Гидравлическая бурильная машина

 

ОПИСАН И Е

ИЗОЫ ЕтЕНИЯ (п1 497406

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства

122) Заявлено 16.04.62 (21) 774246/22-3 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 30.12.75. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 15.03.76 (51) М. Кл, Е. 21с 3/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.233.5 (088.8) (72) Автор ичобрстсnIIsf

И. В. Винник (71 ) Заявите Jlb (54) ГИДРА ВЛ И Ч ЕСКАЯ БУРИЛ Ь НАЯ MAUI И HA

Известны гидравли .еские бурильные машины с использованием гидравлического удара в жидкости.

В предложенной гидравлической бурильной машине, в отличие от известных, торцевая ,асчь корпуса выполнена с камерой, имеющей зластичные стенки и переходящей в сопло.

Внутри камеры размещены соосно отсекатель с лопастями и боек переменного сечения.

Поверхность головки бойка — — профилироваввая, тороидальная.

Кроме того, внутри корпуса отсекателя располо>кен винт с тарельчатыми пружинами, а на вь;ступе корпуса редуктора вращателя укропле колпак. Это позволяет увеличить к,п.д. гидравлической бурильной машины.

На чсртеже схематически изображена бурильнаа ч м а шина в разрезе.

Ьурильпая машина ударно-вращательного действия предназначена для бурения шпуров в крепких и средней крепости горных породах. Она состоит из ударного механизма, узла вращения и буродержателя.

Ударный механизм содержит распределительную коробку 1, отсекатель 2 с соплом 3 и успокоительными лопатками 4, опорную решетку 5 пневматического амортизатора 6 в виде рези нового баллона, кожух 7 отсекателя, регулирующий винт 8 с тарельчатыми отбойными пружинами 9, боек, состоящий из головки 10, стержня 11 и юбки 12, направляющие

13 бойка, кожух 14 направляющих и пусковуюю пружину 15.

Узел вращения включает в себя распреде5 литсльnóþ коробку 16 с направляющим аппаратом, активную одноступенчатую гидротурбину 17 и редуктор 18.

Буродер>катель имеет регулировочный колпак 19, павинчснный на вы туп корпуса ре)и дуктора и несущий на себе упорный подшипник 20 и стакан 21 с промывочной муфтой.

Хвостовик 22 бура 23 выполнен отьемпым от !

-! его.

По сферической торцевой поверхности хво15 стовика наносится удар головкой бойка. В своей средней части хвостовик снабжен шлпцами для передачи вращения от редуктора к буру. Соединение хвостовика с буром может быть конусное или фланцевое. Буровая ко20 ронка 24 такая же, как для других известных машин ударно-вращательного действия.

Бурильная машина работает следующим образом.

Вода из магистрали или от насоса подается

25 к машине по гибкому шлангу и поступает в распределительные коробки 1 и 16 и к штуцеру промывочной муфты.

Затем она проходит внутрь опорной решетки 5, сжимая воздух в баллоне амортизатора

30 6, и по каналам между успокоительными

497406 лопатками 4 — к кольцевой щели между соплом 3 и бойком. Благодаря пусковой пружине 15 кольцевая щель в период пуска оказывается приоткрытой. Через нее напорная вода истекает в виде струи по направляющему 5 стержню 11.

Достигнув профилированной поверхности головки бойка, вода обтекает ее тороидальную лопатку и изменяет направление движения на обратное. Под действием создавшего- 10 ся давления боек разгоняется, двигаясь к хвостовику бура. При этом в определенный момент юбка 12 бойка входит в отверстие сопла 3 и перекрывает его.

Дальнейший разгон бойка происходит за 15 счет запаса воды, текущей вдоль его стержня.

Отработанная вода сбрасывается с бойка в виде конуса и попадает в сборный трубопровод 25. Путь бойка во время его обратно 0 хода свободен от воды. 90

После нанесения удара по хвостовику бура боек отскакивает. Часть кинетической энергии бойка, которой он располагал перед ударом, передается буру, а остаток уносится бойком при отскоке. Скорость отскока бойка сохра- 25 няе- ся почти неизменной на всем пути обратного хода. В тот момент, когда юбка бойка, движущегося назад, открывает отверстие соп:ra, навстречу бойку истекает струя жидкости.

Однако боек продолжает свое движение на- з0 зад, так как для встречи головной части струи и лопатки бойка требуется время, необходимое для прохода длины стержня бойка со скоростью, равной сумме скорости струи и скорости обратного движения бойка. з5

За это время боек доходит до задней отбойной пружины 9 и отражается от нее в направлении рабочего хода. Большая часть энергии отскока бойка возвращается при этом в виде начальной скорости его рабочего 40 хода. После встречи головной части струи с лопаткой бойка начинается его разгон, При движении бойка вперед его юбка в определенный момент входит в отверстие сопла, закрывает его, и цикл работы продолжается.

Вода в машину поступает по шлангу равномерно. Прп закрытом положении отсекателя (отверстие сопла перекрыто юбкой бойка) вода накапливается в колпаке пневматического амортизатора, сжимая воздух в баллоне. Ког- 50 да сопло открыто, вода истекает с расходом, в 2 — 4 раза большим средней величины его в подводящем трубопроводе, Регулируя положение отбойной пружины 9 ввинчиванпем илн вывппчиванием винта 8, 55 можно изменять время пребывания сопла в открытом состоянии и количество прошедшей через него воды, а следовательно, и энергию удара бойка по буру. От изменения положения хвостовика бура зависит длина рабочего хода, а следовательно, и число ударов ударного механизма. Скорость отскока бойка от бура определяется величиной коэффициента отскока, а на последний влияют свойства буримой породы, значит и параметры работы ударного механизма также находятся в зависимости от внешних условий бурения. Соответствующим выбором параметров машины можно достичь автоматического изменения числа и энергии ударов ударного механизма, которые будут соответственно оптимальными для бурения определенного комплекса пород.

Узел вращения предложенной бурильной машины работает следующим образом.

Вода из распределительной коробки 1б вытекает через сопла направляющего аппарата на лопатки турбины 17, приводит ее во вращение и поступает в сборный трубопровод 25.

Вращение вала турбины передается через редуктор 18, понижающий число оборотов до необходимой величины, на шлицованную часть хвостовика бура.

Число оборогов и мощность турбины регулируются краном, установленным на подводящей магистрали.

Предмет изобретения

1. Гидравлическая бурильная машина ударно-вращательного действия с использованием напора жидкости, включающая корпус, ударный механизм, буродержатель, о т л ичающаяся тем, что, с целью увеличения к.п.д. бурильной машины, торцевая часть корпуса снабжена камерой с эластичными стенками, переходящей в сопло, внутри которой размещены соосно отсекатель с лопастями и боек переменного сечения, головка которого имеет тороидальную поверхность.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью изменения силы удара бойка посредством регулирования количества прошедшей через сопло жидкости, внутри корпуса отсекателя расположен винт с тарельчатыми пружинами.

3. Машина по пп, 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью изменения числа ударов бойка посредством регулирования длины рабочего хода, на выступе корпуса редуктора вращателя укреплен колпак.

497406

1) f4 f0 Л 1К I 7 Ю

Редактор И. Грузова

Заказ 394/5 Изд. № 2116 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель В. Левин

Текред 3. Тараненко

Корректоры: Л. Денискина и T. Добровольская