Гидравлический регулятор по дачи инструмента при вращательном бурении

 

М 59488

Класс 5а, 12„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕTEHHR

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретении Госплана при СНН СССР

С. Л. Залкин.

Гидравлический регулятор подачи инструмента при вращательном бурении.

Основное авторское свидетельство на имя А. А. Грицай и М. Д. Оловянова от 31 марта 1938 года № 52789.

Заявлено 11 апреля 1937 года в НКТоп РСФСР за X 6663, с присоединением заявки от 7 декабря 1937 года за ¹ 12703.

Опубликовано 31 кварта 1941 года.

В известных гидравлических регуляторах для подачи инструмента при вращательном бурении, например, в американском гидрорегуляторе Брантли, применяется несколько цилиндров с большим количеством (24) клапанов, что делает их ненадежными в работе.

Уже предлагались поэтому регуляторы с небольшим количеством цилиндров, в которых жидкость (масло) перекачивается из одной половины цилиндра в другую. В авторском свидетельстве № 52789 описано такое устройство с качающимися цилиндрами. Хотя это устройство проще указанного выше, но в нем имеется все же восемь сальников (4 к штокам и 4 к цилиндрам), что сильно ухудшает эксплоатационные качества регулятора.

Настоящее изобретение ставит себе целью упрощение конструкции, описанной в авторском свидетельстве № 52789, и повышение эксплоатационных качеств регулятора и равномерности его действия за счет уменьшения количества сальников до одного, что достигается, согласно изобретению,. тем, что перекачка жидкости производится не из одной части цилиндра в другую, а из одного цилиндра в другой со сбросом излишка жидкости в картер.

На чертеже фиг. 1 показывает устройство двухцилиндрового гидрорегулятора, согласно изобретению, фиг. 2 — вид его сбоку, причем как фиг. 1, так и фиг. 2 показаны в частичном разрезе; фиг. 3 — трехходовой регулирующий кран в вертикальном разрезе; фиг. 4, 5, 6 и 7 — различные стадии процесса регулирования и фиг. 8 — приспособление для автоматического пополнения утечки масла из замкнутого трубопровода.

Два цилиндра 1, 2 (фиг. 1), расположенные под углом в 120 друг к другу, вместе с картером 3 образуют кор.

59488 пус регулятора. В цилиндрах 1, 2 ходят поршни 4, 5 с шатунами 6. Подшипники 8, 9 (фиг. 2) коленчатого вала 10 вварены в концах средней части корпуса. Так как поршни 4, 5 вместе со своими штоками, шатунами 6 и коленчатым валом 10 заключенны в заполненном маслом общем закрытом пространстве, образуемом цилиндрами

1, 2 и картером 3, то фактически для выхода конца вала наружу нужен только один сальник со стороны подшипника 8. Второй же подшипник 9 может быть сделан глухим. Для удобства монтажа и ремонта корпус картера 3 имеет люки 11 и отъемную крышку 12. Маслопроводы 13, 14, 15 соединяют оба цилиндра 1, 2 и ка ртер 3 с трехходовым краном 19 (фиг. 3). Последний состоит из трубчатого корпуса 17, внутри которого вдоль его оси может перемещаться шпиндель 16, имеющий два цилиндрических золотника (а) и (б) и игольчатый клапан (в), причем золотник (б) снабжен несколькими расположенчыми по окру жности сквозными отверстиями, а сечения, открываемые золотниками (а) и (б), всегда меньше сечения клапана (в). В верхней своей части шток 16 онабжен резьбой, при помощи которой он может перемешаться вдоль своей оси.

Действие гидрорегулятора состоит в следующем.

Барабан лебедки через верхний трансмиссионный:вал при помощи цепи

Галля приводит во вращение звездочку 18 и через нее коленчатый вал 10.

При отпуске тормоза лебедки вал 10 регулятора весом бурового инструмента приводится во вращение и заставляет поршни 1, 2 прокачивать масло по трубопроводам 13, 14, 15 через кран 19. Количество масла, перекачиааеМого из одного цилиндра в другой, а следовательно, и скорость вращения вала 10 регулятора и подачи инструмента завися г при этом от степени открывания крана 19, Получающийся за время оборота вала вследствие различного относительного положения поршней избыток масла в одном из цилиндров по отношению к другому сбрасывается через тот же трехходовой кран 19 в картер.

Фиг. 4, 5, 6 и 7 показывают различные стадии работы регулятора за время одного оборота вала 10.

На первой стадии, показанной на фиг. 4, поршень 4, двигаясь от своего среднего положения вверх с максимальной скоростью, выталкивает через трубопровод 15 наибольшее количество масла, которое направляется по трубопроводу 15 при указанном на чертеже положении зологника (б) крана 19 в картер 3.

В этом положении поршень 4 двигается быстрее, нежели поршень 5, переходящий в этот момент через мертвое положение, вследствие чего происходит увеличение ооъема картера.

Масло, выкачиваемое с внешней стороны поршня 4 и перекачиваемое через кран 19 в картер, производит тормозящее действие.

Поршень 5, перейдя через мертвое положение, начинает перекачивать масло также в картер, производя тормозящее действие, которое выравни вает падающее тормозящее действие, оказываемое в это время поршнем 4.

В положении (фиг. 5) наибольшее количество масла прокачивает поршень 5, производя наибольшее тормозящее действие. Поршень 4, пройдя в этом положении мертвую точку, движется к картеру 3 вхолостую, так как объем, вытесняемый им со стороны картера, меньше объема, освобождаемого поршнем 5, Затем в некотором среднем положении объемы сравняются, и дальше поршень 4 начнет выталкивать масло из картера в количестве, равном разности между вытесняемым поршнем 4 и освобождаемым поршнем 5 об ьемами. Соответственно этому усилие торможения начинает расти до максимума.

В третьей стадии (фиг. 6) поршень 5 подходит к мертвому положению и затем, так же как и поршень 4, начинает выталкивать масло из картера.

Наконец, в четвертой стадии (фиг. 7) поршень 4 начинает выталкивать масло из цилиндра 1 в картер 3. Производительность,поршня 5 падает на величину, соответствующую тому объему, какой выталкивает и освобождает поршень 4, и в некоторой средней точ59488 ке поршень 4 будет воспринимать на себя всю нагрузку.

При таком процессе перекачки мас.ла неравномерность вращения вала 10 . не превышает, по утверждению изо-; бретателя, практически 11 и может быть даже снижена еще более соот- ветствующим изменением пропускных сечений в кране 19 путем перестанов- ки шпинделя 16.

В описанном гидрорегуляторе, не-! смотря на наличие только одного саль ника на картере и одного у регулирующего крана, может все же наступить момент, когда вследствие утечки количество масла становится недостаточным, и регулятор теряет свою тормозящую способность, что может повести к аварии. Для устранения этого к трубопроводу 14, соединяющему регулирующий кран с картером, присоединяется приспособление для автоматического пополнения утечки, состоящее из запасного резервуара 20 (фиг. 8), снабженного патрубком 21 с обратным, предпочтительно, шаровым клапаном 22, через который масло из резервуара 20 может свободно перетекать в трубопровод 14. Время от времени запас масла в резервуаре 20 пополняется через патрубок 23, закрытый пробкой 24 с отверстием для доступа в резервуар 20 воздуха.

Подача масла в систему регулятора

:происходит следующим образом.

При повышении давления,- в.трубопроводе 14 обратный клапан 22 закры вается и не дает вытекать маслу.

При перемене движения поршней регулятора, если количество масла в системе недостаточно для заполнения всего:внутреннего ее объема, давление в трубопроводе 14 упадет ниже атмосферного, и масло начнет засасываться из резервуара 20, открывая клапан 22 до заполнения всего свободного объема внутри системы.

П ред мет и во бр етени я.

1. Форма выполнения регулятора по авторскому свидетельству № 52789. отличающаяся тем, что цилиндры соединены трубопроводами таким образом, чтобы перекачка жидкости происходила из одного цилиндра в другой со сбросом излишка в картер.

2. В регуляторе по п. 1 применение для автоматического пополнения утсчек масла в замкнутом трубопроводе резервуара 20, присоединенного к трубопроводу 14 при помощи патрубка 21 с обратным клапаном 22 и снабже нного предназначенным для налнвания масла патрубком 23 с пробкой, имеющей отверстие для засасывания воздуха при понижении уровня масла в резервуаре.

И зависимому авторскому свидетельству М 50438 фиг2 „Ф" !

Р

17 р а Ю ! д I

1

Отв. редактор П. В. Никитин

Тнп.,Сов. печ., М 60814. Зак. № 2581 — 450

Госпланиздат

Цека 35 коп