Устройство для ударного бурения с двигателем внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК E21C37/22 B25D9/10 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам ударного действия с приводом от двигателя внутреннего сгорания, используемым для бурения шпуров, дробления крепких пород. Известно устройство для ударного бурения с двигателем внутреннего сгорания, включающее корпус, э полости которого с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен приводной поршень двигателя, приводящий в действие ударный поршень посредством газа камеры рабочего хода и в теле корпуса выполнена камера обратного хода и канал отвода газов из камеры рабочего хода, причем ударный поршень выполнен с кольцевым буртом и штоком 1. Недостатком устройства является невысокая ударная мощность. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ударного бурения с двигателем внутреннего сгорания, включающее корпус с приводным поршнем двигателя, сообщающим посредством камеры рабочего хода возвратно-поступательное перемещение ударному поршню, выполненному со штоком и кольцевым буртом, между которым и направляющей щтока ударного поршня образована камера обратного хода, которая посредством канала с перепускным клапаном сообщена с камерой рабочего хода и периодически - с полостью газовой пружины возврата и атмосферой 2. Недостатком известного устройства для ударного бурения с двигателем внутреннего сгорания является то, что вследствие соприкосновения стенок ударного поршня с горячими газами как с внутренней, так и с внешней стороны, происходит разогрев нагруженных участков поршня, снижается срок службы устройства. Кроме того, из-за ограничения возможности увеличения частоты ударов, снижение массы поршня в результате размещения в нем газовой пружины приводит к уменьшению ударной мощности. Помимо этого, высока вероятность травмирования обслуживающего пресонала при замене рабочего инструмента во время работы двигателя на холостом ходу. Цель изобретения - повышение срока службы устройства, его ударной мощноети и обеспечение безопасной смены рабочего инструмента при включенном двигателе Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ударного бурения с двигателем внутреннего сгорания, включающем корпус с приводным поршнем двигателя, сообщающим посредством газа камеры рабочего хода возвратно-поступательное перемещение ударному поршню, выполненному со штоком и кольцевым буртом, между которым и направляющей Ц1тока ударного поршня образована камера обратного хода. которая посредством канала с перепускным клапаном сообщена с камерой рабочего хода и периодически - с полостью газовой пружины возврата и атмосферой, устройство снабжено золотниковым распределителем, который установлен в соединяющем камеры рабочего и обратного ходов канале, а последняя сообщена с атмосферой через распределитель, причем в штоке ударного поршня выполнены продольные пазы, при этом полость газовой пружины размещена в направляющей штока ударного поршня и с камерой обратного хода сообщена через продольные пазы штока. На чертеже представлено предлагаемое устройство, разрез. Устройство состоит из корпуса 1, в котором установлены приводной поршень 2 и ударный поршень 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Ударный поршень 3 выполнен с кольцевым буртом 4, штоком 5 с продольными пазами 6 и каналом 7. Между приводным и ударным поршнями образована камера 8 рабочего хода, заполняемая рабочим газом (в данном случае топливовоздушной смесью), который воспламеняется от запальной свечи или от сжатия. Кольцевой бурт 4 и верхний торец направляющей 9, шток 5 совместно с расширенной частью корпуса 1 образуют камеру 10 обратного хода. Рабочая камера 8 и камера 10 обратного хода сообшены между собой посредством канала 11 для отвода газов, золотникового распределителя 12 и перепускного клапана 13, встроенного в золотник распределителя 12. В теле направляющей 9 размещена газовая пружина, выполненная в виде кольцевой полости 14, сообщенная с камерой 10 обратного хода посредством кольцевой канавки 15 и каналов 16, выполненных также в теле направляющей 9 и пазов 6, выполненных в штоке 5 ударного поршня 3. Устройство работает следующим обраПод действием давления газов в камере 8 рабочего хода совершается рабочий ход приводного 2 и ударного 3 поршней. При движении ударного поршня 3 вниз канал 7 в штоке 5 перекрывается стенкой направляющей 9, газы в камере 10 обратного хода и полости 14 сжимаются, образуя упругую среду, причем, когда кромки пазов 6 перекроются кромкой 17 направляющей 9, nOviocTb 14 запирается и дальнейшее наиболее высокое сжатие газов происходит только в камере 10 обратного хода, что останавливает ударный поршень 3 без удара о верхний торец направляющей 9, а затем энергия сжатого газа заставляет его возвратиться в исходное положение, т. е. подготовиться к следующему рабочему ходу. При этом в начальный момент действуют сжатые газы только камеры 10 обратного хода, а по мере выхода кромок пазов 6 выше кромки 17 направляющей 9 вступают в работу газы, сжатые в полости 14, откуда они по каналу 16 и кольцевую канавку 15 через продольные пазы 6 перетекают в камеру 10 обратного хода и дают дополнительную энергию, возвращающую ударный поршень в исходное положение. В начальный же момент движения ударного порщня 3 в исходное положение перепускной канал И закрыт, что исключает возможность перетекания сжатых газов из камеры 10 обратного хода в камеру 8 рабочего хода. По мере перемещения ударного поршня 3 вверх, давление сжатых газов в камере 10 и полости 14 падает, а в камере 8 рабочего хода возрастает, и когда давление в камере 10 и полости 14 будет ниже, чем в камере 8 рабочего хода, перепускной канал 11 открывается, обеспечивая подачу газа в обратном направлении, т. е. в камеру 10 и полость 14. Для более резкого начала перемещения ударного поршня 3 в момент начала его рабочего хода часть газа из камеры 10 обратного хода сбрасывается через канал 7 на продувку шпура, это происходит тогда, когда канал 7 окажется выше кромки 17. При. выполнении бурильных или отбой- ных работ двухпозиционный золотниковый распределитель 12 открыт, чем обеспечивается подача газа, из камеры 8 рабочего хода- через канал 11 и перепускной клапан 13 в камеру 10 обратного хода. При работе на холостом ходу или при смене рабочего инструмента золотниковый распределитель 12 закрыт, за счет чего перекрыт доступ рабочего газа из камеры 8 в камеру 10, которая в этот момент сообщена с атмосферой. Ударный порщень 3 останавливается вместе с ним останавливается механизм вращения инструмента, а двигатель устройства продолжает работать на малых оборотах, т.е. на холостом ходу. При использовации предлагаемого устройства обеспечивается безопасная замена рабочего инструмента при включенном двигателе, так как обгонная муфта вращения инструмента и ударный поршень находятся в состоянии покоя. Кроме того, путем улучшения теплового режима увеличивается мощность и долговечность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАРНОГО БУРЕНИЯ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающее корпус с приводным поршнем двигателя, сообщаюш,им посредством газа камеры рабочего хода возвратно-поступательное леремеш,ение ударному поршню, выполненному со штоком и кольцевым буртом, между которым и направляющей штока ;дарного поршня образована камера обратного хода которая посредством канала с перепускным клапаном сообщена с камерой рабочего хода и периодически - с полостью газовой пружины возврата и атмосферой, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы устройства, его ударной мощности и обеспечения безопасной смены рабочего инструмента при включенном двигателе, оно снабжено золотниковым распределителем, который установлен в соединяющем камеры рабочего и обратного ходов канале, а последняя сообщена с атмосферой через распределитель, причем в штоке ударного поршня выполнены продольные пазы, при этом полость газовой пружины размещена в направляющей штока ударного поршня и с камерой обратного хода сообщена через продольные пазы штока.