Карагандинский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Трест Казахвэрывпром (71} Заявители (5 4 ) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРОВАЯ ГОЛОВКА УДАРНО»

ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к горной промааленности н может быть использовано в качестве рабочего органа в установке для бурения на открытых и подземных горных работах, Буровые головки, используемые в установках ударно-вращательного действия известны (l), Они содержат гидрообъемное ударное устройство с гидромотором вращателя и ограничитель расхода жидкости. Поворот бурового става осуществляют за счет кинематической энергии бойка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является гидравлическая буровая головка ударновращательного действия, включающая вращатель бурового става с гидромо= тором и ударный механизм, в корпусе которого размещен поршень-боек, образующий с ним сливную, напорную и аккумулирующие камеры, выполненный с энергоподводящим каналом и имеющий установленный в осевой расточке подпружиненный золотник управления (2), Недостатком этой буровой головки является то, что гидромотор работает в тяжелых условиях и с большими потерями энергии, так как он потребляет жидкость только в период рабочего хода. В результате этого из-за большой инерционной нагрузки на вал гидромотора и гидравлических сопротивлений в. сливной магистрали необходимо почти всю жидкость стравливать через дроссель, при этом скорость вра1О щения инструмента быстро уменьшается, что снижает КПД и эффективность бурения.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия буровой головки, Поставленная цель достигается благодаря тому, что в ударном механизме выполнена вспомогательная полость, образованная кольцевой расточкой корпуса и наружной поверхностью поршнябойка и постоянно сообщенная с гидромотором вращателя бурового става H гидроаккумул ятором, который монтирован в магистрали гидромотора, при

2 этом в поршень-бойке выполнены дополнительные каналы для периодического сообщения его энергоподводящего канала с напорной камерой или вспомогательной полостью в зависимости от положения золотника управления.

На фиг. 1 - продольный разрез буровой головки, на фиг, 2 - разрез

A-A фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; на ф .r, 4 - - гидравлическая схема буровой головки, Буровая головка имеет корпус 1, в котором размещены шпиндель 2 и поршень-боек 3, состоящий из собствен»о бойка 4, напрессованной втулки 5 и поршня 6.

В продольной осевой расточке поршня-бойка 3 размещен подпружиненный двухпознционный золотник управления 7,-выполненный с проточками 8 и 9 и рабочимн поясками 10, 11 и 12 ° причем диаметр рабочего пояска 12 больше диаметров поясков )0 и 11.

Поршень-боек 3 и золотник управления образуют управляющую камеру 13 и две торцовые камеры разного сече-. ния, постоянно соединенные между собой посредством осевого канала 14 золотника и со сливом системы.

Поршень-боек 3 и корпус 1 образуют между собой сливную 15, напорную

16 и аккумулирующую 17 камеры, а также напорную полость 18 и вспомогатель ную полость 19, которая образована кольцевой расточкой корпуса 1 и наружной поверхностью поршня 3.

Напорная полость 18 сообщена с

:напором системы (н асосом), сливная камера 15 сообщена со сливом, а вспомогательная полость сообщена с гид» ромотором вращателя 20 и монтированным в его магистрали гидроаккумулятором 21.

Поршень-боек 3 имеет энергоподводящий канал 22, постоянно сообщенный с налорной полостью 18 и проточкой 8 золотника управления 7, а также рабочие каналы 23, периодически перекрываемые рабочим пояском 12 золотника управления 7 и постоянно соединенные с напорной камерой 16, сливные каналы 24, допслнительные каналы 25 и .26 и канал 27 °

При правом (по чертежу) положении золотника 7 рабочие каналы 23 сообщены через проточку 9 золотника и сливные каналы 24 со сливной камерой 15, (тем саьым напорная камера.

16 сообщена со сливной), а при левом положении золотника 7 рабочие каналы 23 перекрыты пояском 12 и напорная камера 16 изолирована от сливной камеры 15 °

Буровая головка работает следуюЩим образом е

Перед включением насоса поршеньбоек 3 прижат к хвостоэику шпинделя

2, а золотник управления находится в левом (по чертежу) положении и отсекает напорную камеру 16 от сливной камеры 15.

После включения насоса рабочая жидкость под давлением поступает из напорной полости 18 в напорную каме663831 4

Ру 16 через энергоподводящий канал

22, проточку 8 золотника 7 и дополнительный канал 25, в результате чего поршень-боек 3 движется вправо (по чертежу), сжимая газ в аккумулирующей камере 17 и вытесняя отрабо- .

5 танную жидкость из сливной камеры 15 на слив., Равномерное движение поршня-бойка 3 вправо (т. е. взвод) продолжается до тех пор, пока канал 27 не попадет в напорную полость 18. После этого рабочая жидкость начинает пос-. тупать в управляющую камеру 13 золотника 7 и перемещает золотник в правое положение (по чертежу) . При

15 этом напорная камера 16 сообщается со сливной камерой 15 через канал 23, проточку 9 золотника 7 и канал 24, а рабочая жидкость от насоса через энергоподводящий канал 22, проточку

8 золотника 7 и дополнительный канал 26 поступает эо вспомогательную полость 19 и на вход гидромотора 20 вращателя бурового става и в гидроакку мул я тор 2 1.

В результате этого давление в камерах 16 и 15 выравнивается и поршень-боек 3 под действием давления газа в аккумулирующей камере 17 сначала затбрмаживается, а затем ускоренно движется к хвостовику шпинделя 2, В это время золотник удерживается в правом положении силами инерции покоя, Во второй половине перемещения . поршня-бойка 3 канал 27 сообщается со сливной камерой 15. Ускоренное перемещение поршня-бойка 3 заверша"ется ударом по хвостоэику шпийделя

2, в результате чего направление сил энерции меняется на противоположное

40 и золотник 7, вытесняя жидкость из управляющей камеры 13, перемещается .

s левое положение, разъединяя при этом напорную камеру 16 и сливную камеру 15 и соединяя напорную полость

45 18 через проточку 8 золотника 7 и дополнительный канал 25 с напорной камерой 16.

Далее цикл повторяется.

В предлагаемой буровой гсловке гидромотор может вращать буровой став не только в период разгона; поршня-бойка, когда насос подает рабочую жидкость на вход гидромотора, но и в- остальное время цикла эа счет потока жидкости под давлением иэ гидроаккумулятора, причем с увеличением момента сопротивления на валу гидромотора, повышается и давление жидкости в гидроаккумуляторе. В итоге вращатель работает эффективно и с с достаточно высоким КПД.

Формула изобретения

Гидравли1еская буровая головка ударно-вращательного действия, включающая вращатель бурового става с гидромотором и ударный механизм, в

5 66383!

О б

7 425t

Фиг. 1

A -,4

1Я 1б 1б 11 1 12 1б б 17

14 Ю Х 74

Фиг. 2

7 1б IS 8 2 fl 1Угб 1б 17

Ю -б

Фиг. Я гб 2О 21

Составитель В. Махаева

ШВИР 2 .Ь В ЛХХы л л Рл"*РЯ2

Заказ 2952/28 Тираж 656 Подписное

ЦЛИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий а .а

Филиал ППП Патент, r, ужгород, ул, Проектная, 4 корпусе которого размещен поршеньбоек, образующий с ним сливную, напорную и аккумулирующие камеры, выполненный с энергоподводящим каналом и имеющий установленный в осевой расточке подпружиненный золотник управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД буровой головки, в ударном механизме вы>полнена вспомогательная полость, образованная кольцевой расточкой корпуса и наружной поверхностью поршнябойка и постоянно сообщенная с гидромотором вращателя бурового става

1 ь и гидроаккумулят ором, который монтирован в магистрали гидромотора,при этом в поршне-бойке выполнены дополнительные каналы для периодического сообщения его эйергоподводящего канала с напорной камерой или вспомогательной полостью в зависимости от положения золотника управления, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 200542, кл, Е 21 С 3/24, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481697r кл. E 21 С 3/24, 1973.

I б222б 25 б 11