Пневмоударник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< >848616

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 11 77 (21) 2545659/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230781 Бюллетень N9 27

Дата опубликования описания 230781 (51)М. Кл.з

Е 21 С 3/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 233. ,52-85(088.8) (72) Автор изобретения

Ю. Л. Чукалин (71) заявитель (54) пнеВиОудлРник

Изобретение относится к машинам ударного действия и может быть при ленено при бурении скважин.

Известен пневмоударник, включающий двухступенчатый цилиндр, распределительное устройство, поршень со сквозными каналами и проточкой на ударном штоке, осуществляющий распределение воздуха в ступенях цилиндра

В задней ступени цилиндра выполнена полость рабочего хода, в передней полость холостого хода. Каждая ступень цилиндра пневмоударника снабжена собственным переходнико л, обеспечивающим подачу воздуха от сети в полость прятлого и обратного ходов.

Воздухораспределительный механизм пнев)лоударника имеет распределительное седло, над отверстиями которого с зАором консольно закреплена упругая пластина Г11 .

Однако наличие зазора между консольно закрепленной упругой пластиной и отверстиями седла приводит к тому, что при работе воздух через переходники одновременно поступает в полости холостого и рабочего ходов, создавая противодавление. При холостил ходе это уменьшает высоту подъема поршня, при рабочем — энергию единичного удара. Совместное действие этих факторов снижает ударную мощность пневмоударника, а следовательно, снижает производительность.

Причем наличие в поршне сквозного канала, сообщающего переходники цилиндра через камеру рабочего хода и каналы распределительного седла, способствует утечке сжатого воздуха через зазоры между проточкой ударного штока и цилиндром, инструментом и между ударным инструментом и цилинд.ром, что снижает энергию единичного удар, .

Кроме того, пониженная энергия

1 единичного удара ограничивает область применения пневмоударника и делает его непригодным, например, для работы на твердых грунтах, где требуется повышенная энергия единичного удара.

При это л регулирование и повышение ударной мощности обычно достигается за счет увеличения рабочего давления в сети, что требуе.- нового сложного в управлении и дорогостоящего оборудования (компрессоров высокого

З0 давления, регуляторов высокого лав848616 ления и т.д.) и не всегда экономически целесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пневмоударник, содержащий двухступенчатый цилиндр, в каждой ступени которого выполнены изолированные друг от друга полости рабочего и холостого ходов, ударный поршень, имеющий проточку на штоке, и инструмент Г2 > .

Однако этот пневмоударник обладает недостаточной мощностью.

Цель изобретения — повышение ударной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что полости холостого хода и рабо- 15 чего хода разных ступеней цилиндра изолированы друг от друга посредством клапана, который установлен в цилиндре с возмо>кностью ограниченного осевого перемещения. 20

На чертеже схематически изображен предлагаемый пневмоударник.

В двухступенчатом цилиндре 1 размещен поршень 2 с цилиндрической проточкой 3 на ударном штоке. В задней ступени установлено воздухораспределительное устройство 4 с отверстиями

5 и б„ сообщенными с полостями задней и нижней ступени переходниками

7 и 8.

В передней ступени предусмотрена З0 полость 9 для размещения инструментодержателя инструмента 10.

Поперечное сечение полостей задней ступени больше, чем в передней ступени. 35

B ка;кдой ступени цилиндра выполнены полости рабочего и холостого ходов, изолированные виброгасителем

11, который выполнен в виде клапана разрежения, например, из материала повышенной твердости типа стали. При этом полости рабочего 12 и холостого

13 ходов задней ступени цилиндра подключены к сети соответственно каналом 5 и переходником 7, а полости 45 рабочего 14 и холостого 15 ходов передней ступени цилиндра подключены к сети соответственно переходником

8 с обратным клапаном 16, подключенным к переходнику 7, и через полость Я)

13 холостого хода задней ступени капалом 17. Выхлопные каналы 18 задней ступени и каналы 19 передней ступени цилиндра сообщены с атмосферой.

В поршне 2 предусмотрены реактив- у ные каналы 20, сообщенные центральным отверстием 21 с полостью 12 рабочего хода задней ступени цилиндра и обеспечивающие разворот поршня 2 при вых опе из каждой полости.

Ограничение перемещения виброгасителя 11 в проточке 22 предусмотрено

:топором 23, перекрывающим канал 17.

Стопор 23 имеет отверстие 24, сообщающее полость 15 с атмосферой при . выхлопе, 65

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух иэ сети подается в воздухораспределительное устройство

4 и через отверстие б, переходники

7 и 8, канал 17 поступает в полости

13-15. Под действием давления со стороны полостей 13 и 15 холостых ходов поршень 2 перемещается вверх, сжимает воздух в полости 14, создавая в ней избыточное давление, превышающее давление в сети.

B полости 14 давление возрастает примерно пропорционально отношению площадей поперечных сечений полостей передней и задней ступеней цилиндра (не учитывается уменьшение сечений на площадь, ограниченную образующей проточки 3 на ударном штоке).

Под действием избыточного давления со стороны полости 14 обратный клапан 16 отключает поступление сжатого воздуха от сети, виброгаситель

11 перебрасывается и перекрывает канал 17, резко увеличивая объем полости 14, создавая при раэре>кении ударную волну.

Под действием давления со стороны полости 13 и ударной волны поршень перемещается вверх и нижней своей кромкой открывает выхлопное отверстие

18, происходит выхлоп и давление в полости 13 резко падает, Давление сверху на поршень 2 в этот период возрастает за счет с>катия свободного воздуха в полости 12 рабочего хода. Под действием давления клапан воздухораспределительного устройства перекидывается, перекрывает доступ сжатому воздуху в полость

13 холостого хода, открывает доступ сжатому воздуху через отверстие 5 в полость 12 рабочего хода.

Повышению Ударной мощности и упрощению ее регулирования способствует совместное и автоматическое действие на поршень поступающего из сети сжатого воздуха и сжатого воздуха, находящегося в полости 14 под избыточным давлением, с помощью виброгасителя 11.

Сжатый воздух через отверстие 5 поступает в полость 12 рабочего хода. Под его действием поршень 2 останавливается и начинает двигаться вниз. При совмещении отверстий 18 и

20 происходит разворот поршня 2 под действием реактивных сил.

После открытия отверстий 18 из полости 12 рабочего хода происходит выхлоп и давление в ней падает до атмосферного, а давление в полости

13 холостого хода повышается эа счет сжатия заключенного в ней воздуха.

Одновременно под действием избыточного давления со стороны полости 14 рабочего хода поршень 2 приобретает дополнительное ускорение. После открытия отверстий 19 происходит выхлоп

848616

Формула изобретения

НКИПИ Заказ 6032/34 ираж 627 Подписное иэ полости 14 и давление в ней падает до атмосферного, а давление в полости 15 холостого хода возрастает за счет сжатия заключенного в ней воздуха.

Иэ-за возникающей разности давлений клапан воздухораспределительного

5 устройства 4 перекидывается и открывает доступ сжатому воздуху с полость

13, перекидывается виброгаситель 11 и открывает доступ сжатому воздуху из полости 13 в полость 15, срабатывает обратный клапан 16 и открывает доступ сжатому воздуху в полость 14.

Преодолевая противодавление со стороны полостей 13 и 15, поршень 2 15 ударным штоком наносит удар по инструменту 10, после чего процесс повторяется.

В случае выполнения единичного удара повышенной мощности канал 17 пе- pQ рекрывается стопором 23, который при этом ограничивает перемещение виброгасителя 11 и отверстием 24 сообщает канал 17 с атмосферой, исключая потери сжатого воздуха из полости 15 холостого хода.

Например, при отношении диаметров полостей цилиндра, задней ступени к передней, равному двум, ударная мощ— ность повышается почти в четыре раза, что обусловлено объединеыныгл законом газового состояния.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить ударную мощность и производительность пневмоударных бурильных установок беэ повышения давления в сети и увеличения габаритов пневмоударника, что особенно важно для бурильных установок, пневглатических машин типа пневматических молотков.

Пневмоударник, содержащий двухступенчатый цилиндр, в каждой ступени которого выполнены изолированные друг от друга полости рабочего и холостого ходов, ударный поршень, имеющий проточ-.. ку на штоке, и инструмент, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения ударной мощности, полости холостого хода и рабочего хода разных ступеней цилиндра изолированы друг от друга посредством клапана, который установлен в цилиндре с возможностью ограниченного осевого перемещения.

Источники инфорглации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

337499, кл. E 21 С 3/24, 1970.

2. Есин Н. Н. Погружные пневматические машины ударного действия для бу рения скважин. Новосибирск, "Паука", 1976, с. 66 (прототип).

Филиал ППП Патент,,Ужгород, ул,Проектная,4