Гидропневматический ударный механизм

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ">742584

З (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.11 .73 (21) 1971067/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 21 С 3/20

Государстееиимй комитет сссе (53) УДК 622.232..52 (088.8) Опубликовано 25.06.80. Бюллетень № 23 ао делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 28.06.80 (72) Автор изобретения

В. И. Дусев

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к гидропневматическим ударным механизмам, которые используются в горной промышленности для бурения скважин.

Известны гидропневматические ударные механизмы, содержащие корпус, боек и вращающееся распределительное устройство (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является гидропневматический ударный механизм, содержащий корпус, поршневая полость которого заполнена сжатым газом, а штоковая полость заполнена жидкостью и сообщена с вращающимся распределительным устройством, боек и инструмент (2j.

Недостатком известного гидропневматического ударного механизма является то, что распределительные устройства имеют небольшие проходные сечения при работе, вследствие этого возникают большие гидравлические сопротивления, уменьшается полезное использование мощности привода.

Целью изобретения является повышение

КПД механизма.

Это достигается в результате того, что распределительное устройство механизма выполнено из рабочих и уплотняющих цилиндров, которые имеют общий привод, расположенный в одном корпусе и образуют между собой замкнутую полость, при этом рабочие цилиндры выполнены в виде стаканов с продольными окнами в стенках.

Такое конструктивное исполнение позволяет увеличить проходное сечение распределительного устройства за счет того, что как при сливе, так и при нагнетании жидкость одновременно проходит через несколько окон. Количество одновременно открывающихся окон зависит от числа рабочих цилиндров, а время нагнетания и время слива регулируются взаимным расположением рабочих и уплотняющих цилиндров.

Очень важным преимуществом изобретения является и то, что работа распределительного устройства основана на взаим20 ном обкатывании рабочих и уплотняющих цилиндров, т. е. трение скольжения заменено трением качения, а отсюда меньшие затраты на преодоление сил трения, меньше износ деталей.

742584

1$

2$

$0

3$

4$

$0

На фиг. 1 показана принципиальная гидравлическая схема гидропневматического ударного механизма; на фиг. 2 распределительное устройство, разрез; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4— разрез Б — 5 на фиг. 2.

Гидропневматический ударный механизм имеет корпус 1 с бойком 2 и, буровым инструментом 3. Поршневая полость 4 корпуса 1 заполнена сжатым газом под повышенным давлением и сообшена воздухопроводом 5 с компенсационной камерой (не показана), а штоковая полость 6 трубопроводом 7 сообщена с распределительным устройством 8, имеющим привод 9. Распределительное устройство попеременно соединяет штоковую полость 6 корпуса 1 с линией нагнетания 10 или линией слива 11.

В корпусе распределительного устройства

8 на подшипниках установлены уплотняюгцие цилиндры 12 и рабочие цилиндры 13, которые выполнены в виде стаканов и имеют в стенках продольные окна 14. Все цилиндры своей наружной поверхностью 15 касаются один другого и образуют между собой замкнутую внутреннюю полость 16, которая патрубком 17 передней крышки 18 соединяется с линией нагнетания 10.

Закрытые торцы рабочих цилиндров 13 оснащены шестернями 19, которые находятся в зацеплении с внутренним зубчатым венцом 20 обоймы 21, а она при помощи наружного зубчатого венца 22 соединены с ведущей шестерней привода 9.

Открытые торцы рабочих цилиндров 13 выходят в полость 23, которая образована перегородкой 24 и задней крышкой 25 с патрубком 26, посредством которого полость

23 соединяется с трубопроводом 7. Пространство 27, образованное между корпусом распределительного устройства 8 и цилиндрами, при помощи патрубка 28 соединено с линией слива 11.

Работа осуществляется следу юшим образом.

На фиг. 1 показано положение, соответствующее началу взвода (подъема) бойка 2.

В этот период жидкость под рабочим давлением поступает от насосной установки по линии нагнетания 10, соединяющейся с патрубком 17, и попадает во внутреннюю полость 16. Все окна 14 рабочих цилиндров

13 в данный момент изолированы от пространства 27, сообщающегося с линией слива 11 через патрубок 28.Поэтому жидкость из полости 16 проходит в полость 23 через окна 14 и внутренние полости рабочих цилиндров 13.

Как видно из чертежа, проход жидкости возможен сразу через четыре продольных окна 14 и четыре цилиндра 13. Из полости 23 через патрубок 26 и трубопровод 7 жидкость попадает в штоковую полость 6 и поднимает боек 2, вытесняя газ из поршневой полости 4 в компенсационную камеру.

Так продолжается до тех пор, покы рабочие цилиндры 13 не повернутся на угол

135 (величина этого угла зависит от поперечного размера окон 14, на чертеже фиг. : этот размер соответствует углу 45 ).

В этот момент окна 14, подойдя к соседним уплотняюшиM цилиндрам 12, сообщают на непродолжительное время полость 16 и пространство 27, а затем разобщгют их и полость 16 оказывается отсеченной от ударного механизма.

Пространство 27 B это время сообшается со штоковой полостью 6 через трубопровод 7, патрубок 26, полость 23, внутренние полости рабочих цилиндров, окна 14. Вследствие этого начинается слив из полости 6 и ускоренное движение бойка 2 под давлением газа со стороны поршневой полости 4. Слив как и нагнетание происходит через четыре рабочих цилиндра 13 и четыре окна 14.

Достигнув инструмента 3, боек 2 наносит по нему удар. Когда рабочие цилиндры 13 займут положение, показанное на фиг. 2, начинается новый взвод бойка 2 и цикл работы повторяется.

Сопротивление вытеснению жидкости из полости 6 небольшое, так как проходные сечения при сливе значительно больше, чем при любой другой конструкции распределительного устройства и могут быть выбраны по желанию конструктора.

Таким образом, предложенная конструкция узла распределения жидкости обеспечивает минимальные сопротивления жидкости и при нагнетании ее B штоковую flo;Iocfb, и при сливе, а это дает возможность увеличить КПД механизма.

Формула изобретения

Гидрог!г!евматический дар!!ый Slcõä !!изм, содержащий корпус, поршневая полость которого заполнена сжытым газом, а штоковая полость заполнена жидкостью и сооб-! цена с вращающимся распределительным устройством, боек и инструмент, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения КПД механизма, его распределительное устройство выполнено из рабочих и уилотняющих цилиндров, которые имеют общий привод, расположены в одном корпусе и образуют между собой замкнутую полость, при этом рабочие цилиндры выполнены в виде стаканов с продольными окнами в стенка.х.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Юо 354123, кл. E 21 С 3/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 473008, кл. Е 21 С 3 20, 29.03.73.

Составитель В. Макаева

Редактор Е. Полиоиона Техред К. Шуфрнч Корректор В. Бутяга

3 як аз 3428/30 > Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП кПатенть, г. Ужгород, ул. Проектная, 4