Устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте

 

и " Меъ .„, А.Д. Костылев, Б.Н. Смоляницкий, В.П. Богинский, f Ю.Н. Сйрямин. и О.М.Данилова (72) Авторы изобретения.

Институт горного дела Сибирского отделения AH СССР (71) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПРОБИВАНИЯ

СКВАЖИН В ГРУНТЕ

Изобретение относится к отражательной технике, в частности .к устройствам для пробивания скважин в грунте, и может быть использовано для уплотнения грунта и разрушения горныМ пород.

Известен ударный механизм, включающий корпус, в котором установлены цилиндр и ударник, образующий с корпусом буферную камеру обратного хода, а с цилиндром-камеру сгорания. В стенке цилиндра образованы подводящий и выхлопной каналы, а буферная камера имеет возможность сообщения с атмосферой при помощи пазов, выполненных в боковых поверхностях корпуса и цилиндра(1) .

Недостатком этого механизма является низкая ударная мощность и трудность запуска в работу.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство удар ного действия для образования скважин в грунте, включающее корпус, в котором установлена гильза с отверстиями и пазами, цилиндр с под" ,водящим, впускным, выхлопным и продувочным каналами, продувочную каме.. ру, ударник с проточкой на меньшей ступени, буферную камеру, камеру сгорания и компрессорную камеру (2 .

Недостатком этого устройства яв10 ляется снижение частоты ударов ударника и соответственно энергии удара вследствие утечек воздуха из буферной камеры через канал, соеди15 няющий ее с магистралью сжатого воздуха.

Цель изобретения — повышение ударной мощности устройства.

Для достижения этой цели устройство снабжено установленной в передней части гильзы трубкой, полость которой сообщена посредством канала с магистралью сжатого воздуха, при этом в ударнике выполнено осевое

927912

3 углубление, в котором размещена трубка.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, продольный разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2, цилиндра 3 гильзы 4 и центральной трубки 5. В гильзе 4 10 выполнены канал 6, отверстия 7 и пазы 8 и 9; Отверстие 7 выходит в паз

9, сообщенный с атмосферой, а канал

6, сообщен- с пазом 8.

Гильза 4 выполнена с осевой про- 15 точкой 10, в которой установлена цент ральная трубка 5 с амортизатором 11. йри этом гильза 4 зафиксирована .в корпусе 1 запорным кольцом 12.,,Цилиндр 3. выполнен с проточкой zo на наружной поверхности, образующей с гильзой 4 продувочную камеру 13, продувочными отверстиями 14, нагнетательным отверстием 15 с клапаном 16.

На внутренней поверхйости цилиндра 3 zs позади продувочных отверстий 14 выполнена расточка 17, которая сообщается с впускным 18 и выхлопным 19 ка" налами, выполненными со стороны торцовой части цилиндра 3. В хвостовой зв части цилиндра 3 выполнено отверстие 20, сообщенное с магистралью сжатого воздуха и с пазом 8, который образует с корпусом 1 впускной канал 21. Паз 9 образует с корпусом выхлопной канал 22.

В передней части цилиндра 3 выполнен радиальный канал 28, соединяющий магистраль с внутренней поверхностью цилиндра 3.Горючая смесь подводится по каналу 18.

Ударник 2 выполнен с осевым углублением 24, в котором размещена труб" ка 5, и проточкой 25 на меньшей ступе ни и образует с корпусом 1 буферную камеру 26, с цилиндром 3 - камеру 27 сгорания, а с гильзой 4 и цилиндром3 - компрессорную камеру 28.

В установившемся режиме устройст-, во работает следующим образом. 50

Обратный ход ударник 2 совершает под действием газа,. сжатого в буферной камере 26. При движении назад ударник 2 перекрывает продувочные окна 14, расточк1i 17 и отверстие 7, ss изолируя продувочную камеру 13, камеру 27 сгорания и компрессорную к4ме" . ру 28 от атмосферы.

Под действием давления воздуха, сжимаемого в компрессорной камере 28, клапан 16 открывает нагнетательное отверстие 15 и воздух начинает поступать в продувочную камеру 13, давление в которой становится равным давлению воздуха в камере 28 и повышается по мере движения ударника 2 назад.

Одновременно со сжатием воздуха в компрессорной 28 и продувочной 13 камерах происходит сжатие находящейся в камере 27 горючей смеси. В результате сжатия она нагревается и воспламеняется. При этом объем газов, содержащихся в камере 27 сгорания, многократно увеличивается, дав" ление в камере поднимается и ударник 2 совершает рабочий ход. В это же время начинает увеличиваться объем компрессорной камеры 28 давление в ней падает, в результате чего кла пан 16 закрывает отверстие 15 и отсекает продувочную камеру 13 от ком прессорной 28.

При дальнейшем движении ударника 2 открывается выхлопной 19 и впускной 18 каналы. Продукты сгорания выпускаются по каналу 19 в атмосферу, а горючая смесь поступает по каналу 18 в камеру сгорания.

В дальнейшем открываются продувочные окна 14 и сжатый воздух из про дувочной камеры 13 впускается в камеру 27 сгорания, принудительно удаляя из нее продукты сгорания и равномерно распределяя горючую смесь по объему этой камеры.

В результате этого, происходит более полная очистка камеры 27 сгорания от продуктов сгорания и дополнительное обогащение горючей смеСИ е

При движении вперед ударник 2 перекрывает окно 7, отсекая буферную камеру 26 от атмосферы и сжимает в.ней воздух. В конце рабочего хода ударник 2 наносит удар по передней части гильзы 4, внедряя устройство в грунт. В это время камера

28 через отверстие 7 сообщается с атмосферой.

В дальнейшем цикл повторяется.

Запуск устройства осуществляется следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали поступает в канал 21 и через канал 6 в осевое углубление 24. Поскольку

927912

Формула изобретения

g 0

19 9

5 со стороны компрессорной камеры 28 и камеры 27 сгорания на ударник действует атмосферное давление, он движется назад (на фиг. 1 и 3 вправо), сжимая воздух в камере 27 сго- 5 рания. В заднем положении ударника 2 проточка 25 совпадает с каналом 23 и компрессорная камера 28 сообщается с магистралью сжатого воздуха, а отверстие 7 сообщает буферную камеру 26 с атмосферой. Под действием давления сжатого воздуха, действующего на ударник 2 со стороны компрессорной камеры 28 и камеры 27 сгорания, ударник движется вперед, сжимая воздух в буферной камере 26. После перекрытия канала 23 меньшей ступенью ударника 2 движение этого удар- ника происходит за счет энергии расширяющегося в камерах 27 и 28 воздуха.20

После остановки ударника 2 он совершает обратный ход под действием энергии воздуха, сжатого B буферно& камере 26.

Одновременно с подачей сжатого воз- 5 духа в осевое углубление 24 в камеру 27 сгорания подается горючая смесь, которая при обратном ходе сжимается и воспламеняется. После появления устойчивых вспышек топлива подача 30 сжатого воздуха прекращается. Устройство работает только от энергии сгорания топлива.

Такая конструкция устройства позволяет осуществить надежный запуск при любом положении ударника и повысить ударную мощность.

По сравнению с известными пневма" тическими устройствами ударного действия для пробивания скважин в грумте - пневмопробойниками предложенное устройство при тех же размерах имеет более высокие энергетические. парамет" ры, а следовательно, и большую скорость проходки скважины.

Устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте, содержар щее корпус, s котором установлена гильза с отверстиями и пазами, цилиндр с подводящим, впускным, выхлопным и продувочным каналами, .продувочную камеру, ударник с проточкой на меньшей ступени, буферную камеру, камеру сгорания и компрессорную камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения ударной мощности, устройство снабжено установленной в передней части гильзы трубкой, полость которой сообщена посредством канала с магистралью сжатого воедуха, при этом в ударнике выполнено осевое углубление, в котором размещена трубка.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское, свидетельство СССР 493353, кл. E 02 F 5/18, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 1Г 2891347/03, кл.E 02 F 5/18, 1980 (прототип) .

927912

Составитель А.Карпиков

Редактор Л.Алексеенко Техред и Тепер Корректор В.Синицкая .У

Заказ 3186/39 Тираж 711 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитеТа СССР по делам изобретений и открытий

11303, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5 т М филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4