Реверсивное устройство ударного действия

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам ударного действия, и используется для проходки скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Технический результат – повышение надежности, обеспечение устойчивости работы и реверсирования устройства, упрощение конструкции. Реверсивное устройство содержит корпус, размещенный в нем ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок с осевым каналом и радиальной направляющей, в которой установлен вкладыш, систему управления реверсом. При этом воздухораспределительный патрубок оснащен радиальным окном, соединенным с радиальной направляющей, а вкладыш выполнен с возможностью входа и выхода в передний и задний упоры корпуса, выполненные в виде радиальных направляющих, под воздействием рабочей среды через шланг рабочей среды, связанный с ее источником, и систему управления реверсом, выполненную в виде преобразователя рабочей среды. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте

Техническое решение относится к строительству, а именно к устройствам ударного действия, и может найти применение при проходке скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Известно устройство ударного действия для проходки скважин в грунте по а.с. СССР №1183623, кл. E02F 5/18, опубл. в Бюл. №37 от 07.10.1985, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с центральным и радиальными каналами, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения, ударник и вкладыши, размещенные в радиальных каналах патрубка и соединенные с упругим элементом. Упругий элемент выполнен в виде витой пружины, установленной перпендикулярно центральному каналу патрубка.

Общими признаками аналога и предлагаемого технического решения являются: корпус, размещенный в нем ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок, установленный с возможностью осевого перемещения в корпусе и имеющий осевой канал и радиальные каналы в стенке, вкладыши.

Недостатками данного устройства является то, что пружина не обладает достаточной надежностью в работе, и даже ее незначительное ослабление может привести к незапланированному переключению устройства в режим обратного хода и наоборот.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте по а.с. СССР №1313972, кл. E02F 5/18, опубл. в Бюл. №20 от 30.05.1987, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке, в котором установлен подпружиненный вкладыш, выполненный в виде стакана, дно которого обращено в сторону продольного канала, а пружина с шариком на ее конце, противоположном дну стакана, размещена в полости стакана.

Общими признаками прототипа и предлагаемого устройства являются: корпус, ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке, в которой установлен вкладыш.

Недостатками данного устройства является низкая эффективность работы реверса из-за его зависимости от упругости пружины, воздействующей на шарик. Даже незначительное изменение упругости пружины, вследствие динамических нагрузок, может привести к внезапному переключению устройства в режим обратного хода и наоборот, т.е. приводит к неустойчивой работе.

Другим недостатком известного устройства является также то, что вкладыш в виде стакана размещен в стенке воздухораспределительного патрубка, что ограничивает площадь его взаимодействия с упором и таким образом существенно снижается надежность сцепления с последним и приводит к быстрому износу взаимодействующих элементов реверса: вкладыша и упора. Возможность заклинивания вкладыша или затрудненного выхода и возврата из радиального окна из-за трения при реверсировании также снижает эффективность работы устройства.

Кроме того, конструкция известного устройства сложна в исполнении и сборке, что снижает надежность работы устройства и значительно увеличивает его стоимость. Сложным и неустойчивым элементом конструкции является также взаимодействующая цепочка реверса «пружина - шарик - стакан», быстро ломающаяся и ремонтонепригодная.

Проблемы заключаются в повышении эффективности работы реверсивного устройства ударного действия для проходки скважин в грунте за счет обеспечения несложного переключения и устойчивой работы его в режимах прямого и обратного ходов и повышении надежности за счет упрощения конструкции при снижении стоимости.

Проблемы решаются тем, что в реверсивном устройстве ударного действия для проходки скважин в грунте (далее - устройство), содержащем корпус, размещенный в нем ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок с осевым каналом и радиальной направляющей, в которой установлен вкладыш, систему управления реверсом, согласно техническому решению воздухораспределительный патрубок оснащен радиальным окном, соединенным с радиальной направляющей, а вкладыш выполнен с возможностью входа и выхода в передний и задний упоры корпуса, выполненные в виде радиальных направляющих, под воздействием рабочей среды через шланг рабочей среды, связанный с ее источником, и систему управления реверсом, выполненную в виде преобразователя рабочей среды.

Расположение вкладыша и фиксация его в радиальной направляющей воздухораспределительного патрубка относительно оси устройства обеспечивает наименьшее трение боковых поверхностей вкладыша по боковым поверхностям радиальной направляющей, что приводит к минимизации усилий входа и выхода вкладыша в задний и передний упоры корпуса, а следовательно, повышает эффективность работы устройства.

Радиальное окно в стенке патрубка, соединенное с радиальной направляющей, обеспечивает надежную связь вкладыша через воздухораспределительный патрубок, шланг и преобразователь рабочей среды с ее источником, что делает конструкцию устройства эффективной и надежной.

Ключевым отличительным признаком предлагаемого технического решения является соединение вкладыша посредством рабочей среды с ее источником через преобразователь рабочей среды: при выходе вкладыша из радиальной направляющей воздухораспределительного патрубка посредством сжатого воздуха, при входе - посредством вакуума, что повышает эффективность работы и надежность устройства при снижении его стоимости.

Минимизация усилий для выхода и входа вкладыша путем выполнения радиальной направляющей воздухораспределительного патрубка сокращает энергоемкость реверсирования, что повышает эффективность работы устройства.

Совокупность перечисленных существенных признаков не только значительно упрощает конструкцию, снижает стоимость ее изготовления, что ведет к повышению надежности устройства, но и обеспечивает устойчивую работу и реверсирование устройства, что повышает эффективность работы.

Целесообразно, чтобы вкладыш был выполнен в виде контактирующих друг с другом полувтулок, расположенных в радиальной направляющей воздухораспределительного патрубка, а передний и задний упоры корпуса были выполнены в виде радиальных направляющих на внутренней стенке корпуса, поскольку таким образом увеличивается площадь сцепления полувтулок со стенками радиальных направляющих корпуса, минимизируя усилие выхода и входа полувтулок, что обеспечивает повышение эффективности работы и надежности устройства.

Выполнение вкладыша из простых конструктивных элементов (например, полувтулок) вместо сложной цепочки вкладыша в прототипе «пружина - шарик - стакан» упрощает конструкцию устройства, что повышает его эффективность работы, надежность, ремонтопригодность при снижении стоимости устройства в целом.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения устройства и чертежами фиг. 1-4, где на фиг. 1 показан общий вид в продольном разрезе; на фиг. 2 - место I на фиг. 1 в увеличенном виде; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - схема преобразователя рабочей среды.

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг. 1-3), ударника 2, подпружиненного воздухораспределительного патрубка 3 (далее - патрубок 3), находящегося в исходном, переднем (левом по чертежу, фиг 1, 2) положении за счет осевой пружины 4. В патрубке 3 с осевым каналом 5 выполнено радиальное окно 6, соединенное осевым каналом 5 с радиальной направляющей 7 патрубка 3, в которой размещен вкладыш 8. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены передний и задний упоры в виде радиальных направляющих 9 и 10. Вкладыш 8 может быть выполнен из двух контактирующих друг с другом полувтулок (фиг. 3).

Полувтулки вкладыша 8 через радиальное окно 6, осевой канал 5 патрубка 3 и воздухоподводящий шланг 11 соединены с источником 12 рабочей среды через ее преобразователь 13. Преобразователь 13 рабочей среды (фиг. 4) содержит распределитель 14, напорную линию 15 и вакуумную линию 16 с эжектором 17. Корпус 1 с передним 18 и задним 19 торцами имеет задний упор 20 и обратный клапан 21.

Устройство работает следующим образом. Для осуществления прямого хода в корпус 1 ударной машины (фиг. 1-3) через патрубок 3, находящийся в исходном, переднем (левом по чертежу, фиг. 1, 2), положении за счет осевой пружины 4, подают рабочую среду (сжатый воздух) по воздухоподводящему шлангу 11 от источника 12 рабочей среды через преобразователь 13 рабочей среды. Полувтулки вкладыша 8 (фиг. 3), находящихся в радиальной направляющей 7 патрубка 3, частично выходят из нее и фиксируются в передней радиальной направляющей 9 корпуса 1. Ударник 2 наносит удары по переднему торцу 18 корпуса 1. Ударная машина двигается вперед, оставляя за собой скважину. Для реверсирования ударной машины прекращают подачу сжатого воздуха. Перекрывая напорную линию 15 (фиг. 4) преобразователя 13 рабочей среды распределителем 14, открывают вакуумную линию 16, на которой расположен эжектор 17, образующий в устройстве вакуум. В корпус 1 начинает поступать вакуум, благодаря которому полувтулки вкладыша 8 (фиг. 3) выходят из передней радиальной направляющей 9 патрубка 3.

Натяжением воздухоподводящего шланга 11 патрубок 3 переводят в заднее положение (правое по чертежу, фиг. 1), при этом осевая пружина 4 сжимается. Обратный клапан 21 устройства обеспечивает герметичность при подаче вакуума. Под действием натяжения воздухоподводящего шланга 11 в заднем положении в ударную машину вновь подают сжатый воздух посредством переключения преобразователя 13 рабочей среды распределителем 14 на напорную линию 15. Полувтулки вкладыша 8 под воздействием рабочей среды (сжатого воздуха) выходят из передней радиальной направляющей 7 патрубка 3 и фиксируются в радиальной направляющей 10 корпуса 1. Устройство начинает двигаться к устью скважины, т.е. происходит его обратный ход. Ударник 2, благодаря воздухораспределению, наносит удары по заднему торцу 19 корпуса 1.

Для перевода ударной машины на прямой ход необходимо отключить напорную линию 15 преобразователя 13 рабочей среды посредством распределителя 14, открыть вакуумную линию 16 и подать вакуум в устройство, который вернет полувтулки вкладыша 8 в переднюю радиальную направляющую 7 патрубка 3. Осевая пружина 4, разжимаясь, переведет воздухораспределительный патрубок 3 в переднее положение и после подачи сжатого воздуха устройство начнет движение вперед.

1. Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте, содержащее корпус, размещенный в нем ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок с осевым каналом и радиальной направляющей, в которой установлен вкладыш, систему управления реверсом, отличающееся тем, что воздухораспределительный патрубок оснащен радиальным окном, соединенным с радиальной направляющей, а вкладыш выполнен с возможностью входа и выхода в передний и задний упоры корпуса, выполненные в виде радиальных направляющих, под воздействием рабочей среды через шланг рабочей среды, связанный с ее источником, и систему управления реверсом, выполненную в виде преобразователя рабочей среды.

2. Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте по п. 1, отличающееся тем, вкладыш выполнен в виде контактирующих друг с другом полувтулок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередачи.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередачи.

Изобретение относится к строительству, используется для прокладки в грунте трубопроводов различного назначения с изменяемой в процессе прокладки траекторией. Способ включает периодический размыв в грунте канала струями газообразующей жидкости, подаваемой через рабочий орган, находящийся в головной части трубопровода, при его прокладке по заданной траектории.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам ударного действия, и применяется при проходке скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Изобретение относится к области подземного направленного бурения, а более конкретно к системе наведения на цель при направленном бурении, устройству и связанному с ним способу.

Изобретение относится к области строительства, в частности к технологиям и оборудованию горизонтального бурения для бестраншейной укладки трубопроводов. Способ прокладки труб основан на технологии горизонтального направленного бурения с применением метода разрушения или без такового.

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали.

Изобретение относится к строительству переходов магистральных трубопроводов методом наклонно-направленного бурения с применением составного защитного футляра.

Изобретение относится к пневматическим устройствам ударного действия. Устройство содержит корпус с отверстиями, установленный в корпусе ударник с продольным каналом, камеры прямого и обратного хода, канал для подачи сжатого воздуха в камеру обратного хода, систему выхлопа и упругое кольцо.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт.

Группа изобретений относится к горной и строительной технике - к пневмоударным устройствам, используется для разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта и т.п.

Изобретение относится к строительной технике ударного действия, предназначено для проходки скважин в грунте, забивания стержневых элементов в грунт, извлечения из грунта строительных элементов, трамбования грунта и т.п.

Изобретение относится к сваебойной машине и способу забивки свайного элемента в грунт, причем головную часть свайного элемента помещают в забивной наголовник на нижней стороне приводного ударного блока, который перемещают с помощью главной лебедки и главного каната вдоль мачты и приводят свайный элемент в вертикальное положение забивки в грунт, при этом свайный элемент поднимают с помощью вспомогательной лебедки со вспомогательным канатом из лежачего положения в приблизительно вертикальное положение забивки, в котором головная часть свайного элемента входит в забивной наголовник ударного блока.

Изобретение относится к гидродвигателям для молотов, используемых для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Технический результат - повышение частотной характеристики гидродвигателя сваебойного молота и, соответственно, частоты ударов молота.

Изобретение относится к горной и строительной технике, предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород и т.д. Технический результат - обеспечение по команде оператора реверсивного режима работы устройства.

Изобретение относится к ударным устройствам. Технический результат - быстрое отведение гидравлической жидкости из цилиндра.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт длинномерных стержневых элементов. Технический результат - повышение надежности и долговечности работы гидромолота за счет снижения изгибающей нагрузки на шток цилиндра гидропривода.

Изобретение относится к горной и строительной технике, а именно к пневматическим машинам ударного действия, и предназначено для забивания в грунт длинных стержней.

Группа изобретений относится к машиностроению, применяется в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке. Технический результат - повышение эффективности и надежности работы регулируемой ударной машины (РУМ) за счет четкого и надежного ее запуска путем снижения перетечек рабочей среды между камерами прямого и обратного хода и камерой управления и, как следствие, увеличения мощности регулируемой ударной машины, а также путем расширения возможностей ее использования.

Изобретение относится к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Технический результат - упрощение сборки с одновременным обеспечением точной расчетной затяжки соединения штока и ударной массы гидромолота.

Изобретение относится к машине ударного действия. Машина содержит корпус и размещенный в нем ударник, образующие верхнюю камеру и нижнюю камеру, соединенную с атмосферой, вакуум-компрессор, установленный в верхней части корпуса на диске, образующем камеры над и под диском, ресивер, соединенный с верхней камерой, магнитный фиксатор для ударника, установленный в верхней камере, и рабочий инструмент.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам ударного действия, и используется для проходки скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Технический результат – повышение надежности, обеспечение устойчивости работы и реверсирования устройства, упрощение конструкции. Реверсивное устройство содержит корпус, размещенный в нем ударник, подпружиненный воздухораспределительный патрубок с осевым каналом и радиальной направляющей, в которой установлен вкладыш, систему управления реверсом. При этом воздухораспределительный патрубок оснащен радиальным окном, соединенным с радиальной направляющей, а вкладыш выполнен с возможностью входа и выхода в передний и задний упоры корпуса, выполненные в виде радиальных направляющих, под воздействием рабочей среды через шланг рабочей среды, связанный с ее источником, и систему управления реверсом, выполненную в виде преобразователя рабочей среды. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх