Пневмоударник

 

Изобретение относится к погружным ударным механизмам и может быть использовано в горном деле при бурении скважин. Сущность изобретения: пневмоударник содержит корпус с буксой для хвостовика буровой коронки, поршень-ударник, размещенный в корпусе, разделяющий его полость на камеры прямого и холостого хода и центральную воздухораспределительную трубку с запорным элементом, при этом поршень-ударник и воздухораспределительная трубка имеют радиальные каналы, а поршень-ударник имеет в хвостовой части центральный осевой канал. Новым в пневмоударнике является то, что его центральная воздухораспределительная трубка снабжена в нижней части внутренним кольцевым опорным буртом, а запорный элемент трубки выполнен в виде поршня-патрубка с глухим днищем и снабжен в верхней части наружным кольцевым выступом, при этом поршень-патрубок выполнен с возможностью его посадки на бурт воздухораспределительной трубки при прямом ходе поршня-ударника и перекрытия центрального осевого канала поршня-ударника и радиальных каналов трубки при обратном ходе. 2 ил. ел G

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4892849/03 . (22) 19.12,90 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (71) Казахский политехнический институт им, В.И,Ленина (72) А.С,Латыпов, С,M.Ñóøêî, Э.А.Виньков и

fO.А Латыпова (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 899895, кл, Е 21 С 3/24, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 311003, кл, Е 21 С 3/24, 1970, (54) ПНЕВМДУДАРНИК (57) Изобретение относится к погружным ударным механизмам и может быть использовано в горном деле при бурении скважин, Сущность изобретения: пневмоударник содержит корпус с буксой для хвостовикэ буровой коронки, поршень-ударник, размещенный в корпусе, разделяющий его полость на камеры прямого и холостого хода

Изобретение относится к погружным ударным механизмам, используемым в горном деле при бурении скважин.

Известен пневмоударник, содержащий цилиндр-корпус с коронкой в нижней части и переходник в верхней части, поршеньударник и центральную воздухораспределительную трубку с поршнем, имеющими радиальные каналы.

Одним из недостатков такого пневмоударника является то, что рабочая площадь поршня-ударника уменьшена на величину площади сечения поршня воздухорэспределительной трубки, что служит причиной снижения мощности пневмоудэрника. Кроме Ж 1788229 А1 (я)5 Е 21 С 3/24, Е 21 B 4/14 и центральную воздухораспределительную трубку с запорным элементом, при этом поршень-ударник и воздухораспределительная трубка имеют радиальные каналы, а поршень-ударник имеет в хвостовой части центральный осевой канал. Новым в пневмоударнике является то, что его центральная воздухораспределительная трубка снабжена в нижней части внутренним кольцевым опорным буртом, а запорный элемент трубки выполнен в виде поршня-патрубка с глухим днищем и снабжен в верхней части наружным кольцевым выступом, при этом поршень-патрубок выполнен с возможностью его посадки на бурт воздухораспределительной трубки при прямом ходе поршня-ударника и перекрытия центрального осевого канала поршня-ударника и радиальных каналов трубки при обратном ходе. 2 ил. того в нем к началу перемещения поршняударника вниз камера рабочего хода оказывается связанной с напорной магистралью, вследствие чего энергия холостого поршняударника не аккумулируется в рабочей камере, а рассеивается в трубопроводе, имеющего довольно большой объем по сравнению с объемом рабочей камеры. При этом воздух, сжимаемый в камере рабочего хода, двигаясь в направлении противоположном основному потоку сжатого воздуха, снижает скорость поступательного движения воздуха. Вследствие чего снижается эффективность разгона поршня-ударника и, как следствие, снижается мощность пневмоударника, 1788229 4

Наиболее близким техническим решением является пневмоударник, содержащий корпус с буксой для размещения хвостовика коронки, размещенной в корпусе и разделяющей его полость на камеры рабочего и холостого хода поршень-ударник., имеющий уступы в центральном осе-. вом канале, центральную воздухораспределительную трубку с осевым и радиальными каналамй, а также за. порный элемент.

Недостатком этого пневмоударника является, как и в аналоге, рассеивание энергии холостого хода в трубопроводе. Кроме этого снижается надежность его работы ввиду наличия радиального выхлопа из камеры рабочего хода непосредственно в затрубное пространство, вследствие чего в и роцессе спуско-подъемных операций шлам может засорять рабочие полости пневмоударника.

Цель изобретения — повышение энергии удара за счет аккумулирования энергии обратного хода и повышение надежности работы, 2

На фиг. 1 изображен пневмоударник, продольный разрез: на фиг. 2 — взаимное расположение подвижных элементов пневмоударника при верхнем положении их, Пневмоударник включает цилиндр-корпус 1, внутри которого размещен поршеньударник 2 с уступом 3 в центральном канале

4, имеющем верхнюю 5 и нижнюю 6 поло-, сти, а так >ке центральную воздухораспределительную трубку 7, имеющую осевые и. радиальные каналы 8, Воздухораспределительная трубка 7 в нижней своей части снабжена внутренним кольцевым буртом 9, в отверстии которого располо>кен поршеньпатрубок 10 с глухим днищем и кольцевым ,выступом 11. В нижней части корпуса, следующей буксой, имеется кольцевая расточка 12, соединенная продольными каналами

13 с камерой 14 холостого хода поршняударника, которая сообщается посредством продольйых пазов 15 и наклонных каналов

16 с.верхней полостью 5 поршня-ударника.

Нижняя полость 6 поршня-ударника сообщается посредством каналов 17 и продольных пазов 18 с камерой 19 рабочего хода поршня-ударника, ударная часть 20 которого опирается о хвостовик коронки 21 (на чертеже коронка не изображена), вставленного в буксу.

Пневмоударник работает следующим образом. Пневмоударник включается в соложение, как представлено на фиг. 1, т.е поршень-ударник 2 своей частью 20 опирается о хвостовик 21 коронки; поршень-патрубок 10 своим выступом 11 зависает на опорном бурте 9 поршня-ударника, а радиальные каналы 8 окажутся в зоне полости 5, Поэтому сжатый воздух имеет возможность доступа через радиальные каналы 8 только в камеру 14 холостого хода поршня-ударника 2, вследствие чего последний начнет перемещаться вверх, Камера 19 рабочего хода поршня-ударника в это время связана с эатрубным пространством через продольные пазы 18, каналы 17, полость 6, зазор под глухим днищем поршень-патрубка 10,и уступом 3, далее через центральный канал 4 ударной части 20 поршня-ударника и канал

15 хвостовика 21 коронки. По мере движения поршня-ударника вверх относительно воздухораспределительной трубки 7 первона20 чально уступ . 3 поршня-ударника взаимодействует с глухим днищем поршень-патрубка 10, прерывая связь между камерой 19 и затрубным пространством, В дальнейшем полость 5 выходит из зоны радиальных каналов 8 и прекращается поступлен ие сжатого воздуха в камеру 14 холостого хода поршня-ударника. Далее перемещение поршня-ударника вверх осуществляется за счет расширения сжатого воздуха, накопленного в камере 14, К этому времени (фиг. 2) каналы 8 окажутся в зоне полости 6 и через каналы 17 и пазы 18 сжатый воздух начнет поступать в камеру 19.

При этом нижний торец ударной части 20 поршня-ударника достигнет зоны кольцевой расточки 12 и через продольные каналы

13 камера 14 окажется связанной с эатрубным пространством, т.е. с зоной низкого давления. К моменту завершения обратного хода поршня-ударника 2 большая часть площади сечения каналов 8 окажется ниже кольцевого выступа 11 поршень-патрубка

10, т.е. будет осуществляться разобщение воздухоподающей полости трубки 7 от полости камеры 19, На зевершающем этапе холостого хода произойдет полное разобщение этих полостей и будет происходить сжатие воздуха в ограниченном объеме

50 камеры, то-есть в камере 19 энергия холостого хода поршня-ударника будет аккумулироваться в виде энергии сжатого воздуха, до давления, превышающего сетевое. В начальный момент прямого хода поршняударника 2 сжатый воздух повышенного давления воздействует на площадь поршня, 55 став погружного бурового инструмента и опускается в скважину, По мере достижения выходящего в камеру 19, а сжатый воздух, имеющий сетевое давление, воздействует забоя скважины детали пневмоударника от- на верхнюю площадь сечения поршень-патносительно цилиндра корпуса 1 займут по- рубка, Вследствие этого поршень-ударник

1788229 начинает более интенсивное по сравнению с известными пневмоударниками перемещение вниз. По мере перемещения вниз поршня-ударника 2 с поршень-патрубком

10 кольцевой выступ 11 окажется ниже верхнего уреза каналов 8 и на всю площадь начнет воздействовать сжатый воздух, поступающий по трубке 7. В дальнейшем поршень-патрубок 10 зависает своим кольцевым выступом 11 на опорном бурте 9, а поршень-ударник движется вниз до момента нанесения удара по хвостовику коронки. Во время прямого хода поршня-ударника 2 сообщение и разобщение рабочих полостей пневмоударника происходит в обратном порядке по сравнению с холостым ходом, описанным выше, и цикл повторяется.

Формула изобретения

Пневмоударник, включающий корпус с буксой для размещения хвостовика коронки, размещенный в корпусе и разделяющей его полость на камеры прямого и холостого хода поршень-ударник, имеющий уступы в центральном осевом канале. центральную воздухораспределительную трубку с осевым и радиальными каналами для периодической подачи воздуха в камеры рабочего и холостого хода посредством выполненных в поршне-ударнике полостей и радиальных каналов, запорный элемент, имеющий в верхней части кольцевой выступ, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения энергии удара путем аккумулирования энергии обратного хода и повышения надежности работы, запорный элемент выполнен в виде поршня-патрубка с глухим

10 днищем, а центральная воэдухораспределительная трубка на торце, обращенном к ударнику, имеет отверстие для размещения в последнем поршня-патрубка и внутренний кольцевой бурт для взаимодействия с

15 кольцевым выступом поршня-патрубка, который размещен в осевом канале центральной воздухораспределительной трубки с возможностью осевого перемещения при взаимодействии с уступом поршня-ударни20 ка и перекрытия центрального осевого канала последнего и радиальных каналов в центральной воэдухораспределительной трубке в режиме обратного хода и открытия центрального осевого канала в поршне25 ударнике в режиме прямого хода для выхлопа из камеры прямого хода, 1788229

Редактор

Заказ 59 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

11

>о

19

17

Составитель А.Латыпов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова