ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПНОГО ПЕРФОРАТОРА Российский патент 2007 года по МПК E21B19/86 

Предлагаемое изобретение относится к пневматическим телескопным перфораторам, представляющим собою пневматическую поршневую машину ударно-поворотного действия, работающую под действием сжатого воздуха и предназначенную для бурения восстающих шпуров и скважин при проходке горных выработок.

Пневматический телескопный перфоратор состоит из собственно бурильной машины - перфоратора и расположенного на одной с ним оси телескопного пневматического податчика (далее - податчика), связующим звеном для которых является корпус пускового устройства («корпус пускового устройства» имеет еще название - «головка») (далее - корпус), в котором размещен пусковой кран с закрепленной на его хвостовой части, выступающей из корпуса наружу рукояткой управления краном.

Пусковой кран (далее - кран) имеет четыре функциональные позиции, одна из которых «ВЫКЛЮЧЕНО», при которой сжатый воздух не поступает ни к перфоратору, ни к податчику.

Три другие позиции крана - рабочие: «ПОДЪЕМ ТЕЛЕСКОПА», при котором сжатый воздух подается только в поршневую полость податчика и выдвигает шток, упирающийся в почву, чем осуществляется подъем перфоратора на необходимую высоту и создание необходимого подающего усилия при бурении, «ЗАБУРИВАНИЕ», когда к перфоратору подается ограниченное количество сжатого воздуха за счет неполного открытия впускного отверстия, и «ПОЛНАЯ РАБОТА», когда впускное отверстие открывается полностью, и перфоратор развивает полную мощность.

При позициях крана «ЗАБУРИВАНИЕ» и «ПОЛНАЯ РАБОТА» сжатый воздух также подается в поршневую полость податчика для создания необходимого для бурения подающего усилия на перфоратор, которое может достигать 200 и более кг.

По требованиям безопасности шток податчика не должен самопроизвольно выдвигаться у неработающего, но подключенного к воздушной сети телескопного перфоратора, то есть, когда рукоятка пускового крана находится в позиции «ВЫКЛЮЧЕНО».

В существующих телескопных перфораторах, например ПТ-29, ПТ-36, ПТ-45, ПТ-48 Криворожского завода «Коммунист» (Бурильные машины. И.А.Бегагоен, А.Г.Дядюра, А.И.Бажал, изд-во Недра, Москва, 1972 г., с.205, Перфораторы (справочник) В.М.Васильев, изд-во Недра, Москва, 1989 г., с.45), это требование обеспечивается тщательной притиркой сопрягаемых рабочих поверхностей крана и отверстия в корпусе при производстве телескопных перфораторов в заводских условиях.

В процессе эксплуатации плотность прилегания притертых поверхностей может нарушиться вследствие различных причин: износа, механических повреждений, попадания частиц грязи, при замене крана на другой и по другим причинам, что может привести к перетокам сжатого воздуха в поршневую полость податчика и спровоцировать самопроизвольное выдвижение штока, что в конечном счете не только затруднит работу по управлению телескопным перфоратором, но может привести к тяжелым травмам, так как усилие на выдвигаемом штоке, как было упомянуто ранее, может составлять 200 и более кг.

Предлагаемое изобретение позволяет полностью исключить самопроизвольное выдвижение штока податчика в выключенном положении пускового крана.

На фиг.1 показан продольный разрез фрагмента телескопного перфоратора, включающий целиком пусковое устройство и примыкающие к нему податчик слева и перфоратор справа в позиции пускового крана «ВЫКЛЮЧЕНО».

На фиг.2 показан поперечный ступенчатый разрез, проходящий через пусковое устройство.

На фиг.3, 4 и 5 показаны варианты выполнения пускового крана.

В корпусе 1 пускового устройства помещен пусковой кран 2 пробкового типа. Как правило, кран и соответствующее отверстие в корпусе у пневматических перфораторов выполняются конусными с целью лучшей уплотняемости сопрягаемых рабочих поверхностей за счет прижима крана к корпусу давлением сжатого воздуха.

Кран 2 в направлении убывающего диаметра имеет хвостовую цилиндрическую часть, выступающую из корпуса 1 наружу, на которой закреплена рукоятка 3 управления краном.

Телескопный податчик (фиг.1) имеет цилиндр 4, в котором перемещается поршень 5, в канавках которого установлены уплотнительные манжеты 6. Поршень 5 закреплен на штоке 7 гайкой 8 с пружиной шайбой 9.

Разжимное пружинное кольцо («замок») 10 служит для удержания штока 7 в полностью задвинутом в цилиндр 4 положении при перемещениях телескопного перфоратора.

Телескопный податчик и собственно перфоратор, фрагмент которого показан на фиг.1 справа, соединены с корпусом 1 пускового устройства и стянуты между собой двумя стяжными болтами 11 с гайками (не показаны).

Сжатый воздух из сети поступает в телескопный перфоратор через воздушный патрубок 12, закрепленный на корпусе 1 гайкой 13.

Позицией 14 обозначены детали, относящиеся к пульту дистанционного управления (не показан) податчиком.

Другие детали, показанные на фиг.1 вдоль оси, относятся к механизмам продувки и водяной промывки и не касаются предмета изобретения.

На торце крана 2 со стороны большего диаметра имеется полость 15, а в стенке крана 2, образуемой этой полостью, имеется эллиптической формы отверстие 16, которое в позиции крана «ЗАБУРИВАНИЕ» частично (примерно на ¹/₄) соединяется с аналогичным по форме отверстием (не показано) в корпусе 1, а в позиции крана «ПОЛНАЯ РАБОТА» - полностью соединяется с этим отверстием в корпусе 1 для пропуска сжатого воздуха в перфоратор. В позициях крана «ВЫКЛЮЧЕНО» и «ПОДЪЕМ ТЕЛЕСКОПА» сжатый воздух в перфоратор не подается.

Фиксация крана 2 во всех четырех позициях осуществляется стопором 17, поджатым пружиной 18, который западает в лунки, имеющиеся на кране 2.

На наружной поверхности крана 2 на участке после окончания внутренней полости 15 выполнена полукольцевая канавка 19, занимающая примерно половину окружности. Канавка 19 соединена с внутренней полостью 15 отверстием 20 и при подсоединении телескопного перфоратора к воздушной сети полость канавки 19 постоянно находится под давлением сжатого воздуха при любой позиции крана 2.

В корпусе 1 выполнен канал 21, который одним концом вскрывается в конусное отверстие корпуса на уровне полукольцевой канавки 19 крана 2, а другим концом выходит на торец корпуса 1 со стороны подсоединения телескопного податчика и служит для подачи сжатого воздуха в поршневую полость 22 податчика.

Полукольцевая канавка 19 расположена на кране 2 таким образом, что непрерывно соединяется с каналом 21 в позициях крана «ПОДЪЕМ ТЕЛЕСКОПА», «ЗАБУРИВАНИЕ» и «ПОЛНАЯ РАБОТА», чем обеспечивается непрерывная подача сжатого воздуха в поршневую полость 22 податчика в указанных позициях.

В позиции крана «ВЫКЛЮЧЕНО» доступ сжатого воздуха к каналу 21 и к поршневой полости 22 перекрыт конусной поверхностью крана 2. Надежность этого перекрытия может быть нарушена указанными в начале описания причинами, и, вследствие перетоков сжатого воздуха из отверстия 16 и канавки 19 в канал 21, в поршневой полости 22 податчика может создаваться давление воздуха, способное выдвинуть шток 7 податчика.

Незначительные перетоки сжатого воздуха в поршневую полость податчика в выключенном положении крана могут весьма существенно влиять на выдвижение штока. Следует сказать, что питание податчика во время работы перфоратора осуществляется через отверстие 20 в кране 2, имеющее весьма малый диаметр - 1,5 мм.

Настоящим изобретением предлагается соединить поршневую полость 22 податчика с атмосферой в позиции крана «ВЫКЛЮЧЕНО» посредством канала, выполненного в кране 2, и соединяющего поверхность хвостовой его части, выступающей из корпуса 1 наружу и находящейся под воздействием атмосферного давления, с каналом 21 в корпусе 1.

Канал в пусковом кране 2 может иметь следующие варианты исполнения:

- канал выполнен со стороны торца хвостовой части пускового крана в виде последовательно расположенных продольного 23 и радиального 24 отверстий (фиг.2),

- канал выполнен со стороны поверхности вращения хвостовой части пускового крана 2 в виде наклонного отверстия 25 (фиг.3),

- канал выполнен в виде продольной 26 (фиг.4) или спиральной 27 (фиг.5) канавки на наружной рабочей поверхности пускового крана со стороны основания его хвостовой части.

Работа пускового устройства осуществляется следующим образом.

Пусковой кран 2 находится в позиции «ВЫКЛЮЧЕНО». После подсоединения патрубка 12 к сети сжатого воздуха последний поступает во внутреннюю полость 15 крана 2 и оттуда через отверстие 20 в полукольцевую канавку 19. Сжатый воздух в перфоратор и в поршневую полость податчика не поступает. При этом поршневая полость 22 податчика каналом 21 в корпусе 1 и каналами 23 и 24 (или каналом 25 на фиг.3, или канавками 26 и 27 на фиг.4 и 5 соответственно) в кране 2 сообщена с атмосферой и тем самым исключается возможность самопроизвольного выдвижения штока даже в случае перетока сжатого воздуха через неплотности сопряжения наружной рабочей поверхности крана 2 с соответствующим отверстием в корпусе 1.

После переключения пускового крана 2 в позицию «ПОДЪЕМ ТЕЛЕСКОПА» полукольцевая канавка 19 на кране 2 сообщается с каналом 21 в корпусе 1 и сжатый воздух по каналу 21 поступает в поршневую полость 22 податчика, создает давление на поршень 5 и перемещает его вместе со штоком 7. Телескопный перфоратор подготовлен к бурению.

После переключения пускового крана 2 в позицию «ЗАБУРИВАНИЕ» эллиптическое отверстие 16 в стенке крана 2 частично совмещается с аналогичным отверстием (не показано) в корпусе 1 и сжатый воздух в ограниченном количестве поступает в перфоратор для привода в действие ударно-поворотного механизма на неполную мощность для забуривания. При этом полукольцевая канавка 19 на кране 2 продолжает сообщаться с каналом 21 в корпусе 1 и податчик продолжает осуществлять осевое подающее усилие на перфоратор.

После переключения пускового крана 2 в позицию «ПОЛНАЯ РАБОТА» эллиптическое отверстие 16 в стенке крана 2 полностью совмещается с аналогичным отверстием в корпусе 1 и сжатый воздух в полном объеме поступает в перфоратор и заставляет его развивать полную мощность. При этом полукольцевая канавка 19 продолжает сообщаться с каналом 21 в корпусе 1, и податчик продолжает осуществлять подающее осевое усилие на перфоратор.

После окончания бурения пусковой кран 2 переводится в позицию «ВЫКЛЮЧЕНО». При этом перфоратор прекращает работу, а воздух из поршневой полости 22 податчика через канал 21 в корпусе 2 и каналы 24 и 23 (фиг.2) или канал 25 (фиг.3) или канавки 26 и 27 (фиг.4 и 5 соответственно) в кране 2 выпускается в атмосферу, и перфоратор опускается.

Изобретение относится к пневматическим телескопным перфораторам. Технической задачей является обеспечение безопасности при работе в части исключения самопроизвольного выдвижения штока пневмоподатчика под действием сжатого воздуха в выключенном положении пускового крана за счет возможных перетоков сжатого воздуха через пусковой кран в поршневую полость пневмоподатчика. Достигается тем, что в позиции пускового крана "ВЫКЛЮЧЕНО" поршневая полость пневмоподатчика сообщена с атмосферой, для чего в пусковом кране со стороны его хвостовой части, выступающей наружу из корпуса, на которой закреплена рукоятка управления краном, выполнен канал или канавка на наружной рабочей поверхности крана, соединяющиеся с каналом в корпусе, по которому сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоподатчика в рабочих позициях пускового крана. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Пусковое устройство пневматического телескопного перфоратора, содержащее корпус, в котором помещен пусковой кран, имеющий выступающую из корпуса хвостовую часть, осуществляющий в его рабочих позициях подачу сжатого воздуха в перфоратор и по каналу в корпусе в поршневую полость пневмоподатчика, отличающееся тем, что в позиции пускового крана "Выключено" поршневая полость пневмоподатчика сообщена с атмосферой посредством канала, выполненного в пусковом кране, соединяющего поверхность его хвостовой части с каналом в корпусе.2. Пусковое устройство пневматического телескопного перфоратора по п.1, отличающееся тем, что канал в пусковом кране выполнен со стороны торца его хвостовой части в виде последовательно расположенных продольного и радиального отверстий.3. Пусковое устройство пневматического телескопного перфоратора по п.1, отличающееся тем, что канал в пусковом кране выполнен со стороны поверхности вращения его хвостовой части в виде наклонного отверстия.4. Пусковое устройство пневматического перфоратора по п.1 отличающееся тем, что канал в пусковом кране выполнен в виде канавки на наружной рабочей поверхности пускового крана со стороны основания его хвостовой части.