени большего диаметра.

Устройство работает следующим образом, При прямом ходе патрубок 5 занимает крайнее переднее положение, при котором выступы 19 эластичной втулки 6 при деформации размещены в кольцевых расточках

15. Под действием пружины 13 эластичная втулка 6 удерживается в этом положении.

Сжатый воздух, подаваемый по шлангу

14 и осевому каналу 18 патрубка 5 в полость

4, перемещает ударник 9 вперед. В крайнем своем переднем положении он наносит удар по передней части корпуса 1, Это положение показано на фиг. 1. Одновременно сжатый воздух через радиальный канал 17 поступает под внутреннюю поверхность эластичной втулки 6 и деформирует ее в радиальном направлении, что способствует удержанию патрубка 5 в крайнем переднем положении. При выполнении эластичной втулки — амортизатора 6 с гладкой внутренней поверхностью возможна утечка сжатого воздуха иэ-под нее. При выполнении эластичной втулки 6 с кольцевой полостью 20, боковые стенки которых выполнены под углом, происходит направленная деформация эластичной втулки 6. Ее торцовая часть ступени меньшего диаметра в меньше деформируется, за счет чего она обжимает поверхность патрубка 5, препятствуя тем самым уте -гке сжатого воздуха из-под втулно, и деформации вдоль боковой стенки полости 20. Сочетание выполнения втулки 6 с кольцевыми проточками 22, размещенными у торцовых поверхностях ступени большего диаметра, и наклонными боковыми стенками полости 20, обеспечивающие минимальное расстояние между ними, обеспечивает деформацию в требуемом направлении, Такое выполнение позволяет, в конечном счете, увеличить жесткость втулки 6 и силу, 1643675

55 удерживающую патрубок 5 в требуемом положении.

После нанесения удара по корпусу 1 ударник 2 движется назад под действием энергии отскока и сжатого воздуха, находящегося в камере 8. В камеру 8 сжатый воздух поступает через окно 3 ударника 2 из полости 4, в переднем положении ударника

2. В силу того, что площади ударника 2, выходящие в камеру 8 и полость 4 разные, а давление сжатого воздуха в момент сообщения камеры 8 и полости 4 одинаковое, возникает сила, действующая на ударник 2, в направлении втулки 6, После перекрытия окна 3 ударника 2 происходит отсечка камеры 8 от магистрали и в этой камере происходит расширение сжатого воздуха.

Ударник 2 движется назад до момента, когда его окно 3 выйдет за задний торец ступени большего диаметра патрубка 5.

Происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры 8 в камеру 9 и через окна 11 и 7 в атмосферу. В камере 8 давление воздуха становится равным атмосферному и ударник 2 движется вперед под действием давления сжатого воздуха, находящегося в полости 4. В переднем положении ударник

2 наносит удар по корпусу 1 и цикл повторяется.

Для перевода на обратный ход необходимо отключить подачу сжатого воздуха.

Втулка 6 будет иметь минимальную жесткость и минимальный радиальный размер меньше внутреннего диаметра гайки 12. Натягивая шланг 14, сдвигают патрубок 5 в крайнее заднее положение и при этом сжимают пружину 13. Затем подают сжатый воздух, в результате чего втулка 6 деформи-. руется в радиальном направлении. Ее кольцевые выступы 19 устанавливаются в группу кольцевых расточек 16. Сжатый воздух, находящийся в полости 4, способствует удержанию патрубка 5 в заднем положении, Воздухораспределение работа. т также как и при режиме прямого хода. Однако в силу того, что патрубок 5 смещен, его кромки сдвинуты, в результате впуск сжатого воздуха в камеру 8 произойдет раньше, чем в режиме прямого хода, а выхлоп позже.

Из — за этого ударник 2 будет раньше тормозиться и не соударяться с корпусом 1 при движении вперед, а при движении назад ударник 2 ударяет по гайке 12, что и предопределяет движение устройства в обратном направлении.

Для перевода устройства в режим прямого хода необходимо отключить подачу сжатого воздуха. Под действием пружины

13 патрубок 5 сдвинется в переднее положение, соответствующее работе устройства

45 в режиме прямого хода. При подаче сжатого воздуха втулка 6 будет сдеформирована и закреплена в канавках кольцевой системы

15. Далее устройство будет работать в режиме прямого хода.

Предлагаемое устройство ударного действия проще известных в конструктивном отношении, так как используется один элемент втулка в качестве амортизатора и механизма реверсирования.

Формула изобретения

1, Пневматическое устройство ударного действия для образования скважины в грунте, включающее корпус, внутри которого установлен с возможностью перемещения ударник с окном и полостью в хвостовой частидля размещения ступени большегодиаметра цилиндрического ступенчатого патрубка, установленный с возможностью ограниченного перемещения для смены режима работы устройства с прямого хода на обратный ступенчатый цилиндрический патрубок с упорами на ступени меньшего диаметра и с осевым каналом для соединения с воздухоподводящим шлангом и размещенную между корпусом и ступенью меньшего диаметра ступенчатого патрубка эластичную втулку с воздухопрапускным каналом, отличающееся тем,что,сцелью упрощения конструкции, втулка выполнена цилиндрической с расположенными на ее. пружинной поверхности кольцевыми выступами и с кольцевой полостью, расположенной на ее внутренней поверхности, а корпус выполнен с двумя группами кольцевых расточек для размещения выступов втулки, при этом патруЪок выполнен с радиальным каналом для сообщения кольцевой полости втулки с осевым каналом патрубка, а упоры на патрубке выполнены кольцевыми, причем втулка расположена между упорами патрубка, а расстояние между группами кольцевых расточек на корпусе по продольной оси корпуса равно величине перемещения патрубка для смены режима работы устройства с прямого хода на обратный.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кольцевые выступы втулки имеют прямоугольную форму в поперечном сечении.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что втулка выполнена ступенчатой, при этом ступень большего диаметра расположена симметрично между ступенями меньшего диаметра, а кольцевые выступы расположены на ступени большего диаметра.

4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая ступень меньшего диаметра втулки выполнена с кольцевой про1643675

l8 О 17 о 21

4В8.

Составитель А. Тостов

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик

Заказ 1224 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 точкой, расположенной у торца ступени большего диаметра.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что боковые стенки кольцевой полости втулки расположены наклонно к дну кольцевой полости и симметрично относительно поперечной оси симметрии кольцевой полости.

6, Устройство по и. 5, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что угол наклона боковой стенки

5 кольцевой полости к дну кольцевой полости равен 45 .