Гидроударник двойного действия

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Гасударственный комитет

Совете Министров СССР аа делан изобретений и открытий

43. .8) (4 (72) Автор изобретения

В. Б. Потоцкий

Институт горного дела AH Казахской CCP (?1) Заявитель (54) ГИДРОУДАРНИК ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к технике для бурения скважин, а именно к гидроударным буровым машинам.

Известен гидроударнпк, в котором для повышения КПД применяются автономные резонаторы (1) .

Однако такое устройство недостаточно удобно в эксплуатации в связи с громоздкостью габаритов.

Наиболее близок предлагаемому гидроударник двойного действия, включающий сборный корпус, шлицевую гайку, наковальню с долотом, дифференциальные кольцевой клапан и подпружиненный поршень-мо-. лоток (2) .

Недостатком этого устройства является то, что гидравлический удар прямого хода передается непосредственно поршню-молотку, что несколько снижает КПД гидроударника из-за потери части энергии гидравлического удара в разгоночном трубопроводе.

Целью изобретения является повышение КПД машины и уменьшение ее габаритов.

Это достигается тем, что гидроударник снабжен резонатором, выполненным в виде полого дифференциального поршня, установленного концентрично в корпусе с возможностью взаимодействия с поршнем-моЛотком через его пружину.

На чертеже изображен предлагаемый гпдроударник, продольный разрез.

Корпус гпдроударника состоит из двух свинченных цилиндров 1 и 2. В цилиндре 1 сделаны отверстия 3, 4 и кольцевой паз 5, а в цилиндре 2 — каналы б и 7. В цилиндрах 1 и 2 размещаются соответственно дифференциальные кольцевой клапан 8 с внутренним эксцентричным кольцевым выступом 9 и отверстиями 10 и поршень-молоток 11 с кольцевым выступом 12. При этом диаметр окружности кольцевого выступа 12 наконечника поршня-молотка 11 меньше внутренне о диаметра окружности эксцентричного выступа 9 клапана 8. При такой конструкции указанныx деталей клапан 8 может быть надет на поршень-молоток 11 или снят с него только вне корпуса гидроударника. В корпусе гидроударника в связи с эксцентричностью одного пз кольцевых выступов указанных деталей соскакпванпе клапана с поршня-молотка исключается.

Цилиндр 1 закрывается шлицевой гайкой 13, в которой размещается наковальня 14, скрепленная с долотом 15. В шлицевой гайке 13 и наковальне 14 устроены вых25 лоп ные каналы 16. Поршень-молоток 11 под616393

Формула изобретения

Гидроударник двойного действия, включаюший сборный корпус, шлицевую гайку, 40 наковальню с долотом, дифференциальные кольцевой клапан и подпружиненный поршень-молоток, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и,уменьшения габаритов, он снабжен резонатором, выполненным в виде полого дифференциального порш45 ня, установленного концентрично в корпусе с возможностью взаимодействия с поршнеммолотком через его пружину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 295854, кл. Е 21 В 1/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 549568, кл. E 21 В 5/00, 1972. перт на участке некомпенсированной давлением плошади пружиной !7.

Цилиндры и 2 размещены J3 цилиндрическом кожухе 18, образук4шем с цилиндрами кольцевой канал 19. На внешней поверхносги поршня-молотка ! сделан ко.llцевой II33 20, с,11 жашпй K3H3ËOM, 3 liO OCN выполнена камера 21, coooIHeIII13H отверстиями 22 с кольцевым пазом 20. Гидро)дарник снабжен резона гором, выполненным в виде дпфф ренцпального полого поршня 23, малый торец которого свободно помещен в камере 21, а большой торец — в крышке 24 корпуса.

Г(оршень 23 можег перемещаться в осевом направлении относительно корпуса li пор пня-молотка 11. Своей некомпенсированной давлением площадью он уперт в пружину !7. Площадь сечения камеры 21 меньше рабочей подпоршневой плошади бойка.

Устрой.-тво работает следуюшим образом.

На чертехке де гали гидроударника показаны в исходном положении, при этом клапан 8 прижат к наковальне 14, вследствие чего выхлопные каналы 16 закрыты, отверстия 10 клапана находятся напротив кольцевого паза 5 (у верхнего его края), в силу чего подпоршневая полость поршнямолотка 11 сообщается через отверстия 10, кольцевой паз 5, отверстия 4, каналы 19, 7, 20, 22 с надпоршневой осевой камерой 21 и напорным трубопроводом.

Напорная iKHQKOOTb H3 трубопровода, жестко скрепленного с торцовой гайкой (тру бопровод на чертеже не показан), поступает через полость поршня 23 в надпоршневую осевую камеру 21 и далее через каналы 22, 20, 7, 19, 4, 5, 10 в подпоршневу1о полость поршня-молотка 11, отводит поршень-молоток назад, сжимая пружину 17.

Пройдя заданное расстояние,,поршеньмолоток 11 задевает своим кольцевым выступом 12 за внутренний эксцентричный кольцевой выступ 9 клапана 8 и отрывает клапан от наковальни 14, открывая выхлопные каналы 16. После этого клапан 8 движется назад самостоятельно, так как из площадей его торцов, переднего и заднего, обтекаемых напорной водой, площадь переднего (нижнего) торца больше площади заднего (верхнего) торца на величину некомпенсированной давлением площади, сообшаю щейся через отверстия 3 с затрубным просгранством. В начальный период своего перемещения назад (вверх) отверстия 10 клапана 8 сместятся относительно кольцевого

30 паза 5 и окажутся быстро перекрытыми.

Поршень-молоток 11 останавливается, останавливается также столб жидкости в трубопроводе и происходит гидравлический удар, который передает свою энергию через поршень 23 пружине 17, а также действует непосредственно на поршень-молоток 11 через дно его осевой камеры 21.

Под действием разжимаюшейся пружины 17 и давления жидкости нг дно осевой камеры 21 поршень-молоток 11 устремляется вперед, вытесняя воду из подпоршневой полости наружу через выхлопные каналы 16.

При этом поршень-молоток 11 встречает движушийся ему навстречу напором выхлопной жидкости клапан 8, увлекает его вместе с собой, наносит удар по наковальне !4, скрепленной с долотом 15, прижимает клапан 8 к наковальне 14. Вследствие этого прекращается выгеснение воды наружу из подпоршневой полости поршня-молотка 11 и снова столб жидкости в трубопроводе останавливается. Происходит гидравлический удар, который в связи с тем, что отверстия 10 клапана в нижнем его положении совпадают с кольцевым пазом 5, передается через эти отверстия в подпоршневую полость поршня-молотка. Силой I идравлического удара и избыточного давления жидкости поршень-молоток отводится назад и процесс повторяется.

Предлагаемая схема гидроударника позволяет повысить КПД, так как гидравлические удары передаются упругому элементу, который аккумулирует энергию и передает ее молотку; и уменьшить габариты устройства.