РЕВЕРСИВНЫЙ ПНЕВМОПРОБОЙНИК (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК E02F5/18 E21B4/14 E21B7/26 

Изобретение относится к строительству, а именно к бестраншейной прокладке подземных коммуникаций, и наиболее эффективно может быть использовано в конструкции реверсивных пневмопробойников для проходки скважин значительной протяжности, а также в конструкции управляемых реверсивных пневмопробойников для проходки скважин заданной траектории.

Известно устройство для пробивания скважин в грунте по а.с. СССР №238424, Е 02 f, опубл. в БИ №9, 1969, включающее корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, золотник, закрепленный в задней части корпуса с возможностью ограниченного осевого перемещения при помощи резьбовой пары и состоящий из патрубка с каналом для подвода сжатого воздуха в расточку ударника и втулки на его передней части, скользяще входящей в расточку ударника. В этом устройстве при полностью ввернутом золотнике осуществляется его прямой ход, а при полностью вывернутом - обратный ход. Для реверсирования необходимо отсоединить воздухоподводящий шланг от магистрали сжатого воздуха и многократно его повернуть, что довольно затруднительно, особенно в протяженной скважине, и требует больших затрат времени. При проходке криволинейных скважин практически невозможно проведение реверсирования с использованием этого устройства из-за перекоса деталей и значительных сопротивлений грунта вращению воздухоподводящего шланга. К недостаткам этого устройства следует отнести и возможные заедания в резьбовой паре корпус-золотник из-за попадания частиц грунта в это соединение вследствие выхода патрубка золотника в скважину.

Известно также устройство для пробивания скважин в грунте по а. с. СССР №263482, Е 02 f, опубл. в БИ №7, 1970, включающее корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, золотник, закрепленный в задней части корпуса и состоящий из патрубка с каналом для подвода сжатого воздуха в расточку ударника и установленной на его передней части с возможностью ограниченного осевого перемещения подпружиненной втулки, скользяще входящей в расточку ударника. Внутри патрубка размещен подпружиненный штуцер для подключения к воздухоподводящему шлангу, а в передней его части размещен фиксатор для соединения или разъединения с ним втулки. В исходном состоянии втулка под действием пружины находится в переднем положении и соединена с патрубком фиксатором. При подключении устройства к источнику сжатого воздуха происходит его прямой ход. Для реверсирования необходимо потянуть воздухоподводящий шланг назад, при этом штуцер освободит фиксатор, втулка выйдет из зацепления с патрубком и под действием сжатого воздуха со стороны расточки ударника сместится назад. Здесь меньше затраты времени на реверсирование, однако также требуются значительные усилия из-за сопротивления грунта продвижению шланга, особенно при проходке криволинейных скважин. Существенным недостатком этого устройства является возможность самореверсирования, особенно при проходке криволинейных скважин, из-за самопроизвольного натяжения шланга при движении его по грунту. К недостаткам и этого устройства следует отнести также возможные заедания из-за попадания частиц грунта на поверхность штуцера золотника, так как он также выходит в скважину.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство ударного действия для образования скважин в грунте по а.с. СССР № 599017, Е 02 F 5/18, Е 02 D 17/146, опубл. в БИ №11, 1978 г., включающее корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника. Между патрубком и задней частью втулки образован шаговый накопитель угла поворота последней, через пружину связанный с храповым колесом поворота, установленным на винтовых шлицах патрубка. В зависимости от взаимного положения патрубка и втулки происходит прямой ход устройства, когда втулка занимает переднее относительно патрубка положение, или обратный ход, когда втулка находится в заднем положении. Реверсирование производится следующим образом. При любом ходе устройства прекращают подачу в него сжатого воздуха, при этом втулка под действием пружины движется вперед и поворачивается. Включают снова подачу сжатого воздуха, под действием которого втулка, сжимая пружину, движется назад и снова поворачивается описанным образом в ту же сторону. По окончании движения назад втулка займет положение, противоположное предыдущему, и при этом произойдет реверсирование устройства. Для этого здесь не требуется никакого внешнего воздействия на воздухоподводящий шланг. Однако конструкция этого устройства достаточно сложна из-за наличия большого количества составных элементов и необходимости тщательной подборки их параметров.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности работы реверсивного пневмопробойника, и, как следствие, его долговечности в работе за счет упрощения конструкции путем создания конструкции закрытого типа, где при реверсировании на воздухоподводящий шланг не оказывалось бы никакого физического воздействия, а само реверсирование осуществлялось бы только отключением и снова включением подачи сжатого воздуха.

Задача решается в нескольких вариантах исполнения.

В первом варианте исполнения она достигается тем, что в реверсивном пневмопробойнике, включающем корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника, согласно изобретению на внешней поверхности патрубка выполнены кольцевой загзагообразный паз, а на его передней части, по меньшей мере, одно радиальное отверстие. При этом втулка имеет, по меньшей мере, одно радиальное отверстие в ее передней части и выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка. При включении пневмопробойника втулка золотника, сжимая пружину, перемещается в сторону его задней части, одновременно поворачиваясь при скольжении ее радиального пальца в кольцевом зигзагообразном пазу на внешней поверхности передней части патрубка золотника. В зависимости от исходного положения втулки по отношению к патрубку она займет одно из двух положений. При одном исходном положении радиальные отверстия на передней части втулки изолированы от радиальных отверстий на передней части патрубка, и пневмопробойник совершает прямой ход. При другом исходном положении втулки радиальные отверстия на ее передней части совпадают с радиальными отверстиями на передней части патрубка золотника, и пневмопробойник совершает обратный ход. Для реверсирования выключают подачу сжатого воздуха. При этом втулка золотника под действием пружины перемещается в сторону его передней части, одновременно поворачиваясь при скольжении ее радиального пальца в упомянутом пазу патрубка. Затем снова включают подачу сжатого воздуха, и втулка золотника, сжимая пружину, перемещается в заднее положение, одновременно поворачиваясь описанным выше образом в ту же сторону. В результате этого втулка золотника повернется на шаг кольцевого зигзагообразного паза и, если раньше, например, радиальные отверстия на передней части патрубка были изолированы от радиальных отверстий на передней части втулки, то есть пневмопробойник совершал прямой ход, то сейчас упомянутые радиальные отверстия совпадут, и пневмопробойник будет совершать обратный ход. При совершении пневмопробойником обратного хода описанные выше манипуляции приведут к переключению его на прямой ход. Таким образом, для реверсирования пневмопробойника не требуется вращать или натягивать воздухоподводящий шланг. В процессе реверсирования воздухоподводящий шланг не приводится ни в какие движения, что и обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение надежности и, как следствие, долговечности работы за счет ликвидации отказов из-за несрабатывания реверса, вызванных заеданиями воздухоподводящего шланга в скважине, чему способствует и конструкция реверсивного пневмопробойника закрытого типа.

Целесообразно между ударником и золотником при переднем положении первого образовать пусковой клапан, для чего втулку золотника установить на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником. При проходке длинных скважин (более 40 м) известными пневмопробойниками наблюдаются частые отказы из-за невозможности их повторного запуска. Это объясняется тем, что ударник зависает в нейтральном положении, и чтобы сдвинуть его с места, требуется очень резкая подача сжатого воздуха с крутым передним фронтом его потока. В то же время при управлении подачей сжатого воздуха с поверхности через длинный воздухоподводящий шланг передний фронт потока значительно выхолаживается. В данном решении поток сжатого воздуха, поступая в расточку ударника, останавливается до повышения величины статического давления, обуславливающего срабатывание пускового клапана, то есть когда втулка золотника переместится в заднее положение и откроет отверстия в стенке ударника, через которые поток сжатого воздуха с передним фронтом, более крутым, чем таковой у потока на входе в расточку ударника, начнет поступать в переднюю полость между корпусом и ударником. Это способствует более четкому запуску пневмопробойника в работу.

Поставленную техническую задачу можно решить и во втором варианте реверсивного пневмопробойника с более экономичным расходом сжатого воздуха, включающего корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно - поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника. Согласно изобретению на внешней поверхности патрубка выполнены кольцевой зигзагообразный паз и две противолежащие друг другу лыски, смещенные к задней части патрубка относительно выполненного на передней части патрубка, по меньшей мере, одного радиального отверстия, при этом втулка имеет, по меньшей мере, соответственно как на передней, так и на задней частях одно радиальное отверстие и выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка. При включении пневмопробойника втулка золотника переместится в заднее положение таким же образом, как и в предыдущем варианте исполнения. И также, в зависимости от исходного ее положения по отношению к патрубку, она займет одно из двух положений. При одном из них радиальные отверстия на передней части патрубка будут изолированы от радиальных отверстий на передней части втулки, а лыски, смещенные относительно указанных радиальных отверстий к задней части патрубка, сообщены с радиальными отверстиями на задней части втулки, и пневмопробойник будет совершать прямой ход. При другом исходном положении втулки, когда радиальные отверстия на передних частях патрубка и втулки сообщены между собой, а радиальные отверстия на задней части втулки изолированы от лысок на патрубке, пневмопробойник будет совершать обратный ход. Для реверсирования пневмопробойника выключают и снова включают подачу в него сжатого воздуха. При этом втулка золотника описанным в предыдущем варианте исполнения образом перемещается вперед, а затем назад, поворачиваясь при этом на шаг кольцевого зигзагообразного паза на патрубке. В результате характер сообщений между собой упомянутых радиальных отверстий и лысок патрубка и втулки изменится на противоположный, и пневмопробойник начнет совершать ход, противоположный предыдущему.

Здесь также целесообразно между ударником и золотником при переднем положении первого образовать пусковой клапан, для чего втулку золотника установить на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником. Это так же, как и в предыдущем варианте исполнения, позволит улучшить запуск пневмопробойника в работу.

Кроме того, поставленную техническую задачу можно решить и в третьем варианте исполнения реверсивного пневмопробойника, более простом по конструкции, включающего корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника. Согласно изобретению на внешней поверхности патрубка выполнен кольцевой зигзагообразный паз, причем каждая вторая впадина этого паза на его задней стороне смещена по отношению к остальным на той же стороне в осевом направлении в сторону задней части патрубка примерно на одну и ту же величину, при этом втулка выполнена, по меньшей мере, с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка. Втулка золотника может занимать два положения. Переднее, при котором пневмопробойник совершает прямой ход, и заднее, при котором пневмопробойник совершает обратный ход. Реверсирование пневмопробойника осуществляется описанным в предыдущих вариантах исполнения образом, то есть выключением и снова включением подачи сжатого воздуха.

Целесообразно и в этом варианте исполнения реверсивного пневмопробойника между ударником и золотником при переднем положении первого образовать пусковой клапан, для чего втулку золотника установить на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником, что описанным выше образом улучшает запуск пневмопробойника в работу.

Кроме того, целесообразно в данном варианте исполнения реверсивного пневмопробойника втулку золотника выполнить из наружной и внутренней частей, соединенных между собой шаровым шарниром, что позволит компенсировать линейные и угловые смещения корпуса, ударника и золотника относительно друг друга, возникшие в результате изготовления и эксплуатации. Это позволит уменьшить количество отказов пневмопробойника в работе.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 показан реверсивный пневмопробойник в продольном разрезе с частичными обрывами; на фиг.2 - реверсивный пневмопробойник в продольном разрезе с частичными обрывами по первому варианту исполнения; на фиг.3 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при прямом ходе пневмопробойника; на фиг.4 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при обратном ходе пневмопробойника; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.3; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.7 - развертка по внешней поверхности передней части патрубка золотника пневмопробойника по первому варианту исполнения; на фиг.8 - реверсивный пневмопробойник в продольном разрезе с частичными обрывами по второму варианту исполнения; на фиг.9 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при прямом ходе пневмопробойника; на фиг.10 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при обратном ходе пневмопробойника; на фиг.11 - сечение В-В на фиг.9; на фиг.12 - сечение Г-Г на фиг.10; на фиг.13 - сечение Д-Д на фиг.9; на фиг.14 - сечение Е-Е на фиг.10; на фиг.15 - развертка по внешней поверхности передней части патрубка золотника пневмопробойника по второму варианту исполнения; на фиг.16 - реверсивный пневмопробойник в продольном разрезе с частичными обрывами по третьему варианту исполнения; на фиг.17 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при прямом ходе пневмопробойника; на фиг.18 - тот же пневмопробойник в момент, предшествующий началу обратного хода ударника при обратном ходе пневмопробойника; на фиг.19 - развертка по внешней поверхности передней части патрубка золотника пневмопробойника по третьему варианту исполнения.

Реверсивный пневмопробойник (фиг.1) состоит из корпуса 1, во внутреннем канале 2 которого с возможностью возвратно-поступательного движения расположен ударник 3 с расточкой 4 в задней части, в которую скользяще входит золотник 5 ступенью 6 большого диаметра. Золотник 5 закреплен в гайке 7 корпуса 1 через амортизатор 8 с выхлопными отверстиями 9. На внешней поверхности ударника 3 выполнена проточка 10, в которую выходят отверстия 11 в его стенке, перекрытые ступенью 6 золотника 5. Проточка 10 ударника 3 через лыски 12 на его переднем опорном пояске сообщена с передней полостью 13 между корпусом 1 и ударником 3. Реверсивный пневмопробойник через воздухоподводящий шланг 14, соединенный с золотником 5, и через устройство 15 для его включения соединен с источником 16 сжатого воздуха (компрессором). Варианты исполнения реверсивного пневмопробойника принципиально отличаются конструкцией золотника 5.

Золотник 5 реверсивного пневмопробойника по первому варианту исполнения (фиг.2-7) включает патрубок 17 со сквозным каналом 18. На внешней поверхности 19 передней части патрубка 17 выполнен кольцевой зигзагообразный паз 20 (фиг.7). Вершины выступов на каждой стороне паза 20 смещены по отношению к противолежащим им впадинам в одну и ту же сторону (против часовой стрелки). Количество шагов паза 20 - четное (четыре). В сторону задней части патрубка 17 от паза 20 выполнены два противолежащих друг другу радиальных отверстия 21, соосные с впадинами на задней стороне паза 20. На передней части патрубка 17 скользяще установлена втулка 22, являющаяся ступенью 6 большого диаметра золотника 5, внешней поверхностью 23 скользяще входящая в расточку 4 ударника 3 и перекрывающая отверстия 11 в стенке ударника 3 при его переднем положении. Втулка 22 оперта на заднюю часть корпуса 1 через пружину 24 и удерживается на патрубке 17 двумя противоположно расположенными радиальными пальцами 25, входящими в паз 20 патрубка 17. Подпружиненная втулка 22, ударник 3 и их элементы образуют пусковой клапан для прохода сжатого воздуха из расточки 4 ударника 3 в переднюю полость 13. На передней части втулки 22 выполнена проточка 26, в которую выходят два противолежащих друг другу радиальных отверстия 27, расположенные в одной вертикальной плоскости с пальцами 25. Исходное расстояние между осями отверстий 21 патрубка 17 и отверстий 27 втулки 22 равно расстоянию между центрами впадин противоположных сторон паза 20 патрубка 17, то есть ходу втулки 22 относительно патрубка 17.

Золотник 5 реверсивного пневмопробойника по второму варианту исполнения (фиг.8-15) включает патрубок 17, на внешней поверхности 19 которого выполнен кольцевой зигзагообразный паз 20 (фиг.15) и два радиальных отверстия 21, аналогичные таковым в первом варианте исполнения. В сторону задней части патрубка 17 на его внешней поверхности 19 выполнены две противолежащие друг другу лыски 28, перпендикулярные оси отверстий 21. На передней части патрубка 17 скользяще установлена втулка 22, являющаяся ступенью 6 большого диаметра золотника 5, внешней поверхностью 23 скользяще входящая в расточку 4 ударника 3. Передняя часть втулки 22 аналогична передней части втулки 22 в первом варианте исполнения реверсивного пневмопробойника, также соединена с патрубком 17, также образует с элементами ударника 3 пусковой клапан. На задней части втулки 22 выполнена проточка 29, в которую выходят два противолежащих друг другу радиальных отверстия 30 (фиг.9), оси которых перпендикулярны осям отверстий 27. Осевое положение отверстий 30 втулки 22 выбрано таким, чтобы при ее заднем положении они имели возможность сообщения с атмосферой через лыски 28 патрубка 17. В остальном реверсивный пневмопробойник второго варианта исполнения аналогичен ранее описанному.

Золотник 5 реверсивного пневмопробойника по третьему варианту исполнения (фиг.16-19) включает патрубок 17, на внешней поверхности 19 его передний части выполнен кольцевой зигзагообразный паз 20 (фиг.19). Каждая вторая впадина на задней стороне паза 20 смещена в "сторону задней части патрубка 17 за счет осевых пазов 31. На передней части патрубка 17 скользяще установлена втулка 22, она же - ступень 6 большого диаметра золотника 5. Втулка 22 выполнена из двух частей: внутренней 32 и наружной 33. Внутренняя часть 32 снабжена в передней части буртиком (не обозначен) для установки радиальных пальцев 25 и опоры на него пружины 24. Наружная часть 33 также снабжена в передней части буртиком (поз. не обозначен), между которым и буртиком внутренней части 32 размещена шайба 34. Шайба 34 сопряжена с внутренней частью 32 по сферической поверхности, а с наружной частью 33 - по плоской поверхности, что образует шаровой шарнир между этими частями 32 и 33 и позволяет компенсировать погрешности изготовления и деформации при эксплуатации. Наружная часть 33 фиксирована на патрубке 17 пружинным кольцом 35 и своей внешней поверхностью 23 перекрывает отверстия 11 в ударнике 3, образуя описанным образом пусковой клапан. В остальном пневмопробойник по третьему варианту аналогичен ранее описанным.

По первому варианту исполнения реверсивный пневмопробойник работает следующим образом. Сжатый воздух от его источника 16 (фиг.1) через открытое устройство 15 для включения реверсивного пневмопробойника, воздухоподводящий шланг 14 и золотник 5 поступает в расточку 4 ударника 3, где его поток затормаживается, и статическое давление в ней повышается.

По первому варианту исполнения в реверсивном пневмопробойнике (фиг.2-7) после достижения статическим давлением в расточке 4 ударника 3 значения, при котором величина его произведения на площадь втулки 22 (фиг.2) превысит силу затяжки пружины 24, втулка 22 переместится в свое заднее положение. При этом втулка 22 движется вначале прямолинейно, а после встречи ее радиальных пальцев 25 (фиг.7) с левыми откосами выступов на задней стороне кольцевого зигзагообразного паза 20 она повернется по часовой стрелке на половину шага зигзага указанного паза 20. После чего втулка 22 займет положение, соответствующее началу обратного хода ударника 3 при прямом ходе реверсивного пневмопробойника (фиг.3), при котором радиальные отверстия 21 патрубка 17 будут изолированы от радиальных отверстий 27 втулки 22 (фиг.5). Сжатый воздух из расточки 4 ударника 3 через отверстия 11, проточку 10 и лыски 12 поступает в переднюю полость 13 (фиг.1) между корпусом 1 и ударником 3 с передним фронтом потока, более крутым, чем у потока на входе в указанную расточку 4. Это способствует более надежному страгиванию ударника 3 с места, то есть лучшему запуску реверсивного пневмопробойника. Так как площадь ударника 3 со стороны передней полости 13 больше его площади со стороны расточки 4, то он начнет двигаться в сторону задней части корпуса 1. После перекрытия втулкой 22 отверстий 11 в ударнике 3 поступление сжатого воздуха в переднюю полость 13 прекратится, и в ней начнется процесс расширения сжатого воздуха. После прохождения отверстий 11 ударника 3 задней кромкой втулки 22 через эти отверстия 11 и далее через отверстия 9 в амортизаторе 8 из передней полости 13 начнется выхлоп отработанного в ней сжатого воздуха в атмосферу, а ударник 3 продолжит свое движение назад по инерции. Не доходя до переднего торца гайки 7 корпуса 1, ударник 3 остановится и под действием сжатого воздуха на него со стороны его расточки 4 начнет двигаться вперед. После перекрытия отверстий 11 втулкой 22 в ударнике 3 в передней полости 13 начнется сжатие отсеченного в ней воздуха, а после их открытия начнется поступление в нее сжатого воздуха из расточки 4. Преодолевая противодавление со стороны передней полости 13, ударник 3 нанесет удар по передней части корпуса 1, продвигая его в грунте и образуя тем самым скважину. Далее описанный процесс циклически повторяется. Для реверсирования пневмопробойника прекращают подачу сжатого воздуха в него путем установки устройства 15 для его включения (фиг.1) в положение "закрыто". Отсеченный в системе: воздухоподводящий шланг 14 - реверсивный пневмопробойник сжатый воздух срабатывается при все слабеющих ударах ударника 3, и давление в расточке 4 ударника 3 падает. При некотором его значении пружина 24, преодолевая противодавление на втулку 22 со стороны расточки 4, переместит втулку 22 в переднее положение. При этом втулка 22 описанным образом повернется на полшага зигзага паза 20 по часовой стрелке. Снова включают подачу сжатого воздуха через устройство 15, втулка 22 переместится в заднее положение, снова повернувшись на полшага зигзага паза 20 в ту же, что и раньше, сторону. Отверстия 27 втулки 22 совместятся с отверстиями 21 патрубка 17 (фиг.4, 6). Втулка 22 при своем движении в заднее положение сработает как запорный элемент пускового клапана и откроет отверстия 11 в ударнике 3. После этого ударник 3 начнет двигаться назад, и после вхождения его отверстий 11 в проточку 26 в переднюю полость 13 начнет поступать дополнительное количество сжатого воздуха. Под действием дополнительного импульса со стороны передней полости 13 ударник 3 ускоренно продолжает свое движение назад. После прохождения отверстиями 11 ударника 3 проточки 26 поступление сжатого воздуха в переднюю полость 13 прекратится, а после прохождения этими отверстиями задней кромки втулки 22 из передней полости 13 начнется выхлоп отработанного сжатого воздуха. Вследствие большего импульса со стороны передней полости 13 ударник 3 нанесет удар по переднему торцу гайки 7 корпуса 1, сообщая ему движение назад. После этого ударник 3 под действием давления сжатого воздуха в его расточке 4 начнет двигаться вперед. После прохождения отверстиями 11 задней кромки втулки 22 в передней полости 13 начнется сжатие отсеченного в ней воздуха, а после вхождения их в проточку 26 - подача сжатого воздуха в переднюю полость 13. Вследствие более ранней подачи сжатого воздуха в переднюю полость 13 ударник 3 не наносит удара по передней части корпуса 1 и начинает двигаться назад. В этом положении частей реверсивного пневмопробойника и их деталей ударник 3 наносит удары только по задней части корпуса 1 реверсивного пневмопробойника, заставляя его совершать обратный ход. Дальше описанный процесс циклически повторяется.

По второму варианту исполнения реверсивный пневмопробойник (фиг.8-15) работает следующим образом. Из исходного положения (фиг.8) под действием сжатого воздуха со стороны проточки 4 ударника 3 втулка 22 перемещается в заднее положение (фиг.9, 11, 13), и при этом лыски 28 на патрубке 17 совместятся с радиальными отверстиями 30 втулки 22.

Ударник 3 описанным образом приведется в движение назад. После прохождения отверстий 11 ударника 3 мимо проточки 29 через лыски 28 начнется выхлоп отработанного в полости 13 сжатого воздуха. Ударник 3 описанным образом завершит свое движение назад и начинает двигаться вперед. После прохождения отверстиями 11 ударника 3 при его движении вперед проточки 29 втулки 22 произойдут описанные процессы, и работа пневмопробойника будет циклически повторяться. Для реверсирования машины выключают и снова включают подачу сжатого воздуха через устройство 15 (фиг.1). Втулка 22 описанным образом переместится в переднее и снова в заднее положения, повернувшись при этом на шаг кольцевого зигзагообразного паза 20 (фиг.15). При этом отверстия 21 в патрубке 17 совпадут с отверстиями 27 во втулке 22, а радиальные отверстия 30 во втулке 22 будут изолированы от лысок 28 патрубка 17 (фиг.10, 12, 14). После прохождения отверстиями 11 ударника 3 проточки 26 втулки 22 в передней полости 13 (фиг.1) начнется процесс расширения отсеченного в ней сжатого воздуха до выхлопа из нее после прохождения этими отверстиями задней кромки втулки 22. Это способствует большему расширению сжатого воздуха в передней полости 13, то есть возможности меньшей подачи его за счет небольшой длины проточки 26 втулки 22 и, следовательно, снижению его расхода. Ударник 3 описанным образом нанесет удар по переднему торцу гайки 7 корпуса 1 (фиг.1), заставляя пневмопробойник двигаться назад. Далее процесс опять циклически повторяется.

По третьему варианту исполнения в реверсивном пневмопробойнике (фиг.16-19) при подаче сжатого воздуха через устройство 15 наружная часть 33 втулки 22 давлением сжатого воздуха в расточке 4 ударника 3 через шайбу 34 прижимается к внутренней части 32 втулки 22 и совместно они образуют ступень 6 большого диаметра золотника 5. Так же описанным образом втулка 22 перемещается в промежуточное заднее положение (фиг.17), при котором ударник 3 наносит удары по передней части корпуса 1, тем самым пневмопробойник совершает прямой ход. Для реверсирования его хода выключают и снова включают подачу сжатого воздуха в реверсивный пневмопробойник через устройство 15 (фиг.1). При этом втулка 22, как одно целое, вначале занимает переднее положение, повернувшись при этом описанным образом на полшага кольцевого зигзагообразного паза 20 (фиг.19), а затем, повернувшись тем же образом при скольжении пальцев 25 в осевых пазах 31, переместится в крайнее заднее положение. Количество сжатого воздуха, подаваемого в переднюю полость 13, увеличивается, и ударник 3 начинает наносить удары по переднему торцу гайки 7 корпуса 1 (фиг.1), заставляя реверсивный пневмопробойник совершать обратный ход. За счет большого смещения втулки 22 в заднее положение здесь имеется значительное расширение сжатого воздуха в передней полости 13 при обратном ходе ударника 3, что благоприятно сказывается на снижении расхода сжатого воздуха. Линейные и угловые перекосы корпуса 1 золотника 5 и ударника 3 относительно легко компенсируются при взаимном проскальзывании внутренней части 32 и наружной части 33 втулки 22 по поверхностям шайбы 34.

Таким образом, во всех вариантах исполнения реверсивного пневмопробойника для его реверсирования не требуется оказывать физическое воздействие на воздухоподводящий шланг 14 (фиг.1). При реверсировании со стороны машины на воздухоподводящий шланг 14 также не оказывается никакого силового воздействия. Во всех вариантах нет ни одной подвижной детали, могущей контактировать с грунтом. Это позволит повысить надежность и, как следствие, долговечность работы реверсивного пневмопробойника.

Изобретение относится к бестраншейной прокладке подземных коммуникаций значительной протяженности и заданной траектории. Техническая задача - повышение надежности и долговечности работы за счет создания конструкции пневмопробойника закрытого типа и реверсирования его только выключением и включением подачи сжатого воздуха. Он включает корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки с, по меньшей мере, одним радиальным пальцем, входящим в выполненный на детали, неподвижно соединенной с корпусом, кольцевой зигзагообразный паз. Втулка золотника охватывает переднюю часть его патрубка, являясь ступенью большого диаметра золотника, упомянутый кольцевой зигзагообразный паз выполнен на внешней поверхности патрубка. В первом варианте на передних частях патрубка и втулки золотника выполнено, по меньшей мере, по одному радиальному отверстию. Во втором варианте дополнительно на внешней поверхности патрубка выполнены лыски, смещенные к задней части патрубка. В третьем варианте каждая вторая впадина на задней стороне кольцевого зигзагообразного паза продлена в сторону задней части патрубка. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Реверсивный пневмопробойник, включающий корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника, отличающийся тем, что на внешней поверхности патрубка выполнены кольцевой зигзагообразный паз, а на его передней части по меньшей мере одно радиальное отверстие, при этом втулка имеет по меньшей мере одно радиальное отверстие в ее передней части и выполнена по меньшей мере с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка.2. Пневмопробойник по п.1, отличающийся тем, что между ударником и золотником при переднем положении первого образован пусковой клапан, для чего втулка золотника установлена на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником.3. Реверсивный пневмопробойник, включающий корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительной задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника, отличающийся тем, что на внешней поверхности патрубка выполнены кольцевой зигзагообразный паз и две противолежащие друг другу лыски, смещенные к задней части патрубка относительно выполненного на передней части патрубка по меньшей мере одного радиального отверстия, при этом втулка имеет по меньшей мере соответственно как на передней, так и на задней частях одно радиальное отверстие и выполнена по меньшей мере с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка.4. Пневмопробойник по п.3, отличающийся тем, что между ударником и золотником при переднем положении первого образован пусковой клапан, для чего втулка золотника установлена на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником.5. Реверсивный пневмопробойник, включающий корпус, расположенный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения ударник с расточкой в задней части, скользяще входящий в нее ступенью большого диаметра золотник, состоящий из закрепленного в задней части корпуса патрубка и скользяще соединенной с ним подпружиненной относительно задней части корпуса втулки, которая охватывает переднюю часть патрубка и является ступенью большого диаметра золотника, отличающийся тем, что на внешней поверхности патрубка выполнен кольцевой зигзагообразный паз, причем каждая вторая впадина этого паза на его задней стороне смещена по отношению к остальным на той же стороне в осевом направлении в сторону задней части патрубка примерно на одну и ту же величину, при этом втулка выполнена по меньшей мере с одним радиальным пальцем, установленным с возможностью его размещения в кольцевом зигзагообразном пазу патрубка.6. Пневмопробойник по п.5, отличающийся тем, что между ударником и золотником при переднем положении первого образован пусковой клапан, для чего втулка золотника установлена на его патрубке с перекрытием внешней поверхностью втулки отверстий в стенке ударника, сообщенных с передней полостью между корпусом и ударником.7. Пневмопробойник по п.5 или 6, отличающийся тем, что втулка золотника выполнена из наружной и внутренней частей, соединенных между собой шаровым шарниром.